CS233265B1

CS233265B1 - Inductive displacement sensor for medicine

Info

Publication number: CS233265B1
Application number: CS833796A
Authority: CS
Inventors: Josef Cihak
Original assignee: Josef Cihak
Priority date: 1983-05-27
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1985-02-14
Also published as: CS379683A1

Abstract

Induktivní snímač posuvu pro medicínu je určen zejména pro nepřímé měření nitroočního tlaku. Induktivní snímač posuvu pro medicínu je tvořen nosnou kostřičkou opatřenou dvěma cívkami opačného smyslu vinutí. Nosná kostřička je posuvně uložena na trubce a přitlačena přes dolní obrubu spirálovou pružinou k justovaci matici, našroubované na jemný závit, vytvořený v trubce. Justovací matice je přitažena přes izolační podložku na tištěný spoj, připevněný k horní obrubě. Elektrické vývody jsou volně staženy pomocí svorek. Mezi pouzdro a cívky je případně umístěna stínící kovová fólie. Induktivní snímač posuvu pro medicínu je možné použít pro měření posuvu v rozsahu 0 až 1 mm.The inductive displacement sensor for medicine is intended mainly for indirect measurement of intraocular pressure. The inductive displacement sensor for medicine consists of a supporting frame equipped with two coils with opposite winding directions. The supporting frame is slidably mounted on the tube and pressed through the lower flange by a spiral spring to the adjustment nut, screwed onto a fine thread formed in the tube. The adjustment nut is tightened through an insulating pad onto a printed circuit board attached to the upper flange. The electrical leads are loosely pulled using clamps. A shielding metal foil is optionally placed between the housing and the coils. The inductive displacement sensor for medicine can be used for displacement measurement in the range of 0 to 1 mm.

Description

Vynález se týká induktivního snímače posuvu pro medicínu, vhodného zejména pro nepřímé měření nitroočního tlaku.The present invention relates to an inductive displacement transducer for medicine, particularly suitable for indirect intraocular pressure measurement.

Dosud známé provedení snímačů posuvu pro medicínu jsou tvo řena jednou nebo dvěma cívkami, které jsou navinuty na nosnou kostřičku nebo přímo na odizolované těleso snímače. Feritové jádro, které tvoří část kontaktního kolíku, je umístěno do cívky nebo mezi dvě cívky. Cívky jsou zapojeny do můstku s pasivními ohmickými odpory· Vnější vodiče jsou tvořeny vícežíloyými lanky, nejčastěji se silikonovou izolací, které jsou propojeny přímo na vodiče vinutí cívek a zajištěny nití a zaképnuty pružným tmelem. Vzájemná poloha cívek a jádra je nastavena pevnými dorazy nebo je odstupňována pomocí škály podložek. Ve většině případů je dána přesností výroby jednotlivých dílů. Těleso snímače je tvořeno několika díly, zpravidla vytvořených z nerezoceli. Těleso snímače s cívkami je umístněno do pouzdra, zhotoveného z kovu. nebo slitin kovů. V některých případech tvoří kostřička cívky vodicí otvor pro feritové jádro i kontaktní kolík a je tmelena do kovového pouzdra.The known displacement transducers for medical applications are formed by one or two coils, which are wound on a support carcass or directly onto a stripped sensor body. The ferrite core, which forms part of the contact pin, is placed in the coil or between two coils. The coils are connected to the bridge with passive ohmic resistors · The outer conductors are made up of multicore cables, most often with silicone insulation, which are connected directly to the coil winding wires and secured with thread and clipped with flexible mastic. The relative position of the coils and the core is set by fixed stops or is graduated using a range of washers. In most cases it is given by the accuracy of production of individual parts. The sensor body consists of several parts, usually made of stainless steel. The coil sensor body is housed in a metal housing. or metal alloys. In some cases, the coil former forms a lead hole for both the ferrite core and the contact pin and is sealed into a metal housing.

Nevýhodou výše uvedených řešení je omezená možnost řešení vodotěsného snímače. Vnikání tekutin do snímače mé za následek změnu základních parametrů, popřípadě jejich časovou nestabilitu. Není možné nastavení optimální polohy feritového jádra a cívek. Tím je omezena možnost kompenzace tolerančního rozptylu v rozměrech mechanických dílů a tím i rozptylu v některých parametrech snímačů. Obtížně se kompenzuje i případný rozdíl v symetrii vynutí cívek. Kovové stínící pouzdro je příčinou vysoké hmotnosti snímače. Elektrické vývody snímače, tvořené vícežilovými lanky, jsou příčinou přenášení parazitních sil na snímač. Tím je omezena přesnost a reprodukovatelnost měření.A disadvantage of the above solutions is the limited possibility of solving the waterproof sensor. The ingress of fluids into the sensor results in a change of basic parameters or their instability in time. It is not possible to adjust the optimum position of the ferrite core and coils. This limits the possibility of compensating the tolerance variance in the dimensions of mechanical parts and thus the variance in some sensor parameters. Any difference in coil enforcement symmetry is also difficult to compensate. The metal shielding sleeve causes the sensor to be heavier. The sensor's electrical terminals, consisting of multi-core cables, cause the transmission of parasitic forces to the sensor. This limits measurement accuracy and reproducibility.

- 2 233 283- 2 233 283

Podstata induktivního snímače posuvu pro medicínu, sestávajícího z pouzdra, nosné kostřičky se dvěma cívkami opačného smyslu vinutí a trubky s vodicím otvorem, kontaktního hrotu, feritového jádra, kolíku a elektrických vývodů spočívá v tom, že nosná kostřička opatřená dvěma cívkami opačného smyslu vinutí, je posuvně uložena na trubce a je přitlačena přes dolní obrubu spirálovou pružinou k justovací matici, našroubované na jemný závit, vytvořený na trubce a přitažené přes izolační podložku na tištěný spoj, připevněný k horní obrubě· Elektrické vývody jsou volně staženy pomocí svorek. Mezi pouzdro a cívky je případně umístněna stínící kovové folie·The principle of an inductive medical displacement sensor consisting of a housing, a support carcass with two coils of opposite winding direction and a tube with a guide hole, a contact tip, a ferrite core, a pin and electrical outlets is that the support carcass provided with two coils of opposite winding direction is slidingly mounted on the tube and pressed over the lower flange by a coil spring to the adjusting nut, screwed onto the fine thread formed on the tube and pulled over the insulating pad to the printed circuit, attached to the upper flange · Electrical outlets are loosely pulled by clamps. A shielding metal foil is optionally placed between the housing and the coils ·

Předností induktivního snímače posuvu pro medicínu podle vynálezu je především možnost optimálního nastavení polohy feritového jádra a cívek a tím i možnost volby pracovního bodu v požadované oblasti charakteristiky snímače a rovněž možnost kompenzace výrobních tolerancí mechanických dílů a částečná kompenzace případné nesymetrie obou cívek. Je vyloučena možnost vniknutí kapalin na cívky, nosnou kostřičku, tištěný spoj a tím je zamezeno i případné změně základních parametrů snímače· Je dosaženo dobré stability a přesnosti měření· Ohebnost elektrických vývodů omezuje vliv přídavné parazitní síly a je proto zlepšena přesnost a reprodukovatelnost měření. Je docíleno zlepšené elektrické izolace cívek a mechanických částí snímače a je zlepšena bezpečnost měření. Výhodou je rovněž malé hmotnost·The advantage of the inductive displacement sensor for medicine according to the invention is, above all, the possibility of optimum positioning of the ferrite core and coils and hence the possibility of selecting a working point in the desired area of the sensor characteristic and also compensating manufacturing tolerances of mechanical parts and partial compensation of possible asymmetry of both coils. It eliminates the possibility of liquids entering the coils, carrier ground, printed circuit and thus prevents any possible change of basic sensor parameters. · Good stability and accuracy of measurement is achieved. · Flexibility of electrical outlets limits the influence of additional parasitic force and therefore accuracy and reproducibility of measurements. Improved electrical insulation of coils and mechanical parts of the sensor is achieved and measurement safety is improved. The advantage is also low weight ·

MtU výkrese je v částečném řezu znázorněno příkladné provedení induktivního snímače posuvu pro medicínu podle vynálezu.In the drawing, an exemplary embodiment of an inductive displacement sensor for medicine according to the invention is shown in partial section.

Induktivní snímač posuvu pro medicínu sestává z trubky 3 , na kterou je posuvně uložena nosné kostřička 1, které je opatřena dvěma cívkami 2 opačného smyslu vinutí. Nosné kostřička 1 je přitlačena přes dolní obrubu £ spirálovou pružinou 6 na justovací matici 7, přitaženou přes izolační podložku 6 na tištěný spoj 2» který je připevněn k horní obrubě 10. Justovací matice 2 je našroubovaná na jemný závit 14. vytvořený na trubce 2· Tištěný spoj 10 je opatřen elektrickými vývody 11, kteréThe inductive displacement transducer for medicine consists of a tube 3 on which a supporting carcass 1 is slidably mounted, which is provided with two coils 2 of opposite winding direction. The supporting frame 1 is pressed over the lower flange 6 by the coil spring 6 on the adjusting nut 7, pulled over the insulating pad 6 to the printed circuit 2, which is attached to the upper flange 10. The adjusting nut 2 is screwed onto the fine thread 14 formed on the tube 2. The printed circuit board 10 is provided with electrical outlets 11 which

233 265 jsou propojeny s cívkami 2 a volně staženy pomocí svorek 12. K trubce 2 J^e připevněno pouzdro 15 a je uzavřeno pomocí čepičky li- Mezi pouzdro 15 a cívky 2 je popřípadě umístěna stínící kovové fólie 16. Trubka 2 je opatřena vodícím otvorem 4, uvnitř kterého je umístněno feritové jádro 17 zakončené kontaktním hrotem 18 a kolíkem 19.233,265 are connected to the coil 2 and freely downloaded via the terminals 12. In the pipe 2 J ^e fixed casing 15 and is closed by a cap Li- between casing 15 and the spool 2 is optionally a shielding a metal foil 16. The tube 2 is provided with a guide hole 4 inside which a ferrite core 17 is terminated, terminated by a contact tip 18 and a pin 19.

Noané kostřička 1, která je opatřena dvěma cívkami 2 opačného smyslu vynutí, je posuvně uložena na trubce 3. Pomocí spirálové pružiny 6, které je přitlačena na dolní obrubu 2 ® pomocí justovací matice 2 ^a jemného závitu 14. vytvořeného v trubce 2» je docíleno nastavení nosné kostřičky 1 do takové polohy, která je optimální z hlediska požadované polohy feritového jádra 17 a tím i kontaktního kolíku 18. V této poloze může být nosné kostřička 1 fixována například zaképnutím tmelem, lepidlem nebo zakapávací barvou. Elektrické vývody 11 jsou volně staženy pomocí svorek 12, čímž je docíleno spolehlivého elektrického propojení, při dodržení mechanické odolnosti a dobré ohebnosti. Cívky 2 jsou s elektrickými vývody 11 propojeny pomocí tištěného spoje 9. Tím je docíleno snadného spojení s ohmickými odpory a zapojení do můstku. Stínící kovová fólie 16 je případně umístněna mezi cívky 2 a pouzdro 15 a omezuje vliv vnějšího elektromagnetického pole. Pouzdro 15 tak může být zhotoveno z plastů a je celkově snížena hmotnost snímače. Nosná kostřička 1 opatřené horní obrubou 10 dokonale izoluje všechny elektrické části od trubky 2· Feritové jádro 17 je zakončeno kontaktním hrotem 18 a kolíkem 19.The weaved carcass 1, which is provided with two coils 2 of opposite sense of force, is displaceably supported on the tube 3. By means of a coil spring 6 which is pressed against the lower flange 2 by means of adjusting nut 2 ^and fine thread 14 formed in tube 2 » adjusting the carrier carcass 1 to a position that is optimal in terms of the desired position of the ferrite core 17 and hence the contact pin 18. In this position, the carrier carcass 1 can be fixed, for example, by sputtering with sealant, glue or drip paint. The electrical terminals 11 are loosely pulled by means of the terminals 12, thereby providing a reliable electrical connection, while maintaining mechanical resistance and good flexibility. The coils 2 are connected to the electrical terminals 11 via a printed circuit 9. This makes it easy to connect to the ohmic resistors and to the bridge. The shielding metal foil 16 is optionally positioned between the coils 2 and the housing 15 and limits the influence of the external electromagnetic field. The housing 15 can thus be made of plastics and the weight of the sensor is reduced overall. The supporting frame 1 provided with the upper flange 10 perfectly insulates all electrical parts from the tube 2. The ferrite core 17 is terminated by a contact tip 18 and a pin 19.

Po přiložení snímače na oko, je rohovka přesně definovanou hmot ností kontaktního hrotu 18, feritového jádra 17 a kolíku 19 deformována a velikost této deformace, hloubka zanoření kontaktní ho hrotu 18 do rohovky, je snímána změnou polohy feritového jádra 17 a cívek 2. Velikost zanoření kontaktního hrotu 18 je úměrné velikosti nitroočního tlaku nebo jeho změně. Změna polohy feritového jádra 17 a cívek 2 je snímána jako napěíové rozvá žení můstku, napájeného ze zdroje střídavého napětí.After application of the sensor to the eye, the cornea is precisely defined by the weight of the contact tip 18, the ferrite core 17 and the pin 19, and the magnitude of this deformation, the insertion depth of the contact tip 18 into the cornea, is sensed by changing the position of the ferrite core 17 and the coils. the contact tip 18 is proportional to the amount of intraocular pressure or its change. The change in the position of the ferrite core 17 and the coils 2 is sensed as the voltage balance of the bridge powered by an AC power source.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

233 26

Inductive displacement transducer for medicine, consisting of a casing, a supporting carcass with two coils of opposite winding direction and a lead tube, a contact tip, a ferrite core, a pin and electrical outlets, characterized in that the supporting carcass (l) is provided with two coils (2). of the opposite direction of the winding, is slidably supported on the tube (3) and is pressed over the lower flange (5) by a coil spring (δ) to the adjustment nut (7) screwed onto the fine thread (14) formed in the tube (3) a printed circuit board washer (δ) attached to the top flange (io) and the electrical outlets (11) are loosely pulled by clamps (12), with a shielding metal foil optionally positioned between the sleeve (15) and the spool (2) (lo),