医疗器械疲劳测试系统的比较

疲劳测试在过去二十年中经历了几种主要技术变化。在此之前，几乎所有疲劳测试仪都使用伺服液原理将负荷施加到试样。自20世纪50年代中期以来，自20世纪50年代中期以来已经使用了伺服液，并在建造材料，汽车，航空航天和大型结构测试仪时是事实上的标准技术。在20世纪90年代，制造商SSTARTED与其他驱动技术一起尝试，包括婴儿车和线性电机。

虽然大多数21世纪的医疗设备测试应用杠杆线性电机技术，但每种技术都具有独特的特性，使其成为医疗器械测试不可或缺的特性。

伺服液（SH）

当大多数人想到伺服液测试系统时，他们通常会想到MTS系统。MTS系统在20世纪50年代中期介绍了第一个伺服液测试系统，该系统是在20世纪50年代中期纳入的研究。MTS采用伺服阀和液压缸技术，专为航空航天飞行控制系统而设计，并将其应用于疲劳测试。在此时间之前，在旋转弯曲机或谐振（弹簧/质量）测试系统上进行疲劳试验。新的辅助方法的优点是装载“R”比率可以控制于-1.0以外的东西。

另外，施加的负载可以从几千杆棚缩放到几千克到几百万兆瓦，并且也可以缩放负载通道的数量。例如，简单的疲劳测试仪可能只有一个装载致动器，而飞机翼试验台可能具有30至40个致动器。随着伺服液试验系统的市场成熟，其他公司进入了市场。如今，伺服液试验系统的供应商包括MTS，Instron，Saginomiya，Shimadzu，Shore Western和Zwick。

伺服液致动器可以大小用于任何装载要求，并且致动器可以设计几乎任何行程（最常见的行程长度为100mm，150mm或250mm）。伺服液执行器也相对容易设计;如果您有一个特殊的笔划和力量要求，可以在几小时内设计一台新的定制执行器

然而，SH执行器可以设计为约5kN的最小实际力额定值。对于小于5kN的负载，油封的摩擦会导致系统分辨率的问题。还有清洁度的担忧 - 如果在测试期间SH执行器密封泄漏，则可以污染测试样品。

此外，SH执行器设计用于持续数百万个循环而不会疲劳故障或密封泄漏。虽然这种寿命水平适用于典型的骨科测试（高达1000万次），但它不足以足够耐用的心血管设备（4亿至600万次）。由于它们的设计，SH系统需要高功率（5HP最小）液压泵，该液压泵必须经常改变，使其成为相对高的维护系统。

伺服气体（SP）测试系统

SP测试系统类似于液压测试系统，除了它使用压缩空气而不是液压流体作为驱动介质。Enduratec将这些系统介绍到20世纪90年代初期的矫形市场，作为SH系统的较低成本替代品。虽然SP系统在这个市场区域产生了承诺，但他们在主流市场上没有抓住。与基于流体的系统相比的有限性能频率的组合以及大多数客户已经在SH系统中投入的事实限制了SP系统的影响。

仍然，对于较低的力（即，小于1kN）和中等的测试频率（10 Hz无无人机）应用，SP系统代表了SH系统的可行替代方案。提供SP系统的唯一制造商是Enduratec。

单相线性电机（SPLM）

单相线性电动机产生与施加的电流量成比例的力。在90年代中期，Enduratec开始用用于支架和电线测试的音圈提供测试系统。专利5,670,708代表使用两个音圈作为驱动装置开发的支架移植测试仪。稍后用由Bose Corporation开发的移动磁铁线性电机替换语音线圈。

移动磁铁设计优于语音线圈方法，因为它消除了容易疲劳失效的飞行引线，更容易冷却并具有较低的移动质量。移动磁铁电机也用于Enduratec（后来Bose和Ta Instruments）提供的电磁疲劳试验仪器。

SPLM系统有时是优选的，因为它们的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器械。另外，弯曲轴承系统和移动磁体设计提供极高的寿命，并且与驱动SHOR SP系统所需的电力相比，驱动SPLM所需的功率非常低。因此，由于低移动质量，容易获得测试频率60Hz和更高。

然而，与其他系统相比，SPLM系统具有低力能力，并且可以应用的行程量通常限制并且取决于SPLM的尺寸。另一个缺点是，由于所使用的组件的性质，难以使用的性质，即使使用的部件的性质困难，那么易于定制SPLM的能力几乎不存在。

目前只有一个使用移动磁铁剪线的测试系统供应商，这是TA仪器。

多相线性电机（MPLM）

第一个MPLM测试仪于1998年由MTS系统引入和专利。该系统采用了一种水平安装的线性电动机，其具有100mm行程，带有空气支撑系统。它在半导体和医疗检测行业中设计了专注的低力疲劳应用。尽管其先进的设计，但在市场上的影响并不是最有可能的，因为它是一种新技术，这些技术不适合MTS文化的SH范式。

在2000年初通过enduraTec成功引入SPLM测试系统后，Instron和MTS决定提供电动测试系统替代品。在2000年代后期，Instron推出了其电赋液，2014年的MTS介绍了其Acumen系列的全电动试验仪器。两种系统都具有十字头安装的多相线圈电动机，具有移动的音圈或磁衔铁，该电枢被支撑在线性球轴承系统。

线性电机的多相设计使其能够提供更高的负载和更长的整体行程。例如，虽然最小的TA电磁体仪表在200N的额定速度并具有12.5mm的整体中风，但最小的Instron Electupuls Testinstrument在1000N时额定值，中风60mm。虽然人们可能认为MPLM方法将优于SPLM，但是MPLM相对于SPLM具有如下的相对优点和缺点。

MPLM系统的附加阶段意味着电动机可以产生更多的功率。如果磁体组件的尺寸相同，则具有三个磁体的MPLM（多相运动所需）将产生两倍的力作为具有相当尺寸的单磁体的SPLM。MPLM还具有较长的行程能力，使得更容易测试更长的标本并随着行程更长的灵活性来设置测试。

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体组件，因此移动质量更大。这意味着在高测试频率下，如果不采取小心将框架与板凳隔离，则在高测试频率下诱导的振动可能是基本的。虽然SPLM在60Hz和Up跑步时速度非常舒适，但MPLM系统通常难以实现高于30Hz的频率。为了提供更长的整体行程，MPLM系统具有滚子轴承支撑系统。

结论

万博官网app体育元素具有宽广的设备，包括SH，SP，SPLM和MPLM测试系统。在设置测试时，我们能够选择最适合所需测试条件的测试系统。

例如，如果您想通过施加几毫米的位移在高频（30Hz或更大）上最多可测试15个样本，我们将利用SPLM测试系统。如果要在高负载和较低的测试频率下测试单个标本，我们将通过MPLM或SH基系统进行浏览。通过我们广泛的设备基地和机械测试竞技场的广泛体验，元件能够提供最可靠的测试条件。万博官网app体育