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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Medizinische Mikropumpen, ihre Reparatur und Wartung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Elektronik in der Medizin

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Dieser Artikel ist das Ergebnis langjähriger Erfahrung in der Reparatur und Wartung einer seltenen Art elektromechanischer Geräte, die in der Medizin verwendet werden. Nach Kenntnis des Autors wurden sie in den letzten 30 Jahren nie in der Fachpresse erwähnt.

Befassen wir uns zunächst mit der Terminologie. Es gibt mehrere Unternehmen aus verschiedenen Ländern (Großbritannien, Deutschland, Griechenland, Italien), die spezielle elektromechanische Geräte für die Langzeitinjektion (viele Stunden) von Medikamenten herstellen. So heißen die Geräte der britischen Firma GRASEBY MEDICAL Spritzentreiber, d.h. Spritzenantrieb. Als medizinisches Infusionssystem (medizinisches Injektionssystem) werden Produkte der italienischen Firma INFUZA bezeichnet. Die Produkte des griechischen Unternehmens MICREL tragen den Namen Mikropumpe (Mikropumpe).

Ohne tief in die Linguistik einzusteigen, nennen wir alle Geräte dieser Klasse Mikropumpen (im Folgenden als MN bezeichnet). Laut dem Autor ist dieser Begriff der prägnanteste und informativste.

Nun kurz zur Anwendung von MN. Es gibt eine Reihe menschlicher Krankheiten, die eine ständige, kontinuierliche und langfristige Verabreichung des Arzneimittels in das Blut des Patienten erfordern. Zu diesen Erkrankungen zählt insbesondere die Thalassämie. Bei dieser Krankheit produziert das Knochenmark des Patienten einige Bestandteile des Blutes nicht, was sich negativ auf die Gesundheit eines Menschen auswirkt und sogar sein Leben bedroht. Solche Patienten benötigen eine ständige Verabreichung eines Arzneimittels, das diese Substanzen enthält. Die Aufnahme des Arzneimittels ins Blut sollte gleichmäßig und in kleinen Dosen erfolgen, wie es in einem gesunden Körper der Fall ist. Eine einzige Injektion löst das Problem möglicherweise nicht, sondern schafft eine Vielzahl anderer. Es ist höchst unerwünscht, den Körper mit einer Schockdosis zu überlasten. Gleichzeitig ist die Verabreichung kleiner Dosen in kurzen Abständen für den Patienten schwierig und schmerzhaft. Darüber hinaus leben Menschen ihr ganzes Leben lang mit dieser Krankheit und Patienten können nicht die ganze Zeit im Krankenhaus bleiben.

Um diese Probleme zu lösen, wurden MNs entwickelt. Dabei handelt es sich um eine elektromechanische Einheit in Form eines Mikromotors mit Untersetzungsgetriebe, einer Leitspindel und einem Schlitten, der die Kraft auf den Kolben einer Einwegspritze überträgt. In bestimmten Abständen schaltet sich der Motor ein und dreht die Leitspindel in einem kleinen Winkel. Der Schlitten, der über eine Mutter mit der Leitspindel verbunden ist, schiebt den Kolben der Spritze vor. Eine begrenzte Dosis des Arzneimittels gelangt in das Blut des Patienten. Das Bemerkenswerteste ist, dass MH am Körper des Patienten befestigt werden kann und er sich leicht bewegen kann. Beispielsweise kann ein Kind mit einem solchen MN die Schule besuchen und sogar die für dieses Alter charakteristische körperliche Aktivität zeigen. Die Spritze ist über einen flexiblen Schlauch mit der Nadel verbunden. Die Nadel wird subkutan eingeführt und mit Klebeband fixiert. Durch die Veränderung der Spritzengröße ist es möglich, die Dosis des verabreichten Arzneimittels in gewissen Grenzen zu regulieren. Darüber hinaus ermöglichen einige MNs die Verwendung von Schaltern zur Einstellung mehrerer Geschwindigkeiten für die Bewegung des Schlittens, wodurch die Länge der Pause zwischen den Arbeitshüben geändert wird.

Beginnen wir unsere Betrachtung von MH mit den Produkten des griechischen Unternehmens MICREL. Ihr Aussehen ist in Abb. dargestellt. 1 (erster und zweiter vorne). Alle werden als MP-Modell bezeichnet, der Autor kennt jedoch vier Versionen dieses Modells. Ein Merkmal des Modells (MP-11, v3.1), dargestellt im Vordergrund von Abb. 2 besteht darin, einen wiederaufladbaren Akku mit fünf Ni-Cd-Akkus zu verwenden.

Medizinische Mikropumpen, ihre Reparatur und Wartung
Reis. 1. MH von MICREL

Medizinische Mikropumpen, ihre Reparatur und Wartung
Reis. 2. MH wird mit Ni-Cd-Akkus betrieben

Das schematische Diagramm der Produkte dieses Modells ist in Abb. dargestellt. 3. Das Schema wurde vom Autor entsprechend der Topologie der Leiterplatte zusammengestellt. Versuche, es im Internet zu finden und den Hersteller zu kontaktieren, führten zu keinem Ergebnis.

Medizinische Mikropumpen, ihre Reparatur und Wartung
Reis. 3. Schematische Darstellung von MH, Modelle MP11, v3.1 (zum Vergrößern anklicken)

Die zweite Version des MP-11-Modells (Version v.5) ist in einem Gehäuse mit erhöhter Höhe und einem Batteriefach für sechs AAA-Zellen montiert. Der Schaltplan der Version v5 ist identisch mit der Vorgängerversion.

Das Designmerkmal dieses Modells ist die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte (PCB), die im Inneren des Gehäuses in zwei Hälften gefaltet ist. Die Leiter werden durch elektrolytisches Wachstum von Kupfer in den Aussparungen der Leiterplatte und anschließendes Brennen hergestellt. Dies erklärt die sehr hohe Haftung der Leiter. Sie lösen sich auch bei erfolgloser Demontage von Teilen nicht ab.

Seltsamerweise ist das Hauptwerkzeug bei der Reparatur von MH eine Bürste. Während der mehr als achtjährigen Arbeit mit MN mussten fehlerhafte Mikroschaltungen und Transistoren fünf bis sechs Mal ausgetauscht werden, wobei die Gesamtzahl der Reparaturen in die Hunderte ging. Die Hauptursachen für MH-Ausfälle sind Mikrorisse und Verschmutzung. Dieser Umstand trägt jedoch keineswegs dazu bei, die Suche nach den Gründen für die Funktionsunfähigkeit des MN zu erleichtern. Diejenigen, die sich mit der Reparatur elektronischer Geräte befassen, wissen, wie schwierig es ist, einen Mikroriss zu finden, insbesondere auf Leiterplatten mit einer Leiterbahnbreite von 5 ... 6 mm. Tatsächlich werden Schaltpläne häufiger für die Kontinuität gedruckter Leiter benötigt.

Bei Produkten dieser Klasse sind Mikrorisse für bis zu 50 % der Ausfälle verantwortlich. Ihr Hauptgrund ist nach Meinung des Autors der Einsatz flexibler Software. Genau in der Nähe seiner 180-Grad-Krümmung treten viele Mikrorisse auf. Die Festigkeit der Anschlüsse von Teilen in DIP-Gehäusen übersteigt die Festigkeit gedruckter Leiter, was zu häufigen Brüchen dieser in der Nähe der Kontaktpads führt. Besonders häufig sind die mit dem Transistor Q1 verbundenen Leiter gerissen, und zwar von der Seite des Transistors selbst. Ihre Vervielfältigung mit Hilfe von Klappbrücken aus dünnem Lackdraht (PEV-2 0,1 ... 0,2 mm) führt in der Regel zur Wiederherstellung der MN-Funktionsfähigkeit.

Der zweite, nicht minder seltene Defekt ist das Auslaufen des Spritzeninhalts in das Gerät. Da das Arzneimittel elektrisch leitfähig ist (eine Lösung aus Eisen-, Kalium-, Natriumsalzen usw.), führt sein Eindringen zwischen den Leitern zur vollständigen Funktionsunfähigkeit des Produkts. Schließlich werden alle Knoten mithilfe von CMOS-Mikroschaltungen zusammengebaut. Das Hauptwerkzeug zur Reparatur solcher Defekte ist ein Satz Bürsten und Bürsten.

Sehr praktisch ist die Verwendung einer Zahnbürste mit synthetischen Borsten. Es wird dringend empfohlen, zum Reinigen der Leiterplatte Aceton anstelle von Alkohol zu verwenden. Letzteres enthält immer Feuchtigkeit, was zu Undichtigkeiten im Kreislauf führt. Sie zu finden ist fast unmöglich. Daher müssen Sie nach dem Waschen des Bretts unbedingt einen Fön verwenden. Geschieht dies nicht, bleibt der Kreislauf außer Betrieb, bis die Feuchtigkeit entfernt ist. Darüber hinaus löst Aceton die Bestandteile von Präparaten besser auf und hat bessere bakterizide Eigenschaften als Alkohol. Allerdings ist es auch giftiger, weshalb das Waschen am besten an der frischen Luft und fern von offenen Flammen erfolgt.

Besonderes Augenmerk möchte ich auf Sicherheitsaspekte bei der Reparatur von MN legen. Das Lesen der folgenden Zeilen mag vielen Angst machen, aber wer sich dafür entscheidet, sollte wissen, was er braucht.

Bei der Reparatur von MH steht nicht die Sicherheit beim Arbeiten mit elektrischem Strom im Vordergrund, sondern die Hygiene – persönlich und am Arbeitsplatz.

Bei der Arbeit mit MN ist vor allem zu beachten, dass Thalassämie, obwohl sie nicht ansteckend ist (es handelt sich um eine genetisch bedingte Erkrankung), häufig mit Krankheiten einhergeht, die über das Blut übertragen werden können (z. B. Hepatitis). Daher ist es äußerst wichtig, die folgenden Regeln zu befolgen:

- Verwenden Sie niemals gebrauchte Spritzen und Nadeln und verwenden Sie zur Überprüfung der Leistung nur neue, da diese jetzt einen Cent kosten. Sparen Sie nicht an Ihrer eigenen Sicherheit;

- Entfernen Sie nach der Demontage des MN das PP (manchmal ist es erforderlich, eine Hohlniete zu entfernen), das Getriebe, den Schlitten mit der Leitspindel und dem Drucklager sowie den Federkontakt des Batteriefachs. Waschen Sie alle Kunststoffteile und die Leitspindel mit heißem Wasser und Reinigungsmittel (Kunstseife) mit einer harten Bürste. Besonders sorgfältig sollte der Stoff-Klettverschluss zur Befestigung der Spritze gewaschen werden;

- Unabhängig vom Zustand der Leiterplattenoberfläche wird außerdem empfohlen, diese mit Aceton zu waschen.

- Reparieren Sie MH niemals, wenn Sie Hautschäden an den Händen, insbesondere an den Fingern, haben. Durch sie kann eine Infektion in Ihr Blut gelangen;

- Berühren Sie bei Reparaturen Ihr Gesicht (insbesondere Nase, Mund und Augen) nicht mit den Händen, da die Schleimhäute anfälliger für Infektionen sind. Vergessen Sie nicht, dass nicht nur Ihre Gesundheit, sondern auch die Ihrer Lieben von der Einhaltung dieser Regeln abhängt. Eine Reparatur solcher Produkte ist beispielsweise auf einem Esstisch nicht akzeptabel. Verwenden Sie einen Papier- oder Folienträger, der nach Gebrauch entsorgt werden muss.

Überprüfen Sie vor der ersten Verwendung die Batteriespannung. Sie sollte zwischen 6...10 V liegen. Bei niedrigeren Spannungen löst der eingebaute Stromwächter einen Alarm aus. Netzteil nicht empfohlen. Aufgrund des großen Eingangswiderstands der Schaltung und der kapazitiven Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung besteht die Möglichkeit eines Durchschlags der Verbindungen von CMOS-Chips und MOS-Transistoren.

Wartungsfähiger MN, Modell MP-11 v.3 (mit flexiblem PP), funktioniert wie folgt. Wenn das Gerät eingeschaltet ist, sollte das erste Blinken der zweifarbigen LED-Anzeige orange sein, da der Kondensator, an den der Leistungsmonitor angeschlossen ist, keine Zeit hat, sich auf die volle Batteriespannung aufzuladen. Das nächste Blinken der LED sollte grün sein. Nach dem 32. Blitz startet der Motor und dreht die Leitspindel über das Getriebe um 60 Grad. Der Drehwinkelsensor ist ein Ringmagnet mit drei Polpaaren, der auf der Abtriebswelle des Getriebes montiert ist. In unmittelbarer Nähe befindet sich ein Hall-Sensor mit eingebautem Shaper – einem Schmitt-Trigger. Bei jedem Wechsel der Polarität des Magnetfeldes wird ein Signal erzeugt, das den Timer zurücksetzt. Der Countdown beginnt erneut. Wenn sich die Leitspindel innerhalb weniger Sekunden nach dem 32. Blinken der LED nicht dreht, wird außerdem ein Alarm ausgelöst, der anzeigt, dass die Spritze leer ist und ersetzt werden muss. Um es auszuschalten, schalten Sie das Gerät aus. Nach Wiederherstellung der Stromversorgung beginnt der Countdown erneut.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens ist fest eingestellt – 5 mm/Stunde. Bei Bedarf wird es durch einen Abstimmwiderstand R1 geregelt.

Mit dem Trimmerwiderstand R4 regulieren Sie den Strom durch den Motor. Er sollte groß genug sein, damit sich die Spritze bewegen kann, jedoch einen bestimmten Wert nicht überschreiten. Dies liegt daran, dass bei einem bestimmten Strom durch den Motor dessen Anker eine ausreichende Trägheit erlangt, um die Abtriebswelle des Getriebes um mehr als 60 Grad zu drehen. Dies führt zu einer Erhöhung der Dosis des in einem Arbeitshub des MN verabreichten Arzneimittels.

Der häufigste mechanische Defekt des MN MP-11 ist der Bruch des Gewindeteils des Schlittenknopfs (Abb. 4). Der Knopf selbst besteht aus thermoplastischem Kunststoff und verfügt im unteren Teil über eine Laufmutter mit M4-Gewinde. Um die Möglichkeit zu gewährleisten, den Schlitten in jeder Position zu installieren, ist das Gewinde nur in der unteren Hälfte der Mutter angebracht und weist ein Fenster auf, das breiter ist als der Durchmesser der Leitspindel. Der Knopf selbst im Schlitten ist federbelastet, wodurch sichergestellt wird, dass der geschnittene Teil der Mutter gegen die Leitspindel gedrückt wird. Wenn die Taste gedrückt wird, werden sie deaktiviert. Der Schlitten erhält dadurch die Möglichkeit, sich frei entlang der Leitspindel zu bewegen. Dadurch können Sie die Spritze mit MN kombinieren. An den engsten Stellen der Mutter darf der Kunststoffquerschnitt 1 ... 2 mm nicht überschreiten2, was seine geringe Festigkeit verursacht. Um den Knopf zu reparieren, empfiehlt es sich, ein Teil (Abb. 5) aus Duraluminiumblech herzustellen und es mit einem heißen Lötkolben in den Knopf einzuschmelzen, dessen Ansicht nach einer solchen Reparatur in Abb. dargestellt ist. 6. Zunächst müssen 3-4 Löcher mit einem Durchmesser von 2 mm und einer Tiefe von 5 mm gebohrt werden. Die Trennwände zwischen den Löchern können nicht entfernt werden. Sie schmelzen immer noch und der überschüssige Kunststoff wird herausgedrückt. Nach dem Abkühlen muss es abgeschnitten und die Rechtwinkligkeit von Mutter und Leitspindel überprüft werden.

Medizinische Mikropumpen, ihre Reparatur und Wartung
Reis. 4. Reparatur des Schlittenknopfes

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Reis. 5. Detailzeichnung für die Knopfreparatur

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Reis. 6. Überholter Knopf

Wenn es notwendig wird, einen neuen Knopf anzufertigen, müssen Sie besonders auf einen kleinen Vorsprung auf der Rückseite (die die Spritze nicht berührt) des Knopfes achten. Auf den ersten Blick erscheint dieser Vorsprung überflüssig und erschwert nur die Herstellung des Knopfes. Tatsächlich erfüllt es eine sehr wichtige Funktion. Nach der Installation der Spritze lässt sich die Mutter nicht nach unten bewegen und ihre Verbindung mit der Leitspindel wird einteilig. Dies reduziert den Verschleiß der Mutter erheblich und sorgt für den nötigen Halt, um den Motor abzubremsen, wenn die Spritze leer ist, was wiederum einen Alarm auslöst. Fehlt dieser Vorsprung, wird die Mutter von der Schraube gedrückt, sie springt auf benachbarte Gewindegänge und letztlich erfolgt keine Signalisierung. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei zu viel Strom durch den Anker.

Es gibt eine weitere Version des Modells MP-11 v5.2. Es hat den gleichen Körper und Mechanismus, unterscheidet sich jedoch im Schema (Abb. 7) und in der Software. Die Leiterplatte ist in flexibler Ausführung gefertigt und die meisten Teile sind für die SMD-Bestückung vorgesehen. Aber leider ist sie dadurch nicht zuverlässiger geworden. Für MH sind Keramik-SMD-Kondensatoren mit dieser Platine zu einer echten Plage geworden. Aufgrund ihrer geringen Qualität und möglicherweise Abweichungen im Lötprozess kommt es ständig zu Kabelbrüchen. Und da sie eine Kapazität in der Größenordnung von 0,1 μF haben, ist es schwierig, sie mit einem Tester zu überprüfen, und man muss kleine montierte Keramikkondensatoren parallel schalten.

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Reis. 7. Schematische Darstellung des Modells MP 11, v5.2 (zum Vergrößern anklicken)

Ein weiterer Serienfehler dieses MN-Typs war der Massenausfall integrierter Spannungsregler im SOIC-8-Gehäuse. In Analogie zu den obigen Diagrammen können wir davon ausgehen, dass es sich um den gleichen LP-2951 (100 mA Low-Dropout-Spannungsregler) handelt, nur im SMD-Gehäuse.

Die Funktionsweise von Geräten dieser Version unterscheidet sich von der oben beschriebenen lediglich dadurch, dass beim Einschalten ein Selbsttest erfolgt, gefolgt von drei roten Blitzen der LED, begleitet von Tonsignalen, und das dritte Signal länger ist als die beiden vorherigen . Das folgende Blinken wird grün, um den normalen Betrieb anzuzeigen. Der Motor startet auch nach dem 32. Blinken der LED.

Die vierte Version dieses Modells ist ebenfalls auf einer starren Leiterplatte montiert und zeichnet sich durch eine rationellere Installation aus. Es wird offenbar in Lizenz von der iranischen Firma FARAFAN hergestellt. Es war nicht möglich, ein Schema dafür zu erstellen, weil. Es wurde nur einmal repariert.

Die Produkte des italienischen Unternehmens MEDIS (Medical Infusion Systems) des Modells INFUSA TS (Abb. 8) zeichnen sich durch eine deutlich höhere Zuverlässigkeit, aber auch eine kürzere Betriebszeit mit einer Batterie aus. Letzteres ist auf die Verwendung einer 6F22-Batterie (ähnlich KRONA oder KORUND) als Stromquelle zurückzuführen. Im Allgemeinen sind sie nach dem gleichen Prinzip angeordnet wie die zuvor besprochenen. Das MN-Schema dieses Modells ist in Abb. dargestellt. 9. Nur der Winkelsensor ist anders. Die Umsetzung erfolgt auf einer Kupplung mit drei Vorsprüngen, an denen Magnete befestigt sind. In unmittelbarer Nähe davon befindet sich ein Reed-Schalter. Das Signal beim Betätigen der Kupplung setzt den Timer zurück und der Countdown beginnt erneut.

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Reis. 8. MH Firma MEDIS, Modell INFUSATS

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Reis. 9. Schematische Darstellung des INFUSA TS-Modells

Die Pausenzeit zwischen den Motorstarts kann mit dem Schalter SW3 eingestellt werden, dessen Steckplatz auf der Seitenwand MN angezeigt wird. Zu diesem Zweck liegt dem Kit ein spezieller Kunststoffschraubendreher bei, der in das MN-Gehäuse eingelassen ist. Das Gerät verfügt über vier Geschwindigkeiten – 50 mm für 6, 8, 10 und 12 Stunden.

Wenn sich die Leitspindel einige Sekunden lang nicht dreht, wird ein Alarm aktiviert.

Zu den Hauptfehlern dieser Art von Geräten zählen das Eindringen des Spritzeninhalts in das MN und die Bildung von Undichtigkeiten zwischen den Leitern des PP. Um sie zu entfernen, ist es notwendig, das Gerät zu zerlegen, die Kunststoffteile der Leitspindel mit heißem Wasser und Seife zu waschen und mit einem Fön zu trocknen. Das PP wird 2-3 Mal mit einer Bürste mit Aceton gewaschen und ebenfalls mit einem Fön getrocknet. Das hierfür verwendete Aceton sollte keine Verunreinigungen enthalten und nach dem Trocknen einen Niederschlag oder Schlieren bilden.

Zum Spülen mit Aceton und Wasser müssen unterschiedliche Bürsten verwendet werden.

Nach dem Zusammenbau des Mechanismus kann die Leitspindel mit einer kleinen Menge medizinischer Vaseline geschmiert werden. Beim Zusammenbau sollte besonderes Augenmerk auf die Dichtheit des Gerätes gelegt werden. Es erfolgt mit Silikondichtstoff (vorzugsweise weiß), verpackt in Tuben von 25 ... 100 g, und wird um den gesamten Umfang der Gelenke der Körperhälften aufgetragen. Nach dem Anziehen der Schrauben wird die überschüssige Dichtmasse entfernt. Wenn die Versiegelung nicht durchgeführt wird, führen die ersten Tropfen des Medikaments, die in das Innere gelangt sind, dazu, dass das MN nicht mehr funktionsfähig ist.

Besonderes Augenmerk muss auf den Zustand der Batteriefachkontakte gelegt werden. Durch elektrochemische Korrosion bildet sich sehr oft ein sehr starker Oxidfilm, der die Batteriepole vollständig isoliert. Kontakte sollten mit feinem Schleifpapier oder einer Feile gereinigt werden. Danach ist es sinnvoll, sie zu bestrahlen, jedoch ohne den Einsatz aktiver Flussmittel. Letzteres beschleunigt nur die Korrosion von Kontakten.

Aus der MH-Modellreihe der englischen Firma GRASEBY MEDICAL sind zwei zu nennen: MS-18 und MS-26. Ihr Aussehen ist in Abb. dargestellt. 10. Äußerlich unterscheidet sich das Modell MS-18 nur durch das Fehlen eines Geschwindigkeitsschalters. Sein Schema ist in Abb. dargestellt. 11. Die Positionsbezeichnungen von Kondensatoren und Dioden sind bedingt angegeben und stimmen möglicherweise nicht mit der Werksbezeichnung überein. Auf dem IC1-Chip ist ein RS-Ein-Aus-Trigger des Geräts montiert, auf IS2 ein Taktgenerator und ein Timer-Frequenzteiler und auf IS3 ein Impulsformer für die Anzeige-LED. Letzterer ist über einen Kondensator verbunden, der für einen kurzzeitigen (mehrere Millisekunden) Wechselblitz seiner beiden antiparallel geschalteten roten Kristalle sorgt. Dies erhöht die Effizienz der Anzeigeeinheit. Auf dem TR4-Transistor ist ein Stromgenerator montiert, der den Strom durch den Motor stabilisiert und die Abhängigkeit seiner Drehzahl vom Entladungsgrad der Batterie verringert.

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Reis. 10. MN von GRASEBY MEDICAL

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Reis. 11. Schematische Darstellung des Modells GRASEBY MS 18

Es ist zu beachten, dass in allen beschriebenen MH-Mikroelektromotoren 1516E012S L148 in Deutschland hergestellt wurden. Die Spannung, bei der sich ihr Anker zu drehen beginnt, beträgt 1 ... 1,5 V, daher würde ihre Drehzahl ohne Stromstabilisator stark von der Versorgungsspannung abhängen. Die „Power“-Schlüsselelemente sind hier die n-Kanal-MOS-Transistoren VN10KM. Aufgrund des großen Spielraums für den Schaltstrom wurden keine Ausfälle beobachtet, was bei Mikroschaltern leider nicht der Fall ist. Ein Merkmal des Rotationssensors dieser MNs ist die Verwendung von Mikroschaltern mit einem federbelasteten Hebel und einer Drei-Nasen-Kupplung. Die Kupplung ist an der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes befestigt, sodass die Vorsprünge beim Drehen auf den Hebel drücken, der dem Mikroschalter SW2 zugeordnet ist. Seine Betätigung stoppt den Motor und startet den Timer neu. Trotz der Verwendung hochwertiger Mikroschalter mit vergoldeten Kontakten ist deren Haltbarkeit nicht hoch. Es ist sehr schwierig, geeigneten Ersatz zu finden. Daher kann eine Permutation als Ausweg aus der Situation dienen. Glücklicherweise wurden ähnliche Produkte wie SW1 und SW3 verwendet. Da sie niedrige Ströme schalten, haben sie eine aktive Last und werden viel seltener verwendet als SW2, sodass ihre Ressource nicht so schnell verbraucht wird. Der federbelastete Hebel wird sehr sorgfältig neu angeordnet, wobei darauf geachtet wird, die sehr empfindlichen Kunststoffvorsprünge an den Mikroschaltergehäusen nicht zu beschädigen. Beim Löten ist die Verwendung von flüssigem Flussmittel unerwünscht. Wenn es in ihre Hüllen gelangt, ist es sehr schwierig, es zu entfernen. Das Löten sollte mit einer minimalen Menge Lot und Kolophonium erfolgen.

Das Schaltungsmerkmal dieser MNs ist die Verwendung einer schützenden Germaniumdiode im negativen Stromkreis. Neben dem Schutz vor Verpolung der Versorgungsspannung dient es auch als Schwachstromsicherung. Da der maximale Strom von Punkt-Germanium-Dioden gering ist, unterbrechen solche Dioden bei ihrem Ausfall den Stromversorgungskreis des MN. Es ist durchaus möglich, eine solche Diode durch eine D9-Diode zu ersetzen, die in Größe und Eigenschaften geeignet ist. Es ist unerwünscht, Siliziumdioden zu verwenden, weil. Sie haben einen größeren Vorwärtsspannungsabfall über der offenen Verbindung. Dies führt zu einer geringeren Auslastung des Akkus, dessen Kapazität ohnehin schon gering ist. Das Ersetzen der Diode durch einen Jumper ist ebenfalls unerwünscht, weil. Das Design des Batteriefachs ermöglicht es Ihnen, die Batterie auf zwei Arten einzulegen – mit der richtigen und umgekehrten Polarität. Bei unsachgemäßer Installation kann das Gerät beschädigt werden.

Das Gerät wird eingeschaltet, indem Sie die Taste an der Seitenfläche des Gehäuses fünf Sekunden lang gedrückt halten. In diesem Fall werden zwei Mikroschalter (SW1 und SW3) aktiviert und der Mikromotor eingeschaltet. Innerhalb von fünf Sekunden dreht er die Leitspindel. Dies ist für einen festen Kontakt des Schlittens mit dem Spritzenkolben erforderlich. Danach beginnt der Belichtungscountdown, der durch periodisches Blinken der LED angezeigt wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens beträgt eins – 5 mm/h und wird über den Widerstand R4 eingestellt.

Zu den Nachteilen dieses Modells zählen die fehlende akustische Signalisierung des Einspritzendes, die niedrige Versorgungsspannung und die ununterbrochene Motordrehung. Jede dieser Störungen führt lediglich zu einem „stillen“ Abschalten des Geräts. Daher ist während des Betriebs eine ständige Überwachung des Betriebs erforderlich.

Die oben genannten Mängel wurden von den Entwicklern beim Modell MS-26 behoben (Abb. 12). Das „Herz“ des Geräts ist der Mikroprozessor ETL9421N mit integriertem ROM (1K x 8) und RAM (64 x 4).

Medizinische Mikropumpen, ihre Reparatur und Wartung
Reis. 12. Schematische Darstellung des Modells GRASEBY MS 26

Dies ermöglichte die Einführung von Servicekomfort wie der Einstellung der Geschwindigkeit des Wagens, der akustischen Anzeige des Endes der Injektion und der Überwachung der Batteriespannung. Zur Einstellung der Geschwindigkeit werden die binären Encoderschalter 1-2-48 verwendet. Sie legen die höchstwertigen und niedrigstwertigen Bits des Wertes der Bewegungsgeschwindigkeit des Wagens in Millimetern pro Tag fest. Ihre Steckplätze werden auf der Seitenfläche des Geräts angezeigt. Es gibt auch Fenster, in denen Sie den eingestellten Geschwindigkeitswert ablesen können.

Mit R9 wird die Oszillatorfrequenz und mit R5 der Motorstrom eingestellt.

Der Spindelwinkelsensor ist der SW3-Mikroschalter. Das Design ähnelt dem des Vorgängermodells.

Der Schlüssel für die gelbe Anzeige-LED ist auf dem TR5-Transistor montiert. Auf dem TR9-Transistor ist ein Zeitrelais montiert, das für den Selbsttest des Geräts beim Einschalten erforderlich ist. Wenn die Batterie in das Batteriefach eingelegt ist, wird der auf dem TR8 und dem piezokeramischen Emitter B1 montierte Tongenerator eingeschaltet. Es gibt 15 bis 20 Sekunden lang einen kontinuierlichen Piepton ab, der dann sanft abklingt. Nachdem Sie die Spritze installiert haben, drücken Sie den Knopf an der Vorderseite des Geräts und halten Sie ihn gedrückt, bis der Schlitten am Spritzenkolben anliegt. Danach wird die Taste losgelassen und die LED blinkt mit einer Blinkfrequenz von 16 Sekunden (bei einer eingestellten Geschwindigkeit von 90 mm / 24 h). Nach dem vierten Blitz startet der Motor und dreht die Leitspindel um 60 Grad. Dann wird der Vorgang wiederholt.

Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Modell zu deaktivieren:

- Entfernen Sie die Batterie aus dem Batteriefach (die zuverlässigste Methode);

- Drücken Sie die rechte Hälfte der Taste auf der MH-Frontplatte, sodass nur der rechte Mikroschalter aktiviert wird, und halten Sie sie gedrückt, bis ein kontinuierliches Tonsignal ertönt. Danach wird die Taste losgelassen. Das Tonsignal ertönt jedoch noch weitere 15 ... 20 Sekunden mit sanftem Abfall der Lautstärke auf Null. Wenn der Ton gleichzeitig mit dem Loslassen der Taste abbricht, wiederholen Sie den Abschaltvorgang und versuchen Sie dabei, die linke Hälfte der Taste nicht zu drücken.

Die Hauptmängel dieses Modells sind das Austreten des Arzneimittels auf die Oberfläche der Leiterplatte und die unzureichende Elastizität des Federhebels des SW3-Rotationssensors. Im zweiten Fall wird SW3 nicht geschaltet, wenn die Leitspindel gedreht wird.

Das Spülen der Leiterplatte wird durch die Tatsache erleichtert, dass der Mikroprozessor auf einem Sockel montiert ist. Bei der Handhabung müssen Sie jedoch bedenken, dass es sich um ein MOS-Gerät handelt, und es vor den Auswirkungen statischer Elektrizität schützen. Das Kopieren seiner „Firmware“ kann sehr nützlich sein.

Abschließend möchte ich einige Empfehlungen zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des MN nach der Reparatur geben. Wie die langjährige Praxis gezeigt hat, reicht eine einfache Überprüfung durch Blinken der LED und periodisches Drehen des Motors völlig aus.

Die Prüfung muss durch einen langen Dauerbetrieb des MH über 12...48 Stunden unter realitätsnahen Bedingungen erfolgen. Im überprüften MN ist eine reguläre Stromquelle installiert - eine Batterie (und kein Netzteil), eine Einwegspritze mit einem Fassungsvermögen von 5 ... 10 ml, gefüllt mit flüssigem Maschinenöl (oder im Extremfall Wasser). Fest. Auf der Spritze ist eine normale Nadel mit dem kleinsten Durchmesser angebracht. Die Nadel wird in den Gummistopfen einer leeren und sauberen Durchstechflasche mit Penicillin eingeführt. Ein solcher behelfsmäßiger Ständer imitiert den hydraulischen Widerstand, den der menschliche Injektionskörper ausübt. Überprüfen Sie nach Möglichkeit die Funktion des MH und unter dem Einfluss von Vibrationen, beispielsweise in einem Auto.

Ein MN kann mit hoher Sicherheit als repariert betrachtet werden, wenn es unter solchen Bedingungen mindestens 12 Stunden lang einwandfrei funktioniert hat.

Die letzte Phase des Tests ist der Moment, in dem die Lösung in der Spritze vollständig aufgebraucht ist. In diesem Fall muss der akustische Alarm in allen MNs ausgelöst werden, mit Ausnahme von MS-18 von GRASEBY MEDICAL. Letzteres sollte sich einfach „leise“ ausschalten.

Der häufigste Fehler in dieser Phase ist das Durchrutschen der Mutter während der Drehung der Leitspindel. Aus diesem Grund schaltet sich der akustische Alarm nicht ein.

Lässt sich der Defekt nicht durch leichtes Spannen der die Mutter gegen die Spindel drückenden Federn beheben, empfiehlt es sich, den Strom durch den Motor etwas zu reduzieren. Aber das sollte nicht missbraucht werden. Bei zu geringem Motorstrom kann es sein, dass der MN später mit einer vollen Spritze nicht mehr „zurechtkommt“. In diesem Fall ist es besser, eine neue Mutter anzufertigen, wie oben beschrieben.

Gehen Sie mit aller Verantwortung an die Reparatur von MH heran, da die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen von ihnen abhängt.

Abschließend möchte ich noch kurz den MH der deutschen Firma BROWN erwähnen. Sie unterscheiden sich stark von den oben beschriebenen Geräten. Strukturell handelt es sich um Uhrwerke mit einer Feder, die manuell aufgezogen wird und die Spritze zusammendrückt. Der Mechanismus dieser Geräte ist sehr komplex und ihre Reparatur ist für Uhrmacher leichter zugänglich als für Funkamateure. Ohne ausreichende Erfahrung auf diesem Gebiet ist die Reparatur dieser Produkte nahezu unmöglich. Doch diese Geräte weisen Störungen auf, die Funkamateure beheben können. Tatsache ist, dass in diesen MNs eine Vorrichtung zur akustischen Signalisierung des Endes der Injektion installiert ist. Es ist auf einer kleinen Leiterplatte montiert und wird von einer 3-V-AA-Lithium-AA-Batterie gespeist. Sie gewährleistet den Betrieb des Geräts über mehrere Jahre. Ein normaler Benutzer kann die Batterie jedoch nicht austauschen, da sie mit der Platine verlötet ist und das Batteriefach einfach nicht vorhanden ist. Um die Batterie auszutauschen, muss das MH-Gehäuse zerlegt werden. Entfernen Sie dazu mit einer spitzen Nadel oder besser mit einem Vakuumsauger die vier Zierstopfen, die die Verbindungsschrauben verdecken. Diese Stopfen werden so sorgfältig eingetrieben, dass sie auf den ersten Blick wie Abdrücke der Drücker der Form aussehen. Somit wird die Dichtheit des MH zusammen mit der Verwendung eines Dichtmittels zum Abdichten der Gelenke der Körperhälften gewährleistet.

Nach Lösen der Schrauben öffnet sich das Gehäuse frei.

Leider kann eine 3-V-Lithiumbatterie nicht durch eine einzelne 1,5-V-Salz-, Alkali- oder Alkalibatterie ersetzt werden. Außerdem ist im Inneren des Gehäuses kein freier Platz für den Einbau einer weiteren Batterie vorhanden. Daher können wir als Ausgabe die Verwendung von zwei Elementen der Größe AG13 empfehlen, die beispielsweise in Laserpointern verwendet werden. Alle Verbindungen werden durch Löten hergestellt. Anschließend werden die Elemente mit Leim oder doppelseitigem Klebeband fixiert. Natürlich ist die Lebensdauer dieser Batterien geringer als die einer Standard-Lithiumbatterie, dieser Nachteil wird jedoch durch den geringen Preis und die geringe Verfügbarkeit ausgeglichen.

Autor: Sergej Lusta

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Steinbatterie 05.11.2023

Ingenieure der Sandia National Laboratories und der in New Mexico ansässigen CSolPower LLC arbeiten gemeinsam an einem Projekt, das darauf abzielt, eine erschwingliche Methode zur Energiespeicherung zu schaffen. Dieses Projekt nutzt elektrisch geladene Steine, um Strom effizient zu speichern.

Der Kern des Systems besteht darin, dass es die Steine ​​mit Luft erwärmt oder kühlt, um Wärmeenergie zu speichern, die anschließend in sauberen Strom umgewandelt wird. Eine solche Technologie unterstützt das Streben nach sauberer Energie und kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich der Bereitstellung von Strom in Zeiten hoher Nachfrage oder wenn erneuerbare Energiequellen nicht verfügbar sind.

Die Installation umfasst einen Behälter mit Steinen, die durch Luft erhitzt oder gekühlt werden können und so als Wärmeenergiespeicher dienen.

Die Wissenschaftler stellen fest, dass der in diesem System verwendete Kies erfolgreich von Landschaftsbauunternehmen bezogen werden kann, ohne dass eine umfangreiche Reinigung oder Vorbereitung erforderlich ist.

Auf dem National Solar Energy Test Site haben Experten bereits eine Kompaktanlage mit einer Kapazität von 100 Kilowattstunden getestet. Dort wurden auch Photovoltaik-Module installiert und Modifikationen vorgenommen, um die Fähigkeit des Systems zum Laden aus intermittierenden Stromquellen zu demonstrieren.

Während des Tests wurden die Steine ​​durch Luft auf Temperaturen von über 500 Grad erhitzt und das System hielt diese Temperatur erfolgreich bis zu 20 Stunden lang aufrecht. Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass eine Senkung der Kosten dieses thermischen Energiespeichersystems oder ähnlicher allgemeiner Energiespeichersysteme die Aussichten für deren Einsatz in der Industrie verbessern und die Wahrscheinlichkeit eines Übergangs zu erneuerbaren Energiequellen erhöhen könnte. Ihre praktische Methode besteht den Wissenschaftlern zufolge darin, überschüssigen Strom als Wärme zu speichern und damit nachts Wasser und Räume zu erwärmen. Der Technologie-Prototyp wird bis Juni 2024 getestet.

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