2022年1月5日 星期三

技術筆記:微型氣體幫浦

在瀏覽各式醫療注射器裝置時,發現多數都以電動馬達為推動力,少數裝置如Enable Injection、MicroMed則是採用高壓氣體推動幫浦,在電子化日益普及的趨勢下能另闢蹊徑,實在讓人好奇。

隨身裝置的空間有限,氣體來源也因此受限,可能來源有四,分別是預充填氣瓶、電解電解液、化學反應、壓電幫浦。

預充填氣瓶,最直覺的應用就是BB槍來源可能是瓦斯或二氧化碳,醫療注射器則以Enable Injection為代表,牠的Refill和注射都用到高壓氣體。Refill時,高壓氣體注入藥瓶擠壓藥液轉入注射管路,延伸功能甚至可以讓藥液和藥粉做二次混合。注射時則提供穩定將藥液打入皮下組織功能。

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氣瓶材質多為鋼材(製造過程連結),多為一次性使用(少數有回充機制),應用領域包括了,BB槍,氣泡機,單車充氣,求生外套,水族箱。

以隨身攜帶的條件篩選,有6g~16g數種小容量,外型如下。多數無螺牙。

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12g:便宜貨9元/個(連結  連結) ,16g:水族套組(連結)  單車打氣(連結)  只有打氣筒沒有瓶連結

使用上,直接刺穿瓶口就開始洩壓,控制方式有三。一、調節閥,透過調整閥門深度,就能控制出氣量,若用減速馬達程式控制閥門角度,就能動態調節出氣壓力,DIY連結

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二、恆壓閥。下圖介紹恆壓閥的原理,概念上圍繞著開、關、彈簧反作用力。

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下圖是工業等級恆壓閥的剖面介紹,氣體由下方裂隙進入左側腔室,最左邊是調整閥值的螺絲,氣體由左至右進入彈簧腔室(圓柱中間有貫通孔),彈簧可以左右移動(受限於左側位置會有極限值),左右位置則是藉由彈力讓氣壓維持在固定大小。

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下圖是賣場可以取得,應用在水族上的橫壓元件。

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三、類似擊發裝置,應用在BB槍,網路說明如下。也因此還有如何調節力量的另外說明(連結)

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電解電解液,利用現代微電極工藝和控制電路,精準控制電解液電解成氣體。自己早先瀏覽微流體推進器資訊時在清大相關論文中看過類似概念,藉由氣泡產生達到推動液體流動的目的。台灣MicroMed將此概念具體化,將此概念轉化成動力單元。

化學反應的概念類似滅火器,原料可參考( 連結 )的比例,小蘇打(37g)檸檬酸(26g)水(200g)產生,僅有概念無成品。

壓電幫浦。連結 連結 連結

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