人工心脏磁悬浮系统涡电流位移传感器的设计.pdf

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1、第25卷第4期传感技术学报Vol_25No．42012年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．2012DesignofEddyCurrentDisplacementSensorsforMaglevSystemofVentricularAssistDeviceYINChengke，TANXuedan，QUWenbo，MAYunshan，CHENChen，(1．ArtificialHeartLab，SoochowUniversity，SuzhouJiangsu215021，China；2．ChinaHeartBi

2、omedicalInc，SuzhouJiangsu215123，China)Abstract：NoncontacteddycurrentdisplacementsensorwasdesignedfortheMaglevsystemoftheventricleassistdevice(VAD)．WithregardtothespecialstructureinwhichtherewasatitaniumalloyflamebetweenthedisplacementsensorandVAD’Srotor，thispaperanalyzedthesenso

3、rmagneticfieldbyusingfiniteelementmethodtoobtainstructuralparametersofsensor，builtadevicetomonitorcoilwindingforimprovingtheimpedanceconsistency．Performancetestofsensorcoilsshowsthatthestandarddeviationofsensorcoilsis3．8％．thesensitivityishigherthan10％，andthegoodpropertiesarefeas

4、iblefortheMaglevsystemofVAD．Keywords：ventricularassistdevice；eddycurrentsensor；maglev；TitaniumalloyflameEEACC：7540doi：10．3969／j．iSSII．1004-1699．2012．04．002人工心脏磁悬浮系统涡电流位移传感器的设计术尹成科，谈雪丹，渠文波，马云善，陈琛(1．苏州大学人工心脏研究所，江苏苏州215021；2．苏州同心医疗器械有限公司，江苏苏州215123)摘要：设计一种用于人工心脏的非接触式涡电流位移传感器。针对人1二心

5、脏磁悬浮系统特有的钛合金隔层结构，采用有限元分析涡电流位移传感器磁场，得到其结构参数；同时研制能实时监控传感器线圈绕制的装置，以提高线圈阻抗的一致性。经对传感器性能测试，结果显示所设计的涡电流位移传感器标准偏差为3．8％，灵敏度高于10％，能满足人工心脏磁悬浮系统的要求。关键词：人工心脏；涡电流传感器；磁悬浮；钛合金隔层中图分类号：7310J文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)04—0428—04人工心脏作为一种植入式医疗器械，通过辅助为了满足生物相容性要求，人工心脏转子与定或者替代衰弱的心脏实现泵血功能，是目前一种无子表面均有一层血

6、液相容性好的钛_1合金隔层，传法替代的最终治疗手段[1-2]。第三代人工心脏采用感器需穿透钛合金隔层检测转子位置。钛合金隔层磁悬浮轴承技术_3J，无机械轴承，具有使用耐久性的加入使得传感器的特性更加复杂。同时，植入式高、溶血少、血栓发生率较低I4等优点，近年来得到人工心脏对传感器尺寸有严格的限制。目前，仅了快速发展。PAIChi—nan等人_1采用了实物凑试法得到类似结位移传感器是人工心脏磁悬浮系统的核心部件构下的传感器参数，如果被测结构参数变化，只能重之一。相对于其他非接触式位移传感器，涡电流位新试验。因此．针对人工心脏中带有钛合金隔层的移传感器具有

7、结构简单、灵敏度高、抗干扰强、可靠结构，从涡电流检测的基本原理出发．进行了以下3性高等优点，广泛用于人工心脏领域。目前，国内外方面的工作：采用有限元法分析涡电流传感器在检对涡电流传感器的性能、结构设计等方面已经展开测带有钛合金隔层靶板时的磁场分布特性，得出制了一系列的研究r5]，并针对不同应用要求优化设作线圈的结构参数；设计一个线圈绕制与监测装置，计涡电流传感器结构[10-12]。在绕制线圈的同时，监测线圈的形状、绕线的张力项目来源：863计划先进制造技术领域重点项目(2009AA045400)；国家自然科学基金面上项目(31070892)；国际科技合

8、作与交流专项项目(2009DFB30090)；江苏省自然科学基金项目(BK2009602)收稿