Gelöste Servoanwendungen

Bewegungssteuerung des Ventilators

Medizinische Beatmungsgeräte bieten Atemunterstützung für Patienten, die dazu nicht in der Lage sind. ADVANCED Motion Controls hat im Laufe der Jahre Beatmungssteuerungslösungen für zahlreiche Beatmungsgerätemodelle entwickelt, insbesondere ein tragbares Beatmungsgerät und ein Hochfrequenz-Oszillationsbeatmungsgerät.

tragbares_beatmungsgerät_2-1.jpg

Tragbare Ventilatorsteuerung

Dieses spezielle Beatmungsgerät ist seit Jahrzehnten erhältlich und wird in Krankenhäusern und Kliniken weltweit eingesetzt. Es gilt heute noch immer als eines der zuverlässigsten Hochleistungs-Beatmungsgeräte auf dem Markt mit computergesteuerter Turbinensteuerung und war das erste Beatmungsgerät für die häusliche Pflege, das sich an die Bemühungen des Patienten anpasste. Servoantriebe sind erforderlich, um eine präzise Drehgeschwindigkeits- und Richtungssteuerung von bürstenlosen, motorgetriebenen Scrollkompressoren zu liefern.

Lösungsanforderungen

Der Beatmungsgerätehersteller hatte zahlreiche Anforderungen, die der Servoantrieb erfüllen musste. Zu diesen Designparametern gehörten:

  • Preiswert
  • Kleine Größe und mit robuster Bedienbarkeit
  • Anspruchsvolle Geschwindigkeits- und Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung, um hohe volumetrische Luftwechselraten zu liefern
  • Hohe Bandbreite für hervorragende Reaktion des Gesamtsystems
  • Niedrige Ausfallraten erwartet
  • Lange Lebensdauer
Unsere Antriebslösung musste auch das Hauptmerkmal dieses speziellen Beatmungsgerätmodells gewährleisten: Tragbarkeit. Das tragbare Design verbessert den Patiententransfer und die allgemeine Sicherheit, indem es Flexibilität ermöglicht. Bei Bedarf können Patienten mit einem Krankenwagen ankommen und in die Notaufnahme, dann in den Operationssaal und schließlich in den Aufwachraum transportiert werden, ohne jemals vom Beatmungsgerät getrennt werden zu müssen.
tragbares_beatmungsgerät_1-1.jpg
tragbares_beatmungsgerät_3

Lösungstechnologie

Effizientes und optimiertes Design

Um die Designparameter optimal zu erfüllen, haben wir uns entschieden, einen völlig neuen kundenspezifischen Servoantrieb für diese Anwendung zu entwickeln.

  • Analoge Architektur mit Tuning und Anpassungen für langfristige Zuverlässigkeit und vereinfachte Installation
  • Offenes Gehäusedesign für reduzierte Kosten und einfache Wartung, falls erforderlich
  • 100%-Spezifikationsprüfung und -test garantieren hohe Qualität/Design

Objektive Überprüfung

Nach der Integration unseres Servoantriebs übertraf das Endprodukt die anfänglichen Designerwartungen des Kunden. Der Erfolg war auch nachhaltig. Auch nach jahrelangem Einsatz bewies der Antrieb dieses außergewöhnliche Leistungsniveau.

In der Produktion weit über 20 Jahre mit über 80.000 Einheiten in Betrieb!

Jahrzehnte sind vergangen, und dieses Beatmungsdesign hat seit seiner Einführung mehrere Modellaktualisierungen und Eigentümerwechsel erlebt, aber die heute produzierten Geräte basieren immer noch auf diesem Design und verwenden immer noch unsere Servoantriebe. Unsere Laufwerke haben die Qualitätszielerwartung von 99,71 TP2T übertroffen, sodass sie das Vertrauen des Herstellers verdient haben.

tragbares_beatmungsgerät_D-2.jpg

Steuerung des Hochfrequenz-Oszillationsventilators

Dieses membrangesteuerte Hochfrequenz-Oszillations-Beatmungsgerät (HFOV) bietet alternative Mechanismen des Sauerstoffaustauschs und wird in Fällen eingesetzt, in denen Intensivpatienten nicht selbst atmen können. Die Zufuhr von Atemluft ist kleiner und häufiger und im Allgemeinen für ältere Erwachsene und Neugeborene gedacht, daher ist das Steuerungssystem des Beatmungsgeräts etwas anders. Die Servoantriebe in diesem Modell ermöglichen einen präzisen Betrieb des servogetriebenen Kolbenpumpensystems mit Schwingspulenmotor.

Schwingspulen werden üblicherweise in Lautsprechern verwendet, um die Hin- und Herbewegung bereitzustellen, und können ähnlich wie ein Servomotor mit einem Servoantrieb elektrisch betrieben werden. In diesem Fall steuert der Strom eher die lineare Kraft als das Drehmoment, sodass die Schwingspule den Kolben drücken kann.

Hochfrequenz-Ventilatorsteuerung
Hochfrequenz-Ventilatorsteuerung

Lösungsanforderungen

Der Kunde benötigte eine gemeinsame Servoantriebsplattform für verschiedene Modelle dieses Ventilatordesigns.

Das System musste in der Lage sein, eine Frequenzvariabilität von 3–15 Hz Schwingung zu erzeugen. Selbst bei der höheren Frequenz mussten der Servoantrieb und das Gesamtsystem eine extrem präzise Luftdruck- und Volumenabgabe ohne Abweichung liefern. Dies bedeutete, dass der Antrieb eine schnelle Beschleunigungs- und Verzögerungsreaktion benötigte, um einen präzisen Volumenstrom bereitzustellen. Das Laufwerk benötigte auch eine hohe Geschwindigkeit/Bandbreite ohne Welligkeit

Wie bei jedem lebensrettenden Gerät ist Zuverlässigkeit entscheidend. Dies kann in Systemen mit konstanten, hochfrequenten, mechanischen Schwingungen eine Herausforderung darstellen. Der Antrieb musste in der Lage sein, einen kontinuierlichen, störungsfreien Betrieb zu gewährleisten und unabhängig von den Betriebsbedingungen eine insgesamt konsistente Leistung zu erbringen. Der Nachweis der lebenslangen Funktionalität erforderte umfangreiche anfängliche Tests.

Servoantrieb für Hochfrequenz-Ventilatorsteuerung

Lösungstechnologie

Standard-Produktplattform

  • Hohe Bandbreite und schnelle Reaktion
  • Abgestimmte (einphasige) Abstimmung des Schwingspulenmotors
  • Geschwindigkeitsmodus
  • Schnelle Beschleunigung/Verzögerung mit geringer bis keiner Welligkeit

Über zwei Jahrzehnte Produktion

  • Marktverfügbarer, handelsüblicher analoger Servoverstärker, der heute für jeden Kunden verwendet und angeboten wird
  • Ursprüngliche Erstproduktionseinheiten arbeiten immer noch ohne Ausfälle
  • Lebensdauer-Zuverlässigkeitstest noch im Gange
  • Vom Kunden mit der höchsten Audit-Auszeichnung ausgezeichnet
Hochfrequenz-Ventilatorsteuerung

Branchen, Technologien und Produkte im Zusammenhang mit dem tragbaren Beatmungsgerät ...

Überblick über Servoantriebe
Überblick über Servoantriebe
Tech_Form-Factor_panel-mount
Plattenmontage
Produkte_Servoantriebe_kundenspezifisch
Kundenspezifische und modifizierte Servoantriebe
Voice-Coil-Infobox
Schwingspule
Bürstenlosen Motor
Dreiphasiger (bürstenloser) Motor
Bewegungsgesteuerter Patiententisch
Bewegungsgesteuerter Patiententisch