Wat de geur van je adem zegt over je gezondheid

Wat de geur van je adem zegt over je gezondheid

Rob ten Haaft
Cover Image

Raar maar waar: vanaf de middeleeuwen verdiept men zich al in de geur van adem. Het zal een flinke opgave zijn geweest, maar toch wist men toen al informatie uit de geur van adem te halen om bepaalde ziektes te kunnen vaststellen, zoals diabetes (een zoete, licht chemische geur) en leverfalen (een visachtige geur). Over de toenmalige behandelmethoden zwijgen we maar; uiteraard is hierin na de middeleeuwen veel vooruitgang geboekt. Tegenwoordig kunnen we vluchtige stoffen bijvoorbeeld meten met behulp van ionenmobiliteitsspectrometers (IMS).

Onderzoek uit de 21ste eeuw leert ons dat honden de geur van kanker kunnen herkennen. Na training kunnen hun neuzen verschillende vormen van kanker in menselijke uitademing ontdekken met een gevoeligheid van enkele delen per biljoen (ppt). Ter illustratie: een hond kan 1 cc bloed nog ruiken zelfs als het verdund is met het water van twintig 50 meterbaden. Hoewel het dus waarschijnlijk is dát honden ademmonsters op geur kunnen beoordelen, weten we nog niet wélke geuren of stoffen zij herkennen. Het trainen van honden om kanker op te sporen lijkt misschien het ei van Columbus, maar het kost veel tijd en brengt niet elke vorm van kanker aan het licht.

Vluchtige stoffen

Daarom ontwikkelen onderzoekers nu analysatoren ter vervanging van de hond. Onlangs heeft men ontdekt dat vluchtige stoffen kunnen dienen als onderscheidende biomarkers om menselijke ziektes te diagnosticeren. Deze vluchtige stoffen zijn organische verbindingen die bij kamertemperatuur snel verdampen of vervluchtigen, een eigenschap die dan ook vluchtigheid wordt genoemd.

Omdat in menselijke adem enkele duizenden vluchtige stoffen zitten, kan de samenstelling hiervan worden getest met een adembiopsie en zo fungeren als biomarker voor de detectie van ziektes zoals longkanker.

Het meten van vluchtige stoffen gebeurt steeds vaker aan de hand van de IMS-analysetechniek. IMS of ionenmobiliteitsspectrometrie is snel, bestand tegen vochtigheid, hooggevoelig en werkzaam bij omgevingsdruk, hetgeen de analysetechniek uitermate geschikt maakt voor medische toepassingen zoals portable software of Point-of-Care-testing.

Ionenmobiliteitsspectrometrie (IMS)

Het werkingsprincipe van een ionenmobiliteitsspectrometer berust op de drift of vluchttijd van ionen na de vorming ervan in het reactiebestanddeel. Met behulp van een elektrisch veld verplaatsen de ionen zich door de drijfbuis, die een drijfgas bevat (N2 of lucht). Afhankelijk van hun vorm en chargenummer kunnen sommige ionen zich makkelijker een weg banen door het drijfgas dan andere, waardoor de ionen van het monster zich verspreiden en bij kleurdetectie een IMS-spectrum vormen zoals in afbeelding 1 hieronder.

ionenmobiliteitsspectrometer met spectrum

Ionenmobiliteitsspectrometer met spectrum

Massflowregelaars

Op basis van kennis en ervaring levert Bronkhorst de juiste producten om gassen naar de drijfbuis te voeren. Elk van onze producten voldoet aan de vereiste specificaties om gassen met behulp van ionenmobiliteitsspectrometrie te regelen, zoals:

  • reinheid;
  • geringe instrumentmaat;
  • reactiesnelheid;
  • betrouwbaarheid;
  • energiezuinigheid;
  • lage aanschaf- en gebruikskosten.

Onze op MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) gebaseerde instrumenten zoals de thermische flowmeter IQ+FLOW zijn uitermate geschikt voor gebruik bij ionenmobiliteitsspectrometrie.

Thermische flowmeter IQ+FLOW Thermische flowmeter IQ+FLOW

Als je meer wil weten over het gebruik van MEMS-technologie in gaschromatografie-apparaten, bekijk dan ons voorgaande blog.

Heb je belangstelling voor massaspectometrie (MS) en de rol van massflowregelaars en verdamping in elektrosprayionisatie? Lees dan ons blog "A closer Ion them".

Wij vertellen je ook graag ons succesverhaal bij de toepassing van IQ+gasflowmeters en -drukregelaars voor gaschromatografie.

Bij vragen of ideeën over ionenmobiliteitsspectrometrie of andere analytische toepassingen van gas- of vloeistofregeling kun je contact met ons opnemen.

Een digitaal alternatief voor traditionele VA-meters/purgemeters

Een digitaal alternatief voor traditionele VA-meters/purgemeters

Frank Doornbos
Cover Image

De eerste variabele-doorlaatmeter (variable area - VA) met draaiende vlotter werd in 1908 in Aken uitgevonden door Karl Küppers. In hetzelfde jaar werd het apparaat gepatenteerd in Duitsland. Felix Meyer, een van de eersten die het belang van Küppers’ werk inzag, bracht de meter op de markt. In 1909 werd de firma 'Deutsche Rotawerke GmbH’ opgericht in Aken in Duitsland. Het bedrijf verbeterde de uitvinding door de vlotter en de glazen buis opnieuw vorm te geven. Al snel trok het nieuwe apparaat de aandacht in Europa, het Verenigd Koninkrijk en elders.

VA-flowmeters (of purgemeters)

In de loop der tijd zijn verschillende soorten VA-flowmeters (ook wel purgemeters genoemd) ontwikkeld, meestal om te voldoen aan een specifieke behoefte. Tegenwoordig bestaat een purgemeter meestal uit een taps toelopende buis, die gewoonlijk van glas of plastic is gemaakt. In deze buis bevindt zich de ‘vlotter’ van geanodiseerd aluminium of keramiek. De 'vlotter’ is eigenlijk een gevormd gewicht dat door de trekkracht van de stroming omhoog wordt getrokken en door de zwaartekracht weer omlaag. De trekkracht van een bepaalde vloeistof en vlotterprofiel is uitsluitend een functie van stroomsnelheid in het kwadraat.

Omdat de meters nog steeds een relatief eenvoudig ontwerp hebben, betrekkelijk goedkoop zijn en verhoudingsgewijs weinig onderhoud nodig hebben en eenvoudig te installeren zijn, worden ze veel gebruikt in allerlei toepassingen. Desondanks heeft de traditionele VA-meter een aantal nadelen. De schaalverdeling op een bepaalde purgemeter is bijvoorbeeld alleen correct voor een bepaald medium bij een bepaalde temperatuur en druk. Door de directe debietaanduiding is de omzetting daarnaast sowieso relatief slecht. Vooral wanneer de meter in een machine is ingebouwd, kan het aflezen moeilijk zijn. Bovendien moet de vlotter door de stromende vloeistof heen worden afgelezen, dus u kunt zich voorstellen dat bij sommige vloeistoffen de waarde niet te zien is.

Negen redenen om een thermische massflowmeter in plaats van een traditionele purgemeter te gebruiken.

Op basis van de modernste technologische mogelijkheden heeft Bronkhorst de MASS-VIEW flow instrumenten ontwikkeld. Het digitale alternatief voor de traditionele VA-meters. De digitale mogelijkheden van tegenwoordig bieden vele industriële processen en chemische fabrieken veel extra voordelen.

Bronkhorst mass view flow meter MASS-VIEW flow meter in applicatie

  1. De flowmeters in de MASS-VIEW serie werken volgens het principe van directe thermische massflowmeting (zonder by-pass); niet het volumedebiet, maar het werkelijke massadebiet wordt gemeten, zonder dat voor temperatuur en druk hoeft te worden gecorrigeerd.
  2. Op het digitale OLED-scherm is eenvoudig een directe of relatieve waarde van het werkelijke debiet af te lezen. Hierdoor worden parallaxfouten uitgebannen.
  3. Met deze digitale massflowmeter kan het cumulatief debiet eenvoudig worden bepaald. Dankzij die gegevens, die inzicht bieden in de kosten, kunnen meer doordachte beslissingen worden genomen.
  4. In tegenstelling tot de traditionele VA-meter, die verticaal gemonteerd moet worden, kan dit digitale alternatief in elke willekeurige positie worden gemonteerd.
  5. Het flow kanaal is gemaakt van duurzaam aluminium en niet van breekbaar glas of plastic.
  6. De instrumenten worden standaard uitgerust met 0-5V, RS-232 en Modbus-RTU uitgangssignalen. Een traditionele VA-meter heeft gewoonlijk helemaal geen analoog of digitaal uitgangssignaal.
  7. Standaard zijn ook twee relais ingebouwd die een afwijking signaleren aan de hand van vooraf (door de gebruiker) ingestelde limieten. Hiermee kunnen externe apparaten worden aangestuurd.
  8. Multi-gas: waar traditionele VA-meters voor slechts één bepaald medium worden geproduceerd, zijn bij dit digitale alternatief standaard tien vooraf geïnstalleerde gassen beschikbaar.
  9. Multi-range: waar traditionele VA-meters gewoonlijk een enkel bereik van 1:10 hebben, heeft dit digitale alternatief naast een bereik van 1:100 ook vier vooraf geïnstalleerde debietbereiken.

Hoe realiseer je een stabiel debiet?

Bij zowel een conventionele als digitale VA-meter kan een naaldventiel worden ingebouwd. Daarmee kan de gebruiker het debiet regelen op basis van een beperking in het flow kanaal. Zolang de invoerdruk stabiel is, is het debiet dat ook, maar verandert de druk, dan zal ook het debiet onstabiel worden. Om dat te vermijden, moeten deze drukschommelingen worden gecompenseerd.

Handmatig regelventiel Handbediende regelklep

Dat kan met behulp van een handbediende regelklep uit de Bronkhorst FLOW-CONTROL serie. Deze regelklep zorgt ervoor dat de uiteindelijke flow constant blijft ondanks drukveranderingen in de druktoevoer. Hierdoor blijft de drukverandering over het naaldventiel constant, wat resulteert in een constante flow. De werking berust op het evenwicht tussen de voordruk, de tegendruk en de veerkracht die wordt uitgeoefend op een membraan.

werkingsprincipe van een regelventiel voor drukcompensatie Werkingsprincipe van een regelklep voor drukcompensatie

De technologie voor drukcompensatie van Bronkhorst kan worden gebruikt voor zowel gassen als vloeistoffen. De drukcompensatieklep leent zich er goed voor gecombineerd te worden met de Bronkhorst digitale VA-meter. Gezien het feit dat de MASS-VIEW enkel voor gassen gebruikt kan worden, geldt dat ook voor de combinatie.

Lees meer over de verschillende modellen van de serie handmatige regelventielen voor constant debiet.

• Bekijk onze video om meer te weten te komen over het werkingsprincipe van de MASS-VIEW flowmeter/-regelaar.

Lees hoe onze MASS-VIEW flowmeters en EL-FLOW Select massflowregelaar met succes worden ingezet voor onderzoek naar de behandeling van kanker.

Wat zou slagroom zijn zonder lucht ?

Controlling air by using mass flow controllers; In manufacturing cake layers it’s essential all layers have the same weight and consistency, therefore foam technology has been used. In this process mass flow controllers are used to control the air in the dough.

Hans-Georg Frenzel
Cover Image

Iedereen is gek op taart, en dan het liefst met slagroom. Valt er iets te vieren, zoals een verjaardag of een bruiloft, dan is het feest niet compleet zonder taart. Ook nemen we het vaak tijdens koffievisite bij familie of vrienden, gewoon omdat het zo lekker is. Voor het bakken en versieren van een taart heb je veel tijd en geduld nodig. Daarom kiezen veel mensen voor de gemakkelijke weg: een kant-en-klare taart uit het koelvak bij de supermarkt of van de banketbakker in de buurt. Vandaag wil ik het hebben over hoe zo'n taart wordt gemaakt.

Het produceren van de lagen van de taart

Het begint allemaal met de basis, die bestaat uit een of meer lagen gebak waarop de slagroom aangebracht kan worden. Deze lagen worden in een fabriek geproduceerd, maar niet in afzonderlijke ronde bakvormen. Het deeg wordt met spuitmonden op een gesloten lopende band van metaal aangebracht. Deze band loopt door een oven. Waar de band de oven verlaat, worden de vormen met de gewenste diameter stuk voor stuk in het deeg uitgesneden.

Het regelen van de lucht door middel van massflowregelaars

Om ervoor te zorgen dat het gebak in de verschillende lagen hetzelfde gewicht en dezelfde consistentie heeft, wordt behalve van bakmiddel ook gebruikgemaakt van schuimtechnologie. In dit geval worden deeg en lucht door een schuimmixer verspreid op de metalen bakband aangebracht. Hierbij is het van groot belang dat het deeg altijd dezelfde consistentie, dichtheid en kwaliteit heeft. De hoeveelheid afgegeven deeg is dan ook niet het enige wat moet worden geregeld; de hoeveelheid lucht is net zo belangrijk. Met de Bronkhorst EL-FLOW Select massflowregelaars kan het juiste luchtvolume gedurende het hele proces continu en met grote precisie geregeld worden.

EL-FLOW Select thermische massflowregelaar voor het regelen van het luchtvolume EL-FLOW Select thermische massflowregelaar voor het regelen van het luchtvolume

Slagroom

Taarten worden versierd met slagroom en andere zoete vulling op en tussen de cakelagen. Voor het maken van slagroom uit vloeibare room wordt een andere schuimmixer gebruikt, in combinatie met massflowregelaars van Bronkhorst. Ook hier bewijzen de regelaars hun nut doordat ze een continue, nauwkeurige en betrouwbare regeling van het mengsel mogelijk maken. De productie van slagroom lijkt op die van deeg, maar er gelden andere eisen voor.

Eisen in verband met hygiëne: Cleaning in Place - CIP

Voor voedselproductie gelden strenge eisen van hygiëne. Bij het productieproces van deeg worden residuen van de mixer verwijderd door middel van CIP (Cleaning In Place) en reinigingsadditieven, waarmee de hygiëne van het product wordt gegarandeerd. Maar bij de productie van slagroom moeten alle oppervlakken in de schuimmixer die in aanraking komen met het product, schoon en helemaal vrij van ziektekiemen zijn, omdat slagroom een zoet zuivelproduct is en de taart gedurende lange tijd goed moet blijven. Dat betekent: nog strengere eisen voor hygiëne, en dus ook een andere aanpak voor het reinigen de machines. Alleen CIP in combinatie met reinigingsadditieven is in dit geval niet voldoende: de machines moeten ook worden gesteriliseerd (Sterilization In Place - SIP). Met verzadigde stoom op een temperatuur van 130° Celsius wordt het productgebied van de machine grondig gereinigd. Dit onderhoud duurt ongeveer 300 seconden, genoeg om er zeker van te zijn dat alle ziektekiemen dood zijn. Hierdoor is de taart in de koelkast of vriezer langer houdbaar.

een Hansa Mixer-installatie een Hansa Mixer-installatie

Hansa Mixer

Hansa Industrie-Mixer is een wereldwijd opererende, middelgrote onderneming die actief is op het gebied van mengmachines en schuimgenerators voor de food- en non-foodsector. Ook levert het bedrijf technische apparatuur die vóór en na de schuimmixer wordt gebruikt. Het gaat hierbij niet om massaproductie: ieder systeem wordt aangepast aan en afgestemd op de behoeften van de klant. Als je je van de concurrentie wilt onderscheiden, heb je machines en een systeem nodig die op maat gemaakt zijn. Het hart van de schuimmixer wordt gevormd door een mengkop die werkt op basis van het rotor-statorprincipe. Rotor en stator zijn voorzien van ringen met pinnen die langs elkaar heen kunnen draaien wanneer de rotor in de stator ronddraait. De turbulentie en afschuifkracht die hiermee worden gegenereerd, zorgen voor een fijne verspreiding van een verpompbaar medium en een schuimgas, met in dit geval het gebruikte schuim als resultaat.

Afbeeldingsomschrijving

Lees meer over beluchting en de manier waarop massflowmeters van Bronkhorst succesvol worden ingezet om in de juiste verhouding en samenstelling luchtbelletjes toe te voegen aan roomijs.

Omgaan met trillingen bij gebruik van Coriolis-massflowmeters

Het kan erg lastig zijn om Coriolis-instrumenten te gebruiken voor toepassingen met lage debieten in de zware industrie, waar je met allerlei trillingen te maken kunt krijgen.

Ferdinand Luimes
Cover Image

Coriolis-massflowmeters staan bekend als zeer nauwkeurige instrumenten en bieden een heleboel voordelen ten opzichte van andere meetapparatuur. Bij ieder meetprincipe horen echter uitdagingen, dus ook bij het Coriolis-principe. Het kan erg lastig zijn om Coriolis-instrumenten te gebruiken voor toepassingen met lage debieten in de zware industrie, waar je met allerlei trillingen te maken kunt krijgen. In deze blogpost vertel ik over mijn ervaringen op dit gebied.

Het Coriolis-principe

Zoals ik al zei hebben Coriolis-massflowmeters veel voordelen ten opzichte van andere meetapparaten. Allereerst meten Coriolis-instrumenten de massflow direct. Dit is belangrijk in de industrie, want zo voorkom je dat metingen onnauwkeurig worden door de fysieke eigenschappen van de vloeistof. Daarnaast zijn Coriolis-instrumenten erg nauwkeurig, leveren ze uitstekend herhaalbare metingen, bevatten ze geen bewegende mechanische onderdelen, hebben ze een groot dynamisch bereik, enz.

Tasten trillingen de nauwkeurigheid van een Coriolis-massflowmeter aan?

Bij industriële toepassingen heb je vaak te maken met allerlei soorten trillingen met verschillende amplitudes. Bij een Coriolis-meter wordt de massflow gemeten met behulp van een trillende sensorbuis. Wanneer de vloeistof daardoorheen stroomt, vindt er een faseverschuiving plaats, zoals in de video [link] aan het eind van dit artikel wordt uitgelegd.

Deze manier van meten is in zekere mate gevoelig voor ongewenste trillingen waarvan de frequentie dicht bij de resonantiefrequentie van de sensorbuis ligt (afhankelijk van het ontwerp van de sensorbuis, bijv. 360 Hz) of waarvan de harmonische hoger ligt dan deze frequentie (zie onderstaande afbeelding).

Coriolis-flowmeters zijn alleen gevoelig voor de resonantiefrequentie of een hogere harmonische van deze frequentie

In een industriële omgeving is de kans op dergelijke ongewenste trillingen groter. Fabrikanten van Coriolis-flowmeters doen hun uiterste best om de invloed van trillingen op de gemeten waarden zoveel mogelijk te beperken door middel van algemene technische oplossingen, zoals:

  • hogere aanstotingsfrequenties;
  • tweeledige sensorbuizen;
  • verschillende vormen sensoren;
  • massablokken;
  • passieve en actieve compensatie van trillingen.

Trillingen kunnen dus inderdaad de nauwkeurigheid van de metingen van uw Coriolis-flowmeter aantasten, maar alleen wanneer de frequentie ervan dicht bij de resonantiefrequentie ligt. Wat u hieraan kunt doen hangt af van het soort trilling.

Welke soorten trillingen zijn er?

In een industriegebied kunnen frequenties worden veroorzaakt door:

  • trillingsbronnen uit de omgeving (bijv. vrachtwagens, spoorvervoer, industriële activiteiten);
  • trillingsbronnen uit het gebouw (mechanische en elektrische installaties, zoals airconditioning); of
  • trillingsbronnen uit gebruik (geïnstalleerde apparatuur en machines, bijv. pompen of transportbanden).

Deze trillingen verspreiden zich via een medium, zoals de vloer, de lucht, een buis of de vloeistof zelf. Als de trillingen de Coriolis-frequentie verstoren, kan de gemeten flow tot op zekere hoogte afwijken.

Om de invloed van trillingen zoveel mogelijk te beperken, is het nuttig om de bronnen ervan te achterhalen. Soms is het mogelijk om de flowmeter een klein stukje te verplaatsen of te draaien (Coriolis-flowmeters zijn meestal minder gevoelig voor trillingen als ze 90 graden gedraaid worden), dan wel om gebruik te maken van grote(re) massablokken, flexibele buizen of metalen buizen met U-bocht, of andere manieren van ophanging.

Hoe kunt u controleren of een Coriolis-flowmeter goed functioneert?

Voor een optimaal procesresultaat moeten de flowmeter en -regelaar goed werken. Als u zware industriële trillingen verwacht, is het daarom aan te raden om een Coriolis-flowmeter bij uw toepassing eerst te testen en niet zomaar volledig te vertrouwen. Pas daarbij op met het filteren van het meetsignaal. Soms is dit een logische stap (bijv. wanneer een snelle respons niet nodig is), maar als u wilt testen of een flowmeter goed functioneert, kan filteren een correct oordeel in de weg staan.

Coriolis-flowmeter in actie Coriolis-flowmeter in actie

Als de Coriolis-flowmeter onder bepaalde omstandigheden niet naar behoren functioneert, zal er een verschuiving te zien zijn in de procesuitvoer. Bij een toepassing voor het doseren van kleurstoffen voor afwasmiddel kan dit bijvoorbeeld leiden tot verschillen in de kleur van het product door incorrecte dosering en/of onverwacht gedrag van het meetsignaal. In zulke gevallen is het goed om het ongecorrigeerde meetsignaal te controleren (zonder filters!), aangezien u op die manier goed zicht krijgt op het functioneren van de flowmeter. Vraag de fabrikant van uw flowmeter hoe u alle signaalfilters kunt uitschakelen.

Normen met betrekking tot trillingen

Opvallend genoeg is de invloed van externe trillingen niet helder gedefinieerd in een norm voor Coriolis-flowmeters. Er zijn verschillende normen opgesteld over trillingen, maar niet in verband met meetnauwkeurigheid. De volgende twee normen met betrekking tot trillingen zijn echter wel bruikbaar:

  • IEC 60068-2: Klimatologische beproevingsmethoden voor elektrotechnische producten met betrekking tot veiligheid;
  • MIL STD 810: Omgevingswetenschappelijke overwegingen met betrekking tot schokken, vervoer en gebruik.

Voor gebruikers van Coriolis-flowmeters is diepgaande kennis van hun toepassingen belangrijk, met name als het gaat om mogelijke externe trillingsbronnen. Wij werken als specialist op het gebied van Coriolis-instrumenten voor lage debieten samen met kennispartners als de Universiteit Twente en TNO (een Nederlandse organisatie voor toegepast wetenschappelijk onderzoek) om voortdurend nieuwe inzichten te vergaren op dit gebied.

Door onze interne testfaciliteiten hebben wij de mogelijkheid om speciale trillingstests uit te voeren. Door middel van die tests, onze ervaring met klanttoepassingen en op maat gemaakte oplossingen zijn we altijd bezig onze Coriolis-flowmeters te verbeteren om zo onze klanten de best mogelijke prestaties te bieden.

Bekijk onze video waarin het Coriolis-principe wordt uitgelegd:

  • Meer informatie over het Coriolis-meetprincipe.
  • In een eerdere blogpost kunt u meer lezen over het belang van massflowmetingen en de relevantie van Coriolis-technologie.
  • Lees ons succesverhaal over het gebruik van Coriolis-massflowmeters om natuurlijk gas van een geur te voorzien (in het Engels).

Een methode om lage vloeistof flows te meten met ultrasone golven

Een methode om lage debieten bij vloeistoffen te meten met ultrasone golven

Erwin Eekelder
Cover Image

Steeds meer bedrijven in uiteenlopende bedrijfstakken willen overstappen op oplossingen voor een laag debiet. Met name in de chemische industrie en in de voedings- & farmaceutische branche concentreert men zich steeds meer op doorlopende productie, afvalvermindering, kortere uitvaltijd en meer flexibiliteit. In deze branches zijn enorm veel ultrasone vloeistof-flowmeters geschikt voor pijpleidingen van 2,5 cm of groter verkrijgbaar, maar is het veel moeilijker om een oplossing voor een kleinere pijpleiding te vinden. Bij een traditionele ultrasone flowmeter wordt voor de meting gebruik gemaakt van het dopplereffect of van looptijdverschil. Deze technieken zijn goed geschikt voor grote diameters.

Maar hoe zit het met ultrasone flowmeters voor debieten kleiner dan 1500 ml/min of zelfs 200 ml/min?

Door de complexiteit van de fysica en technologie bestaan er voor dit specifieke flowbereik weinig meetprincipes, vooral wat ultrasone flowmeters betreft. De grote uitdaging was dus om een oplossing te vinden voor het gebruik van ultrasone golven in pijpen met een hele kleine diameter. Bronkhorst is erin geslaagd om in nauwe samenwerking met TNO een innovatief instrument met Ultrasonic Wave Technology te ontwikkelen. Deze technologie wordt toegepast in het nieuwe ES-FLOW™-assortiment om vloeistofvolumedebieten tussen 4 en 1500 ml/min te meten, onafhankelijk van de dichtheid, temperatuur en viscositeit van de vloeistof en met een nauwkeurigheid van 1% bij een snelheid van ± 1 ml/min

Hoe werkt Ultrasonic Wave Technology?

De ES-FLOW™ is gebaseerd op Ultrasonic Wave Technology. De meting wordt verricht in een rechte, roestvrijstalen buis met een binnendiameter van 1,3 mm zonder obstakels of loze ruimtes. Aan de buitenkant van de sensorbuis bevinden zich meerdere transducerschijfjes die door middel van radiale oscillatie ultrasone golven opwekken. Elke transducer kan zenden en ontvangen, waardoor alle up- en downstreamcombinaties worden geregistreerd en verwerkt. Door nauwkeurig het tijdsverschil tussen de waarnemingen te meten (nanoseconde-bereik), worden de stroom- en geluidssnelheid berekend. Met deze parameters en de exacte diameter van de buis kan de ES-FLOW™ vloeistofdebieten meten. Deze flowmeter onderscheidt zich doordat hij de daadwerkelijke geluidssnelheid kan meten, waardoor de technologie vloeistofonafhankelijk is, wat kalibratie per vloeistof onnodig maakt. Bovendien kan de geluidssnelheid worden gebruikt als indicator van het soort vloeistof dat zich in de flowmeter bevindt.

Afbeeldingsomschrijving [picture1: ES-FLOW transducer]

Vier redenen voor het gebruik van een ES-FLOW™ ultrasone flowmeter

1. Eén sensor voor meerdere vloeistoffen

Veel bedrijven hebben veranderende procesvoorwaarden en gebruiken verschillende vloeistoffen, zoals toevoegingen of oplosmiddelen. Omdat de ES-FLOW™-technologie vloeistofonafhankelijk is, is er geen herkalibratie of omrekening nodig bij verandering van vloeistof. Daarnaast kunnen ook niet-geleidende vloeistoffen, zoals demiwater, worden gemeten.

2. Eenvoudig schoon te maken en minder kans op verstopping

Schoonmaakprocessen zijn vaak tijdrovend. Door de rechte sensorbuis zonder loze ruimte is de kans dat deeltjes het instrument verstoppen kleiner. Het schoonmaken duurt slechts enkele minuten, waardoor de uitvaltijd kort is.

3. Ongevoelig voor trillingen

Ultrasone meting is ongevoelig voor trillingen, omdat de meting niet afhankelijk is van frequenties of rotaties. Het maakt ook niet uit of de stroming laminair of turbulent is.

4. Geïntegreerde PID-regelaar en snelle respons

De ingebouwde PID-regelaar kan worden gebruikt om een regelventiel of -pomp aan te drijven, waardoor de gebruiker een volledige, compacte regelkring met een snelle responstijd kan instellen.

  • Bekijk hier de video van de ES-FLOW

Snelle en nauwkeurige kalibratie van infuuspompen

Snelle en nauwkeurige kalibratie van infuuspompen

Marcel Katerberg
Cover Image

Bij het werken met - vooral lage - debieten krijg je te maken met soms heel verrassende toepassingen en uitdagingen. Deze week bespreken we de mogelijkheid om met nieuwe kalibratietechnieken de prestaties van infuuspompen aan te tonen.

Infuuspompen worden vaak toegepast in de medische wereld. Ze werken op verschillende manieren en met verschillende vloeistoffen.

  • Volumetrische pompen worden meestal gebruikt voor voeding en vochttoediening bij hogere debieten tot 1 l/h.
  • Spuitpompen worden vooral toegepast voor nauwkeurige dosering bij lagere debieten tot 1 ml/h of zelfs lager.

Van gebruikers hoorden we dat het display van een spuitpomp wel het ingestelde debiet toont, maar niet het actuele. Omdat deze debietinformatie ontbreekt, moet de nauwkeurigheid van de pomp regelmatig worden gecontroleerd. Een vast controleprogramma bij een vastgesteld debiet of bereik is noodzakelijk om na te gaan of de pomp de hoeveelheid vloeistof levert die de gebruiker verwacht. Dat is ook een prima mogelijkheid om de prestaties van de pomp te registreren voor naslag en het beheer te vergemakkelijken.

Verder hoorden we van medisch technici dat de twee belangrijkste kalibratietechnieken voor infuuspompen momenteel de volgende zijn:

Het volumetrische meetprincipe

Bij deze techniek is meestal een flinke stroming en een minimumvolume nodig om binnen een acceptabele tijd een redelijke nauwkeurigheid te bereiken. Daardoor kunnen spuitpompen met de laagste debieten en bij kritische toepassingen niet snel worden gecontroleerd. Dat zorgt voor een mogelijk onnauwkeurig en tijdrovend kalibratieproces.

Het afstandsmetingsprincipe

De tweede techniek is het meten van de afstand die de zuiger in een vastgestelde tijd aflegt om daaruit een maat voor acceptatie/afwijzing af te leiden. Deze techniek wordt meestal bepaald door de fabrikant van het instrument, maar is zeer onnauwkeurig vanwege de combinatie van handmatige metingen en onnauwkeurigheden in liniaal, stopwatch en pomp.

De reactietijd en nauwkeurigheid van de kalibratie van infuuspompen verbeteren

Gezien de tekortkomingen van deze technieken en na gesprekken met professionals die met kalibratiesystemen voor spuitpompen werken, begonnen we enthousiast aan een onderzoek. Daarin hebben we nieuwe sensortechnologieën en -technieken getest die de reactietijd en nauwkeurigheid van dit type kalibratiesystemen zouden kunnen verbeteren.

Om het belang van dit onderzoek aan te geven, hebben we samen met de professionals mogelijke toepassingen in kaart gebracht bepaald waarbij nauwkeurige dosering essentieel is. Dit leidde tot de volgende lijst:

  • Toepassing in de kindergeneeskunde; kinderen zijn immers extra gevoelig en kwetsbaar voor onjuiste dosering van medicatie;
  • Dosering van medicatie op lage snelheid, waarbij het lastig is om een relatief nauwkeurig en stabiel debiet te bereiken;
  • Medicatie met een kleine therapeutische bandbreedte, waarbij nauwkeurigheid nog belangrijker is;
  • Meervoudige infuussystemen met meerdere pompen aangesloten op één canule. In deze systemen kan gebrekkige compliance van de toegepaste spuiten en slangen leiden tot serieuze fouten in de feitelijke dosering.

intensive care

De Coriolis-lowflowsensor

Onze hypothese was dat de Coriolis-lowflowsensor met zijn specifieke kenmerken kan bijdragen aan verbetering van de nauwkeurigheid en reactietijd van kalibratiesystemen voor spuitpompen. We hebben de juistheid van deze hypothese aangetoond tijdens een intern onderzoek en in een Nederlands ziekenhuis. Het coriolisprincipe is gekozen vanwege zijn bewezen nauwkeurigheid en stabiliteit op de lange termijn. Bovendien kunnen deze instrumenten door hun kleine interne volume en beperkte drukval inline worden toegepast voor het testen van complexe meervoudige infuussystemen.

Een verbeterde nauwkeurigheid en reactietijd

We hebben de Coriolis-sensortechniek vergeleken met een van onze eigen elektronische analytische balansen. De opzet van dit experiment is goedgekeurd door de Nederlandse Raad voor Accreditatie. Daarnaast hebben we een vergelijkend onderzoek gedaan met een infuuskalibratiesysteem in een Nederlands ziekenhuis.

De resultaten van dit onderzoek bevestigen dat de Coriolis-sensortechnieken qua nauwkeurigheid en reactietijd de standaardmeetprincipes in kalibratiesystemen kunnen overtreffen.

  • Lees hier het verslag van Mandy Westhoff over een gewone dag op het Bronkhorst Calibration Centre (BCC) voor flowmeters
  • Lees meer over (mini-) CORI-FLOW™-instrumenten in combinatie met een ventiel of een pomp en bekijk de werking van de mini-CORI-FLOW Coriolis-massflowmeter.