Aplicação do Analisador Eletrocirúrgico de Alta Frequência KP2021 e Analisador de Rede em Testes Thermage
2025-09-08
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Resumo
Thermage, uma tecnologia não invasiva de radiofrequência (RF) para o endurecimento da pele, é amplamente utilizada em estética médica. Com o aumento das frequências de operação para 1MHz-5MHz, os testes enfrentam desafios como o efeito pele, o efeito de proximidade e parâmetros parasitas. Com base na norma GB 9706.202-2021, este artigo explora a aplicação integrada do analisador eletrocirúrgico de alta frequência KP2021 e do analisador de rede vetorial (VNA) na medição de potência, análise de impedância e validação de desempenho. Através de estratégias otimizadas, essas ferramentas garantem a segurança e a eficácia dos dispositivos Thermage.
Palavras-chave: Thermage; analisador eletrocirúrgico de alta frequência KP2021; analisador de rede; testes de alta frequência;
Norma IEC 60601-2-20; efeito pele; parâmetros parasitas
Introdução
Thermage é uma tecnologia não invasiva de RF para o endurecimento da pele que aquece as camadas profundas de colágeno para promover a regeneração, alcançando o endurecimento da pele e efeitos antienvelhecimento. Como um dispositivo estético médico, a estabilidade, segurança e consistência de desempenho de sua saída de RF são críticas. De acordo com a IEC 60601-2-2 e seu equivalente chinês, GB 9706.202-2021, os dispositivos médicos de RF exigem testes de potência de saída, corrente de fuga e correspondência de impedância para garantir a segurança e eficácia clínica.
Dispositivos eletrocirúrgicos de alta frequência utilizam corrente de alta densidade e alta frequência para criar efeitos térmicos localizados, vaporizando ou interrompendo o tecido para corte e coagulação. Esses dispositivos, normalmente operando na faixa de 200kHz-5MHz, são amplamente utilizados em cirurgias abertas (por exemplo, cirurgia geral, ginecologia) e procedimentos endoscópicos (por exemplo, laparoscopia, gastroscopia). Enquanto as unidades eletrocirúrgicas tradicionais operam a 400kHz-650kHz (por exemplo, 512kHz) para corte e hemostasia significativos, dispositivos de frequência mais alta (1MHz-5MHz) permitem cortes e coagulações mais finos com danos térmicos reduzidos, adequados para cirurgia plástica e dermatologia. À medida que dispositivos de frequência mais alta, como facas de RF de baixa temperatura e sistemas de RF estéticos, surgem, os desafios de teste se intensificam. A norma GB 9706.202-2021, particularmente a cláusula 201.5.4, impõe requisitos rigorosos sobre instrumentos de medição e resistores de teste, tornando os métodos tradicionais inadequados.
O analisador eletrocirúrgico de alta frequência KP2021 e o analisador de rede vetorial (VNA) desempenham papéis fundamentais nos testes Thermage. Este artigo examina suas aplicações em controle de qualidade, validação de produção e manutenção, analisando os desafios de testes de alta frequência e propondo soluções inovadoras.
Visão geral e funções do analisador eletrocirúrgico de alta frequência KP2021
O KP2021, desenvolvido pela KINGPO Technology, é um instrumento de teste de precisão para unidades eletrocirúrgicas de alta frequência (ESUs). Seus principais recursos incluem:
Ampla faixa de medição: Potência (0-500W, ±3% ou ±1W), tensão (0-400V RMS, ±2% ou ±2V), corrente (2mA-5000mA, ±1%), corrente de fuga de alta frequência (2mA-5000mA, ±1%), impedância de carga (0-6400Ω, ±1%).
Cobertura de frequência: 50kHz-200MHz, suportando modos contínuos, pulsados e de estimulação.
Modos de teste diversos: Medição de potência de RF (monopolar/bipolar), teste de curva de carga de potência, medição de corrente de fuga e teste REM/ARM/CQM (monitoramento do eletrodo de retorno).
Automação e compatibilidade: Suporta testes automatizados, compatível com marcas como Valleylab, Conmed e Erbe, e integra-se com sistemas LIMS/MES.
Em conformidade com a IEC 60601-2-2, o KP2021 é ideal para P&D, controle de qualidade de produção e manutenção de equipamentos hospitalares.
Visão geral e funções do analisador de rede
O analisador de rede vetorial (VNA) mede parâmetros de rede de RF, como parâmetros S (parâmetros de dispersão, incluindo coeficiente de reflexão S11 e coeficiente de transmissão S21). Suas aplicações em testes de dispositivos médicos de RF incluem:
Correspondência de impedância: Avalia a eficiência da transferência de energia de RF, reduzindo as perdas por reflexão para garantir uma saída estável sob diferentes impedâncias da pele.
Análise de resposta de frequência: Mede as respostas de amplitude e fase em uma ampla faixa (10kHz-20MHz), identificando distorções de parâmetros parasitas.
Medição do espectro de impedância: Quantifica a resistência, reatância e ângulo de fase por meio da análise do gráfico de Smith, garantindo a conformidade com a GB 9706.202-2021.
Compatibilidade: VNAs modernos (por exemplo, Keysight, Anritsu) cobrem frequências de até 70GHz com precisão de 0,1dB, adequados para P&D e validação de dispositivos médicos de RF.
Esses recursos tornam os VNAs ideais para analisar a cadeia de RF do Thermage, complementando os medidores de potência tradicionais.
Requisitos padrão e desafios técnicos em testes de alta frequência
Visão geral da norma GB 9706.202-2021
A cláusula 201.5.4 da GB 9706.202-2021 determina que os instrumentos que medem a corrente de alta frequência forneçam precisão RMS verdadeira de pelo menos 5% de 10kHz a cinco vezes a frequência fundamental do dispositivo. Os resistores de teste devem ter uma potência nominal de pelo menos 50% do consumo de teste, com precisão do componente de resistência dentro de 3% e um ângulo de fase de impedância não superior a 8,5° na mesma faixa de frequência.
Embora esses requisitos sejam gerenciáveis para unidades eletrocirúrgicas tradicionais de 500kHz, os dispositivos Thermage operando acima de 4MHz enfrentam desafios significativos, pois as características de impedância do resistor impactam diretamente a medição de potência e a precisão da avaliação de desempenho.
Características principais dos resistores em altas frequências
Efeito pele
O efeito pele faz com que a corrente de alta frequência se concentre na superfície de um condutor, reduzindo a área condutiva efetiva e aumentando a resistência real do resistor em comparação com os valores de CC ou baixa frequência. Isso pode levar a erros de cálculo de potência superiores a 10%.
Efeito de proximidade
O efeito de proximidade, ocorrendo junto com o efeito pele em condutores próximos, exacerba a distribuição desigual da corrente devido às interações do campo magnético. Nos projetos de sonda de RF e carga do Thermage, isso aumenta as perdas e a instabilidade térmica.
Parâmetros parasitas
Em altas frequências, os resistores exibem indutância parasita (L) e capacitância (C) não negligenciáveis, formando uma impedância complexa Z = R + jX (X = XL - XC). A indutância parasita gera reatância XL = 2πfL, aumentando com a frequência, enquanto a capacitância parasita gera reatância XC = 1/(2πfC), diminuindo com a frequência. Isso resulta em um desvio do ângulo de fase de 0°, potencialmente excedendo 8,5°, violando os padrões e arriscando uma saída instável ou superaquecimento.
Parâmetros reativos
Parâmetros reativos, impulsionados pelas reatâncias indutivas (XL) e capacitivas (XC), contribuem para a impedância Z = R + jX. Se XL e XC estiverem desequilibrados ou excessivos, o ângulo de fase desvia significativamente, reduzindo o fator de potência e a eficiência da transferência de energia.
Limitações dos resistores não indutivos
Resistores não indutivos, projetados para minimizar a indutância parasita usando estruturas de filme fino, filme espesso ou filme de carbono, ainda enfrentam desafios acima de 4MHz:
Indutância parasita residual: Mesmo pequenas indutâncias produzem reatância significativa em altas frequências.
Capacitância parasita: A reatância capacitiva diminui, causando ressonância e desvio da resistência pura.
Estabilidade de banda larga: Manter o ângulo de fase ≤8,5° e a precisão da resistência ±3% de 10kHz-20MHz é desafiador.
Dissipação de alta potência: Estruturas de filme fino têm menor dissipação de calor, limitando o manuseio de potência ou exigindo projetos complexos.
Aplicação integrada de KP2021 e VNA em testes Thermage
Projeto do fluxo de trabalho de teste
Preparação: Conecte o KP2021 ao dispositivo Thermage, definindo a impedância de carga (por exemplo, 200Ω para simular a pele). Integre o VNA na cadeia de RF, calibrando para eliminar parasitas de cabo.
Teste de potência e fuga: O KP2021 mede a potência de saída, tensão/corrente RMS e corrente de fuga, garantindo a conformidade com os padrões GB e monitora a funcionalidade REM.
Análise de impedância e ângulo de fase: O VNA verifica a faixa de frequência, mede os parâmetros S e calcula o ângulo de fase. Se >8,5°, ajuste a rede de correspondência ou a estrutura do resistor.
Compensação de efeito de alta frequência: O teste de modo de pulso do KP2021, combinado com a reflectometria no domínio do tempo (TDR) do VNA, identifica distorções de sinal, com algoritmos digitais compensando erros.
Validação e relatório: Integre os dados em sistemas automatizados, gerando relatórios compatíveis com GB 9706.202-2021 com curvas de carga de potência e espectros de impedância.
O KP2021 simula impedâncias da pele (50-500Ω) para quantificar os efeitos da pele/proximidade e corrigir as leituras. As medições S11 do VNA calculam os parâmetros parasitas, garantindo um fator de potência próximo a 1.
Soluções inovadoras
Otimização de material e estrutura do resistor
Design de baixa indutância: Use resistores de filme fino, filme espesso ou filme de carbono, evitando estruturas enroladas em fio.
Baixa capacitância parasita: Otimize a embalagem e o design dos pinos para minimizar a área de contato.
Correspondência de impedância de banda larga: Empregue resistores paralelos de baixo valor para reduzir os efeitos parasitas e manter a estabilidade do ângulo de fase.
Instrumentos de alta frequência de alta precisão
Medição RMS verdadeira: KP2021 e VNA suportam medição de forma de onda não senoidal em 30kHz-20MHz.
Sensores de banda larga: Selecione sondas de baixa perda e alta linearidade com parâmetros parasitas controlados.
Calibração e validação
Calibre regularmente os sistemas usando fontes de alta frequência certificadas para garantir a precisão.
Otimização do ambiente de teste e conexão
Cabos curtos e conexões coaxiais: Use cabos coaxiais de alta frequência para minimizar perdas e parasitas.
Blindagem e aterramento: Implemente blindagem eletromagnética e aterramento adequado para reduzir a interferência.
Redes de correspondência de impedância: Projete redes para maximizar a eficiência da transferência de energia.
Métodos de teste inovadores
Processamento digital de sinais: Aplique transformadas de Fourier para analisar e corrigir distorções parasitas.
Aprendizado de máquina: Modele e preveja o comportamento de alta frequência, ajustando automaticamente os parâmetros de teste.
Instrumentação virtual: Combine hardware e software para monitoramento em tempo real e correção de dados.
Estudo de caso
Ao testar um sistema Thermage de 4MHz, os resultados iniciais mostraram um desvio de potência de 5% e um ângulo de fase de 10°. O KP2021 identificou corrente de fuga excessiva, enquanto o VNA detectou uma indutância parasita de 0,1μH. Após a substituição por resistores de baixa indutância e otimização da rede de correspondência, o ângulo de fase caiu para 5° e a precisão da potência atingiu ±2%, atendendo aos padrões.
Conclusão
A norma GB 9706.202-2021 destaca as limitações dos testes tradicionais em ambientes de alta frequência. O uso integrado de KP2021 e VNA aborda desafios como o efeito pele e parâmetros parasitas, garantindo que os dispositivos Thermage atendam aos padrões de segurança e eficácia. Os avanços futuros, incorporando aprendizado de máquina e instrumentação virtual, aprimorarão ainda mais os recursos de teste para dispositivos médicos de alta frequência.
https://www.batterytestingmachine.com/videos-51744861-kp2021-electrosurgical-unit-analyzer.html
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A KINGPO irá encontrar-se com vocês na 92a Exposição Internacional de Equipamentos Médicos da China (Outono) em 2025
2025-08-28
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Complexo da Feira de Cantão e Exposição de Tecnologia KINGPO
Sobre o Complexo da Feira de Cantão
O Complexo da Feira de Importação e Exportação da China (também conhecido como Complexo da Feira de Cantão) está localizado na Ilha Pazhou, no distrito de Haizhu, em Guangzhou.62 milhões de metros quadrados e uma área de 620,000 metros quadrados, incluindo 504.000 metros quadrados de espaço de exposição interior e 116.000 metros quadrados de espaço de exposição exterior,O Complexo da Feira de Cantão é o maior complexo de convenções e exposições do mundo.O complexo compreende os Pavilhões A, B, C e D, o Canton Fair Hall e as Torres do Edifício da Feira de Cantão A (o Westin Canton Fair Hotel) e B.O Complexo da Feira de Cantão possui uma localização privilegiada e transporte conveniente, adjacente a principais áreas de desenvolvimento urbano, como a Cidade Nova de Zhujiang, a Zona de Comércio Eletrônico de Pazhou, a Cidade da Ciência de Guangzhou e a Cidade da Universidade de Guangzhou.O complexo integra perfeitamente princípios humanísticos., ecologia verde, alta tecnologia e tecnologia inteligente, brilhando como uma pérola deslumbrante para o mundo.O Complexo da Feira de Cantão não é apenas o local da Feira de Importação e Exportação da China (Feira de Cantão), conhecida como "Exposição No. 1 da China", mas também serve como uma plataforma premium para exposições de marcas e eventos diversos, bem como um local de destaque para conferências internacionais e domésticas de alto nível.Endereço: n.o 382, Yuejiang Middle Road, distrito de Haizhu, Guangzhou
Guia de transporte
Transporte de metrô
Você pode pegar a linha 8 do metrô para o Complexo da Feira de Cantão. A saída A da Estação Xingangdong leva à Área A do Complexo da Feira de Cantão. As saídas A e B da Estação Pazhou levam à Área B do Complexo da Feira de Cantão.Saída C da estação de Pazhou e caminhe 300 metros para oeste até à área C do complexo da feira de Cantão..
Estação Norte/Estação Sul do Aeroporto ---- Estação Este de Xingang/Estação Pazhou
Line 1 (North Extension) Airport North Station (Terminal 2)/Airport South Station (Terminal 1) - Tiyuxi Road Station (Transfer to Line 3) - Kecun Station (Transfer to Line 8) - Xingangdong Station (Canton Fair Complex Area A)/Pazhou Station (Canton Fair Complex Areas B and C)
Da estação de comboios ao Complexo da Feira de Cantão
Da Estação Ferroviária de Guangzhou: Pegue a Linha 2 do Metro (em direção à Estação Sul de Guangzhou) até à Estação Changgang, transfere para a Linha 8 (em direção à Estação Wanshengwei),e saída na estação de Xingangdong (área A) ou na estação de Pazhou (áreas B ou C). Da Estação Ferroviária Guangzhou East: Pegue a Linha 3 do Metro (em direção à Estação Panyu Square) para a Estação Kecun, transfere para a Linha 8 (em direção à Estação Wanshengwei),e saída na estação de Xingangdong (área A) ou na estação de Pazhou (áreas B ou C). Da Estação Sul de Guangzhou: Pegue a Linha 2 do Metro (em direção à Estação Jiahewanggang) para a Estação Changgang, transfere para a Linha 8 (em direção à Estação Wanshengwei),e desça na estação Xingangdong Road (para a área A do Salão de Exposições) ou na estação Pazhou (para as áreas B e C do Salão de Exposições)Os táxis são uma parte essencial do sistema de transporte público de Guangzhou. Eles são convenientes e rápidos, param simplesmente acenando a mão e as tarifas são contadas.Os táxis só podem pegar e deixar os passageiros na faixa de táxis na estrada Zhanchangzhong na área do Salão de Exposições A e no ponto de recolha no lado leste da área do Salão de Exposições C.. Pickup e drop-off não são permitidos em outros locais. Para direções de condução, basta navegar para o Complexo da Feira de Cantão.
Complexo da Feira de Cantão Área A, n.o 380, Yuejiang Middle Road, distrito de Haizhu, cidade de Guangzhou, província de Guangdong
Exposições e Serviços de Tecnologia KINGPO
KINGPOExposições e Serviços de Tecnologia Como empresa especializada na pesquisa e desenvolvimento e fabricação de dispositivos médicos, a Dongguan KINGPO Machinery Technology Co., Ltd.Sempre se comprometeu a fornecer aos clientes produtos e serviços de alta qualidadeNesta exposição, mostraremos os mais recentes produtos e tecnologias de dispositivos médicos, incluindo, mas não limitado a:
IEC60601:Analisador de Unidade Electrocirúrgica, Teste de elevação de temperatura do elétrodo neutro, Teste de impedância, etc.
Solução YY1712 desenvolvida internamente: solução de teste de robôs cirúrgicos
Vários geradores de pulso para desfibriladores
Simulador de sinal de EEG
ISO 80369/YY0916 gama completa de soluções
Soluções de ensaio IVD (normas da série IEC61010.GB42125)
Sistema de análise da qualidade da estimulação elétrica
Soluções de fiabilidade
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Os testes de defibrilação são corretos?
2025-08-25
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A proteção contra desfibrilação é testada corretamente?
A proteção contra desfibrilador, um requisito fundamental de segurança e desempenho para muitos dispositivos médicos, é exigida por inúmeras normas para testes, incluindo testes de modo comum, modo diferencial e redução de energia. Este requisito em si é provavelmente familiar para muitos, pois já existe em versões mais antigas da série GB 9706 e outras normas da indústria. Essas normas também fornecem diagramas de circuito para referência, e todos têm seguido essa prática por anos, aparentemente sem problemas. No entanto, um veterano da indústria levantou recentemente preocupações sobre problemas com a eletrônica do desfibrilador nas normas, particularmente a conexão da fonte de sinal na norma ECG. Este indivíduo meticuloso até simulou o circuito.
Se a conexão da fonte de sinal for conforme a norma, deve ser como mostrado na Figura 1. No entanto, a saída estará próxima de 20V, e o monitor de ECG provavelmente saturará cedo. Também é impossível atingir os 5mV exigidos pela norma. Se a fonte de sinal for 5mV conforme a norma, o método de conexão deve ser como mostrado na figura abaixo.
Claramente, o circuito em GB 9706.227-2021 é problemático. Então, vamos olhar para a versão IEC 60601-2-27:2011 de GB 9706.227-2021. O circuito é o seguinte (embora este circuito também tenha seus próprios problemas).
Mas por que GB 9706.227-2021 e IEC 60601-2-27:2011 são diferentes? O problema pode estar com a IEC 60601-2-27:2011+C1:2011. Esta revisão exige que o circuito de teste de modo comum na versão francesa seja substituído da seguinte forma:
Isso resulta em diferentes circuitos de teste de desfibrilação de modo comum nas versões em inglês e francês. Os conversores domésticos podem ter usado a revisão mais recente. Na verdade, ambos os circuitos têm alguns problemas. Olhando para a versão IEC 60601-2-27:2005, o circuito é o seguinte:
Ainda existem muitas diferenças entre esta e a versão de 2011, mas é consistente com o GB 9706.25-2005 doméstico anterior.
Vamos olhar para a norma EEG, que é semelhante à norma ECG: Como não há requisito de teste de modo comum em GB 9706.26-2005, vamos olhar diretamente para GB9706.226-2021
Isso é semelhante à versão revisada da IEC 60601-2-27, mas também tem alguns problemas, especialmente ao carregar a fonte de sinal após a desfibrilação. Vamos olhar para a versão mais recente da norma EEG IEC 80601-2-26:2019. Isso é mais claro. R1 (100Ω) e R2 (50Ω) são usados durante a desfibrilação. Após a desfibrilação, mude para a fonte de sinal e use R4 (100Ω) e R2 (50Ω).
Vamos olhar para a próxima norma ECG IEC 80601-2-86. Aparentemente, a IEC reconheceu seus erros anteriores e atualizou o circuito de teste de modo comum, que é essencialmente consistente com a IEC 80601-2-26:2019. No entanto, há um detalhe que vale a pena notar: o valor da resistência de R3 é diferente: 470kΩ em um caso e 390kΩ no outro.
Portanto, é quase certo que há algo errado com o circuito de desfibrilação de modo comum na norma atual. Por que ninguém notou isso? Suspeito que, embora a norma inclua diagramas de circuito para testes de desfibrilação, a maioria das pessoas não tem o luxo de configurar seus próprios circuitos para testes reais. Os dispositivos mais comumente usados na indústria são o alemão Zeus e o US Compliance West MegaPulse. A eletrônica interna desses dispositivos raramente é estudada. Além disso, ao testar a desfibrilação de modo comum, a amplitude do sinal é ajustada para atender aos requisitos da norma antes da desfibrilação. Em seguida, a desfibrilação é realizada, e a fonte de sinal é ligada novamente para comparar as alterações de amplitude antes e depois da desfibrilação. Portanto, desde que o teste seja concluído, pouca atenção é dada aos detalhes específicos da eletrônica interna.
Agora que descobrimos esse problema, vamos examinar os detalhes da eletrônica interna desses dois dispositivos. Primeiro, vamos olhar para o diagrama de circuito interno fornecido pela Zeus: Claramente, o resistor de 100Ω é compartilhado, R4 alterna entre 50Ω e 400Ω, e a fonte de sinal usa apenas um resistor de 470kΩ. Além disso, devido ao design do conector do circuito de saída, a troca dos conectores antes e depois da desfibrilação é necessária para carregar a fonte de sinal. Portanto, os testes de EEG não devem apresentar problemas significativos e provavelmente continuarão a fazê-lo. Para testes de ECG, existem pequenas discrepâncias nos valores dos resistores (embora eu pessoalmente acredite que isso não é um problema significativo, desde que a amplitude do sinal possa ser ajustada).
Os diagramas de circuito mais recentes do Zeus V1 e V2 mostram uma mudança nos resistores para 390kΩ, com a adição de R7 e R8. Embora os valores não estejam marcados, é provável que isso se destine a atender aos requisitos de EEG e ECG.
O MegaPulse da Compliance West oferece uma variedade de modelos, com o D5-P 2011V2 atendendo claramente às normas ECG mais recentes e futuras e fornecendo um esquema de conexão preciso (mesmo sem o R4 separado), mas é menos adequado para EEG.
Olhando para o circuito D5-P, ele atende às normas EEG e ECG anteriores, mas não ECG.
Finalmente, o sinal D8-PF mais recente leva claramente em consideração as normas EEG e ECG mais recentes.
Portanto, se você deseja seguir estritamente o teste de modo comum do desfibrilador, pode ser necessário verificar o modelo e o manual do seu equipamento de teste do desfibrilador para garantir que o circuito interno atenda aos requisitos corretos da norma. Embora, falando estritamente, as mudanças nas normas tenham pouco impacto nos resultados dos testes, ainda é uma preocupação se você encontrar um professor muito exigente.
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Sistema de Teste de Precisão de Posicionamento de Robôs Cirúrgicos - Solução de Teste Profissional em Conformidade com a Norma YY/T 1712-2021
2025-08-19
A Kingpo Technology Development Limited lançou um sistema profissional e abrangente de testes de precisão para a precisão de posicionamento e desempenho de controlo,Os principais indicadores de desempenho dos robôs cirúrgicos (RA)Projetado em estrita conformidade com o padrão nacional da indústria farmacêutica YY/T 1712-2021, o sistema oferece duas soluções de teste básicas:Ensaios de precisão de posicionamento guiados por navegação e ensaios de desempenho de controlo mestre-escravo, assegurando que o equipamento cumpre requisitos rigorosos de segurança e fiabilidade clínicas.
Solução de hardware do sistema
1. Visão geral da solução de ensaio principal1) Solução de ensaio de precisão do equipamento RA sob orientação de navegaçãoObjectivo:Para avaliar a precisão de posicionamento estático e dinâmico de um robô cirúrgico guiado por um sistema de navegação óptica.
Indicadores essenciais:Precisão de posição e repetibilidade da posição.
2) Solução de detecção de precisão do dispositivo RA de controlo mestre-escravoObjetivo:Para avaliar o desempenho de rastreamento de movimento e a latência entre um manipulador mestre (lado médico) e um braço robótico escravo (lado cirúrgico).Indicador básico:Tempo de atraso do controlo mestre-escravo.
Diagrama esquemático do sistema
2Explicação pormenorizada do esquema de detecção de precisão de posicionamento de orientação de navegação
Esta solução utiliza um interferômetro a laser de alta precisão como equipamento de medição principal para obter um rastreamento preciso e em tempo real da posição espacial da extremidade do braço robótico.
1) Componentes principais do hardware do sistema:Interferômetro a laser:
Nome
Parâmetro
Marca e modelo
CHOTEST GTS3300
Precisão da medição espacial
15 μm+6 μm/m
Precisão do intervalo de interferências
0.5 μm/m
Precisão absoluta do intervalo
10 μm (intervalo completo)
Radius de medição
30 metros
Velocidade dinâmica
3 m/s, 1000 pontos/s de saída
Reconhecimento do alvo
Diâmetro da bola alvo suporta 0,5 ~ 1,5 polegadas
Temperatura do ambiente de trabalho
Temperatura 0~40°C Umidade relativa 35~80%
Nível de protecção
IP54, à prova de poeira e salpicos, adequado para ambientes industriais de campo
Dimensões
Dimensões da cabeça de rastreamento: 220×280×495 mm, peso: 21,0 kg
Alvo de localização a laser (SMR):
Nome
Parâmetro
Modelo de bola alvo
ES0509 AG
Diâmetro da bola
0.5 polegadas
Precisão do centro
12.7um
Material para espelhos retroreflectores
Alumínio/Glass
Distância de localização
≥ 40
Nome
Parâmetro
Modelo de bola alvo
ES1509 AG
Diâmetro da bola
1.5 polegadas
Precisão do centro
12.7um
Material para espelhos retroreflectores
Alumínio/Glass
Distância de localização
≥ 50
Adaptador de pontuação do braço do robô, software de controlo e plataforma de análise de dados
2) Principais elementos e métodos de ensaio (com base no Anexo A/T 1712-2021 5.3):Detecção da precisão da posição:
(1) Montar com segurança o alvo (SMR) na extremidade do braço do robô de posicionamento.(2) Controlar o braço robótico de modo a que o ponto de medição do dedo de calibração final esteja dentro do espaço de trabalho efetivo.(3) Definir e seleccionar um cubo com um lado de 300 mm no espaço de trabalho como espaço de medição.(4) Usar o software de controlo para conduzir o ponto de medição do dedo de calibração ao longo do percurso pré-definido (a partir do ponto A, seguindo sequentemente o ponto B-H e o ponto intermediário J).(5) O interferômetro a laser mede e registra as coordenadas espaciais reais de cada ponto em tempo real.(6) Calcular o desvio entre a distância real de cada ponto de medição até ao ponto de partida A e o valor teórico para avaliar a precisão da posição espacial.
Detecção da repetibilidade da posição:
(7) Instalar o alvo e ligar o dispositivo como acima.(8) Controlar a extremidade do braço robótico para alcançar quaisquer dois pontos no espaço de trabalho efetivo: ponto M e ponto N.(9) O interferômetro a laser mede e registra com precisão as coordenadas de posição iniciais: M0 (Xm0, Ym0, Zm0), N0 (Xn0, Yn0, Zn0).(10) No modo automático, o dispositivo de comando retorna o ponto de medição do alvo laser para o ponto M e registra a posição M1 (Xm1, Ym1, Zm1).(11) Continuar a controlar o dispositivo para mover o ponto de medição para o ponto N e registar a posição N1 (Xn1, Yn1, Zn1).(12) Repita as etapas 4-5 várias vezes (normalmente 5 vezes) para obter as sequências de coordenadas Mi(Xmi, Ymi, Zmi) e Ni(Xni, Yni, Zni) (i = 1,2,3,4,5).(13) Calcular a dispersão (desvio padrão ou desvio máximo) das posições de retorno múltiplo dos pontos M e N para avaliar a repetibilidade da posição.
3. Explicação pormenorizada da solução de teste de desempenho de controlo mestre-escravoEsta solução centra-se na avaliação do desempenho em tempo real e sincronização de operações mestre-escravo de robôs cirúrgicos.1) Componentes principais do hardware do sistema:Aquisição e análise de sinal mestre-escravo:Dispositivo gerador de movimento linear, barra de ligação rígida, sensor de deslocamento de alta precisão (monitorando o deslocamento da alça principal e do ponto de referência final do escravo).
2) Principais elementos e métodos de ensaio (com base no Anexo I/T 1712-2021 5.6):Teste de tempo de atraso de controlo mestre-escravo:(1) Configuração do ensaio: conectar a alça principal ao gerador de movimento linear através de uma ligação rígida. Instalar sensores de deslocamento de alta precisão nos pontos de referência da alça principal e do braço escravo.(2) Protocolo de movimento: definir a relação de mapeamento mestre-escravo para 1:1.(3) Requisitos de movimento dos pontos de referência finais principais:Acelerar para 80% da velocidade nominal dentro de 200ms.Manter uma velocidade constante durante uma distância.Desacelerar para uma parada completa dentro de 200ms.(4) Aquisição de dados:Usar um analisador de aquisição de sinal mestre-escravo para gravar sincronicamente as curvas de deslocamento-tempo dos sensores de deslocamento mestre e escravo com alta precisão e alta densidade.(5) Cálculo do atraso: Analyze the displacement-time curve and calculate the time difference from when the master starts moving to when the slave starts responding (motion delay) and from when the master stops moving to when the slave stops responding (stop delay).(6) Repetibilidade: o eixo X/Y/Z do dispositivo é testado três vezes de forma independente e os resultados finais são calculados em média.
4- Vantagens e valor do produtoConformidade autorizada:Os ensaios são realizados em estrita conformidade com os requisitos da norma YY/T 1712-2021 "Equipamentos cirúrgicos assistidos e sistemas cirúrgicos assistidos utilizando tecnologia robótica".Medição de alta precisão:O núcleo adota o interferômetro laser Zhongtu GTS3300 (precisão espacial 15μm + 6μm / m) e esfera alvo de precisão ultra-alta (precisão do centro 12,7μm) para garantir resultados de medição confiáveis.Cobertura da solução profissional:Uma solução única para as duas necessidades fundamentais de teste de desempenho dos robôs cirúrgicos: precisão de navegação e posicionamento (precisão de posição,Repetitividade) e desempenho do controlo mestre-escravo (tempo de atraso).Confiabilidade industrial:O equipamento chave tem um nível de proteção IP54, adequado para ambientes industriais e médicos de I&D.Aquisição de dados de alto desempenho:O teste de atraso mestre-escravo utiliza um analisador de amostragem síncrona de resolução de 24 bits, 204,8 kHz, para capturar com precisão sinais de atraso de nível de milissegundo.Normalização operacional:Fornecer procedimentos de ensaio e métodos de tratamento de dados claros e normalizados para assegurar a coerência e a comparabilidade dos ensaios.
Resumo
O sistema de teste de precisão de posicionamento de robôs cirúrgicos da Kingpo Technology Development Limited é uma ferramenta profissional ideal para fabricantes de dispositivos médicos,Agências de inspecção da qualidade e hospitais para realizar a verificação do desempenho do robô cirúrgico, inspecção de fábrica, inspecção de tipo e controlo diário da qualidade, proporcionando garantias sólidas de ensaios para o funcionamento seguro, preciso e fiável dos robôs cirúrgicos.
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IEC 62368-1 Requisitos de ensaio para equipamentos que contenham amplificadores de áudio
2025-08-14
IEC 62368-1 Requisitos de ensaio para equipamentos que contenham amplificadores de áudio
De acordo com a especificação ITU-R 468-4 (Medida dos níveis de ruído sonoro na radiodifusão sonora), a resposta de frequência de 1000 Hz é de 0 dB (ver figura abaixo),adequado como sinal de nível de referência e conveniente para avaliar a frequência
Performance de resposta dos amplificadores de áudio.Se o fabricante declarar que o amplificador de áudio não está destinado a funcionar em condições de 1000 Hz, a frequência da fonte de sinal de áudio deve ser substituída pela frequência de resposta máxima. The peak response frequency is the signal source frequency when the maximum output power is measured on the rated load impedance (hereinafter referred to as the speaker) within the intended operating range of the audio amplifierEm operação, the inspector can fix the signal source amplitude and then sweep the frequency to check that the signal source frequency corresponding to the maximum effective value voltage appearing on the speaker is the peak response frequency.
Tipo e regulação da potência de saída - potência máxima de saída
A potência de saída máxima é a potência máxima que o alto-falante pode obter e a tensão correspondente é a tensão de valor efetivo máximo.Os amplificadores de áudio comuns geralmente usam circuitos OTL ou OCL baseados no princípio de funcionamento dos amplificadores de classe ABQuando um sinal de áudio de onda senoidal de 1000 Hz é introduzido no amplificador de áudio e entra na região de saturação da região de amplificação, a amplitude do sinal não pode continuar a aumentar,O ponto de tensão máxima é limitado, e a distorção plana aparece no pico.
Usando um osciloscópio para testar a forma de onda de saída do alto-falante, você pode descobrir que quando o sinal é amplificado para o valor efetivo e não pode ser aumentado,ocorre uma distorção de pico (ver figura 2)Neste momento, considera-se que o estado de potência de saída máxima foi atingido.o fator de crescimento da forma de onda de saída será menor que o fator de crescimento da onda senoidal de 1.414 (conforme mostrado na Figura 2, fator de crescimento = tensão de pico / tensão de valor efetivo = 8,00/5,82≈1).375- Não.1.414)
Figura 2: Condição de entrada do sinal de onda senoidal de 1000 Hz, forma de onda de saída do alto-falante na potência máxima de saída
Tipo de potência de saída e regulação - potência de saída não cortada,Non-clipped output power refers to the output power at the junction of the saturation zone and the amplification zone when the speaker is operating at maximum output power and without peak distortion (the operating point is biased towards the amplification zone)A forma de onda de saída de áudio apresenta uma onda senoidal completa de 1000 Hz sem distorção ou recorte de pico e sua tensão RMS também é menor que a tensão RMS na potência máxima de saída (ver Figura 3).
A Figura 3 mostra a forma de onda de saída do alto-falante entrando no estado de potência de saída sem corte após a redução do fator de amplificação (Figuras 2 e 3 mostram a mesma rede de amplificador de áudio)
Como os amplificadores de áudio operam na interface entre as regiões de amplificação e saturação e são instáveis,A amplitude do sinal pode gerar jitter (os picos superior e inferior podem não ser iguais)O fator de crescimento pode ser calculado utilizando50%de tensão de pico a pico como a tensão de pico.3, a tensão máxima é0.5 × 13,10 V = 6,550 V, e a tensão RMS é4.632VO fator de crescimento=tensão máxima/Tensão RMS= 6.550 / 4.632≈1.414.Tipo de potência de saída e regulação - Métodos de regulação de potência.O rácio de ganho é normalmente ajustado utilizando uma escala de volume detalhada (por exemploNo entanto, ajustar a taxa de ganho ajustando a amplitude da fonte de sinal é muito menos eficaz.Redução da amplitude da fonte de sinal, mesmo com o elevado ganho do amplificador, ainda reduzirá significativamente a potência de saída do alto-falante (ver Figura 4).
Figura 4: Forma de onda de saída quando o alto-falante entra num estado de potência de saída não cortada após a redução da amplitude da fonte de sinal.
(As figuras 2 e 4 mostram a mesma rede de amplificadores de áudio)
Figura3, ajustando o volume, o alto-falante retorna da potência de saída máxima para um estado sem corte, com uma tensão RMS de4.632V. Na Figura4, ajustando a amplitude da fonte de sinal, o alto-falante é ajustado do estado de potência de saída máxima para o estado de potência de saída não cortada, e a tensão de valor efetivo é4.066V. De acordo com a fórmula de cálculo de potência
Potência de saída = quadrado da tensão RMS / impedância do alto-falante
A potência de saída não cortada da figura 3 excede a da figura 4 em cerca de 30%, pelo que a figura 4 não é o verdadeiro estado de potência de saída não cortada.
It can be seen that the correct way to call back from the maximum output power state to the non-clipping output power state is to fix the signal source amplitude and adjust the amplification factor of the audio amplifier, isto é, para ajustar o volume do amplificador de áudio sem alterar a amplitude da fonte de sinal.
Tipo de potência de saída e regulação - 1/8 de potência de saída não cortada
As condições normais de funcionamento dos amplificadores de áudio são concebidas para simular as condições de funcionamento ideais dos alto-falantes do mundo real.O fator de crescimento da maioria dos sons está dentro de 4 (ver Figura 5).
Figura 5: Uma forma de onda sonora real com um fator de cresta de 4
Tomando como exemplo a forma de onda sonora na Figura 5, o fator de crescimento = tensão de pico / tensão RMS = 3.490 / 0.8718 = 4.um amplificador de áudio deve assegurar que o seu pico máximo não contenha recortesSe uma fonte de sinal de onda senoidal de 1000 Hz for utilizada como referência, a tensão do sinal RMS deve ser de 3, para garantir que a forma de onda permaneça não distorcida e que a tensão de pico de 3,490 V não seja limitada pela corrente.490V / 1.414 = 2.468V. No entanto, a tensão RMS do som alvo é de apenas 0.8718V. Portanto, a relação de redução do som alvo para a tensão RMS da fonte de sinal de onda senoidal de 1000Hz é de 0.8718 / 2.468 = 0.3532De acordo com a fórmula de cálculo da potência, o rácio de redução da tensão RMS é 0.3532, o que significa que o rácio de redução da potência de saída é 0,3532 ao quadrado, o que é aproximadamente igual a 0,125=1/8.
Portanto, ajustando a potência de saída do alto-falante para 1/8 da potência de saída não cortada correspondente à fonte de sinal de onda senoidal de 1000 Hz,o som alvo sem distorção e um fator de cresta de 4 pode ser emitidoEm outras palavras, 1/8 of the non-clipped output power corresponding to the 1000Hz sine wave signal source is the optimal working state for the audio amplifier to output the target sound with a crest factor of 4 without loss.
O estado de funcionamento do amplificador de áudio baseia-se no alto-falante que fornece 1/8 de potência de saída sem corte.ajustar o volume de modo que a tensão de valor efetivo cai para cerca de 35Como o ruído rosa é mais parecido com o som real, depois de usar um sinal de onda senoidal de 1000Hz para obter potência de saída sem corte,ruído rosa pode ser usado como fonte de sinalQuando se utiliza ruído rosa como fonte de sinal, é necessário instalar um filtro de passagem de banda, tal como mostrado na figura abaixo, para limitar a largura de banda do ruído.
Condições normais e anormais de trabalho - condições normais de trabalho
Os diferentes tipos de equipamento de amplificador de áudio devem ter em conta todas as seguintes condições ao estabelecer condições normais de funcionamento:
- A saída do amplificador de áudio está ligada à impedância de carga nominal mais desfavorável, ou ao alto-falante real (se for fornecido);
¢ Todos os canais do amplificador de áudio funcionam simultaneamente;
- Para um órgão ou instrumento semelhante com uma unidade geradora de tom, em vez de utilizar um sinal de onda senoidal de 1000 Hz, apertar as duas teclas do pedal de baixo (se houver) e as dez teclas manuais em qualquer combinação.Ativar todas as paradas e botões que aumentam a potência de saída, e ajustar o instrumento a 1/8 da potência máxima de saída;
- Se a função pretendida do amplificador de áudio for determinada pela diferença de fase entre os dois canais, a diferença de fase entre os sinais aplicados aos dois canais é de 90°;
Para os amplificadores de áudio multicanal, se alguns canais não puderem funcionar de forma independente,Conectar a impedância de carga nominal e ajustar a potência de saída para 1/8 da potência de saída não cortada projetada do amplificador.
Se a operação contínua não for possível, o amplificador de áudio deve funcionar ao nível de potência de saída máxima que permita a operação contínua.
Condições de trabalho normais e anormais - Condições de trabalho anormais
A condição de funcionamento anormal do amplificador de áudio é para simular a situação mais desfavorável que possa ocorrer com base em condições normais de trabalho.O alto-falante pode ser feito para trabalhar no ponto mais desfavorável entre zero e potência de saída máxima ajustando o volume, ou colocando o alto-falante em curto-circuito, etc.
Condições normais e anormais de trabalho - colocação do ensaio de elevação de temperatura
Ao efectuar um ensaio de aumento de temperatura num amplificador de áudio, colocá-lo na posição especificada pelo fabricante.Colocar o dispositivo numa caixa de ensaio de madeira com a frente aberta, a 5 cm da borda frontal da caixa, com 1 cm de espaço livre ao longo dos lados ou da parte superior, e a 5 cm da parte traseira do dispositivo até à caixa de ensaio.A colocação geral é semelhante a simular um armário de TV em casa.
Condições de trabalho normais e anormais - filtragem de ruído e restauração de ondas fundamentais O ruído de alguns circuitos de amplificador digital será transmitido para o alto-falante juntamente com o sinal de áudio,causando ruído desordenado quando o osciloscópio detecta a forma de onda de saída do alto-falanteRecomenda-se utilizar o circuito de filtragem de sinal simples mostrado na figura abaixo (o método de utilização é: os pontos A e C são ligados à extremidade de saída do alto-falante,O ponto B está ligado à base de referência do amplificador de áudio, e os pontos D e E estão ligados à extremidade de detecção do osciloscópio).Isso pode filtrar a maior parte do ruído e restaurar a onda fundamental sinusoidal de 1000Hz em grande parte (1000F na figura é um erro de digitação, deve ser de 1000 pF).
Alguns amplificadores de áudio têm desempenho superior e podem resolver o problema da distorção de pico, de modo que o sinal não será distorcido ou cortado quando ajustado ao estado de potência de saída máxima.Neste momento, a potência de saída sem corte é equivalente à potência de saída máxima.a potência de saída máxima pode ser considerada como a potência de saída não de corte.
Classificação das fontes de energia elétrica e protecção da segurança
Os amplificadores de áudio podem amplificar e emitir sinais de áudio de alta tensão, de modo que a fonte de energia do sinal de áudio deve ser classificada e protegida.Certifique-se de definir o controlador de tom para uma posição equilibradaEm seguida, remova o alto-falante e teste a tensão de circuito aberto.A classificação da fonte de energia do sinal de áudio e a proteção de segurança são indicadas no quadro seguinte:.
Classificação da fonte de energia elétrica do sinal de áudio e protecção da segurança
Nível da fonte de energia
Voltagem RMS do sinal de áudio (V)
Exemplo de protecção de segurança entre a fonte de energia e o pessoal geral
Exemplo de proteção de segurança entre a fonte de energia e o pessoal instruído
ES1
≤71
Não é necessária protecção de segurança
Não é necessária protecção de segurança
ES2
> 71 e≤120
Isolamento terminal (partes acessíveis não condutoras):
Indica o código ISO 7000 0434aou símbolo do código 0434b
Não é necessária protecção de segurança
Os terminais não estão isolados (os terminais são condutores ou os fios estão expostos):
Marca com precauções de segurança indicativas, tais como "tocar terminais ou fios não isolados pode causar desconforto"
ES3
> 120
Usar conectores conformes com a norma IEC 61984 e marcados com os símbolos de codificação 6042 da norma IEC 60417
Gerador de ruído rosa
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