FőoldalRendszerintegrátorOrvosi glükózmérő és inzulinadagoló rendszer tesztelése
2014. április 18., péntek ::

Orvosi glükózmérő és inzulinadagoló rendszer tesztelése

– szabályozott gyártási környezetben, az NI LabVIEW, NI TestStand és PXI használatával. A gyártósori tesztberendezések fejlesztése az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszeripari Minisztérium besorolása szerinti II-es kategóriájú orvosi glükózmérő és inzulinadagoló rendszer részelemeinek vizsgálatához rádiókommunikációs teszttel együtt, rendkívül szoros fejlesztési határidővel igen nehéz feladat

A kész rendszer elölnézetből

Azonban „A National Instruments megoldása több szempontból is előnyösnek bizonyult. Az NI VSA/VSG-alapú műszer működése jelentősen gyorsabb, mint egy hagyományos felépítésű összeállítás, az utóbbival a mérés jó néhány perccel tovább tartana."

A feladat megoldásához — a gyors, reprodukálható tesztek kidolgozásához — az NI LabVIEW szoftvert, az NI Spectral Measurements Toolkitet és az NI PXI rádiófrekvenciás eszközöket választották a fejlesztők.

A vizsgált eszközök (DUT-k) egy gyógyászati glükózmérő és inzulinadagoló rendszer részelemei: egy mérőberendezés, az erre szerelhető felhasználói panel, valamint egy inzulinadagoló. A mérőberendezés kapcsolatban áll az adagolóval, amely szükség szerint juttatja be az inzulint. Az egyes összetevőket külön-külön tesztrendszer vizsgálja.

A mérőberendezés és az adagolópumpa közötti adatcsere orvosi célú frekvenciasávban, titkosított, egyedi, vezeték nélküli üzenetátvitellel zajlik. Szükség van az eszköz kisugárzott rádiófrekvenciás (RF) jelszintjének mérésére, emellett a tesztrendszernek a rádiófrekvenciás kommunikációt is szimulálnia kell, hogy ellenőrizzük, a DUT képes-e az összes üzenet fogadására és dekódolására. Ellenőrizni kell továbbá a 32,768 kHz-es és 16 MHz-es órajeleket is: az ügyfél specifikációban megadta, hogy a 32,768 kHz-es órajelnek legalább 60 ppm pontosságúnak, a 16 MHz-es órajelnek pedig legalább 22 ppm pontosságúnak kell lennie.

Az eszköz RF vevőjének vizsgálata során reprodukálható és lekövethető jelet kell alkalmazni. Az RF-adást mérő jelanalizátor működésének szintén reprodukálhatónak és pontosnak kell lennie. A mérési idő lehető legkisebbre csökkentése érdekében az elemzési funkciók többségénél hardveres megoldásra van szükség.

A tesztek többségének része az eszközök egyes kimeneteinek bevagy kikapcsolása soros perifériaillesztővel (SPI-kommunikációval), majd a kimenet állapotának vagy jelszintjének mérése. A leglényegesebb vizsgálatok az RF-kommunikációnak, valamint a mérő- és adagolórendszer órajeleinek ellenőrzésére terjednek ki.

Adás tesztelésekor az eszközt tesztelési adatcsomagok kisugárzására utasítjuk, majd a kisugárzott jel paramétereit rádiófrekvenciás spektrumanalízissel ellenőrizzük. A vételi funkciók ellenőrzésekor a mérőberendezésnek kell RF-adatcsomagokat kisugároznia, majd az eszközt lekérdezve meg kell győződni a csomagok sikeres vételéről. Az órajelek teszteléséhez a vonatkozó órajelek engedélyezése és mérése szükséges.

Az NI PXI-5661 jelű vektorjel-analizátor és az NI PXIe-5672 jelű vektorjel-generátor

Az AIT a rádiófrekvenciás tesztek esetében fontolóra vette hagyományos felépítésű spektrumanalizátor és RF-rögzítőberendezés használatát, a kritikus órajelmérésekhez csúcskategóriás frekvenciamérő alkalmazását, azonban több ok miatt végül az NI megoldását választották. Az NI PXI-5661 jelű vektorjel-analizátorral (VSA) és az NI PXIe-5672 jelű vektorjel-generátorral (VSG) valamennyi vizsgálat elvégezhető, ráadásul mindkét modul könnyen illeszthető LabVIEW fejlesztői környezetbe.

A VSA/VSG megoldás kevésbé költségesnek és kisebb helyigényűnek bizonyult, mint a hagyományos műszerekkel elérhető tesztkörnyezet. Emellett az alkalmazás elkészítésekor számos NI példaprogramot is felhasználhattunk (pl. RF-jelfolyamot rögzítő és visszajátszó program), így az integráció sokkal egyszerűbb és gyorsabb volt.

A mérőrendszer műszerei elférnek egy NI PXIe-1065 keretben. Az összeállítás három NI PXI-6229 M-sorozatú adatgyűjtőt is tartalmaz, ezek kezelik a digitális be- és kimeneteket, a hardveres időzítésű SPI-kommunikációt, valamint az analóg feszültségek mérését és előállítását is.

A jelelemzésért egy PXI-5661 típusú modul és az NI Spectral Measurements Toolkit felel. A VSA- és az RF-jelfolyam-rögzítés használatával felvettük és adatállományba mentettük egy referenciaberendezés üzeneteinek RF-jelalakját. A kritikus fontosságú órajeleket a 0,05 ppm pontosságú időalappal rendelkező vektorjel-generátorral mérjük. A tesztelendő berendezés felé a korábban adatfájlba elmentett jelalakot egy NI PXIe-5672 sugározza ki az RF jelfolyam-visszajátszó funkcióval.

A National Instruments kritikus fontosságú segítséget nyújtott a VSA/VSG megoldás megvalósításában. Az NI rendelkezésre bocsátott egy RF-jelalakot rögzíteni és visszajátszani képes példaprogramot (forráskóddal együtt), ezt a végső megoldásban is felhasználtuk. Emellett az NI mérnökei konzultációkkal segítették a kulcsfontosságú órajelméréseket.

Az NI megoldása több szempontból is előnyösnek bizonyult. Az NI VSA/VSG-alapú műszer működése jelentősen gyorsabb, mint egy hagyományos felépítésű összeállítás, az utóbbival a mérés jó néhány perccel tovább tartana. A fejlesztési időt emellett jelentősen csökkentette, hogy jól ismert termékeket használtunk, az adott célra közvetlenül felhasználható, jó minőségű példakódokkal.

További előny, hogy olyan LabVIEW programmodulokat fejlesztettünk ki, amelyek akár több NI TestStand mérési szekvencia lépéseiként is beilleszthetők, az elkészített programkód így jövőbeni projektekben is felhasználható. Az NI TestStand révén lényegesen egyszerűbb volt a forráskódokat és mérési szekvenciákat visszaellenőrizni, egységes kezelőfelületének köszönhetően pedig minimalizálni lehetett a minőség-ellenőrzéshez és az amerikai Szövetségi Törvény (CFR) 11-es alfejezete szerinti megfelelőségi vizsgálatokhoz szükséges operátori képzés idejét.

Az NI eszközök segítettek abban is, hogy teljesítsük például a CFR 21 törvény orvosi berendezések tesztelésére szolgáló rendszereket érintő, 820-as és 11-es szakaszában foglaltakat. Emellett az NI eszközei támogatták a rendszerterv ISO 13485 és ISO 14971 norma szerinti vizsgálatát is. Ezek az előírások módszereket és eljárásokat adnak a minőség- és kockázatkezelési szabályozások betartására.

Közelkép a teszter hátsó oldaláról

Végül a LabVIEW szoftverrel és az általa támogatott eszközkészletekkel a telepítési, működési és teljesítőképességi minősítődokumentumok előállítása is egyszerű volt.

Az AIT és a TestPro rendkívül elégedett volt az alkalmazott NI termékekkel, valamint a kapott szolgáltatásokkal. Az NI támogatása elengedhetetlen volt a projekt sikeréhez.

A projekt résztvevői

Az Advanced Instrument Technologies, Inc. (AIT) mérnöki szolgáltatóvállalat egyedi és kulcsrakész megoldásokat kínál méréstechnikai problémákra, a mérnöki támogatástól a teljes körű tervezésig. Ügyfelei számos iparágban tevékenykednek, beleértve a kutatás-fejlesztést, gyártást és minőségbiztosítási tesztelést is. Az AIT 2003 óta a National Instruments Stratégiai Együttműködő Partnere. Az AIT-t azért választották ki erre a feladatra, mert a megrendelőnek már korábban is pozitív tapasztalatai voltak a céggel, valamint több évre visszatekintő mérnöki gyakorlattal rendelkezik az NI modulok és szoftverek terén. A projekt során az AIT szoftvert fejlesztett, emellett közreműködött az áramkörtervezésben is.

A TestPro Systems Inc. mérnöki szolgáltató-vállalat a tesztelési és termékbevezetési feladatok támogatására jött létre. A vállalat fő profilja a tesztcsatlakozók, tesztprogramok, illetve komplett automatizált tesztállomások összeállítása és szervize. Ügyfelei jellemzően az autóiparból, az egészségügyi és energetikai szektorból kerülnek ki. A TestPro Systems korábban már több tesztcsatlakozót készített a megrendelő számára, valamint széles körű LabVIEW-tapasztalatokkal rendelkezik. A projektben a TestPro feladata a rendszertervezés és vezetékezés volt, de a szoros ütemterv miatt a LabVIEW-alapprogram és az NI TestStand-szekvenciák elkészítésében is közreműködött.

A „National Instruments Stratégiai Együttműködő Partner" a National Instruments-től teljesen elkülönülő üzleti vállalkozás, amely nem áll a National Instruments befolyása alatt, továbbá nincs vele vegyesvállalati viszonyban.

A National Instruments Hungary Kft. honlapja

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Led technológia

Led technológia

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény