Kalp Pompası Tork Ölçümü ve Verim Analizi

Bahçeşehir Üniversitesi Kalp Pompası Projesinde Burster Tork Sensörü Kullanılıyor…

Bahçeşehir Üniversitesi tarafından geliştirilen kalp pompası projesinde (Özgün Bir Eksenel Akışlı Sol Ventrikül Destek Pompası) pompanın fiziksel performans testi Burster 8661 Dinamik Tork Sensörü ile gerçekleştirilmektedir. Ürünün seçimi, temini ve uygulamasında Bahçeşehir Üniversitesi’ne destek olan Marmatek Mühendislik, üniversitelerimizde gerçekleştirilen benzer projelerde akademisyenlere desteğini sürdürmeye devam edecektir.

Neden dinamik tork ölçümü?

Bir pompanın fiziksel performansı, mil üzerinden aktarılan tork ile doğrudan ilişkilidir. Statik bir ölçüm yalnızca belirli bir çalışma noktasını gösterirken, dönen mil üzerinde yapılan dinamik ölçüm; kalkış anını, yük değişimlerini ve kararlı rejime geçiş davranışını sürekli olarak izlemeye imkân verir.

Biyomedikal uygulamalarda bu süreklilik özellikle önemlidir. Pompanın ürettiği debi ile harcadığı mekanik güç arasındaki ilişki, verimlilik hesabının temelini oluşturur; mekanik güç, tork ile açısal hızın çarpımından hesaplanır ve bu nedenle tork ile devir bilgisinin eşzamanlı toplanması gerekir.

Ölçüm zinciri nasıl kurulur?

Dinamik tork ölçümünde sonucun doğruluğu tek bir bileşene değil, zincirin tamamına bağlıdır:

• Sensör: ölçüm aralığı beklenen tork değerini kapsamalı, ancak gereğinden geniş seçilmemelidir; aksi halde küçük torklar ölçüm aralığının alt ucunda kalır.
• Bağlantı elemanları: kaplin seçimi eksenel kaçıklığı telafi etmeli, sisteme ek atalet ve sürtünme getirmemelidir.
• Yükselteç / besleme: sensör tipine uygun besleme ve sinyal koşullandırma kullanılmalıdır.
• Veri toplama: örnekleme hızı, izlenecek en hızlı olayı yakalayacak şekilde seçilmelidir.
• Kalibrasyon: izlenebilir bir kalibrasyon olmadan ölçülen değerin belirsizliği bilinemez.

Bu tür testlerde sık karşılaşılan zorluklar

Küçük ölçekli pompalarda tork değerleri düşüktür; bu durumda kablo sürtünmesi, yatak kaybı ve kaplin momenti gibi etkenler ölçülen değere karışabilir. Ölçüm düzeneği kurulurken bu kayıpların ayrıştırılması, boşta çalışma (yüksüz) ölçümü ile referans alınması yaygın bir yaklaşımdır.

Sıcaklık ikinci önemli etkendir. Gerinim ölçer esaslı tork sensörlerinde sıcaklık değişimi sıfır noktasında kayma yaratabilir; uzun süreli testlerde ölçüme başlamadan önce sistemin termal olarak dengelenmesi beklenir.

Marmatek'in bu projedeki rolü

Marmatek, uygulamaya uygun sensörün belirlenmesi, temini ve ölçüm düzeneğine entegrasyonu aşamalarında destek vermektedir. Benzer ölçüm ihtiyaçlarınız için tork sensörü seçenekleri ve uygulama örnekleri hakkında bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Sol ventrikül destek pompalarında ölçüm neden zordur?

Dolaşım destek pompaları, alışılmış endüstriyel pompalardan farklı bir tasarım penceresinde çalışır. Akışkan kan olduğu için pompa yalnızca hidrolik verim açısından değil, akışkana verdiği mekanik zorlanma açısından da değerlendirilir. Bu nedenle test düzeneği, debiyi ve basınç farkını ölçmenin yanı sıra pompanın harcadığı mekanik gücü de izlemek zorundadır.

Mekanik güç bilgisi olmadan verim hesaplanamaz; verim bilinmeden de pompanın ürettiği ısı ve enerji tüketimi öngörülemez. Uzun süre vücut içinde çalışacak bir cihazda bu iki büyüklük doğrudan tasarım kısıtıdır.

Test düzeneğinde ölçülen büyüklükler

Bu tür bir performans testinde tipik olarak birlikte kaydedilen büyüklükler şunlardır:

• Tork: mil üzerinden aktarılan anlık moment.
• Devir: tork ile birlikte mekanik gücü veren ikinci bileşen.
• Debi: pompanın birim zamanda ilettiği akışkan miktarı.
• Basınç farkı: pompa giriş ve çıkışı arasındaki fark; hidrolik gücün belirleyicisi.
• Sıcaklık: hem akışkan hem de sensör tarafında; sürüklenmenin izlenmesi için.

Verim eğrisi nasıl çıkarılır?

Pompa, çalışma aralığı boyunca farklı devirlerde ve farklı karşı basınçlarda çalıştırılır. Her çalışma noktasında mekanik güç ile hidrolik güç eşzamanlı kaydedilir ve ikisinin oranı o noktanın verimini verir. Noktalar birleştirildiğinde pompanın verim haritası ortaya çıkar.

Bu haritanın güvenilirliği, ölçümlerin gerçekten eşzamanlı olmasına bağlıdır. Tork ve debi farklı cihazlarla, birbirinden bağımsız zaman tabanlarında kaydedilirse, geçici rejimlerde hesaplanan verim gerçeği yansıtmaz. Bu nedenle çok kanallı ölçümlerde kanallar arası eşzamanlılık, tek tek kanalların doğruluğu kadar belirleyicidir.

Üniversite projelerine yaklaşımımız

Akademik projelerde ölçüm ihtiyacı çoğu zaman standart bir katalog ürünüyle birebir örtüşmez; bütçe, teslim süresi ve mevcut altyapıyla uyum aynı anda gözetilmelidir. Marmatek bu projelerde ölçüm gereksiniminin teknik olarak netleştirilmesi, uygun sensörün belirlenmesi, temini ve düzeneğe entegrasyonu aşamalarında destek vermektedir.

Benzer bir ölçüm ihtiyacınız varsa, uygulamanızı birlikte değerlendirebiliriz.

Ölçüm sonuçlarının raporlanması

Akademik ve klinik öncesi çalışmalarda ölçüm sonucu kadar, sonucun nasıl elde edildiği de değerlendirmeye girer. Bu nedenle test raporunda kullanılan sensörün tipi, ölçüm aralığı, kalibrasyon tarihi ve belirsizlik bilgisi yer almalıdır.

Ham verinin saklanması ikinci iyi uygulamadır. İşlenmiş sonuçlar yıllar sonra yeniden yorumlanmak istendiğinde, ham kayıt olmadan farklı bir analiz yöntemi uygulamak mümkün olmaz. Ölçüm koşullarının (sıcaklık, akışkan özellikleri, çalışma noktası) kayıt altına alınması da sonradan yapılacak karşılaştırmaları anlamlı kılar.