High frequency electrosurgical tester uses high frequency LCR or mesh above MHz Dynamic compensation implementation of n
2025-10-24
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Dynamic Compensation Implementation for High-Frequency Electrosurgical Unit Testing Using High-Frequency LCR or Network Analyzers Above MHz
Shan Chao1, Qiang Xiaolong2, Zhang Chao3, Liu Jiming3.
(1. Heilongjiang Institute for Drug Control, Harbin 150088, China; 2. Guangxi Zhuang Autonomous Region Medical Device Testing Center, Nanning 530021, China; 3. Kingpo Technology Development Limited Dongguan 523869; China)
Abstract:
When high-frequency electrosurgical units (ESUs) operate above 1 MHz, the parasitic capacitance and inductance of resistive components result in complex high-frequency characteristics, impacting testing accuracy. This paper proposes a dynamic compensation method based on high-frequency LCR meters or network analyzers for high-frequency electrosurgical unit testers. By employing real-time impedance measurement, dynamic modeling, and adaptive compensation algorithms, the method addresses measurement errors caused by parasitic effects. The system integrates high-precision instruments and real-time processing modules to achieve accurate characterization of ESU performance. Experimental results demonstrate that, within the 1 MHz to 5 MHz range, impedance error is reduced from 14.8% to 1.8%, and phase error is reduced from 9.8 degrees to 0.8 degrees, validating the method's effectiveness and robustness. Extended studies explore algorithm optimization, adaptation for low-cost instruments, and applications across a broader frequency range.
introduction
The electrosurgical unit (ESU) is an indispensable device in modern surgery, using high-frequency electrical energy to achieve tissue cutting, coagulation, and ablation. Its operating frequency typically ranges from 1 MHz to 5 MHz to reduce neuromuscular stimulation and improve energy transfer efficiency. However, at high frequencies, parasitic effects of resistive components (such as capacitance and inductance) significantly affect impedance characteristics, making traditional testing methods incapable of accurately characterizing ESU performance. These parasitic effects not only affect output power stability but can also lead to uncertainty in energy delivery during surgery, increasing clinical risk.
Traditional ESU testing methods are typically based on static calibration, using fixed loads for measurement. However, in high-frequency environments, parasitic capacitance and inductance vary with frequency, leading to dynamic changes in impedance. Static calibration cannot adapt to these changes, and measurement errors can be as high as 15%[2]. To address this issue, this paper proposes a dynamic compensation method based on a high-frequency LCR meter or network analyzer. This method compensates for parasitic effects through real-time measurement and an adaptive algorithm to ensure test accuracy.
The contributions of this paper include:
A dynamic compensation framework based on a high-frequency LCR meter or network analyzer is proposed.
A real-time impedance modeling and compensation algorithm was developed for frequencies above 1 MHz.
The effectiveness of the method was verified through experiments, and its application potential on low-cost instruments was explored.
The following sections will introduce the theoretical basis, method implementation, experimental verification and future research directions in detail.
Theoretical analysis
High frequency resistance characteristics
In high-frequency environments, the ideal model of resistor components no longer applies. Actual resistors can be modeled as a composite circuit consisting of parasitic capacitance (Cp) and parasitic inductance (Lp), with an equivalent impedance of:
Where Z is the complex impedance, R is the nominal resistance, ω is the angular frequency, and j is the imaginary unit. The parasitic inductance Lp and parasitic capacitance Cp are determined by the component material, geometry, and connection method, respectively. Above 1 MHz, ω Lp and
The contribution of is significant, resulting in nonlinear changes in impedance magnitude and phase.
For example, for a nominal 500 Ω resistor at 5 MHz, assuming Lp = 10 nH and Cp = 5 pF, the imaginary part of the impedance is:
Substituting the numerical value, ω = 2π × 5 × 106rad/s, we can obtain:
This imaginary part indicates that parasitic effects significantly affect the impedance, causing measurement deviations.
Dynamic compensation principle
The goal of dynamic compensation is to extract parasitic parameters through real-time measurement and deduct their effects from the measured impedance. LCR meters calculate impedance by applying an AC signal of known frequency and measuring the amplitude and phase of the response signal. Network analyzers analyze reflection or transmission characteristics using S-parameters (scattering parameters), providing more accurate impedance data. Dynamic compensation algorithms use this measurement data to construct a real-time impedance model and correct for parasitic effects.
The impedance after compensation is:
This method requires high-precision data acquisition and fast algorithm processing to adapt to the dynamic working conditions of the ESU. Combining Kalman filtering technology can further improve the robustness of parameter estimation and adapt to noise and load changes [3].
method
System Architecture
The system design integrates the following core components:
High-frequency LCR meter or network analyzer: such as the Keysight E4980A (LCR meter, 0.05% accuracy) or the Keysight E5061B (network analyzer, supports S-parameter measurements) for high-precision impedance measurements.
Signal acquisition unit: collects impedance data in the range of 1 MHz to 5 MHz, with a sampling rate of 100 Hz.
Processing unit: uses an STM32F4 microcontroller (running at 168 MHz) to run the real-time compensation algorithm.
Compensation module: Adjusts the measured value based on the dynamic model and contains a digital signal processor (DSP) and dedicated firmware.
The system communicates with the LCR meter/network analyzer via USB or GPIB interfaces, ensuring reliable data transmission and low latency. The hardware design incorporates shielding and grounding for high-frequency signals to reduce external interference. To enhance system stability, a temperature compensation module has been added to correct for the effects of ambient temperature on the measuring instrument.
Motion compensation algorithm
The motion compensation algorithm is divided into the following steps:
Initial calibration: Measure the impedance of a reference load (500 Ω) at known frequencies (1 MHz, 2 MHz, 3 MHz, 4 MHz, and 5 MHz) to establish a baseline model.
Parasitic parameter extraction: The measured data is fitted using the least squares method to extract R, Lp, and Cp. The fitting model is based on:
Real-time compensation: Calculate the corrected impedance based on the extracted parasitic parameters:
Where ^(x)k is the estimated state (R, Lp, Cp), Kk is the Kalman gain, zk is the measurement value, and H is the measurement matrix.
To improve algorithm efficiency, a fast Fourier transform (FFT) is used to preprocess the measurement data and reduce computational complexity. Furthermore, the algorithm supports multi-threaded processing to perform data acquisition and compensation calculations in parallel.
Implementation details
The algorithm was prototyped in Python and then optimized and ported to C to run on an STM32F4. The LCR meter provides a 100 Hz sampling rate via the GPIB interface, while the network analyzer supports higher frequency resolution (up to 10 MHz). The compensation module's processing latency is kept to under 8.5 ms, ensuring real-time performance. Firmware optimizations include:
Efficient floating point unit (FPU) utilization.
Memory-optimized data buffer management, supporting 512 KB cache.
Real-time interrupt processing ensures data synchronization and low latency.
To accommodate different ESU models, the system supports multi-frequency scanning and automatic parameter adjustment based on a pre-set database of load characteristics. Furthermore, a fault detection mechanism has been added. When measurement data is abnormal (such as parasitic parameters outside the expected range), the system will trigger an alarm and recalibrate.
Experimental verification
Experimental setup
The experiments were conducted in a laboratory environment using the following equipment:
High-frequency ESU: operating frequency 1 MHz to 5 MHz, output power 100 W.
LCR table: Keysight E4980A, accuracy 0.05%.
Network analyzer: Keysight E5061B, supports S-parameter measurements.
Reference load: 500 Ω ± 0.1% precision resistor, rated power 200 W.
Microcontroller: STM32F4, running at 168 MHz.
The experimental load consisted of ceramic and metal film resistors to simulate the diverse load conditions encountered during actual surgery. Test frequencies were 1 MHz, 2 MHz, 3 MHz, 4 MHz, and 5 MHz. The ambient temperature was controlled at 25°C ± 2°C, and the humidity was 50% ± 10% to minimize external interference.
Experimental results
Uncompensated measurements show that the impact of parasitic effects increases significantly with frequency. At 5 MHz, the impedance deviation reaches 14.8%, and the phase error is 9.8 degrees. After applying dynamic compensation, the impedance deviation is reduced to 1.8%, and the phase error is reduced to 0.8 degrees. Detailed results are shown in Table 1.
The experiment also tested the algorithm's stability under non-ideal loads (including high parasitic capacitance, Cp = 10pF). After compensation, the error was kept within 2.4%. Furthermore, repeated experiments (averaging 10 measurements) verified the system's repeatability, with a standard deviation of less than 0.1%.
Table 1: Measurement accuracy before and after compensation
frequency ( MHz )
Uncompensated impedance error (%)
Impedance error after compensation (%)
Phase error ( Spend )
1
4.9
0.7
0.4
2
7.5
0.9
0.5
3
9.8
1.2
0.6
4
12.2
1.5
0.7
5
14.8
1.8
0.8
Performance Analysis
The compensation algorithm has a computational complexity of O(n), where n is the number of measurement frequencies. Kalman filtering significantly improves the stability of parameter estimation, especially in noisy environments (SNR = 20 dB). The overall system response time is 8.5 ms, meeting real-time testing requirements. Compared to traditional static calibration, the dynamic compensation method reduces measurement time by approximately 30%, improving test efficiency.
discuss
Method advantages
The dynamic compensation method significantly improves the accuracy of high-frequency electrosurgical testing by processing parasitic effects in real time. Compared with traditional static calibration, this method can adapt to dynamic changes in the load and is particularly suitable for complex impedance characteristics in high-frequency environments. The combination of LCR meters and network analyzers provides complementary measurement capabilities: LCR meters are suitable for fast impedance measurements, and network analyzers perform well in high-frequency S-parameter analysis. In addition, the application of Kalman filtering improves the algorithm's robustness to noise and load changes [4].
limitation
Although the method is effective, it has the following limitations:
Instrument cost: High-precision LCR meters and network analyzers are expensive, which limits the popularity of this method.
Calibration needs: The system needs to be calibrated regularly to adapt to instrument aging and environmental changes.
Frequency range: The current experiment is limited to below 5 MHz, and the applicability of higher frequencies (such as 10 MHz) needs to be verified.
Optimization direction
Future improvements can be made in the following ways:
Low-cost instrument adaptation: Develop a simplified algorithm based on a low-cost LCR meter to reduce system cost.
Wideband support: The algorithm is extended to support frequencies above 10 MHz to meet the needs of new ESUs.
Artificial intelligence integration: Introducing machine learning models (such as neural networks) to optimize parasitic parameter estimation and improve the level of automation.
in conclusion
This paper proposes a dynamic compensation method based on a high-frequency LCR meter or network analyzer for accurate measurements above 1 MHz for high-frequency electrosurgical testers. Through real-time impedance modeling and an adaptive compensation algorithm, the system effectively mitigates measurement errors caused by parasitic capacitance and inductance. Experimental results demonstrate that within the 1 MHz to 5 MHz range, the impedance error is reduced from 14.8% to 1.8%, and the phase error is reduced from 9.8 degrees to 0.8 degrees, validating the effectiveness and robustness of the method.
Future research will focus on algorithm optimization, low-cost instrument adaptation, and application over a wider frequency range. Integration of artificial intelligence technologies (such as machine learning models) can further improve parameter estimation accuracy and system automation. This method provides a reliable solution for high-frequency electrosurgical unit testing and has important clinical and industrial applications.
References
GB9706.202-2021 "Medical electrical equipment - Part 2-2: Particular requirements for the basic safety and essential performance of high-frequency surgical equipment and high-frequency accessories" [S]
JJF 1217-2025. High-Frequency Electrosurgical Unit Calibration Specification [S]
Chen Guangfei. Research and design of high-frequency electrosurgical analyzer[J]. Beijing Biomedical Engineering, 2009, 28(4): 342-345.
Huang Hua, Liu Yajun. Brief analysis of the power measurement and acquisition circuit design of QA-Es high-frequency electrosurgical analyzer[J]. China Medical Equipment, 2013, 28(01): 113-115.
Chen Shangwen, Performance testing and quality control of medical high-frequency electrosurgical unit[J]. Measuring and Testing Technology, 2018, 45(08): 67~69.
Chen Guangfei, Zhou Dan. Research on calibration method of high-frequency electrosurgical analyzer[J]. Medical and Health Equipment, 2009, 30(08): 9~10+19.
Duan Qiaofeng, Gao Shan, Zhang Xuehao. Discussion on high-frequency leakage current of high-frequency surgical equipment. J. China Medical Device Information, 2013, 19(10): 159-167.
Zhao Yuxiang, Liu Jixiang, Lu Jia, et al., Practice and discussion of high-frequency electrosurgical unit quality control testing methods. China Medical Equipment, 2012, 27(11): 1561-1562.
He Min, Zeng Qiao, Liu Hanwei, Wu Jingbiao (corresponding author). Analysis and comparison of high-frequency electrosurgical unit output power test methods [J]. Medical Equipment, 2021, (34): 13-0043-03.
About the Author
Author profile: Shan Chao, senior engineer, research direction: medical device product quality testing and evaluation and related research.
Author profile: Qiang Xiaolong, deputy chief technician, research direction: active medical device testing quality evaluation and standardization research.
Author profile: Liu Jiming, undergraduate, research direction: measurement and control design and development.
Corresponding author
Zhang Chao, Master, focuses on measurement and control design and development. Email: info@kingpo.hk
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Effizienz optimieren mit einer Batterietestmaschine
2025-10-14
Optimieren Sie die Effizienz mit einer Batterieprüfmaschine
Batterieprüfmaschinen sind wichtige Werkzeuge in der heutigen technologisch geprägten Welt. Sie sorgen dafür, dass Batterien optimal funktionieren.
Diese Maschinen helfen, mögliche Probleme zu erkennen, bevor sie zu großen Problemen werden.
Von einfachen Handgeräten bis hin zu modernen Benchtop-Modellen gibt es Batterieprüfer in vielen Formen.
Industriezweige wie die Automobil- und Elektronikindustrie sind stark auf diese Maschinen angewiesen, die dazu beitragen, die Effizienz und Sicherheit von batteriebetriebenen Geräten zu gewährleisten.
Es ist entscheidend zu verstehen, wie man eine Batterieprüfmaschine auswählt und benutzt, da dies die Lebensdauer der Batterie verlängern und die Leistung verbessern kann.
Was ist eine Batterieprüfmaschine?
Eine Batterieprüfmaschine bewertet den Zustand und die Leistung von Batterien und liefert wichtige Erkenntnisse über die Funktionalität einer Batterie.
Diese Geräte können wichtige Kennzahlen messen, wie zum Beispiel den Ladezustand (SOC) und den Gesundheitszustand (SOH).
Es gibt verschiedene Arten von Batterieprüfmaschinen, die jeweils für bestimmte Funktionen konzipiert sind.
Digitale Anzeigen für klare Messwerte.
Kompatibilität mit verschiedenen Batteriechemikalien wie Blei-Säure und Lithium-Ionen.
Fähigkeit zur Durchführung von Last-, Kapazitäts- und Impedanzprüfungen.
Diese Maschinen sind weltweit wichtige Werkzeuge in Industrien und Werkstätten.
Warum es wichtig ist, die Batterie zu testen
Batterieprüfungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Effizienz der Geräte und verhindern unerwartete Ausfälle, indem sie frühzeitig vor möglichen Problemen mit den Batterien warnen.Diese proaktive Vorgehensweise verhindert kostspielige Ausfallzeiten.
Durch regelmäßige Batterieprüfungen kann die Lebensdauer der Batterie erheblich verlängert werden.Dies verbessert nicht nur die Leistung, sondern spart auch langfristig Geld.
Hauptgründe, warum Batterieprüfungen von entscheidender Bedeutung sind:
Gewährleistet eine optimale Ausrüstungsleistung.
Reduziert das Risiko plötzlicher Akkuausfälle.
Verlängert die Akkulaufzeit.
Industriezweige, die auf Batterien angewiesen sind, wie z. B. Automobilindustrie und Elektronik, profitieren sehr von konsequenten Prüfverfahren.
Arten von Batterieprüfmaschinen
Batterieprüfmaschinen kommen in verschiedenen Formen zur Verfügung, um unterschiedliche Bedürfnisse zu befriedigen.Um die richtige zu wählen, ist es wichtig, diese Arten zu verstehen.
Handheld-Batterietester sind tragbar und benutzerfreundlich. Sie sind ideal für schnelle Kontrollen in der Feldarbeit. Trotz ihrer Einfachheit liefern sie nützliche Einblicke in die Gesundheit der Batterie.
Bench-top-Tester bieten fortschrittlichere Testmöglichkeiten. Sie können verschiedene Tests durchführen, z. B. Last-, Kapazitäts- und Impedanzprüfungen.Diese Maschinen eignen sich für detaillierte Diagnostik und Forschungsanwendungen.
Einige spezialisierte Tester sind für spezifische Batterie-Chemikalien konzipiert. Zum Beispiel sind einige für Blei-Säure-Batterien optimiert, während sich andere auf Lithium-Ionen-Typen konzentrieren.Es ist wichtig, einen Prüfer zu wählen, der der Batterie passt.
Zu den wichtigsten Arten von Batterietestern gehören:
Handprüfer
Maschinen und Apparate für die Herstellung von Schlauch
Chemie-spezifische Prüfer
von AMIRALI NASIRI (https://unsplash.com/@amiralinasiri)
Wichtige Merkmale eines Batterietests
Bei der Auswahl eines Batterieprüfers sollten Sie sich auf einige wichtige Merkmale konzentrieren, um sicherzustellen, dass der Prüfer Ihren spezifischen Bedürfnissen entspricht und genaue Ergebnisse liefert.
Die Genauigkeit ist von größter Bedeutung. Ein Batterietester sollte präzise Messwerte liefern, um sicherzustellen, dass Sie ein richtiges Bild von der Batteriezustand erhalten. Kompatibilität mit verschiedenen Batterietypen erhöht seine Nützlichkeit.
Die Benutzerfreundlichkeit ist ein weiteres wichtiges Merkmal. Eine benutzerfreundliche Schnittstelle vereinfacht den Testprozess und macht ihn für alle zugänglich.
Betrachten Sie Tester mit Datenerfassungsfunktionen. Diese Funktion ermöglicht die Überwachung der Leistung im Laufe der Zeit, was für die vorbeugende Wartung entscheidend ist.Es hilft, Trends und mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen.
Wichtige Merkmale:
Genauigkeit
Kompatibilität mit der Batterie
Benutzerfreundlichkeit
Fähigkeiten zur Datenerfassung
von Brett Jordan (https://unsplash.com/@brett_jordan)
Wie funktionieren Batterietests?
Batterieprüfmaschinen bewerten den Zustand und die Leistung von Batterien. Sie bewerten Parameter wie Spannung, Strom und Widerstand.
Der Testprozess beginnt häufig mit dem Anschließen des Tester an die Batterie. Die Maschine führt dann Bewertungen wie Lastprüfungen oder Impedanzmessungen durch.Diese Tests bestimmen den Zustand der Ladung und den Zustand der Batterie.
Verschiedene Prüfmethoden liefern Einblicke in verschiedene Aspekte der Batterieleistung.Impedanztests liefern Details über den inneren Widerstand der Batterie, die ihre Kapazität hervorhebt.
Zu den wichtigsten Prüfmethoden gehören:
Spannungsmessung
Lastprüfung
Impedanzprüfung
von Kumpan Electric (https://unsplash.com/@kumpan_electric)
Anwendungen: Wer benutzt Batterieprüfmaschinen?
Batterieprüfmaschinen dienen verschiedenen Industriezweigen, die für ihren Betrieb unerlässlich sind.
In der Automobilindustrie z. B. werden Batterieprüfer in hohem Maße eingesetzt, um die Akkus von Fahrzeugen zu beurteilen, um unerwartete Ausfälle zu vermeiden.Elektronikhersteller verwenden diese Maschinen zur Qualitätskontrolle und zur Gewährleistung langlebiger Produkte.
Verschiedene Fachleute profitieren von Batterietests, darunter:
Automobiltechniker
Elektronikingenieure
Arbeiter der industriellen Wartung
Techniker im Außendienst
Außerdem finden Hobbyisten diese Werkzeuge für die Wartung persönlicher Geräte nützlich.
Von Robin Glauser (https://unsplash.com/@nahakiole)
Wie man die richtige Batterieprüfmaschine auswählt
Die Auswahl der perfekten Batterieprüfmaschine erfordert eine sorgfältige Überlegung.
Zunächst sollten Sie prüfen, mit welchen Batterien Sie regelmäßig arbeiten und ob die Geräte mit verschiedenen Chemikalien wie Blei-Säure, Lithium-Ionen und Nickel-Metallhydrid kompatibel sind.
Denken Sie anschließend an die wichtigsten Merkmale, die für Ihren Betrieb unerlässlich sind.
Genauigkeit der Messwerte
Benutzerfreundlichkeit und Benutzeroberfläche
Kompatibilität mit verschiedenen Batterietypen
Übertragbarkeit und Design
Außerdem sollte das Budget auf die Funktionen abgestimmt sein, ohne dabei die Qualität zu beeinträchtigen.
von Dai (https://unsplash.com/@nicetomeetyou)
Best Practices und Sicherheitstipps für die Prüfung von Batterien
Die Anwendung bewährter Verfahren gewährleistet genaue Ergebnisse und Sicherheit bei Batterieprüfungen.
Um Unfälle zu vermeiden, befolgen Sie folgende Sicherheitsanweisungen:
Tragen Sie immer Schutzausrüstung wie Handschuhe und Schutzbrille.
Stellen Sie sicher, dass der Testbereich gut belüftet ist.
Vermeiden Sie die Verwendung beschädigter Prüfer oder Verbindungsleitungen.
Eine regelmäßige Wartung Ihrer Prüfgeräte ist von entscheidender Bedeutung, um die Lebensdauer des Geräts zu verlängern und die Genauigkeit der Prüfungen zu gewährleisten.Sicherstellung einer sicheren und wirksamen Durchführung der Prüfungen.
Schlussfolgerung: Der Wert zuverlässiger Batterieprüfungen
Batterieprüfmaschinen sind in verschiedenen Branchen unverzichtbare Werkzeuge, die die zuverlässige Leistung und Sicherheit von batteriebetriebenen Systemen gewährleisten.Regelmäßige Prüfungen helfen, mögliche Fehler zu erkennen, bevor sie zu kostspieligen Problemen eskalieren.
Die Investition in einen hochwertigen Batterieprüfer kann im Laufe der Zeit Geld sparen. Es verlängert die Lebensdauer der Batterie und verbessert die Leistung und reduziert die Notwendigkeit für häufige Ersetzungen.Ein Batterietester ist nicht nur ein Werkzeug.Regelmäßige Batterieprüfungen zur Optimierung des Batterieverbrauchs und zur Verringerung der Betriebsrisiken.
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Anwendung des Hochfrequenz-elektrokirurgischen Analyzors KP2021 und des Netzwerk-Analyzors in der Thermage-Prüfung
2025-09-08
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Abstract
Thermage, eine nicht-invasive Radiofrequenz- (RF) -Hautverspannungstechnologie, wird in der medizinischen Ästhetik weit verbreitet.Tests stehen vor Herausforderungen wie Hautwirkung, Nähewirkung und parasitäre Parameter.Dieser Artikel untersucht die integrierte Anwendung des KP2021 Hochfrequenz-elektrokirurgischen Analysators und des Vektornetzanalysators (VNA) in der Leistungsmessung.Durch optimierte Strategien gewährleisten diese Werkzeuge die Sicherheit und Wirksamkeit von Thermage-Geräten.
Schlüsselwörter: Thermage; KP2021 Hochfrequenz-elektrokirurgischer Analysator; Netzwerk-Analysator; Hochfrequenzprüfung;
IEC 60601-2-20-Norm; Hautwirkung; Parasitenparameter
Einleitung
Thermage ist eine nicht-invasive HF-Hautverspannungstechnologie, die tiefe Kollagenschichten erwärmt, um die Regeneration zu fördern, um Hautverspannung und Anti-Aging-Effekte zu erzielen.die Stabilität, Sicherheit und Leistungsbeständigkeit ihrer HF-Ausgabe sind entscheidend. Gemäß IEC 60601-2-2 und ihrem chinesischen Äquivalent GB 9706.202-2021 müssen HF-Medizinprodukte auf die Ausgangsleistung getestet werden,Leckstrom, und Impedanz-Matching zur Gewährleistung der klinischen Sicherheit und Wirksamkeit.
Hochfrequente Elektrochirurgische Geräte verwenden hohe Dichte, hohe Frequenz Strom, um lokalisierte thermische Effekte zu erzeugen, Verdampfen oder Störung von Gewebe für Schnitt und Gerinnung.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 WBei der Herstellung von Elektrokirurgischen Geräten wird die Frequenz von 400 kHz bis 650 kHz (z. B. bei der Allgemeinen Chirurgie, der Gynäkologie) und bei endoskopischen Verfahren (z. B. Laparoskopie, Gastroskopie) eingesetzt..Für signifikante Schnitte und Hämostase ermöglichen höhere Frequenzgeräte (1MHz-5MHz) feinere Schnitte und Gerinnung mit geringerer thermischer Schädigung, geeignet für plastische Chirurgie und Dermatologie.Mit der Entstehung höherfrequenter Geräte wie Niedertemperatur-HF-Messer und ästhetische HF-Systeme werden die Testprobleme zunehmend.5.4, stellt hohe Anforderungen an Messgeräte und Prüfwiderstände, die herkömmliche Methoden unzureichend machen.
Der Hochfrequenz-elektrokirurgische Analyzer KP2021 und der Vektornetzwerk-Analyzer (VNA) spielen bei Thermage-Tests eine zentrale Rolle.Produktionsvalidierung, und Wartung, die Herausforderungen bei Hochfrequenzprüfungen analysieren und innovative Lösungen vorschlagen.
Übersicht und Funktionen des KP2021 Hochfrequenz-elektrokirurgischen Analyzors
Der KP2021, entwickelt von KINGPO Technology, ist ein Präzisionsprüfgerät für Hochfrequenz-elektrokirurgische Einheiten (ESU).
Breiter Messbereich: Leistung (0-500W, ±3% oder ±1W), Spannung (0-400V RMS, ±2% oder ±2V), Strom (2mA-5000mA, ±1%), Hochfrequenzleckstrom (2mA-5000mA, ±1%), Lastimpedanz (0-6400Ω, ±1%).
Frequenzdeckung: 50kHz-200MHz, unterstützt kontinuierliche, pulsierende und stimulierende Modi.
Verschiedene Prüfmodi: HF-Leistungsmessung (monopolar/bipolar), Leistungsbelastungskurvenprüfung, Leckstrommessung und REM/ARM/CQM-Prüfung (Rückkehrelektrodenüberwachung).
Automatisierung und Kompatibilität: Unterstützt automatisierte Tests, kompatibel mit Marken wie Valleylab, Conmed und Erbe und integriert sich mit LIMS/MES-Systemen.
Die KP2021 entspricht IEC 60601-2-2 und ist ideal für Forschung und Entwicklung, Produktionsqualitätskontrolle und Wartung von Krankenhausgeräten geeignet.
Übersicht und Funktionen des Netzwerkanalyzers
Der Vektornetzanalysator (VNA) misst HF-Netzparameter wie S-Parameter (Streuungsparameter, einschließlich Reflektionskoeffizient S11 und Übertragungskoeffizient S21).Zu den Anwendungen im Bereich der medizinischen HF-Geräteuntersuchung gehören:
Impedanzgleichstellung: Bewertet die Effizienz der HF-Energieübertragung und reduziert die Reflexionsverluste, um eine stabile Leistung unter unterschiedlichen Hautimpedanzen zu gewährleisten.
Frequenzreaktionsanalyse: Messen der Amplitude und der Phasenreaktionen in einem breiten Band (10kHz-20MHz) und erkennen Verzerrungen durch parasitäre Parameter.
Impedanzspektrummessung: Quantifiziert Widerstand, Reaktionsfähigkeit und Phasenwinkel durch Smith-Diagrammanalyse und gewährleistet die Einhaltung von GB 9706.202-2021.
Vereinbarkeit: Moderne VNAs (z. B. Keysight, Anritsu) decken Frequenzen bis zu 70 GHz mit einer Genauigkeit von 0,1 dB ab und eignen sich für die Forschung und Entwicklung von HF-Medizinprodukten und die Validierung.
Diese Fähigkeiten machen VNAs ideal für die Analyse der HF-Kette von Thermage, die traditionelle Leistungsmessgeräte ergänzt.
Standardanforderungen und technische Herausforderungen bei Hochfrequenzprüfungen
Übersicht der Norm GB 9706.202-2021
Artikel 201.5.4 der GB 9706.202-2021 schreibt vor, dass Geräte zur Messung von Hochfrequenzstrom eine wahre RMS-Genauigkeit von mindestens 5% von 10 kHz bis zu fünfmal der Grundfrequenz des Geräts liefern.Prüfwiderstände müssen eine Nennleistung von mindestens 50% des Prüfverbrauchs aufweisen., mit einer Genauigkeit der Widerstandskomponente von 3% und einem Impedanzphasenwinkel von höchstens 8,5° im gleichen Frequenzbereich.
Während diese Anforderungen für traditionelle 500 kHz-elektrokirurgische Geräte überschaubar sind, stehen Thermage-Geräte, die über 4 MHz arbeiten, vor erheblichen Herausforderungen.Da die Impedanzmerkmale des Widerstandes die Leistungsmessung und die Leistungsbewertung direkt beeinflussen.
Wesentliche Merkmale von Widerständen bei hohen Frequenzen
Hautwirkung
Der Effekt der Haut führt dazu, dass sich Hochfrequenzstrom auf der Oberfläche eines Leiters konzentriert.Verringerung der effektiven Leitfläche und Erhöhung des tatsächlichen Widerstands des Widerstands im Vergleich zu Gleichstrom- oder NiederfrequenzwertenDies kann zu Fehlern bei der Leistungsberechnung führen, die 10% übersteigen.
Näherungseffekt
Die Nähewirkung, die neben der Hautwirkung in eng angeordneten Leitern auftritt, verschärft die ungleichmäßige Stromverteilung aufgrund von Wechselwirkungen des Magnetfeldes.In Thermage's RF-Sonde und LastentwürfenDies erhöht Verluste und thermische Instabilität.
Parasitische Parameter
Bei hohen Frequenzen weisen Widerstände eine nicht vernachlässigbare parasitäre Induktivität (L) und Kapazität (C) auf und bilden eine komplexe Impedanz Z = R + jX (X = XL - XC).Parasitische Induktivität erzeugt Reaktanz XL = 2πfL, die mit der Frequenz zunimmt, während die parasitäre Kapazität die Reaktanz XC = 1/(2πfC erzeugt, die mit der Frequenz abnimmt.Verstöße gegen Normen und Gefahr einer instabilen Leistung oder Überhitzung.
Reaktionsparameter
Reaktive Parameter, die durch induktive (XL) und kapazitive (XC) Reaktanz bestimmt werden, tragen zur Impedanz Z = R + jX bei. Sind XL und XC unausgewogen oder übermäßig, weicht der Phasenwinkel erheblich ab,Verringerung des Leistungsfaktors und der Effizienz der Energieübertragung.
Einschränkungen nicht-induktiver Widerstände
Nicht-induktive Widerstände, die entwickelt wurden, um die parasitäre Induktivität mithilfe von Dünnschicht-, Dickschicht- oder Kohlenstofffilmstrukturen zu minimieren, stehen immer noch vor Herausforderungen über 4 MHz:
Restinduktivität des Parasiten: Selbst eine geringe Induktivität erzeugt bei hohen Frequenzen eine signifikante Reaktivität.
Parasitäre Kapazität: Die Kapazitätsreaktivität nimmt ab, was Resonanz verursacht und von reinem Widerstand abweicht.
Breitbandstabilität: Es ist schwierig, den Phasenwinkel ≤8,5° und die Widerstandsgenauigkeit ±3% zwischen 10 kHz und 20 MHz zu halten.
Machtverlust: Dünnschichtkonstruktionen haben eine geringere Wärmeabgabe, was den Energieverbrauch einschränkt oder komplexe Konstruktionen erfordert.
Integrierte Anwendung von KP2021 und VNA bei Thermage-Prüfungen
Entwurf des Test-Arbeitsablaufs
Vorbereitung: Verbinden Sie KP2021 mit dem Thermage-Gerät und setzen Sie die Lastimpedanz ein (z. B. 200Ω zur Simulation der Haut).
Leistungs- und Leckageprüfungen: KP2021 misst die Ausgangsleistung, Spannung/Strom RMS und Leckstrom, um die Einhaltung der GB-Standards zu gewährleisten, und überwacht die REM-Funktionalität.
Impedanz- und Phasenwinkelanalyse: VNA scannt das Frequenzband, misst die S-Parameter und berechnet den Phasenwinkel.
Kompensation für Hochfrequenz-Effekte: KP2021 ′s Pulsmodustest, kombiniert mit VNA ′s Zeit-Domain-Reflectometrie (TDR), identifiziert Signalverzerrungen, wobei digitale Algorithmen Fehler kompensieren.
Validierung und Berichterstattung: Daten in automatisierte Systeme integrieren und GB 9706.202-2021-konforme Berichte mit Leistungsbelastungskurven und Impedanzspektren erstellen.
KP2021 simuliert Hautimpedanzen (50-500Ω) zur Quantifizierung von Haut-/Näheeffekten und korrekten Messungen.
Innovative Lösungen
Optimierung von Material und Strukturen von Widerständen
Konstruktion mit geringer Induktivität: Verwenden Sie Widerstände aus dünnen, dicken oder Kohlenstofffolien und vermeiden Sie Drahtverwicklungen.
Niedrige Parasitenkapazität: Optimieren Sie die Verpackung und das Stiftdesign, um den Kontaktbereich zu minimieren.
Wideband-Impedanz-Übereinstimmung: Parallele Widerstände mit niedrigem Wert werden eingesetzt, um parasitäre Wirkungen zu reduzieren und die Stabilität des Phasenwinkels zu erhalten.
Hochpräzisions-Hochfrequenzgeräte
Wahre RMS-Messung: KP2021 und VNA unterstützen die Messung von nicht-sinusoidalen Wellenformen über 30 kHz-20 MHz.
Breitbandsensoren: Auswählen Sie Probe mit niedrigem Verlust und hoher Linearität mit kontrollierten parasitären Parametern.
Kalibrierung und Validierung
Regelmäßige Kalibrierung der Systeme mit zertifizierten Hochfrequenzquellen zur Gewährleistung der Genauigkeit.
Testumgebung und Verbindungsoptimierung
Kurze Leitungen und Koaxialverbindungen: Verwenden Sie hochfrequente Koaxialkabel, um Verluste und Parasiten zu minimieren.
Schutz und Erdung: Implementieren Sie elektromagnetische Abschirmungen und eine richtige Erdung, um Störungen zu reduzieren.
Impedanz-Matching-Netze: Entwurf von Netzen zur Maximierung der Effizienz der Energieübertragung.
Innovative Prüfmethoden
Digitale Signalverarbeitung: Fourier-Transformationen zur Analyse und Korrektur von parasitären Verzerrungen anwenden.
Maschinelles Lernen: Modellieren und Vorhersagen von Hochfrequenzverhalten, automatische Anpassung von Testparametern.
Virtuelle Instrumente: Kombination von Hardware und Software für die Echtzeitüberwachung und Datenkorrektur.
Fallstudie
Bei der Prüfung eines 4MHz Thermage-Systems zeigten erste Ergebnisse eine Leistungsabweichung von 5% und einen Phasenwinkel von 10°. KP2021 erkannte einen übermäßigen Leckstrom, während VNA eine parasitäre Induktivität von 0,1μH erkannte.Nach dem Ersetzen durch Widerstände mit geringer Induktivität und der Optimierung des passenden Netzes, der Phasenwinkel auf 5° gesunken und die Leistungsgenauigkeit erreicht ±2%, was den Normen entspricht.
Schlussfolgerung
Die Norm GB 9706.202-2021 hebt die Grenzen traditioneller Prüfungen in Hochfrequenzumgebungen hervor.Der integrierte Einsatz von KP2021 und VNA löst Herausforderungen wie Hautwirkung und parasitäre Parameter, um sicherzustellen, dass Thermage-Geräte den Sicherheits- und Wirksamkeitsstandards entsprechen.wird die Testkapazitäten für Hochfrequenz-Medizinprodukte weiter verbessern.
Sie werden von der Abteilung für Energie, Energie und Forschung der Kommission überwacht.
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KINGPO wird Sie auf der 92. China International Medical Equipment (Autumn) Expo 2025 treffen
2025-08-28
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Canton Fair Complex und KINGPO Technologieausstellung
Über den Kanton-Messe-Komplex
Der China Import and Export Fair Complex (auch bekannt als der Canton Fair Complex) befindet sich auf der Insel Pazhou im Distrikt Haizhu in Guangzhou.62 Millionen Quadratmeter und eine Ausstellungsfläche von,000 Quadratmeter, davon 504.000 Quadratmeter Innen- und 116.000 Quadratmeter Außen-Ausstellungsfläche,Der Canton Fair Complex ist der größte Kongress- und Ausstellungskomplex der Welt.Der Komplex besteht aus den Pavillons A, B, C und D, der Canton Fair Hall und den Canton Fair Building Towers A (das Westin Canton Fair Hotel) und B.Der Kanton-Messe-Komplex verfügt über eine erstklassige Lage und bequeme Verkehrsmittel, die an wichtige Stadtentwicklungsgebiete wie Zhujiang New Town, die Pazhou E-Commerce Zone, Guangzhou Science City und Guangzhou University Town angrenzt.Der Komplex integriert humanistische Prinzipien nahtlos.Als Ausstellungsplattform auf nationaler Ebene, wird die Ausstellung in den USA stattfinden.Der Canton Fair Complex ist nicht nur der Veranstaltungsort der China Import and Export Fair (Canton Fair), bekannt als "China's No. 1 Exhibition", dient aber auch als erstklassige Plattform für Markenmessen und verschiedene Veranstaltungen sowie als erstklassiger Veranstaltungsort für hochwertige internationale und inländische Konferenzen.Anschrift: Nr. 382, Yuejiang Middle Road, Bezirk Haizhu, Guangzhou
Führer für den Transport
U-Bahnverkehr
Sie können die U-Bahnlinie 8 zum Kanton-Messe-Komplex nehmen. Ausfahrt A der Station Xingangdong führt zum Kanton-Messe-Komplexbereich A. Ausfahrten A und B der Station Pazhou führen zum Kanton-Messe-Komplexbereich B.Ausfahrt C von der Station Pazhou und 300 Meter westlich zum Canton Fair Complex.
Flughafen Nordbahnhof/Südbahnhof-----Xingang Ostbahnhof/Pazhou Station
Line 1 (North Extension) Airport North Station (Terminal 2)/Airport South Station (Terminal 1) - Tiyuxi Road Station (Transfer to Line 3) - Kecun Station (Transfer to Line 8) - Xingangdong Station (Canton Fair Complex Area A)/Pazhou Station (Canton Fair Complex Areas B and C)
Vom Bahnhof zum Kanton-Messe-Komplex
Vom Bahnhof Guangzhou aus: Fahren Sie mit der U-Bahnlinie 2 (nach Guangzhou South Station) zum Bahnhof Changgang, dann mit der U-Bahnlinie 8 (nach Wanshengwei Station),Ausfahrt am Bahnhof Xingangdong (Bereich A) oder am Bahnhof Pazhou (Bereich B oder C). Vom Bahnhof Guangzhou East: nehmen Sie die U-Bahnlinie 3 (in Richtung Bahnhof Panyu Square) zum Bahnhof Kecun, dann die Linie 8 (in Richtung Bahnhof Wanshengwei),Ausfahrt am Bahnhof Xingangdong (Bereich A) oder am Bahnhof Pazhou (Bereich B oder C). Vom Guangzhou Südbahnhof: nehmen Sie die U-Bahnlinie 2 (in Richtung Jiahewanggang-Station) zum Changgang-Bahnhof, umsteigen auf die Linie 8 (in Richtung Wanshengwei-Station),und steigen Sie am Bahnhof Xingangdong Road (für den Ausstellungsraum A) oder am Bahnhof Pazhou (für den Ausstellungsraum B und C) aus.Taxis sind ein wesentlicher Bestandteil des öffentlichen Verkehrssystems von Guangzhou. Sie sind bequem und schnell, man kann einfach mit der Hand anhalten und die Fahrpreise werden berechnet.Taxis können Passagiere nur an der Taxibahn auf der Zhanchangzhong Road in der Ausstellungshalle A und am Abholpunkt auf der Ostseite der Ausstellungshalle C abholen und absetzen.Aufnahme und Abholung sind an anderen Orten nicht gestattet.
Der Kanton-Messe-Komplex Bereich A, Nr. 380, Yuejiang Middle Road, Bezirk Haizhu, Stadt Guangzhou, Provinz Guangdong
KINGPO Technologie-Ausstellungen und Dienstleistungen
KINGPOTechnologieausstellungen und Dienstleistungen Als Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung sowie die Herstellung von Medizinprodukten spezialisiert hat, ist Dongguan KINGPO Machinery Technology Co., Ltd.hat sich stets dafür eingesetzt, seinen Kunden qualitativ hochwertige Produkte und Dienstleistungen bereitzustellenAuf dieser Ausstellung werden wir die neuesten Produkte und Technologien für medizinische Geräte präsentieren, darunter:
Inländisch entwickelte IEC60601: Elektrokirurgische Einheitsanalysator, neutrale Elektroden-Temperaturerhöhungsmessgerät, Impedanzmessgerät usw.
Inländisch entwickelte YY1712-Lösung: Roboter-Testlösung für Chirurgie
Verschiedene Defibrillator-Pulsgeneratoren
EEG-Signalsimulator
ISO 80369/YY0916 Gesamtpalette von Lösungen
IVD-Prüflösungen (Standards der Serie IEC61010.GB42125)
System zur Analyse der Qualität der elektrischen Stimulation
Zuverlässigkeitslösungen
Intelligente Produktionslösungen: Bereitstellung effizienter und intelligenter Produktionslösungen, um Herstellern von Medizinprodukten zu helfen, die Produktionseffizienz zu verbessern.
Professionelle Dienstleistungen: Unser Expertenteam beantwortet Ihre Fragen vor Ort und bietet professionelle technische Unterstützung und Beratung.
Um sicherzustellen, dass Sie unseren Stand reibungslos besuchen können, haben wir speziell ein Registrierungsportal bereitgestellt.Sie können das Privileg genießen, die Schlange vor Ort zu überspringen und effizienter mehr über unsere Produkte und Dienstleistungen zu erfahren.
Wir freuen uns darauf, Sie auf der CMEF zu treffen, um über die Zukunft der Medizinprodukteindustrie zu diskutieren.bleibt der technologischen Innovation und der exzellenten Dienstleistung verpflichtetBitte erinnern Sie sich an unsere Standnummer:19.2G22Wir warten auf Sie in Guangzhou.
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Wird die Defibrillationsschutzkontrolle korrekt durchgeführt?
2025-08-25
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Wird der Defibrillationsschutztest korrekt durchgeführt?
Der Schutz des Defibrillators, eine grundlegende Sicherheits- und Leistungsanforderung für viele medizinische Geräte, wird durch zahlreiche Prüfstandards, einschließlich Common-Mode, Differential-Mode,und EnergieverringerungstestsDiese Anforderung selbst ist wahrscheinlich vielen bekannt, da sie bereits in älteren Versionen der GB 9706-Serie und anderen Industriestandards existiert.Diese Normen enthalten auch Schaltpläne zur Referenz., und alle haben diese Praxis seit Jahren befolgt, scheinbar ohne Probleme.Ein Veteran in der Branche äußerte kürzlich Bedenken über Probleme mit dem Defibrillator-Schaltkreis in den StandardsDiese sorgfältige Person simulierte sogar den Stromkreis.
Wenn die Signalquelle nach dem Standard angeschlossen ist, sollte sie wie in Abbildung 1 dargestellt sein. Der Ausgang wird jedoch nahe 20 V liegen und der EKG-Monitor wird wahrscheinlich früh gesättigt sein.Es ist auch unmöglich, die von der Norm geforderten 5 mV zu erreichen.Wenn die Signalquelle 5 mV gemäß der Norm beträgt, sollte die Anschlussmethode wie in der folgenden Abbildung dargestellt sein.
Es ist klar, dass die Schaltung in GB 9706.227-2021 problematisch ist. Schauen wir uns also die IEC 60601-2-27:2011 Version von GB 9706.227-2021 an. Die Schaltung ist wie folgt (obwohl diese Schaltung auch ihre eigenen Probleme hat).
Aber warum unterscheiden sich GB 9706.227-2021 und IEC 60601-2-27:2011?2011Diese Überarbeitung erfordert, daß die in der französischen Fassung enthaltene Prüfschaltung für den gemeinsamen Modus wie folgt ersetzt wird:
Dies führt zu unterschiedlichen Common-Mode-Defibrillations-Testschaltkreisen in der englischen und französischen Version.Rückblick auf die IEC 60601-2-27005 Version, der Schaltkreis ist wie folgt:
Es gibt immer noch viele Unterschiede zwischen dieser und der Version 2011, aber sie entspricht der vorherigen inländischen GB 9706.25-2005.
Schauen wir uns den EEG-Standard an, der dem EKG-Standard ähnelt: Da es in GB 9706.26-2005 keine Anforderungen an den gemeinsamen Modus gibt, werden wir uns direkt GB 9706.226-2021 ansehen
Dies ist der überarbeiteten Version der IEC 60601-2-27 ähnlich, hat aber auch einige Probleme, insbesondere beim Laden der Signalquelle nach der Defibrillation.Schauen wir uns die neueste Version des EEG-Standards IEC 80601-2-26 an:2019. Dies ist klarer. R1 (100Ω) und R2 (50Ω) werden während der Defibrillation verwendet. Nach der Defibrillation wechseln Sie zur Signalquelle und verwenden R4 (100Ω) und R2 (50Ω).
Schauen wir uns den kommenden EKG-Standard IEC 80601-2-86 an.die im Wesentlichen mit der Norm IEC 80601-2-26 übereinstimmt:2019Es ist jedoch ein Detail zu beachten: Der Widerstandswert von R3 ist unterschiedlich: 470kΩ in einem Fall und 390kΩ im anderen.
Daher ist es fast sicher, dass etwas mit dem Defibrillationskreislauf im aktuellen Standard nicht stimmt.Ich vermute, dass der Standard zwar Schaltkreisdiagramme für Defibrillationstests enthält,Die am häufigsten verwendeten Geräte in der Industrie sind der deutsche Zeus und der US-amerikanische Compliance West MegaPulse.Die inneren Schaltkreise dieser Geräte werden selten untersucht.Bei der Prüfung der Common-Mode-Defibrillation wird die Signalamplitude vor der Defibrillation so eingestellt, dass sie den Anforderungen des Standards entspricht.und die Signalquelle wird wieder eingeschaltet, um die Amplitudenveränderungen vor und nach der Defibrillation zu vergleichenDaher wird, solange die Prüfung abgeschlossen ist, wenig Aufmerksamkeit auf die spezifischen Details der internen Schaltungen gelegt.
Nun, da wir dieses Problem entdeckt haben, lassen Sie uns die Details der internen Schaltkreise dieser beiden Geräte untersuchen.Der 100Ω-Widerstand wird geteilt, R4 schaltet zwischen 50Ω und 400Ω, und die Signalquelle verwendet nur einen 470kΩ-Widerstand.Um die Signalquelle zu laden, müssen die Steckverbinder vor und nach der Defibrillation gewechselt werden.Daher dürfte der EEG-Test keine wesentlichen Probleme aufwerfen und wird dies wahrscheinlich auch weiterhin tun.Es gibt kleine Abweichungen in den Widerstandswerten (obwohl ich persönlich glaube, dass dies nicht ein wichtiges Problem ist, sofern die Signalamplitude eingestellt werden kann).
Die neuesten Zeus V1 und V2 Schaltkreisdiagramme zeigen eine Änderung der Widerstände auf 390kΩ, mit der Zugabe von R7 und R8.Es ist wahrscheinlich, dass dies sowohl EEG als auch EKG Anforderungen erfüllen soll.
Die MegaPulse von Compliance West bietet eine Vielzahl von Modellen.mit dem D5-P 2011V2, der eindeutig den neuesten und zukünftigen EKG-Normen entspricht und ein genaues Anschlussschema bietet (auch ohne den separaten R4), aber es ist weniger geeignet für EEG.
Der D5-P-Schaltkreis entspricht EEG und früheren EKG-Standards, aber nicht EKG.
Schließlich berücksichtigt das neueste D8-PF-Signal eindeutig die neuesten EEG- und EKG-Standards.
Also, wenn Sie den Defibrillatortest streng befolgen wollen,Sie müssen möglicherweise das Modell und das Handbuch Ihres Defibrillatortestgeräts überprüfen, um sicherzustellen, dass der interne Schaltkreis die richtigen Standardanforderungen erfülltObwohl sich Änderungen der Standards streng genommen wenig auf die Testergebnisse auswirken, ist es trotzdem ein Problem, wenn Sie einen Lehrer treffen, der zu wählerisch ist.
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