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Technologies cubiques de détection de gaz pour les applications médicales

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La détection de gaz est un domaine relativement mature : il existe de nombreuses technologies de détection de gaz sur le marché, qui présentent toutes leurs propres avantages et inconvénients.

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Avec 20 ans d'engagement dans le développement de technologies de détection de gaz, Cubic, fabricant international de capteurs et d'analyseurs de gaz avancés, a accumulé diverses plates-formes technologiques de détection matures, notamment l'infrarouge non dispersif (NDIR), la spectroscopie d'absorption par laser à diode accordable (TDLAS) et les technologies ultrasoniques, entre autres. Qu'il s'agisse de mesurer la concentration de gaz et le volume d'air ou de surveiller la pression ou le débit en temps réel, les plateformes Cubic peuvent être appliquées à un large éventail de besoins de l'industrie médicale.

Les capteurs de gaz NDIR fonctionnent sur la base du principe NDIR selon lequel certains gaz absorbent la lumière infrarouge à des longueurs d'onde spécifiques. Le détecteur capture et quantifie l'absorption infrarouge à ces longueurs d'onde et, grâce à l'analyse algorithmique intégrée au logiciel, il évalue avec précision la concentration du composant gazeux. Dans les applications médicales, les capteurs de gaz NDIR émettent une lumière infrarouge à travers une chambre d'échantillonnage contenant le gaz cible, notamment le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et le monoxyde de carbone (CO). La quantité de lumière infrarouge absorbée est en corrélation avec la concentration du gaz, ce qui permet des mesures précises. Cubic a développé le module de capteur EtCO2 CM2201 pour surveiller la concentration de CO2 en fin d'expiration et la fréquence respiratoire, ainsi que le capteur DLCO Gasboard-2050 pour mesurer la capacité de diffusion du monoxyde de carbone dans les poumons.

La technologie TDLAS utilise un laser "accordable" pour émettre de la lumière à des longueurs d'onde précises absorbées par des gaz spécifiques. Dans le contexte des applications médicales, les capteurs de gaz TDLAS mesurent l'intensité de l'absorption de la lumière pour détecter et quantifier avec précision les gaz, y compris l'oxygène (O2), avec des temps de réponse rapides et une grande fiabilité. Grâce à ces avantages, la technologie TDLAS constitue une alternative supérieure aux méthodes traditionnelles de détection de l'oxygène paramagnétique dans diverses applications médicales. Cubic a conçu le capteur d'oxygène Gasboard-2510 pour mesurer avec précision la concentration d'oxygène.

Les capteurs de débit de gaz à ultrasons adoptent la technologie de détection ultrasonique et le principe du TOF (temps de vol) pour mesurer à la fois le débit et la composition des gaz binaires, ce qui implique de surveiller et d'analyser les changements dans les ondes acoustiques lorsqu'elles se déplacent dans un mélange de gaz.

Les capteurs de débit de gaz à ultrasons sont généralement équipés d'une paire de transducteurs ultrasoniques à double fonction, chacun étant capable d'émettre et de recevoir des signaux ultrasoniques. Positionnés à des endroits distincts le long de la trajectoire du flux de gaz, ces transducteurs envoient des impulsions ultrasoniques dans un sens et dans l'autre. Le débit de gaz est calculé en fonction de la différence de temps de transmission des ondes ultrasoniques.

En outre, comme la vitesse du son diffère d'un gaz à l'autre, les mesures de la vitesse à laquelle une impulsion ultrasonique se propage dans le gaz peuvent être utilisées pour mesurer avec précision la composition du gaz.

Dans le domaine médical, les capteurs de débit de gaz à ultrasons peuvent être utilisés dans des appareils tels que les spiromètres et les générateurs d'oxygène, où ils fournissent des mesures précises de la composition et du débit des gaz. Cubic propose des capteurs de gaz à oxygène des séries Gasboard-7500 et Gasboard-8500FS, offrant des options pour répondre aux diverses demandes de mesure de débit de gaz à oxygène. En outre, les solutions de détection de spirométrie Cubic, Gasboard 7020 et Gasboard 7021, peuvent fournir une lecture rapide et précise des paramètres respiratoires critiques pour les spiromètres hospitaliers et résidentiels.