医疗器械疲劳试验系统的比较

在过去的二十年里，疲劳测试经历了几次重大的技术变革. 之前to1990, 几乎所有的疲劳试验机都采用伺服液压原理对试样施加载荷. 自20世纪50年代中期以来，伺服液压系统一直在使用，是建筑材料的事实上的标准技术, 汽车, 航空航天, 大型结构测试器. 在20世纪90年代, 制造商开始试验其他驱动技术，包括伺服气动和直线电机.

而大多数21世纪的医疗设备测试应用利用直线电机技术, 每种技术都具有独特的特点，使其成为医疗器械检测不可或缺的技术.

伺服液压控制的(SH)

当大多数人想到伺服液压测试系统时，他们通常会想到MTS系统. MTS系统公司在20世纪50年代中期引入了第一个伺服液压测试系统，当时它是研究公司的材料测试系统部门. MTS采用了专为航空航天飞行控制系统设计的伺服阀和液压缸技术，并将其应用于疲劳试验. 在那之前, 疲劳试验在旋转弯曲机或共振(弹簧/质量)试验系统上进行. 新的伺服液压方法的优点是，加载“R”比可以控制在-1以外的东西.0.

另外, 所施加的载荷可以从几千牛顿到几百万牛顿, 加载通道的数量也是可扩展的. 例如, 一个简单的疲劳试验机可能只有一个加载致动器，而一个飞机机翼试验台可能有30到40个致动器. 随着伺服液压测试系统市场的成熟，其他公司也进入了市场. 今天, 伺服液压测试系统的供应商包括MTS, Instron, 株式会社, 日本岛津公司, 西海岸和兹威克路口.

伺服液压执行器的大小可以满足几乎任何负载要求, 执行器几乎可以设计为任意行程(最常见的行程长度为100mm), 150mm或250mm). Servohydraulic actuators are also relatively easy to design; if you have a special stroke and force requirement, 一个新的定制执行器可以在几个小时内设计出来

然而，SH执行器可以设计的最小实际额定力约为5kN. 对于小于5kN的载荷，油封的摩擦会导致系统分辨率出现问题. 还有一个关于清洁度的问题——如果在测试过程中执行机构密封泄漏, 试验试样可能被污染.

另外, SH执行器的设计寿命可达数千万次，无疲劳失效或密封泄漏. 虽然这种水平的寿命对于典型的骨科测试(多达1000万次)来说很有效。, 对于心血管设备来说，它不够耐用(4亿到6亿次循环). 也因为他们的设计, SH系统需要高功率(至少5马力)液压泵，必须定期更换供油, 使它成为一个相对高维护的系统.

伺服气动(SP)测试系统

SP测试系统与液压测试系统类似，只是它使用压缩空气而不是液压油作为驱动介质. EnduraTEC在20世纪90年代早期将这些系统引入骨科市场，作为SH系统的低成本替代品. 虽然SP系统有望在该市场领域产生影响, 它们没有在主流市场流行起来. 与基于流体的系统相比，有限的性能频率，加上大多数客户已经在SH系统上投入了大量资金，限制了SP系统的影响.

对于较低的力(i.e., 小于1kN)和中等测试频率(10hz或更低)的应用, SP系统是SH系统的可行替代方案. 唯一提供SP系统的制造商是EnduraTEC.

单相直线电机(SPLM)

单相直线电机产生的力与施加的电流成正比. 在90年代中期，EnduraTEC开始提供用于支架和导线测试的带有音圈的测试系统. 专利5,670,708是一种使用两个音圈作为驱动手段的支架移植测试仪. 音圈后来被Bose公司开发的移动磁体直线电机所取代.

移动磁体设计优于音圈方法，因为它消除了容易疲劳失效的飞线, 更容易冷却，运动质量更低. 在EnduraTEC(后来的Bose和TA Instruments)提供的ElectroForce疲劳测试仪器中也使用了移动磁体电机。.

SPLM系统有时是首选，因为其低输出力范围非常适合测试为血管内市场开发的小型医疗设备. 另外, 柔性轴承系统和移动磁铁设计提供了极高的寿命, 与驱动SHor SP系统所需的功率相比，驱动SPLM所需的功率相当低. 因此，由于低运动质量，很容易获得60Hz及更高的测试频率.

然而, 与其他系统相比，SPLM系统的受力能力较低, 可施加的冲程量通常是有限的，并且取决于SPLM的大小. 另一个缺点是，由于所使用组件的性质，几乎不存在随时定制splm的能力, 使一次性项目变得困难.

目前只有一家测试系统供应商使用移动磁铁splm, 这是TA仪器公司.

多相直线电机(MPLM)

第一台MPLM测试仪于1998年由MTS系统公司推出并获得专利. 该系统的特点是一个水平安装的直线电机，具有100mm的冲程和空气轴承支撑系统. 它是为半导体和医疗设备测试im体育平台app下载的精密低力疲劳应用而设计的. 尽管设计先进, 它没有在市场上产生太大的影响，很可能是因为它是一种新技术，不适合MTS文化的SH范式.

在21世纪初，EnduraTEC成功地引入了SPLM测试系统, 英斯特朗和MTS决定，他们需要提供一种电动测试系统替代方案. 在2000年代末, Instron推出了electropulse系列，MTS在2014年推出了Acumen系列全电动测试仪器. 这两个系统都有一个十字头安装的多相直线电机，带有一个移动的音圈或磁铁电枢，支撑在一个线性滚珠轴承系统上.

直线电机的多相设计使其能够提供更高的负载和更长的总行程. 例如，最小的TA ElectroForceTest仪器额定功率为200N，额定功率为12.总行程5mm, 最小的Instron ElectroPuls测试仪器额定功率为1000N，行程为60mm. 虽然有人可能认为MPLM方法优于SPLM, 与苏丹人民解放运动相比，MPLM有以下相对的优势和劣势.

MPLM系统的附加相位意味着电机可以产生更多的功率. 如果磁铁组件的尺寸相同, 带有三个磁体(多相运动所需)的MPLM产生的力是带有相同大小的单磁体的SPLM的两倍. MPLM还具有更长的冲程能力, 使测试更长的试样和设置测试更容易，因为更长的行程提供了更多的灵活性.

然而，MPLM系统有几个缺点. 由于MPLM中的移动电枢具有更多的线圈或磁铁组件，因此移动质量更大. 这意味着在高测试频率下, 如果不小心将框架与试验台隔离开来，诱发到试验台或地板的振动可能是巨大的. 而SPLM在60Hz及以上的频率下运行非常舒适, MPLM系统通常难以实现高于30Hz的频率. 为了提供更长的总行程，MPLM系统具有滚子轴承支撑系统.

结论

im体育APP拥有广泛的设备，包括SH, SP, SPLM和MPLM测试系统. 设置测试时, 我们能够选择最适合所需测试条件的测试系统.

例如, 如果你想在高频率(30Hz或更高)下测试多达15个样品，通过施加几毫米的位移, 我们将使用SPLM测试系统. 如果您想在高负载和较低测试频率下测试单个样品，我们将考虑使用MPLM或基于SH的系统. 凭借我们广泛的设备基础和在机械测试领域的丰富经验, 元件能够提供最可靠的测试条件.