Kubische Gassensortechnologien für medizinische Anwendungen

Ausgereifte Gassensorik-Plattformen von Cubic für das Gesundheitswesen und die medizinische Industrie

Die Gasdetektion ist ein relativ ausgereiftes Feld: Es gibt viele verschiedene Gassensortechnologien auf dem Markt, die alle ihre eigenen Vor- und Nachteile haben.

Mit 20-jährigem Engagement für die Entwicklung von Gassensortechnologien hat Cubic, ein internationaler Hersteller von fortschrittlichen Gassensoren und Gasanalysatoren, verschiedene ausgereifte Sensortechnologieplattformen aufgebaut, darunter nicht-dispersives Infrarot (NDIR), abstimmbare Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS) und Ultraschalltechnologien. Von der Messung der Gaskonzentration und des Luftvolumens bis hin zur Überwachung des Drucks oder der Durchflussrate in Echtzeit können die Plattformen von Cubic für eine Vielzahl von Anforderungen der medizinischen Industrie eingesetzt werden.

NDIR (nicht-dispersives Infrarot):

NDIR-Gassensoren arbeiten auf der Grundlage des NDIR-Prinzips, dass bestimmte Gase Infrarotlicht bei bestimmten Wellenlängen absorbieren. Der Detektor erfasst und quantifiziert die Infrarotabsorption bei diesen Wellenlängen, und durch eine in die Software eingebettete algorithmische Analyse wird die Konzentration der Gaskomponente genau bestimmt. In medizinischen Anwendungen strahlen NDIR-Gassensoren Infrarotlicht durch eine Probenkammer, die das Zielgas, einschließlich Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Kohlenmonoxid (CO), enthält. Die Menge des absorbierten Infrarotlichts korreliert mit der Gaskonzentration und ermöglicht so eine genaue Gasmessung. Cubic hat das Mainstream-EtCO2-Sensormodul CM2201 zur Überwachung der CO2-Konzentration in der Atemluft und der Atemfrequenz sowie den DLCO-Sensor Gasboard-2050 zur Messung der Diffusionskapazität von Kohlenmonoxid in der Lunge entwickelt.

TDLAS (Abstimmbare Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie):

Bei der TDLAS-Technologie wird ein "abstimmbarer" Laser verwendet, um Licht mit präzisen Wellenlängen zu emittieren, das von bestimmten Gasen absorbiert wird. Im Rahmen medizinischer Anwendungen messen TDLAS-Gassensoren die Intensität der Lichtabsorption, um Gase, einschließlich Sauerstoff (O2), mit schnellen Reaktionszeiten und hoher Zuverlässigkeit genau zu erkennen und zu quantifizieren. Aufgrund dieser Vorteile ist die TDLAS-Technologie eine überlegene Alternative zu herkömmlichen paramagnetischen Sauerstoffdetektionsmethoden in verschiedenen medizinischen Anwendungen. Cubic hat den Sauerstoffsensor Gasboard-2510 für die genaue Messung der Sauerstoffkonzentration entwickelt.

Ultraschall:

Ultraschall-Gasdurchflusssensoren nutzen die Ultraschall-Detektionstechnologie und das TOF-Prinzip (Time of Flight), um sowohl die Gasdurchflussrate als auch die Gaszusammensetzung in binären Gasen zu messen, wobei die Veränderungen der Schallwellen auf ihrem Weg durch ein Gasgemisch überwacht und analysiert werden.

Ultraschall-Gasdurchflusssensoren sind in der Regel mit einem Paar Ultraschallwandler ausgestattet, die zwei Funktionen erfüllen und jeweils Ultraschallsignale aussenden und empfangen können. Diese Wandler sind an verschiedenen Stellen entlang des Gasstroms positioniert und senden Ultraschallimpulse hin und her. Die Gasdurchflussrate wird anhand der Zeitdifferenz der Ultraschallwellenübertragung berechnet.

Da die Schallgeschwindigkeit bei verschiedenen Gasen unterschiedlich ist, kann die Geschwindigkeit, mit der sich ein Ultraschallimpuls durch das Gas bewegt, zur genauen Messung der Gaszusammensetzung verwendet werden.

In der Medizin können Ultraschall-Gasdurchflusssensoren in Geräten wie Spirometern und Sauerstoffgeneratoren eingesetzt werden, wo sie präzise Messungen sowohl der Gaszusammensetzung als auch der Durchflussraten liefern. Cubic bietet sowohl Sauerstoffsensoren der Serie Gasboard-7500 als auch der Serie Gasboard-8500FS an, die Optionen für unterschiedliche Anforderungen bei der Messung von Sauerstoffgasdurchflussraten bieten. Darüber hinaus bieten die Spirometrie-Sensorlösungen Gasboard 7020 und Gasboard 7021 von Cubic eine schnelle und genaue Anzeige von kritischen Atmungsparametern für Spirometer in Krankenhäusern und Privathaushalten.