Электроды самые хорошие: Какие электроды лучше – подсказки и рейтинг — Купить срубы домов в Смоленске по доступной цене

Разное

Электроды самые хорошие: Какие электроды лучше – подсказки и рейтинг

Содержание

Какие электроды лучше для инвертора

Содержание

Кратко об инверторах

На что обратить внимание при выборе расходников для инвертора

Популярные марки расходных материалов для инверторной сварки

Что влияет на качество работы инвертором

Рекомендации начинающим сварщикам

Заключение

Кратко об инверторах

Сегодня существует достаточно большое количество инверторных сварочных аппаратов. Большинство производителей предлагают промышленные и бытовые инверторы в различных ценовых категориях. Промышленные инверторы отличаются большей мощностью и повышенным «ПВ». Также одним из основных отличий служит максимальный выдаваемый сварочный ток. Как правило, у профессиональных аппаратов максимальные значения тока выше. Еще одним отличием может служить возможность подключения не только к бытовой сети 220 V, но и к 380 Вольтовой промышленной сети.

Сварочные инверторы являются наиболее распространённым типом сварочных аппаратов на массовом рынке. За счет своей универсальности и относительной компактности они практически вытеснили такие аппараты, как трансформаторы и выпрямители. Возможность инвертора выдавать постоянный и переменный ток делает его поистине универсальным. Именно благодаря этому для сварки инвертором подходят все типы покрытых сварочных электродов. А вкупе с небольшими габаритами и высокой мобильностью такой тип оборудования остается вне конкуренции.

На что обратить внимание при выборе электродов для инвертора

Существует ряд параметров, которые необходимо учесть при выборе сварочных материалов. Рассмотрим основные факторы, чтобы лучше понимать, что влияет на выбор электродов для сварки инвертором и какие лучше подходят для тех или иных работ.

Назначение электродов

По своему назначению сварочные электроды разделяются на несколько групп. Такое разделение обусловлено типом металла подлежащего соединению и его техническими характеристиками. Назначение изделий также закреплено в ГОСТ 9466-75.

Сварка углеродистых и низколегированных сталей;

Сварка легированных теплоустойчивых сталей;

Сварка высоколегированных сталей с особыми свойствами;

Электродуговая наплавка поверхностных слоев с особыми свойствами;

Сварка и наплавка чугуна;

Сварка и наплавка меди и сплавов.

Таким образом, электрод для инвертора лучше выбирать, ориентируясь сперва на его назначение. Это позволит избежать ошибки, например, сварки «нержавеющих» сталей электродами для «черных» металлов. В таком случае металл шва будет подвержен коррозии. Выбирайте расходные материалы, основываясь на типе соединяемого металла и его характеристиках. После чего можно определить необходимый тип расходника (например, для низколегированных сталей это может быть Э46 или Э50А).

Когда определено назначение электрода, можно переходить к выбору конкретной марки, подходящей по характеристикам, а также выбрать диаметр изделия.

Тип покрытия

Существует несколько типов покрытия сварочных электродов, наиболее популярными из которых являются рутиловое и основное. Эти типы покрытия имеют кардинальные различия, которые проявляются при их применении.

Основное покрытие

Изделия с основным покрытием имеют ряд преимуществ. Они обеспечивают высококачественный шов, стойкий к межкристаллитной коррозии и знакопеременным нагрузкам. Допускают выполнение работ и эксплуатацию готовой конструкции в условиях низких температур. Однако для их успешного применения необходимы определенные навыки. Также такие изделия обязательно подлежат прокаливанию перед использованием. А металл подлежащий соединению должен быть очищен от грязи и ржавчины. Работают такие электроды только на постоянном токе обратной полярности.

Рутиловое покрытие

Изделия с таким типом покрытия достаточно универсальны и подходят для сварки инвертором новичкам. Они обеспечивают качественное соединение при сварке даже по окисленному или загрязненному металлу. Однако при возможности зачистить участок сварки лучше это сделать. Работают эти расходники как на постоянном, так и на переменном токе. За счет состава обмазки они достаточно легко поджигаются повторно, а в процессе работы образуется относительно мало шлака. При этом отделение шлака не требует значительного механического воздействия.

Выбор типа покрытия основывается на требованиях, предъявляемых к сварному соединению. Среди них могут быть временное сопротивление разрыву, предел текучести, ударная вязкость и другие. На требования, обозначенные выше, может влиять тип свариваемого металла, его химический состав и прочие характеристики.

Диаметр электрода

Выбор диаметра зависит от толщины свариваемого металла. Для большей наглядности эта зависимость показана в таблице ниже.

Толщина стали (мм)	1,5-2,0	3,0	4,0-5,0	6,0-12,0	>13
Диаметр электрода (мм)	2	2,5-3	3-4	4-5	5-6

Для соединения металлов толщиной менее 1,5 мм ручная дуговая сварка инвертором, как правило, не применяется. Также следует учитывать, что от толщины стали и диаметра электрода, а также от пространственного положения сварки зависит настройка силы сварочного тока. Так что если планируете варить толстый металл, берите инвертор с высокими значениями максимального тока.

Настройка силы тока

Диаметр электрода (мм)

2,5

Сила тока (А)

40-64

65-80

70-130

130-160

180-210

200-350

В среднем на 1 миллиметр диаметра электрода добавляется 20-30 Ампер тока. Для каждой конкретной марки значения тока могут слегка отличаться. Обычно рекомендуемые значения силы сварочного тока нанесены на пачку с материалами. Как правило, в процессе работы мастер проводит более тонкую настройку исходя из субъективных ощущений.

Качество оборудования. Инвертор должен быть качественным, способным обеспечивать стабильную работу. Частой проблемой при не качественном оборудовании являются скачки напряжения, невозможность стабилизировать дугу, а также залипание электрода.

Мы перечислили три основных фактора, влияющих на качество сварного соединения. Туда же можно отнести и правильность подбора диаметра изделия, его марки, установки силы тока, условия в которых проводятся работы и многое другое.

Заключение

В этой статье мы кратко рассмотрели информацию об инверторах. Рассказали о типах покрытия и назначении сварочных материалов. Ответили на вопрос, какие электроды лучше для сварки инвертором. Привели популярные марки сварочных материалов и дали несколько советов начинающим сварщикам.

Если Вам понравилась статья, делитесь ей в социальных сетях, вступайте в группу завода сварочных материалов «GOODEL» ВКонтакте, подписывайтесь на Twitter и Instagram.

Лучшие электроды с основным покрытием

Лучшие электроды с основным покрытием — рейтинг

Сегодня российская электродная продукция мало чем уступает зарубежной. Рынок наполнился электродами отечественного производства, хотя некоторые сварщики до сих пор отдают предпочтение иностранным маркам.

При этом чтобы получить по-настоящему качественный шов, нужно знать, какими электродами варить, и для какого сварочного аппарата они подходят. К инверторам для сварки подходят любые электроды, а вот для аппаратов, которые работают на переменном токе, далеко не все.

Лучшие электроды с основным покрытием

Рассматриваемые в данной статье электроды с основным покрытием, применяются для сварки постоянным током. При сгорании они выделяют много углекислого газа, который служит в качестве защиты сварочной ванны.

Используются такие электроды для сварки ответственных конструкций, обеспечивая при этом качественное и надёжное соединение. Однако не обойтись и без ложки дёгтя, поскольку электроды с основным покрытием имеют повышенную чувствительность к влаге. Варить такими электродами, когда они отсыреют, становится проблематично.

Рассмотрим самые популярные электроды с основным покрытием, которые отличаются повышенным качеством.

Электроды Kobelco LB-52U

Kobelco LB-52U — электроды, которые производятся в Японии, одним из крупнейших концернов страны Kobe Steel, Ltd. Основное назначение этих электродов с основным покрытием, это сварка низкоуглеродистой стали, там, где невозможно использовать двухстороннюю проварку металла (сварка трубопроводов).

Вследствие этого, электроды Kobelco LB-52U отличаются не только возможностью создания пластичного шва, но и очень малым количеством шлака. Сварочный шов, образуемый электродами LB-52U, не имеет раковин, и других дефектов, которые остаются после обычных электродов.

Прочность сварочного шва, достигает 588 Н/мм², что является достаточно высоким показателем. Единственный недостаток электродов Kobelco LB-52U, это, как было сказано выше, чрезмерная подверженность во влажной среде. Поэтому для того чтобы нормально варить данными электродами, их нужно будет обязательно прокалить. Температура прокалки электродов с основным покрытием (Kobelco LB-52U), не менее 300 градусов.

Электроды ОЗЛ-8 (ЛЭЗ)

Основное назначение электродов ОЗЛ-8, это сварка нержавеющих сталей с высоким процентом никеля и хрома. Сварка электродами ЛЭЗ ведётся на постоянном токе обратной полярности. Созданный шов отличается высокой стойкостью к коррозии, а также достойными прочностными показателями.

Здесь, как и при сварке, предыдущими электродами с основным покрытием, образуется малое количество шлака. К тому же, шлак практически сразу же отделяется от поверхности остывшего сварочного шва. Что не менее важно, при остывании шов не растрескивается. При этом все же не следует допускать резкого охлаждения сварочного шва, чтобы не допустить снижение прочности соединения.

Электроды УОНИ 13-55

Пожалуй, самые популярные электроды с основным покрытием среди сварщиков. Основные преимущества УОНИ 13/55 связаны с высокой прочностью сварочного шва, а также с его стойкостью к различным нагрузкам. На вид, поверхность сварочного шва, полученного данными электродами, чем-то напоминает застывшее стекло.

Однако данная марка электродов не рекомендуется к использованию новичкам-сварщикам. При отсутствии должного опыта и сноровки, разжечь электроды УОНИ 13-55 очень сложно. После того, как сварочная дуга погасла, кончик электрода обволакивает расплавленная обмазка, что требует повторной зачистки электрода.

Тем не менее, научившись варить, многие понимают достоинства электродов УОНИ, и уже мало чему другому, отдают своё предпочтение.

Поделиться в соцсетях

Лучшие электроды для инверторной сварки

При покупке сварочного инвертора сразу возникает вопрос какие электроды для него выбрать, а лучше чтоб они были самые лучшие. Для этого я пишу для тех кто находится в поиске таких электродов. И так для начала давайте определимся для каких целей мы будем использовать наш инвертор.

Например я использую в быту и не варю не чугун не нержавейку, а так же не свариваю разнородные стали. Если для быта я бы посоветовал выбрать электроды диаметров четыре три и два миллиметра. Большего диаметра не советую покупать так как они довольно редко используются в быту.

Среди лучших можно отметить электроды уони, а так же мр-3с. Почему то я использую электроды мр-3с так как они мне больше по душе и так же для меня они самые лучшие так как являются универсальными. Так же стоит обратить внимание на производителя сварочных электродов.

Например я беру для повседневных дел электроды диаметров три и четыре марки мр-3с от производителя ЛЭЗ расшифровывается это как Лосиноостровский электродный завод. Для многих сварщиков эти электроды стали любимыми. В общем я сделал свой выбор. Да и еще что хочется сказать о электродах в целом это то что нужно правильно их хранить иначе при высокой влажности покрытие потеряет свои функции. И тогда вы можете подумать что данные электроды не очень хороши и не являются лучшими для вашего инвертора.

Многие электроды перед сваркой ответственных сталей нужно прокаливать и это доставляет некоторые неудобства, но внимание есть для этого термопенал. Хоть и термопенал не прокаливает электроды за то может вытеснить излишнею влагу.

Вот какой набор сварщика должен быть чтоб более удобно работать. Сам инвертор желательно не большой с малым потребление и высокой отдачей сварочного тока. Если аппарат маленький то желательно иметь специальную сумку которая вешается на плечо и становится тем самым производить сварку в трудно доступных местах.

Электродница и щетка по металлу очень важный элемент. Многие предпочитают вытаскивать электроды прямо из коробки что иногда не очень удобно. Электродницу можно подвесить рядом с местом где вы производите сварку. А так же в ней находится и щетка по металлу и молоток для отбивание шлака (секач) после сварки. В общем думаю я здесь понятно написал о тех электродах которые лучше всего выбрать для инвентарного сварочного аппарата.

Где покупать электроды конечно вам лучше знать, но лучше брать в специализированных магазинах так как часто встречаются случаи не правильного хранения. Если покупать на рынке можно открыть пачку электродов и прямо перед продавцом посмотреть количество влаги потрогав пальцами, а так же посмотреть равномерно ли нанесено покрытие электродов.

Бывает так что покрытие нанесено не правильно с одной стороны много, а с другой практически его нет. Если с таким покрытием варить вы увидите что электрод плохо зажигается и начинает так сказать козырять. И многие при этом начинают грешить на то что электроды впитали очень много влаги хотя это совсем не так. Если электроды впитали много влаги покрытие начинает разрушаться. Не стоит хранить сварочные электроды годами это не принесет вам лучших результатов. Ведь всегда можно купить новые и не так свежо выпущенные. Думаю моих рекомендаций вам достаточно. Ну а если у вас есть вопросы вы всегда их можете все задать через контактную форму расположенную в разделе вопрос ответ.

Как выбрать сварочный электрод?

Уважаемые начинающие сварщики, в этой статье мы кратко расскажем про электроды и дадим практические рекомендации по их использованию.

Для выбора электрода необходимо определить:

Толщину металла — (чем толще металл, тем больше диаметр электрода).

Марку стали — (черный металл, нержавейка, жаропрочный и т.д.).

По электроду определяем ток!

Положение сварки — (нижнее, горизонтальное, нижнее тавровое, вертикальное — сварка снизу вверх, потолочное, потолочное тавровое).

Что касается сварочного тока, который вы будете подавать на электрод. Каждый производитель электродов заявляет разный сварочный ток. Ниже мы приводим классические параметры, с этими параметрами согласились сварщики, которые работают в профессии не один год.

Выбор тока также зависит от пространственного положения и величины зазора. Например: для диаметра 3 мм рекомендуется ток 70-80 А. Это ток для сварки в потолочном положении или вертикаль на подъем, а также, если зазор соизмерим или более диаметра электрода. Если же варить в нижнем положении, при этом зазора нет и позволяет толщина металла, то можно на простом электроде дать 120 А.

Опытные сварщики советуют пользоваться следующей формулой. Вы можете попробовать следовать этой формуле.

Сила тока рассчитывавшийся по формуле 30-40 А. на 1мм электрода, т.е на электрод d 3 мм. ставим ток 90-120 А., на электрод d 4мм ставим ток 120-160А и т. При сварке в вертикальном положении уменьшаем силу тока на 15%.

Диаметр 2 мм. – 40 – 80 Ампер. «Двойка» — пожалуй, самый капризный электрод. Многим кажется, что чем меньше диаметр электрода, тем легче работать. Но это не совсем так. Например: «двойка» требует определенных навыков и сноровки, она быстро горит и очень сильно греется, если вы выставили большой ток. «Двойка» хороша тем, что требует мало тока и сваривает тонкие металлы. Но нужно умение и терпение.

Диаметр 3 мм или 3.2 мм. – 70-80 Ампер. ПРИ УСЛОВИИ СВАРКИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ. Все сходятся во мнении, что 80 Ампер – это максимальное значение тока, все что выше – это уже не сварка, а резка. Попробуйте начать сварку с 70 Ампер, поймете, что не проваривает — добавьте 5-10 Ампер, если и 80 Ампер мало — крутите ручку регулировки сварочного тока до 120 А., но не более. Если вы варите на ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ – вам следует выставить 110-130 ампер. Иногда даже до 150 Ампер. Но скорей всего вам это не нужно, так как у вас инверторный сварочный аппарат, а не трансформаторный.

Диаметр 4 мм. – 110-160 Ампер. Как видите колебание в 50 Ампер, это связанно с тем, какой у вас толщины металл и какой у вас навык работы «четверкой». Мы опять же рекомендуем пробовать с 110 Ампер и по мере необходимости добавлять силу тока.

Диаметры от 5 мм и выше – это уже профессиональные электроды, как правило, их используют сварщики профи. Давать им рекомендации мы не будем, они и так знают как ими работать, а начинающим сварщикам они попросту не нужны. Скажем лишь, что такие диаметры чаще используют не для сварки, а для наплавки.

Какой выбрать сварочный электрод?

Мы сейчас расскажем об основных типах сварочных электродов.

МР-3 и АНО – эти электроды лучше использовать на переменном токе. Они не прихотливы к сырости. Эти электроды не для ответственных конструкций, ими никогда не варят мосты и несущие балки крыши, ими варят заборы, ворота и теплицы на даче, ограждения, небольшие металло-контрукции бытового назначения. Если нет сверх нагрузки – это электроды для Вас. Самые востребованные марки у сварщиков любителей и дачников.

УОНИИ 13/55 – это отличные электроды, но очень «специфические». УОНИИ 13/55 варят профессионалы. Надо варить на короткой дуге! Это электроды для ответственных конструкций. Горят только на постоянном токе, любят стабильную дугу и не любят скачков напряжения. Начинайте работать с УОНИИ 13/55 только тогда, когда вы научитесь варить МР-3 и АНО.

LB-52U – мы рекомендуем покупать эти электроды японской фирмы KOBELCO. Эти электроды берут для сварки труб под высоким давлением. Очень качественный шов. Электроды LB-52U одни из самых дорогих, как правило, их покупают предприятия и структуры связанные с ремонтом городских тепло/водо сетей.

Мы ознакомили вас с самыми ходовыми электродами. Ниже мы расскажем кратко об электродах Концерна ESAB (Швеция), возможно вы найдете именно то, что вам нужно. Все электроды фирмы ESAB начинаются с букв ОК – в честь основателя Концерна Оскара Кельберга.

OK 46.00 ESAB (Россия) – сваривать металлы этими электродами можно на постоянном и переменном токах. Часто эти электроды называют УНИВЕРСАЛЬНЫЙ или ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СТАЛИ. Если вы не знаете что выбрать, берите эти электроды – не прогадаете. Электроды хороши тем, что имеют широкую линейку диаметров. Всегда можно подобрать нужный именно вам.

OK 48.00 ESAB (Швеция) — только постоянный ток. Идеально подойдут для ответственных конструкций.

Cпециальные электроды.

OK 61.30 ESAB – сварка нержавейка/нержавейка (марки стали 304, 308L, 03Х18Н11, 06Х18Н11, 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10).

ОК 67.60, ОК 67.62 ESAB — сварка нержавейка/сталь.

OK 63.30 ESAB (российские аналоги АНВ-26) – (марки стали 316, 03Х17Н14М2, 10Х17Н13М3Т, 06Х19Н11Г2М2) идеально подходят для сварки тонкостенных труб и тонколистовых изделий.

Если вы не понимаете, какая сталь перед вами, вы не знаете ее состав – ваш выбор OK 68.81, OK 68.82 – этими электродами можно сваривать разнородные стальные изделия и стали неизвестного состава.

При сварке чугуна много нюансов!

Сварка чугун\сталь ESAB OK 92.18 (новое название OK Ni-Cl) — предназначены для сварки нетолстого чугуна (не более 3 слоев).

Сварка чугун\чугун; чугун\сталь ESAB OK 92.60. (новое название OK NiFe-Cl) -ими как раз можно варить чугун любой толщины и чугун со сталью

Сварка алюминия. Алюминий очень сложный металл, требует прогрева перед сваркой, быстро плавится и быстро застывает. Обычно алюминий варят TIG или MIG сваркой. Варить алюминий электродом очень сложно, но если у вас получится – вы можете считать себя мастером!

OK 96.20 ESAB — им можно варить очень ограниченное количество марок алюминия. Внимательно изучите состав.

Самый универсальный электрод по алюминию — это ОК 96.40. ВАЖНО, что электрод по алюминию надо использовать в один поджег. Незаконченный электрод надо заменять новым. Плюс, в отличие от сталей, надо совершать круговые движения концом электрода.

Для чего нужно прокаливать электроды?

Прокаливают электроды для того, чтобы убрать из них влагу. Если электрод отсырел – при сварке могут возникнуть дефекты в сварочном шве или электрод будет постоянно прилипать к изделию.

Обращаем внимание на то, что в нашем интернет-магазине все электроды «свежие», мы закупаем их у поставщиков имеющих специальные отапливаемые склады, электроды не хранятся на складах больше месяца, все пачки имеют герметичную упаковку.

Строительные компании имеют специальное оборудование для прокалки электродов, сварщики-любители, как правило, не имеют таких установок. Если вы открыли новую пачку – мы рекомендуем вам ее либо израсходовать полностью, либо убрать остатки не использованных электродов из пачки в сухое теплое место. Не храните электроды на открытом пространстве, на чердаках и в подвалах.

Полезная информация.

Толщина металла, мм.	1.1-2.0	3.0	4.0-5.0	6.0-8.0	9.0-12.0	13.0-15.0
Диаметр электрода, мм.	1.5-2.0	3.2	3.2-4.0	4.0	4.0-5.0	5.0

Прямая полярность и обратная полярность.

Если электрод на «+», а клемма на «-«, то больше плавится электрод. — это называется обратная полярность.

Если электрод на «-«, а клемма на «+», то больше плавится свариваемый металл. — это называется прямая полярность.

Постоянный ток — это DC, переменный ток — это AC. Как правило все сварочные аппараты ручной дуговой сварки варят на DC (постоянном токе).

При сварке на прямой полярности проплавление меньше (сварка тонколистовых изделий), и соответственно при обратной полярности больше (толстостенные изделия).

Покупайте надежную технику, зарекомендовавших себя фирм, а также качественные электроды, тогда сварка будет в радость!

Подбор горелки MIG →← Обзор сварочного полуавтомата Ergomax MIG 140

Какие электроды для сварки инвертором лучше выбрать: востребованные марки

Удобство использования инвертора сделало сварку доступной многим мастерам. Это сварочное оборудование имеет систему управления, выпрямитель, фильтр, преобразователь, поставляющие ток требуемой силы.

Инвертор дает постоянный ток, полярность которого можно менять при сварке. Гарантией качественного шва является правильно выбранный режим работы агрегата и подходящие электроды для инвертора. Продукции существует великое множество.

Характеристики, размеры разнообразны. Чтобы удачно купить электроды для сварки инвертором, определить какие из них лучше подходят к каждому конкретному случаю, необходимо вникнув в суть процесса.

Принципы классификации

Существует несколько типов классификаций электродов для сварки инвертором. Главный признак, который следует взять за основу, – это способность плавиться. Стержни, не расплавляющиеся при сварке, используют для работы в атмосфере защитного газа, например аргона.

Плавящиеся стержни применяют при ручной дуговой сварке инвертором, которая на практике в домашних условиях проводится чаще всего. Расплавляется не металлическая сердцевина, а нанесенное сверху покрытие. Компоненты наружного слоя улучшают свойства дуги, формируют защитное облако над рабочей зоной.

При выборе конкретной марки для инвертора принимают во внимание объем работ, требования к качеству шва и советы профессионалов. Можно заглянуть в специализированные журналы, чтобы узнать рейтинги марок.

Но для домашнего использования вполне достаточно внимательно ознакомится с описанием на упаковке, чтобы понимать, для сварки каким током и каких материалов предназначен электрод. Приобретать изделия лучше всего у проверенного поставщика. Для обучения сварке инвертором специалисты советуют рутиловые или основные марки.

Покрытие

Решающее значение при выборе электродов для инвертора имеет режим проведения сварки и химический состав расходного материала:

электроды с покрытием щелочных (основных) компонентов применяют, если надо варить инвертором при постоянном токе обратной полярности. Ими варят высоколегированные стали;
рутиловые покрытия можно применять при сварке переменным и постоянным током как прямой, так и обратной полярности. Диоксиды титана (рутил) обеспечивают легкий розжиг дуги, при работе не происходит разбрызгивание металлов. Это лучший вариант, который можно выбрать;
для постоянного тока (то есть инвертора) подходит целлюлозная обмазка, которая создает хорошую защитную газовую среду;
рутилово-кислотная обмазка подходит, чтобы сварить металл переменным током или инвертором (полярность любая). Розжиг дуги происходит даже при низком напряжении. Важно учесть, что при работе с кислыми составами выделяются опасные пары. Сварку нужно проводить при хорошей принудительной вентиляции.

Сплавы, из которых сделаны детали, обуславливает тип сердечника. Составы должны соответствовать друг другу.

Выбор электродов регламентируется ГОСТом. Стандартом оговорен не только состав стрежней, покрытий, но и внешний вид, исключающий наличие вздутий, пористых участков, наплывов.

Стержень

Электроды для инверторной сварки делают из материалов трех видов: высоколегированной проволоки, обычного легированного или углеродистого сырья.

Начинающий мастер может сориентироваться в продукции по маркировки. Чем больше в ней присутствует букв и цифр, тем выше степень легирования. Каждая буква обозначает какую-то добавку, а рядом стоящая цифра указывает на ее процентное содержание.

Например, изделие из углеродистой стали имеет обозначение Св-10Г2, а из высоколегированной — Св-30Х15Н35В3Б3Т. Разница очевидна.

Выбор диаметра

Выбирая изделие, следует обратить внимание на его диаметр. Чем тоньше конструкция, тем меньше возможный диаметр электрода. Для сварки профилей достаточно изделий с диаметром до 2 мм.

Кстати, с тонкой продукцией нужно научиться работать. Такие электроды быстро плавятся, расходуются. Для работы с ними должны быть специальные навыки.

В зависимости от диаметра электрода определяют силу тока для сварки инвертором. Часто сверху на упаковке указывают рекомендуемые значения. В целом закономерность такова – чем больше диаметр электродного изделия, тем выше необходимое значение силы тока.

Несоответствие толщины материала, диаметра электрода и силы тока может ухудшить качество сварного соединения, привести к образованию в нем пор.

Преимущества

Приведенный рейтинг популярности составлен не случайно, а благодаря заметным преимуществам перечисленной продукции. Сварка с ее участием проводится инвертором наиболее легко.

Сложности образования шва могут возникнуть только из-за неправильного выбора марки для конкретного металла или сплава. При грамотном проведении работ образуются качественные соединения любой формы и расположения.

Плавящиеся электроды указанных марок образуют шлак, который после выполнения своих защитных функций легко отделяется. Его не нужно долго и мучительно оббивать. Качество шва будет видно сразу.

Представленные виды электродов позволяют работать даже с деталями, имеющими остатки ржавчины. Иногда эта особенность бывает очень важна. При работе в экстремальных условиях может не быть времени и возможности для тщательной очистки поверхностей.

все, что вы хотели знать

Сейчас в магазинах представлен широкий выбор электродов для сварки. Все они отличаются характеристиками, качеством и, конечно, ценой. Порой продавец в магазине предлагает на его взгляд хорошие электроды для сварки, а на деле оказывается, что их качество не устраивает вас в работе. Начинающим сварщикам непросто разобраться в таком разнообразии, поэтому многие приобретают наиболее бюджетные комплектующие, что не всегда является верным решением.

Мы проанализировали отзывы профессиональных мастеров и составили рейтинг электродов, которые сделают сварочный процесс качественнее и эффективнее. Здесь мы расскажем, какие хорошие электроды для сварки стоит выбрать новичку и какие сварочные электроды лучше для выполнения широко спектра задач.

Содержание статьи

Сварочные электроды с основным покрытием

УОНИ 13/55

Начнем с модели 13/55 от компании УОНИ. Эти электроды используются для сварки с постоянным током. Мы рекомендуем их для сварки сложных металлических конструкций с повышенными требованиями к качеству сварных швов. Отличительная особенность данной модели — обмазка, выделяющая углекислый газ при горении. Благодаря этому сварочная зона всегда защищена от негативного воздействия атмосферы. Такие электроды стоит недорого, но продаются большими упаковками по 3 кг. Они есть практически в любом специализированном магазине.

Но у такой обмазки есть и отрицательная сторона. Начинающим сварщикам часто довольно трудно зажечь этот электрод, особенно повторно. Чтобы решить эту проблему можно зачистить конец электрода после использования, удалив расплавившуюся обмазку, но это требует дополнительного времени.

Kobelco LB-52U

Это японские электроды высочайшего качества и высочайшей цены 🙂 Стоимость за один килограмм существенно выше, чем у остальных электродов, представленных в нашей статье. К тому же, электроды продаются в больших упаковках по 5 килограмм, что в конечном итоге обходится еще дороже.

Такая высокая цена обуславливается превосходным качеством как самих электродов, так и получаемых сварных швов. Они идеально подойдут для сварки низколегированных сталей, и часто используются для качественной сварки магистральных систем трубопровода. Швы получаются надежными и долговечными, производитель гарантирует высокие показатели прочности (до 600 Ньютон на квадратный миллиметр).

У всех электродов с основным покрытием есть недостаток: их использование может быть затруднительно, если электроды некоторое время лежали на открытом воздухе. Мы рекомендуем прокалить стержни в печи при небольшой температуре (достаточно 250-300 градусов по Цельсию). Таким простым способом можно удалить излишки влаги из электрода, работа упростится, а качество шва станет заметно лучше. Здесь также лучше использовать постоянный ток, но это лишь рекомендация производителя, от которой при желании можно отклониться. Работа с переменным током требует больше опыта.

ОЗЛ-8

Эти электроды для ручной дуговой сварки изготавливаются в России и являются отличным выбором, если вы ищете недорогие и относительно качественные стержни. Мы рекомендуем использовать их для сварки деталей с высоким содержанием никеля. Стержни ОЗЛ-8 можно использовать при сварке высоконагруженных узлов и особо прочных конструкций.

Основной недостаток — необходимость использовать только постоянный ток. При этом дуга должна быть максимально короткой. Только в этом случае сварные соединения будут прочными и устойчивыми к коррозии.

Также после сварки образуется шлак, новичку будет сложно удалить его быстро, но с опытом эта процедура будет занимать у вас не больше минуты. Учтите, что швы не рекомендуется охлаждать, иначе может начаться процесс кристаллизации, что приведет к снижению прочности шва. Швы сами остывают и не растрескиваются. Как и другие стержни с основным покрытием электроды ОЗЛ-3 нужно просушить в печи перед использованием. Из-за этого электрод сложнее разжечь, но это в любом случае необходимый навык, так что не пренебрегайте прокаливанием.

Сварочные электроды с рутиловым покрытием

Lincoln Electric Omnia 46

Компания Lincoln Electric в целом считается одним из лучших производителей электродов в мире. У Lincoln Electric вековой опыт, они были одними из первых, кто выпустил электрод с обмазкой. В штате компании ведущие инженеры Америки, разрабатывающие особые составы для электродов и строго соблюдающие качество на каждом этапе производства. Модель Omnia 46 вышла несколько лет назад и сразу завоевала множество положительных отзывов от профессиональных мастеров. Эта модель стабильно входит в рейтинг лучших электродов.

Вы наверняка сейчас задумались о стоимости таких электродов. Она вас приятно удивит! Несмотря на великолепное качество эта модель из средней ценовой категории и не сильно увеличит себестоимость сварочных работ. В наших магазинах продают большие упаковки по 4-6 килограмм каждая, но одна упаковка все равно стоит недорого.

Модель Omnia 46 особенно популярна среди начинающих сварщиков, поскольку ее можно легко разжечь даже на бюджетном сварочном оборудовании, имея базовые навыки сварки. Кроме того, эти электроды почти нечувствительны к длине дуги и почти не искрятся, что дает им еще одно преимущество. Можно без проблем сварить металл, пораженный коррозией, при этом прочность шва останется высокой. Некоторые умельцы варят этими стержнями трубы, хотя мы не рекомендуем использовать их в таких целях.

ESAB-SVEL OK 46.00

Многие ошибочно полагают, что это сугубо шведский бренд и все электроды производятся в Европе. Это не совсем так. Заводы компании ESAB расположены в России, но продукция изготавливается под контролем специалистов из Швеции и с соблюдением европейским норм качества. У такого подхода есть несколько преимуществ: вы получаете качественный продукт, при этом его цена значительно ниже, чем если бы электроды производились в Европе и транспортировались в Россию.

Это один из лучших выборов по соотношению цены и качества. Сырые электроды все равно горят, подходят для любого сварочного инвертора и разжигаются за секунды даже в руках начинающего сварщика. В работе допускается использование и постоянного, и переменного тока, что не может не радовать.

У этих электродов сплошные преимущества: при их использовании поверхность детали не нуждается в защите, сами стержни не подвержены негативному влиянию влаги и грязи, практически не подвержены коррозии. Также не нужно сильно разогревать аппарат, если электрод остыл, достаточно 80 градусов по Цельсию.

Ресанта МР-3

Это без преувеличения самые распространенные электроды в странах СНГ. О бренде «Ресанта» слышали даже люди, далекие от сварки, не говоря о профессионалах своего дела. Их изделия завоевали большую популярность за счет приемлемого качества при доступной цене и распространенности. Такие электроды можно найти в любом городе.

Единственный минус модели МР-3 — невозможность использования отсыревших электродов. Если изделия долгое время находились без упаковки, прокалите их в печи при температуре до 160 градусов по Цельсию. Эта процедура займет не больше часа. Также мы не рекомендуем использовать данную модель при сварке высокоуглеродистых сталей, лучше выберите одного из претендентов в разделе «сварочные электроды с основным покрытием».

В остальном же Ресанта МР-3 почти не отличается от других стержней с рутиловым покрытием. Электрод можно легко разжечь, дугу можно без проблем вести практически в любом направлении, нет нужды беспокоиться о возможной коррозии или подготовке поверхности металла для сварки. Даже если металл загрязнен и после сварки образуется шлак, его можно легко удалить.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, какие хорошие электроды для сварки стоит приобрести. При выборе комплектующих ориентируйтесь на качество электродов, а не на их цену. Не стоит полагаться на самую низкую или самую высокую стоимость, ищите золотую середину. Порой бюджетные электроды отечественных производителей практически не отличаются от зарубежных аналогов за большую цену. Особенно, если вы начинающий сварщик и еще не совсем понимаете, чем отличаются качественные электроды от некачественных. Купите сразу несколько электродов и протестируйте со своим аппаратом. Ведь то, что хорошо для нас, может вам не подойти по многим причинам. Желаем удачи!

[Всего: 0 Средний: 0/5]

Рейтинг лучших электродов для ручной дуговой сварки 2018 года

Ручная дуговая сварка является самым популярным способом неразъёмного соединения металлических деталей на любительском и профессиональном уровне. Популярность среди любителей объясняется достаточно просто — способ доступен по исполнению, стоимости оборудования и материалов. Современные сварочные инверторы, которые пришли на смену традиционным трансформаторным выпрямителям, компактны, мобильны, удобны и просты в применении. Эти устройства стоят недорого и обеспечивают достаточную для непромышленных масштабов производительность.

Применение РДС в профессиональной производственной деятельности также вполне объяснимо. Более производительные и качественные способы выдвигают больше требований. Для полуавтоматической сварки необходимо подключение баллонов с защитной газовой смесью, автоматические методы требуют наличия специализированного оборудования. Основным ограничением для производительных способов и одновременно причиной распространённости ручной дуговой сварки является недоступность сварных швов. Сварщик, оснащённый инвертором, держателем с электродом и кабелем необходимой длины, выполнит любое сварное соединение, вне зависимости от пространственного положения, свариваемых материалов и способа разделки кромок.

Рейтинг лучших электродов для любительской и профессиональной сварки

Для составления рейтинга мы отобрали наиболее популярные марки плавящихся электродов для РДС углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей. Для корректности рейтинг разделён на две части в соответствии с составом обмазки стержней.

Лучшие электроды с покрытием рутилового типа

Рутиловые покрытия (в том числе смешанные, рутилово-целлюлозные и прочие виды покрытий) — применяются для работы под воздействием постоянного и переменного тока, для выполнения швов любых направлений и пространственных положений сварки. Характеризуются лёгкостью зажигания дуги (как первичного, так и повторного), а также стойкостью к воздействию влаги.

Марка электродов	Производитель (страна)	Режимы прокалки	Купить
МР-3С	СпецЭлектрод (Россия)	обязательна, 1 час, 120-160 С	Цена
АНО-4	Лосиноостровский Электродный Завод (Россия)	обязательна, 1 час, 180-200 С	Цена
ESAB ОЗС-12	ЭСАБ-СВЭЛ (Россия)	обязательна, 30 минут, 180-200 С	Цена
Omnia 46 (KD 46)	Lincoln Electric (США)	обязательна, 1 час, 100-120 С	Цена

Электроды МР-3С — остерегайтесь подделок!

Технические характеристики:

Производитель: СпецЭлектрод (Россия)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 120-160°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
Технологические рекомендации — допускается сварка удлинённой дугой

Материалы для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Популярность марки спровоцировала волну подделок — помимо признанных авторитетов отрасли за изготовление МР-3С взялись многие предприятия средней руки, которые неспособны обеспечить требуемое качество. Продукция завода «СпецЭлектрод» — гарантия качества и сохранения базовых характеристик марки.

Отличительными особенностями марки являются лёгкость розжига, удобство работы во всех пространственных положениях и устойчивость дуги. Разработчикам удалось избежать свойственных категории недостатков — наплавленный металл МР3-С не склонен к образованию шлаковых и пористых включений. Широко применяются в условиях сборки и сварки труднодоступных мест ответственных швов на монтаже. Характеристики наплавленного металла позволяют вести сварку незачищенных, ржавых и влажных кромок без вреда для формирования и свойств шва.

Плюсы:

лёгкое зажигание и стабильное горение дуги
простота и удобство ведения сварки
универсальность применения в различных пространственных положениях
качество выделения шлаковых включений

Минусы:

крайняя степень чувствительности к воздействию влаги — отсыревание недопустимо

Электроды АНО-4 — универсализм в минимальной упаковке

Технические характеристики:

Производитель: Лосиноостровский Электродный Завод (Россия)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 180-200°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
Технологические рекомендации — дуга короткой и средней длины

ЛЭЗ — один из лидеров отрасли в России, на долю продукции завода приходится треть всех продаваемых в России электродов. Марка АНО-4 служит для выполнения ответственных сварных соединений в составе изделий из углеродистых сталей (Ст3, Ст10, Ст20) при любых положениях в пространстве и конструктивных разновидностях швов.

Приспособлены для работы с оборудованием, которое подключено к сети с постоянным или переменным током. Гарантируют отсутствие дефектов при высоких режимах, обеспечивают качественную кристаллизацию металла шва и устойчивость к образованию пор и горячих трещин.

Плюсы:

лёгкость зажигания дуги
образование бездефектного наплавленного металла
простота отделения шлаков
розничная продажа в упаковке от 1 кг

Минусы:

низкая степень защиты от влаги
невозможность сварки вертикальных швов сверху вниз

ESAB ОЗС-12 — гарантия работы вне зависимости от рода тока

Технические характеристики:

Производитель: ЭСАБ-СВЭЛ (Россия)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 30 минут, 180-200°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
Технологические рекомендации — допускается сварка удлинённой дугой

Продукция дочернего предприятия шведской фирмы ESAB. Качественные электроды, которые прошли сертификацию НАКС для использования при изготовлении особо ответственных изделий из сталей углеродистой и низколегированной групп.

Предмет гордости разработчиков — характеристики отделяемости шлаковой составляющей и аккуратность укладываемых валиков. Использование ОЗС-12 гарантирует образование плавного перехода между наплавленным металлом и поверхностями свариваемых деталей, а также гладкие валики облицовочного слоя. Рекомендуются для выполнения швов таврового типа, поскольку обеспечивают образование вогнутого валика нужных размеров. Не склонны к растрескиванию металла шва и образованию существенных шлаковых включений.

Отзывы потребителей о марке ОЗС-12 неоднозначны, но к электродам, которые изготовлены на заводах под контролем ESAB, критичные замечания неприменимы. Поэтому обращать внимание на маркировку производителя при покупке — обязательно.

Плюсы:

высокие показатели качества структуры шва, включая гладкие облицовочные валики
декоративное формирование слоёв нивелирует низкую квалификацию сварщика
прочностные характеристики соединения на уровне лидеров рутиловой категории
приемлемая цена

Минусы:

критическая чувствительность к воздействию влаги — обязательна прокалка перед использованием, желательно хранение в термопеналах

Omnia 46 (KD 46) — идеальное зажигание

Технические характеристики:

Производитель: Lincoln Electric (США)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 100-120°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
Технологические рекомендации — допускается сварка удлинённой дугой

Электроды производства всемирно известного американского концерна сварочного оборудования Lincoln Electric, который выпускает электроды с 1927 года. Электроды Omnia 46 с рутилово-целлюлозной обмазкой сертифицированы для сварки углеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях. Просты и удобны в обращении для новичков и опытных работников, применяются даже для работы на бюджетных инверторах. Характеризуются лёгкостью зажигания и стабильностью горения дуги, небольшим количеством искр и отсутствием залипаний. Шлаковые включения выводятся на поверхность и легко отделяются после окончания работы. Образуемые швы имеют высокие характеристики прочности и не склонны к образованию трещин, что позволяет использовать Onima 46 для стыковых соединений трубопроводов, работающих под давлением.

Плюсы:

прочностные характеристики и устойчивость шва по отношению к нагрузкам
для поддержания режимов и качественного соединения не требуется контроль за состоянием дуги
лёгкость зажигания и устойчивость горения дуги вне зависимости от оставшейся длины электрода
удобная работа даже с применением бюджетных моделей оборудования

Минусы:

необходимость прокалки
высокая цена

Лучшие электроды с основным покрытием

Марка электродов	Производитель (страна)	Режимы прокалки	Купить
УОНИ 13/55	Tigarbo (Россия)	обязательна, 1-2 часа, 350±25 С	Цена
ЭА-400/10У	СЭЗ (Россия)	обязательна, 1 час, 120-150 С	Цена
LB-52U	Kobelco (Япония)	обязательна, 0,5-1 час, 300-350 С	Цена

Основные разновидности покрытий предназначены для работы под воздействием постоянного тока. Характеризуются высоким качеством шва, используются для выполнения ответственных соединений, которые подвергаются различным способам неразрушающего контроля. При сгорании обмазки выделяется значительное количество углекислого газа, который обеспечивает защиту сварочной ванны от вредного влияния кислорода. Отрицательными сторонами являются сложность зажигания дуги и повышенная чувствительность к влаге.

УОНИ 13/55 — надёжность на пике популярности

Технические характеристики:

Производитель: Tigarbo (Россия)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1-2 часа, 350±25°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
Технологические рекомендации — качество соединения прямо пропорционально поддержанию короткой дуги и детальной подготовке кромок

Основное назначение — сварка особо важных конструкций, которые изготовлены из сталей перлитного класса (углеродистых и низколегированных). Используются в случае необходимости придания шву высоких показателей пластичности и ударной вязкости. Возможно применение УОНИ 13/55 для сварки конструктивных элементов, эксплуатация которых сопряжена с воздействием пониженных температур и связанных с ними специфических климатических условий.

Отличительная особенность марки — устойчивость к растрескиванию металла шва в период кристаллизации и низкое содержание водорода, который выводится, вступая в реакцию с элементами обмазки электрода. При этом, значительное влияние на качество шва оказывает чистота свариваемых кромок. Для надёжного соединения необходима тщательная зачистка поверхностей с последующим обезжириванием. Отсутствие органических составляющих позволяет повысить температуру закалки, за счёт чего снижается чувствительность к отсыреванию.

Плюсы:

отсутствие вредных включений в металле шва
прочность и долговечность соединения
отсутствие склонности к старению металла шва
устойчивая защита сварочной ванны во время работы

Минусы:

необходимость тщательной подготовки кромок
трудный розжиг дуги
необходимость постоянного контроля за состоянием дуги и её длиной

ЭА-400/10У — оптимальный выбор для сварных соединений из нержавеющей стали

Технические характеристики:

Производитель: СЭЗ (Россия)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 1 час, 120-150°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,8 кг
Технологические рекомендации — используются в случаях, не требующих последующей термической обработки изделия

В обмазку этих электродов добавлено относительно небольшое количество рутила, благодаря чему металл соединения приобретает улучшенные технологические свойства. Материалы предназначены для сварных соединений особо ответственных конструкций (включая изделия атомной тематики) из коррозионностойких сталей, наиболее распространёнными из которых являются 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т. Включая изделия, которые работают в условиях агрессивного воздействия жидких и газообразных сред температурой до 350°С. Используются вне зависимости от ориентации шва в пространстве, обеспечивают стойкость соединения к образованию горячих трещин и возникновению межкристаллитной коррозии.

Плюсы:

удобство зажигания и поддержания горения дуги
оптимальное соотношение цены и качества
стойкость наплавленного металла к МК

Минусы:

необходимость прокалки и бережного хранения по отношению к влаге

LB-52U — лидеры в области формирования обратного валика

Технические характеристики:

Производитель: Kobelco (Япония)
Необходимость и режимы прокалки: обязательна, 0,5-1 час, 300-350°С
Расход на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг
Технологические рекомендации — не требуют предварительного подогрева свариваемых кромок и последующей термообработки, для корректной работы необходимо поддержание короткой дуги

Японцы славятся производственными достижениями во всех отраслях промышленности. Не стало исключением и сварочное производство. Электроды LB-52U, разработанные и производимые японской компанией Kobelco, изготавливаются с пониженным содержанием водорода, за счёт чего соединение наделяется высокими показателями ударной вязкости. Отдельного внимания заслуживает аккуратное и правильное формирование обратного валика, что делает марку незаменимой для выполнения односторонних сварных соединений ответственных конструкций. Качественное заполнение корневого слоя позволяет избежать непроваров и гарантировать герметичность стыка, благодаря чему электроды LB-52U применяются для сваривания стыков ответственных трубопроводов, сосудов малого диаметра и других местах, в которых нет доступа для подварки с обратной стороны.

Плюсы:

отсутствие непроваров в корневых швах
высокие значения ударной вязкости наплавленного металла
обеспечение герметичности стыков
лёгкое поддержание дуги при любом направлении

Минусы:

значительная потеря качества при отсыревании

Сварочные материалы, как залог качественного соединения

На качество сварки влияет множество факторов. Квалификация исполнителя, модель оборудования, правильный подбор режимов и качество подготовки кромок. Но наибольшее влияние на свойства сварного соединения оказывает выбор сварочных материалов. В случае с РДС речь идёт об электродах, которые различаются по марке и производителю.

Заключение экспертов сайта toptopus.ru

В этом рейтинге мы постарались отобрать максимально приемлемые для российского рынка сварочные материалы для РДС. Главными критериями отбора были качество марки, надёжность производителя, технические характеристики, особенности использования и популярность среди сварщиков. Для корректности отображения цен в расчёт бралась стоимость изделий диаметром 3мм.

Рейтинг носит исключительно ознакомительный характер, а производители марок выбраны исходя из опыта практического применения и отзывов квалифицированных сварщиков. Все производители — рекомендуемые, приобретая электроды, внимательно ознакомьтесь с документацией продавца, а также информацией о производителе на пачке и маркировкой на стержнях.

Топ-3 лучших электродов для ЧЭНС, ЭКГ, ЭКГ и дефибрилляторов

Как правильно выбрать электрод

Выбор и разнообразие электродов огромны. Из-за этого многие клиенты могут не знать, какой электрод им лучше всего подходит. Возможно, самое важное, что нужно сделать перед покупкой электродов, — это тип электродов, который вам нужен; Типы электродов можно условно разделить на три категории: электроды ЭКГ / ЭКГ, электроды TENS и электроды дефибриллятора.

Электроды ЭКГ / ЭКГ

Эти электроды являются одними из наиболее распространенных, поскольку они используются для различных мониторов сердца, в первую очередь для электрокардиограмм (ЭКГ / ЭКГ). Электрокардиограммы помогают оценить и диагностировать проблемы с сердцем, измеряя электрическую активность сердца. Электроды ЭКГ прикрепляются непосредственно к коже пациента (обычно к груди, рукам и ногам) и предназначены для восприятия этих электрических токов. Эти электроды подключаются к аппарату ЭКГ с помощью проводов, по которым передаются измеряемые ими сигналы.Эти провода обычно прикрепляются к задней части электродов ЭКГ после того, как они прикреплены к коже пациента, что позволяет разместить электроды до того, как необходимо будет прикрепить аппарат.

Пэды TENS

Другой метод, для которого требуются специальные электроды, — это чрескожная электрическая стимуляция нервов (или ЧЭНС). Это метод, который использует электрический импульс для облегчения боли за счет воздействия на нижележащие нервы. Этот электрический импульс доставляется через специальные подушечки TENS, которые прилегают к коже пациента.Используя терапевтический аппарат TENS (или, альтернативно, аппарат для электрической стимуляции мышц), импульс передается через подушечки TENS для лечения. Эти электроды в данном случае служат в качестве электродов и заметно отличаются от тех, что используются для ЭКГ.

Подушечки для дефибриллятора

Одним из самых узнаваемых видов медицинского оборудования, использующего электричество для терапии, диагностики или лечения, вероятно, является дефибриллятор. Эти устройства часто могут быть спасательными инструментами, поскольку они используются для обеспечения «перезапуска» разряда в сердца пациентов, страдающих фибрилляцией желудочков, сердечной аритмией или желудочковой тахикардией.Самым распространенным и наиболее известным дефибриллятором является автоматический внешний дефибриллятор (AED). Эти дефибрилляторы часто хранятся в рабочих офисах, ресторанах и других общественных местах, где они могут понадобиться в экстренных случаях.

Прокладки для дефибриллятора — это электроды, используемые для передачи электрического разряда в сердце пациента во время дефибрилляции. Эти прокладки обычно доступны в нескольких размерах, которые используются в зависимости от роста пациента. Обычная прокладка дефибриллятора «взрослого» размера используется для большинства взрослых AED.Однако существуют меньшие размеры для более молодых и небольших пациентов. Важно иметь подкладку дефибриллятора подходящего размера, так как это может повлиять на эффективность AED.

Другие функции и опции

Наряду с обычным типом электродов, доступных покупателям, существует также широкий спектр дополнительных функций и опций, которые следует учитывать при покупке. Ниже приведены несколько пунктов, которые могут оказаться важными в зависимости от ваших потребностей.

Самоклеящийся

Как следует из названия, самоклеящиеся электроды предназначены для приклеивания к коже пациента с помощью клея на самом электроде.Обычно эти электроды имеют пленку, которая отслаивается, чтобы обнажить клейкую поверхность под ней. Самоклеящиеся электроды особенно полезны для электродов, таких как электроды дефибриллятора, которые обычно требуют быстрого и эффективного прикрепления из-за их использования в чрезвычайных ситуациях.

Электроды многоразового использования

Некоторые электроды предназначены для многократного использования (в отличие от выбрасывания после одного использования). Они популярны в ситуациях, когда электроды будут использоваться только одним пациентом, поскольку гигиена между пациентом не является проблемой.Из-за этого многоразовые электроды часто используются для домашнего ухода. Они, конечно, отличаются от одноразовых электродов, которые обычно используются в клинических условиях с большой нагрузкой, например, в отделениях неотложной помощи.

Факторы гигиены

Некоторые электроды оснащены специальными функциями, обеспечивающими соблюдение гигиены. Сюда могут входить специальные чистящие средства для многоразовых электродов, крышки для электродов или другие предметы для стерилизации электродов. Эти факторы особенно важны в загруженных клинических условиях, таких как отделения неотложной помощи и кабинеты врачей, в которых многоразовые электроды необходимо тщательно очищать между применениями, поскольку они используются с несколькими пациентами.

Электроды играют ключевую роль в передаче электрического тока для медицинского оборудования и методов лечения, таких как электрокардиограмма, чрескожная электрическая стимуляция нервов и дефибрилляция сердца. Следовательно, использование правильного электрода в данной ситуации может означать разницу между успешным и неудачным лечением.

Rehabmart с гордостью предлагает электроды и сопутствующие товары от проверенных производителей медицинского оборудования, таких как Independence Medical, Pepin Electrodes, North Coast Medical, Mettler Electronics, ProMed Specialties и многих других.При покупке электродов ознакомьтесь с каталогом продуктов Rehabmart, чтобы убедиться, что вы получаете продукт, наилучшим образом отвечающий вашим потребностям.

Электроды и руководство по выбору материалов для электродов

Электроды и электродные материалы — это металлы и другие вещества, используемые в электрических компонентах. Они используются для контакта с неметаллической частью цепи и являются материалами в системе, через которую передается электрический ток.

Существует множество различных типов электродов, которые различаются в зависимости от заряда и применения.

Электроды EDM используются при электроэрозионной обработке (EDM), процессе, при котором металл удаляется с помощью электрического разряда очень короткой продолжительности и высокой плотности тока между электродом и заготовкой.

Аноды — это положительно заряженные электроды, используемые в различных электрохимических процессах, таких как защита от коррозии (расходуемые аноды) и гальваника (покрытие анодов), а также в компонентах батарей, топливных элементов и электрохимических устройств.

Катоды — это отрицательно заряженные электроды, используемые в батареях, топливных элементах, системах электролиза, гальванике, электролизе, электронной эмиссии и других специализированных процессах.

Катодные эмиттеры и нити — это катодные, полевые катоды или катоды с термоэлектронной эмиссией, которые излучают электроны в условиях высокого напряжения или высоких температур. Термоэлектронные эмиттеры часто состоят из нити накала из вольфрама или тугоплавкого металла. В настоящее время используются эмиттеры борида латана, которые обеспечивают более длительный срок службы.

Электроды печи используются для нагрева и плавления металлов или керамики в дуговых печах. Между электродами и материалом загрузки печи зажигается дуга. Дуга или плазма создают чрезвычайно высокие температуры. Электроды обычно изготавливаются из материалов на основе углерода.

Электрические контакты состоят из мягкого и устойчивого к окислению материала с высокой проводимостью, часто со второй фазой, обеспечивающей защиту от сваривания и / или защиты от дуги. Они используются в автоматических выключателях, реле, переключателях и электроэрозионных устройствах.

Материалы электродов

Некоторые из наиболее известных сплавов и материалов, используемых в качестве электродных материалов, — это медь, графит, титан, латунь, серебро и платина.

Медь уступает только серебру по объемной электропроводности. Медь обладает большей прочностью, чем серебро, но обладает меньшей стойкостью к окислению. Медь является обычным основным металлом для электрических контактов и электродов. Он также используется в сплавах с графитом, теллуром и вольфрамом и используется для изготовления латуни и бронзы.Медь имеет лучшую износостойкость EDM, чем латунь, но ее труднее обрабатывать, чем латунь или графит. Медь также дороже графита.

Графит и углерод используются во множестве электродов. Графит, чешуйчатый графит и графитовый углерод имеют гексагональную кристаллическую структуру, которая легко раскалывается или срезается, что делает графит мягким материалом и эффективной смазкой. Графит является наиболее часто используемым электродным материалом EDM из-за его хорошей обрабатываемости, износостойкости и низкой стоимости.Как и углерод, графит — неметаллическое вещество с чрезвычайно высокой температурой сублимации, которое обеспечивает сопротивление высокотемпературным дугам. Графит с мелкими зернами имеет более высокие характеристики эрозии и износа, но стоит дороже. Углерод очень устойчив к коррозии и электрохимически благороден по сравнению со многими металлами, что делает углерод полезным материалом для электрохимических и электролитических электродов.

Титан — это цветной металл с превосходной коррозионной стойкостью, хорошими усталостными свойствами и высоким отношением прочности к массе.Превосходные коррозионные свойства титана приводят к его использованию в электрохимических процессах, таких как гальваника, электрофорез, электроосаждение, гальванопластика, электрогидролиз, электрохлорирование, электрофторирование и электролиз.

Латунь — это сплав меди и цинка. Латунь используется для изготовления проволоки EDM и небольших трубчатых электродов. Латунь не противостоит износу так же хорошо, как медь или вольфрам, и имеет более низкую проводимость, чем медь, но ее гораздо легче обрабатывать, и ее можно отливать под давлением или экструдировать для специальных применений.Электроэрозионная проволока не должна обеспечивать электроэрозионную стойкость к износу или дуговой эрозии, так как новая проволока подается непрерывно во время процесса резки проводки.

Серебро имеет самую высокую проводимость среди всех металлов. Высокая проводимость, мягкость (низкая твердость) и высокая стойкость к окислению делают серебро отличным выбором для контактных материалов. Серебро усилено добавками меди и других сплавов, но в ущерб проводимости. Чистое серебро — это серебро очень высокой чистоты (99.99% Ag). Чистое или чистое серебро слишком мягкое для большинства коммерческих применений, но этот материал используется в качестве исходного компонента для образования других сплавов на основе серебра.

Платина и палладий обладают очень высокой стойкостью к эрозии и коррозии при низком контактном сопротивлении. Платина образует полезные сплавы с иридием, рутением и вольфрамом. Палладий образует полезные сплавы с медью и рутением. Основными недостатками этих металлов являются высокая стоимость и создание пленок с высоким контактным сопротивлением в присутствии органических паров.

Электроды из смеси оксидов металлов (MMO) имеют оксидное покрытие поверх инертного металла или углерода. Оксиды состоят из оксидов благородных металлов (Ru, Ir, Pt), которые катализируют реакцию электролиза. Оксиды титана используются для обеспечения инертности, защиты электродов от коррозии и снижения стоимости. Электрохлорирование — одно из распространенных применений. Основные металлы — это титан (наиболее распространенный), цирконий, ниобий или тантал.

Свойства материала

Важными свойствами электродных материалов являются проводимость, коррозионная стойкость, твердость, токовая нагрузка, форма и размер.Многие из них определяются характеристиками материала.

Электропроводность — это мера способности материала проводить или проводить электрический ток. Он часто выражается в процентах от стандарта на медь, который составляет 100% IACS (Международный стандарт на отожженную медь). Серебро имеет индекс IACS 105 и самую высокую проводимость.

Коррозионная стойкость — это способность материала противостоять химическому разложению. Материал, который имеет низкую коррозионную стойкость, быстро разлагается в агрессивных средах; в результате сокращается продолжительность жизни.Металлы платиновой группы известны своей высокой устойчивостью к коррозии.

Твердость — это показатель устойчивости материала к различным видам остаточных деформаций, возникающих в результате приложенной силы. Твердость зависит от пластичности, эластичности, пластичности, прочности на разрыв и вязкости материала.

Форма относится к форме, которой должен соответствовать электрический материал для выполнения своей работы. Некоторые формы включают контактные наконечники, штифты, гнезда, штамповки, листы, провода и колеса.

Размер относится к толщине, длине и ширине или внешнему диаметру формы, которую принимает материал.

Еще одна спецификация, которую следует учитывать, — это токсичность, особенно важная, когда материал работает в незащищенных или открытых средах.

Список литературы

EDM Today Magazine — Выбор материала синкерного электрода

Изображение предоставлено:

Устройства защиты памяти, Inc.

Ответы на 8 вопросов о стержнях для стержневой сварки

Выбор стержневых электродов

Независимо от того, являетесь ли вы домашним мастером, который выполняет сварку несколько раз в год, или профессиональным сварщиком, который занимается сваркой каждый день, одно можно сказать наверняка: сварка палкой требует большого мастерства.Это также требует некоторых ноу-хау в отношении стержневых электродов (также называемых сварочными стержнями).

Поскольку такие переменные, как методы хранения, диаметр электрода и состав флюса, влияют на выбор стержня стержня и его производительность, вооружение некоторыми базовыми знаниями может помочь вам минимизировать путаницу и лучше обеспечить успешную сварку стержнем.

1. Каковы наиболее распространенные стержневые электроды?

Существуют сотни, если не тысячи, стержневых электродов, но самые популярные из них принадлежат Американскому сварочному обществу (AWS) A5.1 Технические условия на электроды из углеродистой стали для дуговой сварки экранированных металлов . К ним относятся электроды E6010, E6011, E6012, E6013, E7014, E7024 и E7018.

2. Что означает классификация стержневых электродов AWS?

Чтобы помочь идентифицировать стержневые электроды, AWS использует стандартизированную систему классификации. Классификации представлены в виде цифр и букв, напечатанных на сторонах стержневых электродов, и каждая из них представляет определенные свойства электрода.

Для электродов из мягкой стали, упомянутых выше, система AWS работает следующим образом:

Буква «E» обозначает электрод.
Первые две цифры представляют собой минимальную прочность на растяжение полученного сварного шва, измеренную в фунтах на квадратный дюйм (psi). Например, число 70 в электроде E7018 указывает на то, что электрод будет формировать сварной шов с минимальной прочностью на разрыв 70000 фунтов на квадратный дюйм.
Третья цифра представляет положение (а) при сварке, в котором может использоваться электрод. Например, 1 означает, что электрод можно использовать во всех положениях, а 2 означает, что его можно использовать только для плоских и горизонтальных угловых швов.
Четвертая цифра представляет тип покрытия и тип сварочного тока (переменный, постоянный или оба), который может использоваться с электродом.

3. В чем разница между электродами E6010, E6011, E6012 и E6013 и когда их следует использовать?

Электроды E6010 можно использовать только с источниками постоянного тока (DC). Они обеспечивают глубокое проникновение и способность прорваться сквозь ржавчину, масло, краску и грязь. Многие опытные сварщики труб используют эти универсальные электроды для корневых проходов на трубе.Однако электроды E6010 имеют чрезвычайно плотную дугу, что может затруднить их использование начинающими сварщиками.
Электроды E6011 также можно использовать для сварки во всех положениях с использованием источника сварочного тока на переменном токе (AC). Как и электроды E6010, электроды E6011 создают глубокую проникающую дугу, которая прорезает корродированные или нечистые металлы. Многие сварщики выбирают электроды E6011 для технического обслуживания и ремонта при отсутствии источника постоянного тока.
Электроды E6012 хорошо работают в тех случаях, когда требуется перекрытие зазора между двумя соединениями.Многие профессиональные сварщики также выбирают электроды E6012 для высокоскоростных сильноточных угловых швов в горизонтальном положении, но эти электроды, как правило, создают более мелкий профиль проплавления и плотный шлак, что потребует дополнительной очистки после сварки.
Электроды E6013 создают мягкую дугу с минимальным разбрызгиванием, обеспечивают умеренное проплавление и имеют легко удаляемый шлак. Эти электроды следует использовать только для сварки нового чистого листового металла.

4.В чем разница между электродами E7014, E7018 и E7024 и когда их следует использовать?

Электроды E7014 обеспечивают примерно такое же проплавление соединения, что и электроды E6012, и предназначены для использования на углеродистых и низколегированных сталях. Электроды E7014 содержат большее количество порошка железа, что увеличивает скорость осаждения. Они также могут использоваться при более высоких токах, чем электроды E6012.
Электроды E7018 содержат толстый флюс с высоким содержанием порошка и являются одними из самых простых в использовании электродов.Эти электроды создают гладкую, тихую дугу с минимальным разбрызгиванием и средним проникновением дуги. Многие сварщики используют электроды E7018 для сварки толстых металлов, таких как конструкционная сталь. Электроды E7018 также позволяют производить прочные сварные швы с высокими ударными характеристиками (даже в холодную погоду) и могут использоваться на углеродистой, высокоуглеродистой, низколегированной или высокопрочной стали основных металлов.
Электроды E7024 содержат большое количество железного порошка, который помогает увеличить скорость осаждения. Многие сварщики используют электроды E7024 для высокоскоростных горизонтальных или плоских угловых швов.Эти электроды хорошо работают на стальной пластине толщиной не менее 1/4 дюйма. Их также можно использовать для обработки металлов толщиной более 1/2 дюйма.

5. Как выбрать стержневой электрод?

Сначала выберите стержневой электрод, соответствующий прочностным свойствам и составу основного металла. Например, при работе с низкоуглеродистой сталью подойдет любой электрод E60 или E70.

Затем сопоставьте тип электрода с положением сварки и рассмотрите доступный источник питания.Помните, что некоторые электроды можно использовать только с постоянным или переменным током, в то время как другие электроды можно использовать как с постоянным, так и с переменным током.

Оцените конструкцию стыка и подгонку и выберите электрод, который обеспечит наилучшие характеристики проникновения (копание, средний или легкий). При работе с стыком с плотной посадкой или стыком без фаски, электроды, такие как E6010 или E6011, будут создавать дуги копания для обеспечения достаточного проникновения. Для тонких материалов или соединений с широкими корневыми отверстиями выберите электрод с легкой или мягкой дугой, например E6013.

Чтобы избежать растрескивания сварных швов на толстых, тяжелых материалах и / или соединениях сложной конструкции, выбирайте электрод с максимальной пластичностью. Также примите во внимание условия обслуживания, с которыми будет сталкиваться компонент, и спецификации, которым он должен соответствовать. Будет ли он использоваться при низких, высоких температурах или при ударных нагрузках? Для этих целей хорошо подходит электрод E7018 с низким содержанием водорода.

Также учитывайте эффективность производства. При работе в плоском положении электроды с высоким содержанием порошка железа, такие как E7014 или E7024, обеспечивают более высокую производительность наплавки.

Для критических применений всегда проверяйте спецификации и процедуры сварки для данного типа электрода.

6. Какую функцию выполняет флюс, окружающий стержневой электрод?

Все стержневые электроды состоят из стержня, окруженного флюсом, который служит нескольким важным целям. Фактически, именно флюс или покрытие на электроде определяет, где и как электрод можно использовать.

Когда зажигается дуга, флюс горит и вызывает серию сложных химических реакций.Когда ингредиенты флюса горят в сварочной дуге, они выделяют защитный газ, чтобы защитить расплавленную сварочную ванну от атмосферных примесей. Когда сварочная ванна охлаждается, флюс образует шлак, защищающий металл шва от окисления и предотвращающий пористость сварного шва.

Flux также содержит ионизирующие элементы, которые делают дугу более стабильной (особенно при сварке от источника переменного тока), а также сплавы, придающие сварному шву пластичность и прочность на разрыв.

В некоторых электродах используется флюс с более высокой концентрацией железного порошка для увеличения скорости осаждения, в то время как другие содержат добавленные раскислители, которые действуют как чистящие средства и могут проникать через корродированные или грязные детали или прокатную окалину.

7. Когда следует использовать стержневой электрод с высоким наплавлением?

Электроды с высокой скоростью наплавки могут помочь выполнить работу быстрее, но у этих электродов есть ограничения. Дополнительный железный порошок в этих электродах делает сварочную ванну намного более жидкой, а это означает, что электроды с высоким наплавлением не могут использоваться в смещенных позициях.

Их также нельзя использовать в критических или требуемых нормах применениях, таких как изготовление сосудов высокого давления или котлов, где сварные швы подвергаются высоким нагрузкам.

Электроды с высоким напылением — отличный выбор для некритических применений, таких как сварка вместе простого резервуара для хранения жидкости или двух кусков неконструкционного металла.

8. Как правильно хранить и повторно сушить стержневые электроды?

Отапливаемая среда с низкой влажностью — лучшая среда для хранения стержневых электродов. Например, многие электроды E7018 из мягкой стали с низким содержанием водорода необходимо хранить при температуре от 250 до 300 градусов по Фаренгейту.

Обычно температура восстановления электродов выше, чем температура хранения, что помогает устранить излишнюю влажность. Для восстановления электродов E7018 с низким содержанием водорода, описанных выше, условия восстановления находятся в диапазоне от 500 до 800 градусов по Фаренгейту в течение одного-двух часов.

Некоторые электроды, такие как E6011, необходимо хранить в сухом виде только при комнатной температуре, которая определяется как уровень влажности, не превышающий 70 процентов при температуре от 40 до 120 градусов по Фаренгейту.

Для уточнения времени и температуры хранения и восстановления всегда обращайтесь к рекомендациям производителя.

Урок 3 — Покрытые электроды для сварки низкоуглеродистой стали

3,4
ВЫБОР ПРАВИЛЬНОЙ СТАЛЬНОЙ СТАЛИ С ПОКРЫТИЕМ
ЭЛЕКТРОД Многие
факторы необходимо учитывать при выборе правильного электрода для конкретного применения.Следует учитывать следующие моменты:
тип
базы
Металл — мягкая сварка
стали или низкоуглеродистых сталей (содержание углерода ниже
0,30%) с электродами с покрытием из низкоуглеродистой стали не представляет проблем при растяжении.
прочность обеспокоена, так как растяжение
прочность металла шва обычно превышает предел прочности
основного металла. Однако важен химический состав основного металла. Сварные швы
сделано на свободной механической обработке
стали с относительно высоким содержанием серы будут пористыми, если они не будут сварены.
с электродом с низким содержанием водорода
например E7018.Иногда некондиционная сталь или мягкая
стали сомнительных
анализа встречаются. В этом случае один из типов с низким содержанием водорода будет
быть лучшим выбором.
б) Должность
принадлежащий
Сварной шов — положение сварного шва
определит, будет ли электрод во всех положениях
либо следует использовать электрод плоского и горизонтального типа. Более высокие сварочные токи,
и поэтому,
при плоской или горизонтальной сварке возможны более высокие скорости наплавки. В любое время
возможно, работа должна быть размещена
как для простоты сварки, так и для достижения наилучшего качества сварки
скорость.в) Доступен
Оборудование — Электрод
выбор будет зависеть от типа сварки: переменным или постоянным током.
машины доступны. Если доступны оба тока, рассмотрите эти общие
факты. 1. Для
самое глубокое проникновение, используйте обратную полярность постоянного тока (положительный электрод).
2. Для меньшего проникновения
и более высокая скорость осаждения, используйте прямую полярность постоянного тока (электрод
Отрицательный). 3. Для
свобода дуги, используйте переменный ток. г) пластина
Толщина — при сварке
листовой металл, электроды с низким проникновением должны
быть выбранным.Для более тяжелой пластины может потребоваться электрод с глубоким проникновением.
Очень тяжелая
пластина может потребовать глубоко проникающего электрода для начального или корневого прохода, и
более высокое осаждение
тип для успешных пасов. д) Подгонка
— Некоторые электроды больше подходят для перекрытия зазоров, чем другие.
между свариваемыми элементами. Этот
называется «плохая установка», и некоторые производители электродов
производить электроды, специально разработанные для этой цели.
е) Сварка
Расходы —
Основными факторами, влияющими на затраты на сварку, являются труд и
накладные расходы, скорость наплавки, эффективность
используемого электрода и стоимости электрооборудования.

Сравнение беспроводной системы ЭЭГ с сухим электродом и обычной системы ЭЭГ с проводным мокрым электродом для клинического применения

Субъекты

Шестнадцать субъектов, которые сообщили о своем здоровье на момент записи (возраст = средний: 42.3 года, диапазон: 26–79 лет) и 16 пациентов (возраст = средний: 71,0 года, диапазон: 50–83 года) были включены в исследование. Пациенты сообщили о нарушении субъективной памяти (SMI), но, за исключением двух, не соответствовали шкале краткого исследования психического состояния (MMSE) для легкого когнитивного нарушения. О сопутствующих заболеваниях не сообщалось. Здоровые испытуемые были набраны из студентов и сотрудников Магдебургского университета, а также из родственников пациентов с СМИ. Пациенты с ТПЗ были направлены из клиники деменции в неврологическое отделение.Субъекты включались только в том случае, если они могли понять процесс получения согласия. Никаких дополнительных критериев исключения не применялось. Текущий эксперимент проводился как часть клинического исследования и был одобрен местным комитетом по этике Университета Отто-фон-Герике. Все субъекты дали информированное согласие. Подробная информация об остроте зрения и слуха была недоступна, но все участники смогли прочитать информационный лист и понять устные инструкции.

Экспериментальные процедуры

Все записи проводились в одной комнате неврологического факультета Магдебургского университета примерно в одно и то же время дня (непосредственно перед или после полудня).Каждый сеанс записи включал последовательность из четырех компонентов, при этом испытуемые сидели в вертикальном положении: ЭЭГ в состоянии покоя (рсЭЭГ) с открытыми глазами (2 мин, чтобы испытуемые ознакомились с ситуацией записи), рсЭЭГ с закрытыми глазами (5 мин) , задача визуального внимания, которая вызвала визуальный вызванный потенциал P100 (VEP), и задачу визуального обнаружения цели, которая вызвала компонент P3 ERP. Каждый субъект участвовал в двух сеансах записи, в одном из которых использовалась обычная гарнитура с мокрым и проводным электродом, а во втором — гарнитура с сухим и беспроводным электродом.Последовательность двух сессий была рандомизирована и уравновешена для разных субъектов, с максимум одной неделей между сессиями записи.

Все записи были выполнены главным медицинским техническим ассистентом неврологической университетской клиники с многолетним опытом клинической ЭЭГ (регистрации как рсЭЭГ, так и вызванных потенциалов). Впоследствии все ЭЭГ были визуально проверены и оценены неврологами ЭЭГ с обширным клиническим опытом ЭЭГ. Качество сигнала дополнительно проверялось с помощью процедуры автоматического обнаружения артефактов, как описано ниже.

Барри и др. . ²⁸ и Staba ²⁹ показали, что рсЭЭГ с открытыми глазами в первую очередь отражает корковую обработку визуального ввода. Эти процессы могут различаться между двумя сеансами записи и, таким образом, приводят к вариациям, не связанным с типом системы ЭЭГ. Поэтому мы представляем только результаты рсЭЭГ, записанные при закрытых глазах.

Кроме того, мы также сообщаем о времени, которое потребовалось для установки двух типов гарнитур, включая размещение электродов.

Запись ЭЭГ с использованием влажных электродов

Клинический регистратор ЭЭГ Inomed PL231 (Inomed Medizintechnik GmbH; Emmendingen, Германия) использовался для референтной записи ЭЭГ со всех 19 пассивных электродов Ag / AgCl на основе международной системы 10–20 (FP1, FP2, F7, F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 и O2 согласно Джасперу и его коллегам (1958) ²⁴ плюс двусторонние сосцевидные отростки, которые где помещали на левую и правую мочку уха.Электрод сравнения / заземления располагался близко к Cz / Fpz.Сопротивление электродов поддерживалось ниже 5 кОм во всех местах записи и электродных площадках. Входное сопротивление усилителя ЭЭГ было> 100 МОм. Все сигналы подвергались фильтрации нижних частот с частотой отсечки 90 Гц (-3 дБ) и оцифровывались с частотой дискретизации 256 Гц (разрешение 16 бит, младший значащий бит (LSB) 0,5 мкВ, шум с укороченными входами <2,5 мкВ от пика до пика). пик).

Для установки электродов и записи ЭЭГ испытуемых усаживали в удобное кресло. Коммерческий колпачок ЭЭГ (резиновая сетка, также известная как колпачок Шретера, см.рис.1) использовался для ручного размещения каждого из влажных электродов в соответствии с анатомическими положениями в соответствии с системой из 10–20 электродов (каталожный номер ²⁴, см. ³⁰ для получения дополнительной информации). Специалист по ЭЭГ выбрал из трех возможных размеров колпачок, который лучше всего подходил бы к голове отдельного пациента. В соответствии с рекомендациями ³¹, средняя точность этой процедуры составляет около 4 мм по сравнению с координатами, определенными лазерно-оптической процедурой в этом исследовании.

Рисунок 1

Гарнитуры ЭЭГ.Слева: сухая и беспроводная система ЭЭГ: гарнитура F1 с электродами из серебра. Модуль в верхней части гарнитуры содержит все устройства для обработки, хранения и передачи сигналов ЭЭГ. На вставке показан сухой электрод, установленный на каждом из 19 электродов 10–20. Справа: Влажная и проводная система ЭЭГ: записывающая сеть Inomed с электродами Ag / AgCl.

Запись ЭЭГ с использованием сухих электродов

Недавно разработанная CE-сертифицированная сухая ЭЭГ-гарнитура F1 (Nielsen TeleMedical, Магдебург / Германия) состоит из 19 сухих электродов, магнитно прикрепленных к гарнитуре, которая подключена к модулю, как показано на рис.1. Информированное согласие было получено от субъекта, показанного на этом рисунке, на публикацию с идентифицирующей информацией или изображениями в онлайн-публикации с открытым доступом. Этот модуль включает в себя плату с усилителем и электроникой оцифровки, которая обеспечивает беспроводную передачу сигнала на базовую станцию; однако в качестве альтернативы он может хранить до 24 часов данных ЭЭГ на встроенной микросхеме флэш-памяти, что делает возможной полную мобильность в домашней среде записи.

Регистрирующая система состоит из сухих электродов с двумя подпружиненными серебряными штырями на электрод (аналогичные решения см. Также ^19,22,32). Штифты доступны в двух вариантах длины (12 и 15 мм) для размещения различных форма головы и объем волос, что позволяет избежать ремешка для подбородка.Установка двух выводов на электрод соответствует результатам предыдущего исследования ³², в котором систематически оценивались различные конструкции сухих электродов, различающиеся количеством выводов (называемых в их статье «пальцами») на электрод. Эти авторы пришли к выводу, что «более редкое расположение пальцев более устойчиво к различным вариантам использования и более эффективно проникает сквозь волосы на коже головы».

ЭЭГ было записано с 19 упомянутых выше обычных 10–20 позиций сухих электродов, плюс дополнительные электроды из серебра на левом и правом сосцевидном отростке, которые были помещены на кожу головы (т.е.е. сзади, но не на мочках ушей) с помощью одноразовой наклейки. Заземляющий электрод и электрод сравнения располагались вблизи Fpz. На каждом участке электрода (кроме сосцевидных отростков) двойной подпружиненный серебряный штифт регистрировал сигналы ЭЭГ. Входной импеданс усилителя по постоянному току составляет 500 МОм, что соответствует высокому импедансу электродов, ожидаемому от сухих электродов, и среднему импедансу примерно 500 кОм, зарегистрированному в этом исследовании (см. Результаты). Чтобы свести к минимуму шум окружающей среды, мешающий сбору данных (например, близлежащие движущиеся объекты), гарнитура полностью пассивно экранирована.Кроме того, система оснащена активным контуром обратной связи через заземляющий электрод. После аналоговой фильтрации нижних частот (частота среза 95 кГц) и передискретизации с частотой 1 МГц / канал сигналы подвергались цифровой фильтрации нижних частот с частотой среза 130 Гц (-3 дБ) и, наконец, понижались до 500 Гц / канал (цифровое разрешение 24 бита). , LSB 0,04 мкВ, шум с укороченными входами <2,0 мкВ от пика до пика).

Установка сухих электродов и запись проводились на том же кресле, что и упоминалось ранее.Гарнитура с сухим электродом F1 была установлена на голове субъекта тем же специалистом по ЭЭГ, который выполнял записи влажной ЭЭГ. Гарнитура F1 доступна в трех разных размерах, чтобы соответствовать разным размерам головы. После нанесения набор относительных положений электродов задается соответствующей рамкой, удерживающей электроды, что позволяет избежать смещения отдельных электродов. Тем не менее, систематическая ошибка в несколько миллиметров, влияющая на все электроды, может иметь место, что также может происходить с мокрыми электродными крышками с фиксированным расположением электродов.

Анкета для оценки принятия испытуемыми гарнитур ЭЭГ

Всех испытуемых попросили оценить уровень комфорта и удобство использования влажных и сухих систем ЭЭГ. Для этого после записи заполнили письменную анкету. Как показано в таблице 1, большинство испытуемых высказались за использование сухой ЭЭГ-гарнитуры F1. Это справедливо для приблизительно 20-минутной записи на пациента и гарнитуру (включая перерывы между четырьмя компонентами). Однако, учитывая, что несколько испытуемых выразили дискомфорт по поводу остроты контактов на сухих электродах в конце записи, возник вопрос, будет ли гарнитура с влажными электродами в случае более длительных периодов записи (как ожидается в домашних записях) быть выгодным.Чтобы решить эту проблему, мы набрали дополнительно 22 пациента и 20 здоровых добровольцев (общий средний возраст 46,7 года, 25 женщин) и попросили их носить гарнитуру / колпачок с сухими и влажными электродами вместе с электродами в течение одного часа (как применяется той же компанией). опытный техник во всех случаях). После 20, 30 и 60 минутных интервалов испытуемые оценивали уровень комфорта по шкале Лайкерта от 1 (невыносимо) до 7 (не замечали). Уровень комфорта использования двух гарнитур также был задокументирован по той же шкале.Две гарнитуры применялись в разные дни в течение недели примерно в одно и то же время суток. Последовательность была рандомизирована и сбалансирована по двум группам субъектов. В данном случае мы замерили время наложения гарнитуры, включая подготовку электродов.

Таблица 1 Ответы испытуемых на анкету.

Задача визуального обнаружения цели (P3 ERP)

Испытуемые выполнили эксперимент по визуальному обнаружению цели. В парадигме обнаружения цели случайная последовательность из 60 синих или зеленых лягушек (горизонтальный угол обзора 7.5 градусов) испытуемым предъявляли с частотами 20% (синий / целевой стимул) и 80% (зеленый / стандартный стимул). См. Рис. 2A для иллюстрации экспериментальной парадигмы. Используемые стимулы синих и зеленых лягушек были дополнением Nielsen Consumer Neuroscience33.

Рисунок 2

( A ) Парадигма задачи обнаружения цели (P3): Зеленая / синяя лягушка представляет собой стандартный / целевой стимул с частотой появления 80/20%. Изображения лягушки любезно предоставлены Nielsen Consumer Neuroscience.ISI = интервал между стимулами; SOA = асинхронность начала стимула. ( B ) Задача на зрительное внимание: стимул шахматной доски, чтобы вызвать P100 VEP.

Испытуемые были проинструктированы нажимать кнопку компьютерной мыши, когда они видели цель: синюю лягушку. Нажатие кнопки должно произойти в течение 100–800 мс после появления стимула, чтобы его можно было включить в последующий анализ. Длительность стимула составляла 0,9 с при асинхронности начала стимула 1,8 с (SOA). Задание длилось 108 секунд. Поскольку пациенты, как правило, не могли выполнять более длительные экспериментальные задачи, мы выбрали эту короткую версию задачи по обнаружению цели.Для сопоставимости мы установили одинаковую продолжительность как для пациентов, так и для контрольной группы.

Задача на визуальное внимание (P1 VEP)

Прямоугольная сетка 18 × 12 из чередующихся черных и белых квадратов в шахматном порядке (горизонтальный угол всего экрана 26,5 градусов, см. Рис. 2B) с инвертированием черного и белого цветов через каждые 0,6 секунды (т.е. SOA = 0,6 секунды) было представлено на экране компьютера, чтобы вызвать P1 VEP. Это наиболее часто используемая задача в клинических условиях для выявления VEP.Испытуемые были проинструктированы смотреть на фиксирующий крест, который располагался в центре экрана. Задание состояло из 200 разворотов паттернов и длилось 120 секунд.

Обработка данных

Вся численная обработка была выполнена с использованием Matlab версии R2015b ( The Mathworks ).

Все методы были выполнены в соответствии с соответствующими инструкциями и правилами.

Ссылка

Данные ЭЭГ в состоянии покоя (rsEEG) были повторно привязаны к общему среднему эталону, основанному на всех 19 электродах в положении 10–20.Для обеих зрительных задач данные ЭЭГ были повторно привязаны к среднему значению электродов Т3 и Т4. P3 ERP обычно относятся к сосцевидным электродам ³⁴. Однако, учитывая, что в нашем эксперименте положения электродов сосцевидного отростка немного различались между двумя регистрирующими системами (как описано выше), между двумя системами могли возникнуть систематические различия, если бы мы использовали электроды сосцевидного отростка в качестве эталона. Поэтому мы изменили эту стандартную ссылку на среднее значение для электродов T3 / T4, что привело к небольшому изменению топографии P3.Важно отметить, что эта схема привязки была реализована в обеих системах, что сделало результаты сопоставимыми.

Обнаружение артефактов и спектральный анализ

Перед запуском любой процедуры обнаружения или удаления артефактов каждая кривая ЭЭГ подвергалась высокочастотному фильтру с частотой 1 Гц и режекторному фильтру с частотой 50 Гц и 100 Гц для удаления линейного шума. Затем артефакты были идентифицированы с помощью порогового критерия, примененного к разностному сигналу (то есть сумма абсолютных разностей (SAD)), вычисленного для временного окна, равного 0.5 сек и порог 8 мВ / сек. Эти артефакты могли нарушить процедуру удаления EOG (см. Ниже) и поэтому были заменены нулями только для этой процедуры, после чего значения исходного сигнала были восстановлены.

Мигание глаз определялось по сходству формы и топографии с заранее заданным фиксированным шаблоном. На рсЭЭГ, записанной при закрытых глазах, таких артефактов не наблюдалось. Эпоха 1500 мс была сосредоточена вокруг каждого события ЭОГ, увеличивая преобладание ЭОГ по сравнению с лежащей в основе ЭЭГ.Преобразование минимальной доли шума (MNF) ^35,36 было применено ко всем каналам ЭЭГ той эпохи. Преобразование MNF выводит набор компонентов, которые различаются по отношению сигнал / шум, где шум в данном случае отражает ЭЭГ. После удаления компонента с наибольшим отношением сигнал / шум обратный MNF приводит к исходному сигналу с в значительной степени удаленным артефактом EOG.

Затем спектральные измерения были применены для идентификации артефактов, не обнаруженных предыдущими методами. Для этого был проведен спектральный анализ по методике Welch ³⁷.Данные были сегментированы на двухсекундные эпохи с перекрытием 50%. Каждый сегмент был обработан функцией Бартлетта (= треугольник). Спектральная декомпозиция проводилась с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ). Абсолютные значения мощности спектрального диапазона были вычислены для следующих частотных диапазонов: Delta1 (1–1,5 Гц), Delta2 (1,5–4 Гц), Theta (4–8 Гц), Alpha (8–13 Гц), Beta (13–30 Гц). Гц), Гамма1 (30–47 Гц), Гамма2 (53–95 Гц). Частотные полосы Delta1 были включены для захвата медленных флуктуаций, а две гамма-полосы были включены для захвата высокочастотного шума.Эти полосы частот были включены только для целей обнаружения артефактов и не имели отношения к клиническим применениям; поэтому мы сосредотачиваем наши последующие спектральные анализы на Delta2, Theta, Alpha и Beta. Затем для каждой полосы частот была определена медиана этих значений мощности по всем сегментам и всем каналам. Эпоха канала была помечена как артефактная и исключалась из последующих анализов, если мощность его полосы упала ниже медианы 0,1 * или превысила значение медианы 20 * соответствующей полосы частот.

Наконец, сегменты (rs EEG) или эпохи (EP) отклонялись как артефакты, если абсолютные амплитуды превышали пороговое значение, в 5,5 раз превышающее стандартное отклонение, вычисленное для всей записи в каждом канале соответствующей задачи.

Восприимчивость к линейному шуму 50 Гц

Чтобы сравнить восприимчивость двух записывающих систем к линейному шуму, мы усреднили спектр мощности рсЭЭГ в диапазоне частот 49–51 Гц.

Расчет абсолютных значений мощности спектральной полосы rsEEG

На втором этапе спектральный анализ rsEEG был повторен, применяя ту же процедуру, что описана выше, однако удаляя все сегменты, идентифицированные как артефакты по вышеупомянутым критериям, и пропуская верхний проход и режекторная фильтрация, упомянутая выше.Абсолютные значения мощности спектрального диапазона были вычислены для следующих частотных диапазонов, которые обычно указываются в клинических настройках ЭЭГ: Дельта (1,5–4 Гц), Тета (4–8 Гц), Альфа (8–13 Гц), Бета (13–13 Гц). 30 Гц).

Задача анализа визуального обнаружения цели (P3) и внимания (VEP)

Компонент P3 ERP был извлечен из всех эпох без артефактов только с правильными испытаниями, взяв разницу между усредненным ответом на целевой и стандартный раздражители. Длина эпохи составляла 1200 мс, включая интервал перед стимулом 500 мс.В результате использования эталона T3 / T4 (в отличие от стандартного эталона сосцевидного отростка) наибольшая амплитуда P3 наблюдалась в O1 и O2, а не в центральных участках средней линии. Пиковая задержка P3 была получена из формы волны, наблюдаемой путем усреднения по всем объектам, по местоположениям электродов O1 и O2 и по обеим системам регистрации (сухой / влажный электроды). Амплитуды P3 в O1 и O2 для каждой системы записи определялись путем взятия среднего значения амплитуды сигнала P3 в диапазоне задержки от 350 до 440 мс, представляя интервал, симметрично центрированный вокруг пиковой задержки в 395 мс.

P100 VEP был извлечен путем усреднения всех эпох без артефактов и вычитания базовой амплитуды до стимула. Длина эпохи составляла 700 мс, включая интервал перед стимулом 200 мс. Задержка P100 VEP была получена из формы волны, наблюдаемой путем усреднения по всем объектам, положениям электродов O1 и O2 и обоим сеансам записи (с сухими и влажными электродами). Амплитуды P100 в O1 и O2 для каждой записи определялись путем взятия среднего значения амплитуды сигнала P100 в диапазоне задержки от 100 до 130 мс, представляя интервал, симметрично центрированный вокруг пиковой задержки 115 мс.

Визуальная оценка клиническими неврологами

Все записи rsEEG (Inomed и F1) визуально оценивались двумя клиническими неврологами с большим опытом работы с EEG, которые не знали об используемой системе EEG. Их попросили сообщить как о типе спонтанной или фоновой активности ЭЭГ, так и о потенциальных патологических признаках ЭЭГ, руководствуясь рекомендацией Немецкого общества клинической нейрофизиологии (DGKN) ³⁸.

Статистический анализ

Мы провели статистические сравнения вышеупомянутых показателей результатов между влажной и сухой системами ЭЭГ с помощью критерия ранжирования знаков Вилкоксона, поскольку этот непараметрический тест не предполагает нормальных распределений.В частности, значения мощности спектральной полосы не соответствуют этому предположению ³⁹. Соответственно, в разделе результатов мы сообщаем z-значение аппроксимирующего нормального распределения, связанного с критерием знакового ранга, и соответствующее ему p-значение. Множественные сравнения были скорректированы с помощью процедуры ложного обнаружения (FDR), предложенной ⁴⁰.

Влажные, сухие, активные и пассивные электроды. Какие они есть и что выбрать?

Язык: Español | Английский

В некоторых случаях количество решений, которые необходимо принять, может быть огромным, когда начинается новый эксперимент с электроэнцефалографией (ЭЭГ) .Особенно, когда мы должны определить и обосновать оборудование, которое будет использоваться. Хотя мы говорим о физических различиях между влажными , сухими , активными или пассивными электродами ; Не так много информации о том, как на данные влияют при использовании того или иного в исследовательском эксперименте, о практическом удобстве и других преимуществах или недостатках использования различных типов электродов.

Прежде всего, мы определим, из чего состоит каждый из этих типов электродов :

• Влажные электроды — это электроды, обычно изготовленные из материала / хлорид серебра (Ag / AgCl) .Они используют электролитический гель , материал в качестве проводника между кожей и электродом.

• Сухие электроды состоят из цельного металла , который действует как проводник между кожей и электродом. Этим материалом обычно является нержавеющая сталь .

• Активные электроды имеют модуль предварительного усиления сразу после проводящего материала между кожей и электродом. Это позволяет усилить сигнал до того, как между электродом и системой будет добавлен дополнительный шум, который бы захватил , процесс или усилил бы сигнал.

• Пассивные электроды НЕ имеют модуля предварительного усиления, как в случае с активными электродами. Вместо этого он просто расширяет соединение от проводящего материала до оборудования для захвата, обработки или усиления сигнала.

Подробнее: Краткое введение в ЭЭГ и типы электродов

ICA e ICA Ocular Correction

Влажные электроды

Согласно исследованиям [2,3,4,5,6], Импеданс , присутствующий между электродом и кожей, напрямую связан с характеристиками электрода.В этом случае очень полезно использовать активные электроды, так как это стабилизирует работу электрода, уменьшая зависимость от проводящего геля .

Исследователи из Института неврологии и психического здоровья в Канаде [1] провели исследование, в котором приняли участие 8 человек. Сигнал ЭЭГ был снят с помощью V-Amp от Brain Products каждого из участников при испускании слуховых стимулов. Это позволило получить потенциалов, связанных с событием (ERP) .

Как видно на следующем изображении, активные электроды показали более немедленную реакцию в соответствии с потенциалами (ERP), обнаруженными после излучения слухового стимула. Кроме того, он также показал меньшую погрешность (разницу напряжений) между опорным сигналом и измерением, проведенным с помощью электродов.

Сигналы, полученные по показаниям ЭЭГ. A) Каждый из графиков показывает опорный сигнал и сигнал, измеренный с каждым из электродов (влажный пассивный, активный влажный и сухой пассивный соответственно).Б) Черепная топография разности напряжений между опорными сигналами и электродами. C) Графически показывает уровень погрешности, полученный для каждого типа электрода.

Достоинства мокрых электродов имеют свою стоимость, в зависимости от потребностей эксперимента эта стоимость может быть очень высокой. Для нанесения сухих электродов необходимо выполнить дополнительный этап. Этот шаг представляет собой нанесение геля на каждый электрод.Если электрод находится в чувствительной области, это может быть не лучшим решением, поскольку гель может раздражать эту область (например, если вы принимаете сигналы возле глаз). Если мы наденем, например, LiveCap, это потребует нанесения геля на 64 электрода, по одному нанесению на каждый активный канал в крышке.

Если он предназначен для использования в течение продолжительных периодов времени, следует также учитывать, что гель может быть обезвоженным [6,7,8], поэтому может потребоваться повторное нанесение и прерывание мониторинга сигнала.Кроме того, снятие электродов требует немного больше времени для очистки электродов, а также кожи, на которой они были размещены. Наконец, мы должны поговорить о последствиях, которые электроды могут оставить сухими после мониторинга. Хотя случаи редки, существуют опасения по поводу токсичности гелей, используемых в качестве проводников [9]; наиболее частые случаи — дерматиты [10, 11, 12].

Сухие электроды

Эта альтернатива имеет преимуществ, и недостатков, антагонистичны упомянутым в мокрых электродах.Например, при использовании сухих электродов уровень шума выше, чем при использовании влажных электродов. Исследование, проведенное авторами [1], показало большую разницу между значениями, измеренными с помощью этих электродов, и контрольными значениями. Возможно, что эти уровни погрешности связаны с отсутствием электролитического слоя , то есть геля, который наносится между кожей и электродом на влажных электродах, но если электроды расположены правильно, с плотным контактом Между кожей и электродом можно измерить достоверные уровни спектральной ЭЭГ с предварительным усилением или без него.То есть тот факт, что это активный электрод или пассивный электрод , похоже, не добавляет дополнительных шумов в измерения ЭЭГ. Кроме того, с сухими электродами можно проводить эксперименты, которые ранее проводились внутри замкнутой среды снаружи. Другими словами, измерения ЭЭГ можно проводить в реальных условиях.

Активные электроды и пассивные электроды

Тип информации, которая предназначена для измерения, может существенно повлиять на выбор между использованием активных электродов или пассивных электродов .

Исследования показали, что скорость изменения напряжения во время измерения с пассивными электродами может значительно повлиять на величину шума, вносимого в сигнал [13]. Также рекомендуется использовать активные электроды в случае, если рассматриваемый человек находится в движении, поскольку движения могут вызвать деформации сигнала. Это тот же случай при работе в зонах со значительными электромагнитными помехами в окружающей среде или при расстоянии между электродом и системой захвата, обработки или усиления сигнала.

С другой стороны, активные электроды обычно имеют более высокую цену, чем пассивные электроды. Кроме того, они тяжелее и требуют больше места, поэтому на меньше свободы движения с активными электродами и , чем с пассивными.

Заключение

Как и все в жизни, не существует идеального выбора электродов на все случаи жизни. Вместо этого необходимо детально проанализировать потребности исследования и эксперимента, чтобы точно определить набор электродов, которые будут использоваться.

HydroCel Geodesic Sensor Net: Больше проблем

Ссылки

[1] Мэтьюсон, К. Э., Харрисон, Т. Дж. Л., и Кизук, С. А. Д. (2016). Высокий и сухой? Сравнение активных сухих электродов ЭЭГ с активными и пассивными влажными электродами. Психофизиология, 54 (1), 74–82. doi: 10.1111 / psyp.12536

[2] FernandezMand Pallas-Areny R 1996 Простой активный электрод для снижения помех в линиях электропередач с высоким разрешением

измерения биопотенциала Ann.Int. Конф. IEEE Eng. Med. Биол. Soc. — Proc. тт. 1–3, стр. 97–8

[3] Taheri B A 1995 Активная микроизготовленная матрица электродов для скальпа для записи ЭЭГ 8th Int. конф. on Solid-State

Датчики и приводы и Eurosensors IX vol 1, pp 67–70

[4] Nishimura S, Tomita Y and Horiuchi T 1992 Клиническое применение активного электрода с использованием операционного усилителя

IEEE Trans. Биомед. Англ. 39 1096–9

[5] Ko WH and Hynecek J 1974 Сухие электроды и электродные усилители Биомедицинская электродная технология: теория и

Практика ed HA Miller and DC Harrison (New York: Academic), стр. 169–81

[6] Padmadinata FZ, Veerhoek JJ, Van Dijk GJA и Huijsing JH 1990 Микроэлектронный кожный электрод Датчики

Исполнительные механизмы B 1 491–4

[7] Гриффит М.Э., Портной В.М. и Дэй Стоттс 1979 Усовершенствованные емкостные электроды для электрокардиограммы для ожогов

аппликаций Med.Биол. Англ. Comput. 17 641–6

[8] Лагоу К. Х., Сладек К. Дж. И Ричардсон П. С. 1971 Электроды электрокардиографа из оксида тантала с анодной изоляцией

IEEE Trans. Биомед. Англ. 18 162–4

[9] Cochran R J и Rosen T. 1980 Контактный дерматит, вызванный электродной пастой для ЭКГ Southern Med. J. 73 1667–8

[10] Uter W и Schwanitz HJ 1996 Контактный дерматит из-за пропиленгликоля в геле электрода ЭКГ Контактный дерматит

34 230–1

[11] Dwyer CM, Chapman RS и Forsyth A 1994 Аллергический контактный дерматит от геля TENS Контактный дерматит 30 305

Эллиотт В.Р. и Джанетти Дж. 1995 Электростатический разряд в клинической среде Biomed.Instrum.

Technol. 29 495–9

[12] Coskey R J 1977 Контактный дерматит, вызванный гелем электрода ЭКГ Arch. Дерматол. 113 839–40

[13] Ласло, С., Руис-Блондет, М., Халифиан, Н., Чу, Ф., и Джин, З. (2014). Прямое сравнение активных и пассивных усилительных электродов в одной системе усилителя. Журнал методов нейробиологии, 235, 298–307. doi: 10.1016 / j.jneumeth.2014.05.012

Автор: Эдит Гранадос @Noronha edition

Авторы несут исключительную ответственность за опубликованное здесь содержание.

Глава 4: Электроды — Алан Мэйси

Поляризуемые и неполяризуемые электроды
Размер и класс электрода
Соединение электрод-электролит-кожа
Проверка импеданса
Униполярный и биполярный
Шум
Электроды из серебра / хлорида серебра
Электроды из золота, олова, нержавеющей стали, углеродного состава Тип гелевых электродов
Ионное содержание — гипертонический, гипотонический и изотонический
Подготовка кожи к измерениям биопотенциала
Влажные, сухие и емкостные поверхностные электроды
Артефакт движения
Точечные и полосковые электроды
Эквипотенциальные линии

Поляризуемые и неполяризуемые электроды

Все электроды попадают в диапазон, определяемый двумя идеализированными типами электродов, а именно идеально поляризуемыми и совершенно неполяризуемыми.Эти типы электродов характеризуются тем, что наблюдаются последствия прохождения тока через соединение электрод / электролит. Идеально поляризуемые электроды ведут себя как конденсаторы, потому что через переход проходит только ток смещения (переходный ток). Постоянный (непереходный) ток не проходит через идеально поляризуемые электроды. В случае идеально неполяризуемых электродов постоянный ток легко протекает через переход электрод / электролит и не требует определенного напряжения возбуждения, чтобы позволить поток электронов.Идеально неполяризуемые электроды ведут себя как резисторы.

Все электроды имеют потенциал половины ячейки, который измеряется относительно потенциала половины ячейки стандартного водородного электрода (SHE). Потенциал полуячейки водородного электрода произвольно определяется как 0 вольт. Потенциал полуячейки при условии, что через электрод не проходит ток, известен как равновесный потенциал (Ve). С неполяризуемым электродом потенциал электрода не будет существенно отличаться от его потенциала в состоянии равновесия (состояние нулевого тока) даже при относительно больших токах, проходящих через переход электрод / электролит.Это связано с тем, что реакции электрод / электролит происходят быстро. С поляризуемым электродом потенциал электрода будет значительно отличаться от его потенциала в состоянии равновесия даже при относительно небольших токах, проходящих через переход электрод / электролит. Это связано с тем, что реакции электрод / электролит происходят медленно.

Перенапряжение — это разница между потенциалом электрод / электролит электрода между его равновесным и рабочим состояниями. Электрод находится в рабочем состоянии, когда протекает ток.Перенапряжение состоит из трех элементов:

Резистивное перенапряжение (Vr)

Дополнительный потенциал, возникающий в результате протекания тока через переход электрод / электролит из-за сопротивления этого перехода.

Повышенный потенциал активации (ВА)

Дополнительный потенциал, возникающий из-за разницы потенциалов активации между двумя обстоятельствами:

Энергетический барьер активации (напряжение), необходимый для окисления атома металла и его входа в электролит в виде катиона.
Энергетический барьер активации (напряжение), необходимый для восстановления катиона и осаждения атома металла на электроде.

Превышение потенциала концентрации (Vc)

Дополнительный потенциал, возникающий из-за того, что концентрация ионов на границе раздела электрод-электролит изменяется, когда ток проходит через переход электрод / электролит.

Общее перенапряжение (Vp), где Vp = Vr + Va + Vc, представляет собой дополнительное напряжение, необходимое для того, чтобы реакция электрода протекала с требуемой скоростью.Рабочий потенциал анода всегда положительнее по отношению к катоду, чем равновесный потенциал.

Полный потенциал (Vt), связанный с рабочим электродом, представляет собой его равновесный потенциал (Ve), суммированный с его избыточным потенциалом (Vp), где:

Вт = Ve + Vp

Ни один из электродов не является идеально поляризуемым или неполяризуемым, однако некоторые классы электродов могут приблизительно соответствовать этим характеристикам. Платиновые электроды представляют собой разумное приближение идеально поляризуемых электродов, и они показывают Vp, которое в первую очередь является результатом Vc и Va.Электроды Ag / AgCl ведут себя достаточно близко к идеально неполяризуемым электродам, и они демонстрируют Vp, которое в основном является результатом только Vr. Обычно считается, что неполяризуемые электроды используются для регистрации биопотенциалов, а поляризуемые электроды лучше подходят для кратковременной электростимуляции. Поляризуемые электроды можно использовать для регистрации биопотенциалов, но, поскольку они ведут себя емкостным образом, эти электроды лучше подходят для измерений биопотенциала на более высоких частотах.Поскольку неполяризуемые электроды ведут себя резистивно, они лучше подходят для регистрации биопотенциалов в диапазоне от высоких до очень низких частот.

Размер и класс электрода

В зависимости от интересующего измерения биопотенциала могут потребоваться электроды разных размеров и классов. Размер и класс электродов:

Микроэлектроды
Электроды с тонкой проволокой
Игольчатые электроды
Поверхностные электроды
Массив электродов

Микроэлектроды обычно представляют собой стеклянные электроды, заполненные физиологическим раствором.Это вытянутые стеклянные трубки, которые при заполнении физиологическим раствором соединяют крошечную открытую часть физиологического раствора с проводящим элементом. Стеклянная трубка притягивается к источнику тепла, образуя конусообразную трубку. Проводящий элемент, такой как платиновая проволока или гранула Ag / AgCl, удерживается в большей части трубки. Когда трубка заполнена физиологическим раствором, физиологический раствор устанавливает проводящий путь между проводящим элементом и обнаженным физиологическим раствором на кончике электрода. Наконечник можно сделать настолько крошечным, чтобы при размещении его у поверхности клетки он мог соединяться с небольшим участком клеточной мембраны.Эта конфигурация позволяет измерять активность клеточного ионного канала в области пятна. Микроэлектроды можно использовать для межклеточных или внеклеточных измерений. Межклеточные измерения — это записи одной клетки, а внеклеточные измерения обычно записывают сигналы от нескольких клеток.

Электроды из тонкой проволоки представляют собой отдельные жилы из металлической проволоки, обычно из платины или серебра, которые частично изолированы покрытием, обычно эпоксидной смолой. Изоляционное покрытие обычно наносится так, чтобы обнажить только участок на конце провода.Когда электрод из тонкой проволоки вводится в ткань, металлический проводник будет полностью изолирован от окружающей ткани, за исключением кончика. Электроды из тонкой проволоки слишком велики для использования в качестве межклеточных электродов. Электроды из тонкой проволоки используются в качестве внеклеточных электродов для сбора или передачи сигналов от или к группам клеток или в определенных объемах ткани. Электроды из тонкой проволоки могут изготавливаться различной длины и диаметра, подходящие для прецизионных микроскопических зажимных систем для ручного введения в ткань.

Игольчатые электроды — это металлические электроды, похожие на электроды из тонкой проволоки. Однако игольчатые электроды обычно намного больше и прочнее, чем проволока из тонкой проволоки. Игольчатые электроды обычно изготавливают из нержавеющей стали, однако можно использовать различные сплавы металлов. Игольчатые электроды обычно частично изолированы, как и электроды из тонкой проволоки, однако также используются неизолированные игольчатые электроды. При изоляции эпоксидным покрытием покрытие наносится так, чтобы обнажить только участок на кончике иглы.Игольчатые электроды используются в качестве внеклеточных электродов. Игольчатые электроды обычно вставляются в ткань вручную.

Поверхностные электроды обычно представляют собой электроды самого большого размера. Эти электроды обычно прикрепляются к поверхности тела через кольцо из липкой ленты или клейкий гель для электродов. Поверхностные электроды бывают из широкого спектра проводящих материалов, включая металлы, металлические сплавы, соединения металлов и проводящую резину или ткань. Наилучшими характеристиками поверхностных электродов для регистрации биопотенциалов от очень низких до высоких частот являются электроды Ag / AgCl, которые имеют опосредованное электролитом соединение с поверхностью тела.Электроды из проводящей резины и другие поляризуемые электроды лучше подходят для электростимуляции на поверхности кожи, чем для измерения биопотенциала. Однако для высокочастотных измерений биопотенциала все типы материалов электродов могут использоваться с разной степенью успеха. Относительно новый класс поверхностных электродов — это активные бесконтактные электроды, в которых на кончике электрода используется электроника для создания полностью емкостного соединения с поверхностью тела. Эти электроды могут иметь очень хорошие характеристики в диапазоне частот биопотенциала, однако они не работают на нулевой частоте.Другие новые типы электродов включают растягивающиеся проводящие тканевые электроды, которые можно использовать для сбора данных о биопотенциале от амбулаторных пациентов.

Матрицы электродов могут иметь размер от микроскопических до многих квадратных сантиметров. Массивы могут быть расположены линейно, по кругу или в виде прямоугольной сетки. В очень крошечные массивы могут быть встроены электроды разной высоты, которые можно разместить напротив поверхности пучка нервных волокон, где электроды разной высоты могут перехватывать разные волокна в пучке.

Поверхностные массивы большего размера могут быть размещены напротив кожи для сбора биопотенциалов на выбранной области. Классической решеткой поверхностных электродов является система 10-20 ЭЭГ. Номенклатура «10-20» относится к расстоянию между электродами от 10% до 20%, в зависимости от расположения электродов на коже головы. Электроды расположены на расстоянии 10% или 20% от полного окружного расстояния черепа спереди назад или справа налево. В этой системе используется 19 активных электродов, каждый из которых обычно привязан к правому уху, левому уху или суммированному уху.

Переход электрод-электролит-кожа

Переход электрод-электролит-кожа можно смоделировать как каскадную серию цепей сопротивления / емкости и потенциальных источников. Характеристики этих переходов важно учитывать при измерении сигналов биопотенциала, генерируемых телом, поскольку эти слабые сигнальные токи должны проходить через соединения, подлежащие измерению. Сопротивления, емкости и потенциалы, связанные с этими переходами, могут изменяться в зависимости от типа электрода и электролита или времени, температуры и физического смещения.

Переход электрод-электролит в основном состоит из металлического элемента, контактирующего с электролитом. В этой ситуации происходит взаимодействие электрона / иона металла / иона электролита. Ионы металла входят в электролит и ориентируются относительно электронов в металле и ионов электролита в электролите. Это наслоение ориентации приводит к распределению заряда (полупотенциалу) на переходе металл-электролит. Простая модель схемы соединения электрод-электролит может быть описана как сопротивление, параллельное последовательному сопротивлению и емкости, а комбинированная схема находится последовательно с источником напряжения (полупотенциал).На низкой частоте этот импеданс в основном резистивный и имеет высокие значения. На промежуточных частотах этот импеданс становится более емкостным и быстро падает с увеличением частоты. На высоких частотах этот импеданс становится резистивным и имеет низкие значения.

Соединение электролит-кожа характеризуется взаимодействием электролита с верхним слоем кожи (эпидермисом). Сам эпидермис состоит из слоев. Верхний слой, роговой слой, состоит из мертвых клеток кожи.Эти мертвые элементы создают импеданс и ведут себя как полупроницаемый барьер при контакте с электролитом. Ионы под этим барьером ориентируются по отношению к ионам электролита, поэтому возникает потенциал. Простую модель схемы соединения электролит-электрод кожи можно описать как два сопротивления (сопротивление электролита и сопротивление дермы), соединенные последовательно с параллельным сопротивлением и емкостью (от эпидермиса), а объединенная сеть соединена последовательно с источником напряжения (кожа потенциал).На низкой частоте этот импеданс в значительной степени резистивный и имеет высокие значения. На промежуточных частотах этот импеданс является емкостным и быстро падает с увеличением частоты. На высоких частотах этот импеданс становится резистивным при низких значениях.

Полное сопротивление соединения электрод-электролит-кожа уменьшается с увеличением площади поверхности электрода. И наоборот, очень маленькие кожные электроды будут иметь высокий импеданс соединения электрод-кожа. По мере уменьшения площади контакта электродов к записывающему усилителю предъявляются все более высокие требования.Это связано с тем, что входной импеданс записывающего усилителя должен быть намного больше (в 100 раз), чем импеданс источника электрода, чтобы минимизировать нагрузку. По мере увеличения импеданса источника и нагрузки соответствующие проводники, идущие от соединения электрода с кожей до входа усилителя, становятся восприимчивыми целями для окружающих токов смещения в локальной среде. Соответственно, в этих случаях необходим защитный экран для управления и перенаправления мешающих токов смещения от чувствительных входных проводников.

Проверка импеданса

Проверка импеданса между парой электродов, прикрепленных к поверхности кожи, представляет собой простой метод проверки проводящего качества соединений электрод-кожа. Для высококачественной регистрации биопотенциала лучше всего иметь низкое сопротивление соединения электрод-кожа. Как правило, хорошее измерение импеданса соединения электрод-кожа, состоящее из последовательной комбинации двух электродов диаметром 1 см, Ag / AgCl, поверхностных электродов и объема ткани между ними, будет составлять 10 кОм или меньше.Почти весь измеренный импеданс состоит из двух соединений электрод-кожа (например, около 5 кОм каждое), а объем ткани обычно имеет гораздо более низкий импеданс (например, менее 100 Ом). Это измерение импеданса двух выводов лучше всего выполнять на частоте, которая является средней полосой в спектре интересующего сигнала. Биопотенциалы поверхности имеют наибольшую энергию сигнала в диапазоне 1-300 Гц. Следовательно, любое значение от 10 до 30 Гц является приемлемой тестовой частотой, потому что число в этом диапазоне является примерно средним логарифмическим по отношению к полному усиленному спектру сигнала.Двухконтактная проверка импеданса между электродом и кожей с использованием постоянного тока ненадежна из-за влияния половинных потенциалов равновесия электрод / электролит, перенапряжения и потенциалов кожи.

Униполярный и биполярный

При размещении электродов на теле человека для любого измерения сигнала необходимы два электрода. Это связано с тем, что сигнал должен иметь эталон, по которому измеряется сигнал. Для многих типов записей биопотенциала, таких как ЭКГ, ЭЭГ и ЭМГ, можно использовать один эталон со многими «активными» сигналами.Этот тип измерения биопотенциала называется униполярной записью. Когда не используется глобальный эталонный электрод, измерение биопотенциала называется биполярной записью

Все измерения биопотенциала представляют собой измерения дифференциального напряжения. Это означает, что усилитель просто сообщает напряжение, измеренное между двумя электродами. Электрод сравнения — это только один из этих двух электродов, рассматриваемых как «электрод сравнения». И автоматически другой электрод (в дифференциальной паре) считается «активным» или «входным».

Шум

Все электроды издают шум при прикреплении к поверхности кожи. Этот шум состоит из нескольких компонентов; тепловой компонент, связанный с сопротивлением соединения электрод-кожа, «колючий» неустойчивый компонент, связанный со спорадическим переносом ионов, медленный «дрейф», связанный с потенциалом смещения между кожей и электродом, и «артефакт движения», который может иметь «Остроконечные» или «дрейфующие» аспекты, возникающие в результате любого физического смещения электрода на поверхности кожи.

Электроды из серебра / хлорида серебра

Электроды

из серебра / хлорида серебра (Ag / AgCl) являются лучшими из всех типов электродов. Наибольшую озабоченность при использовании этих электродов обычно вызывает шум, связанный с артефактом движения. Электроды Ag / AgCl считаются по существу неполяризуемыми. Неполяризуемый означает, что на переходе электрод / электролит не будет повышенного потенциала активации или концентрации в результате протекания тока через электрод.Такое поведение создает очень стабильный электрод для использования при регистрации биопотенциала. Слой AgCl между слоем Ag и электролитом оказывает стабилизирующее действие на переход электрод / электролит, уменьшая шум в переходе, предполагая, что электрод Ag / AgCl находится в контакте с электролитом, который содержит достаточно высокий уровень шума. концентрация ионов Cl. Спеченные электроды из Ag / AgCl обладают высочайшей стабильностью, а электроды из Ag / AgCl с гальваническим покрытием работают почти так же.

Потенциал полуячейки Ag / AgCl электрода обычно оценивается примерно в 0.На 22 вольта выше, чем потенциал половины ячейки водородного электрода, который произвольно был определен как 0 вольт. Этот потенциал полуэлемента будет изменяться в зависимости от проводящего электролита. Если ионная концентрация электролита насыщена, потенциал полуэлемента снижается примерно до 0,20 вольт. Когда концентрация ионов ниже, как в морской воде, потенциал полуячейки увеличивается примерно на 0,27 вольт. Когда два электрода Ag / AgCl используются для регистрации биопотенциалов, потенциалы полуэлементов компенсируются в измерительной петле, поэтому усилитель записывает только сигнал биопотенциала, очевидный в объеме ткани.

Электроды из золота, олова, нержавеющей стали и углерода

В качестве кожного электрода можно использовать любой металл, например золото, серебро, олово или нержавеющую сталь. Золото и олово часто используются для некоторых видов регистрации биопотенциалов, обычно для ЭЭГ. Исторически сложилось так, что Collodian (адгезивный и проводящий электродный гель) использовался с оловянными или золотыми чашечковыми электродами для записи ЭЭГ высокой плотности. Эти электродно-гелевые конфигурации обеспечивают очень низкий контактный импеданс к коже головы, небольшую площадь адгезионного контакта и надежны для постоянного использования.

Металлические электроды поляризуемы. Поляризуемость означает, что соединение металлический электрод — гель — кожа со временем будет развивать потенциал смещения, поскольку ток проходит через соединение. Эта характеристика делает электрод менее полезным для регистрации низкочастотного биопотенциала (менее 0,1 Гц), поскольку изменяющиеся потенциалы смещения могут маскировать лежащие в основе медленные биопотенциальные сигналы.

Электроды из углеродной композиции — это гибкие токопроводящие электроды, состоящие из пропитанной углеродом резины.Эти электроды используются в качестве стимулирующих электродов, обычно при чрескожной стимуляции нервов. Эти электроды очень шумят и не подходят для регистрации биопотенциалов общего назначения.

Тип геля электрода и содержание ионов — гипертонический, гипотонический и изотонический

Для электродных гелей (электролитов), чем выше содержание хлоридной соли, тем выше проводимость электрода. Предварительно желированные поверхностные электроды с более высоким содержанием соли полезны для быстрых и высококачественных измерений биопотенциалов после того, как электроды приложены к поверхности кожи.Кроме того, влажные (жидкие) гели еще больше ускоряют этот процесс, поскольку электролит легче и быстрее мигрирует в поверхностные слои кожи. Электроды с высокой проводимостью обычно имеют меньше артефактов из-за низкого генерируемого импеданса между электродом и поверхностью кожи.

Чем меньше содержание хлоридной соли в электролите, тем менее проводящий электрод. Однако по мере того, как содержание хлоридов падает до 10% или менее, электрод / электролит можно все чаще использовать для длительной записи (более 2 часов), что снижает вероятность раздражения кожи.Кроме того, если электролит заключен в гидрогель, он мягче воздействует на кожу, чем влажные (жидкие) гели с той же концентрацией соли. Электролиты на основе гидрогеля не будут мигрировать на поверхность кожи так легко и быстро, как влажные гели. Для 24-часовой регистрации биопотенциала, не требующей изотонических электролитов, обычно подходит гидрогелевый электролит с содержанием хлоридной соли 4-5%.

В наиболее эффективных электродах используется проводящий, полужидкий, эластичный слой между кожей и фиксированным проводящим элементом электрода.Этот слой обычно представляет собой проводящий гель. Гель обычно имеет водную основу и содержит ионные компоненты, возникающие в результате добавления хлоридной соли. Гипертонический гель содержит больше ионов, чем характерно для поверхности кожи. Гипотонический гель имеет меньшее содержание ионов, чем типичное для поверхности кожи. Изотонический электродный гель имеет такую же ионную концентрацию, что и эккринные железы кожи.

Для измерения электродермальной активности важно использовать электрод с таким же (изотоническим) содержанием хлоридной соли, как на поверхности кожи, чтобы не перенасыщать или гипонасыщать эккринные железы.Кожный пот является слабым электролитом и может считаться тонически эквивалентным примерно 0,3% (0,05 молярному) раствору хлоридной соли. Использование изотонического электродного геля создает основу для неинвазивных измерений EDA, поэтому эти измерения будут иметь минимальное влияние на химию участка кожи. На практике для измерений EDA обычно подходит электролит с концентрацией хлоридной соли от 0,1% до 0,5%, причем концентрации в диапазоне от 0,3% до 0,5% являются несколько более стабильными при использовании электродов Ag / AgCl из-за более высокого содержания электролита. Cl- ионное содержание.

Физиологический раствор, который изотоничен плазме человека по отношению к мембранам эритроцитов, представляет собой примерно 0,9% (0,153 молярный) раствор хлоридной соли. При воздействии физиологического раствора эритроциты не уменьшаются в размере и не набухают.

Проблема с изотоническими и гипотоническими гелями электродов заключается в том, что они приводят к высокому контактному сопротивлению электрода. Этот более высокий импеданс может привести к увеличению шума из-за возможного снижения общего коэффициента подавления синфазного сигнала усилителя и воздействия токов смещения, происходящих из окружающей среды.Также будет повышенный тепловой шум из-за более высокой действительной части контактного импеданса. Импеданс соединения электрод / кожа сильно зависит от типа электролита и концентрации хлоридной соли. Например, гидрогелевый электрод с концентрацией хлорида 4% будет иметь импеданс примерно в 10 раз выше, чем электрод из влажного жидкого геля с концентрацией хлорида 10%, после первого нанесения на кожу.

Гель для гипертонических электродов используется для получения высокой проводимости соединения электрод-кожа.Соединение электродов с высокой проводимостью полезно при регистрации биопотенциала, поскольку более низкое контактное сопротивление приводит к улучшенному коэффициенту подавления синфазного сигнала усилителя, уменьшению воздействия токов смещения из окружающей среды и снижению высокочастотного шума. Использование гипертонического геля для электродов может кратковременно увеличить дрейф низкочастотной базовой линии, поскольку перенос ионов происходит через соединение электрода с кожей. Однако через некоторое время (несколько минут) базовая линия обычно становится более стабильной.Гель гипертонического электрода не влияет на качество измерений биопотенциала, которые состоят из высокочастотной информации, такой как общие сигналы ЭМГ, ЭКГ или ЭЭГ. Умеренно гипертонический электродный гель (молярность в диапазоне 0,5-2,2 моль / л) при использовании с электродами Ag / AgCl, по-видимому, обеспечивает стабильные базовые потенциалы электрода и улучшает качество измерений для всех медленных записей биопотенциала, включая уровень кожного потенциала / реакцию , Электрогастрограмма и медленный корковый потенциал.

Следующая реакция определяет потребность в гелях Cl-:

Ag + Cl- <=> AgCl + е-

В электролите требуется достаточное количество хлорид-ионов для поддержания стабильности общего потенциала электрода (Vt).Как правило, для регистрации биопотенциала молярность иона хлора в электролите от 0,5 до 2,5 (моль / литр) в сочетании с электродами Ag / AgCl обеспечивает наиболее стабильную конфигурацию электрода / электролита / поверхности кожи. Спеченные (обычно многоразовые) электроды из Ag / AgCl обладают высочайшей стабильностью, а плакированные (обычно одноразовые) электроды из Ag / AgCl работают почти так же.

Химический состав электролитов NaCl:

NaCl имеет один атом натрия и один атом хлора на молекулу. Натрий имеет атомный вес 22.99 г / моль, а атомный вес хлора составляет 35,45 г / моль. Соответственно, NaCl имеет молекулярную массу в граммах:

(1) * (22,99) + (1) * (35,45) = 58,44 г / моль

Процентная концентрация (вес на объем) — это количество граммов растворенного химического вещества на 100 миллилитров раствора. Умножьте процентную концентрацию на 10, чтобы получить количество граммов растворенного вещества в одном литре раствора.

Примеры :

5% раствор NaCl будет содержать (5 * 10) или 50 граммов NaCl в одном литре раствора.Чтобы определить молярность (моль / литр) раствора, разделите количество граммов на молекулярную массу в граммах:

50 г / (58,44 г / моль) = 0,856 молярный раствор NaCl

0,3% раствор NaCl будет содержать (0,3 * 10) или 3 грамма NaCl в одном литре раствора. Чтобы определить молярность (моль / литр) раствора, разделите количество граммов на молекулярную массу в граммах:

3 грамма / (58,44 грамма / моль) = 0,051 молярный раствор NaCl

Для определения молярности ионов Cl- или Na + в растворе определяют отношение атомов к молекулам.В случае растворов NaCl молярность будет одинаковой для ионов NaCl, Na + и ионов Cl-, потому что в каждой молекуле хлорида натрия есть один атом натрия и один атом хлора.

Подготовка кожи для измерения биопотенциала

Для обеспечения максимальной проводимости электрода по отношению к коже кожу следует слегка оттереть мягкой абразивной салфеткой, такой как ELPAD от BIOPAC. Не рекомендуется протирать спиртом для улучшения проводимости, так как это только высушит поверхность кожи.Слегка отшлифуйте верхний слой эпидермиса, чтобы эффективно удалить омертвевшие клетки кожи и подготовить участок кожи для создания пути с высокой проводимостью после наложения гелеобразного электрода.

После нанесения электрод может быть проверен на надежное гальваническое соединение с кожей с помощью проверки импеданса. EL-CHECK от BIOPAC можно использовать для измерения импеданса между любыми двумя нанесенными поверхностными электродами. Поскольку каждый переход электрод / электролит образует половину ячейки, измерения импеданса более точно измеряются на некоторой частоте, находящейся в полосе биопотенциалов.EL-CHECK работает путем подачи среднеквадратичного постоянного тока 3,5 мкА с частотой 25 Гц через электроды, проходящие проверку импеданса. Сообщается полный цикл последовательного импеданса, включая соединение электродов с кожей и полное сопротивление соединительного тела. В идеале показание должно составлять 10 000 Ом или меньше (примерно 5000 Ом на электрод). На практике усилители биопотенциала BIOPAC очень устойчивы к импедансу электрод / кожа, даже выше 50 000 Ом. Однако записи самого высокого качества всегда будут сопровождаться импедансом перехода электрод / кожа 10 000 Ом или меньше.

Влажные, сухие и емкостные поверхностные электроды

Влажные электроды включают слой электролита между кожей пациента и проводящей подложкой электрода (обычно Ag / AgCl). Этот тип электродов обеспечивает самый низкий уровень шума и максимальную ширину полосы пропускания сигнала. Эти электроды также оптимальны для измерения биоэлектрических потенциалов с очень низкой частотой, поскольку они устанавливают путь постоянного тока к источнику сигнала. В сухих электродах не используется какой-либо электролит между проводящим электродом и поверхностями кожи, кроме пота кожи.Сухие электроды, если они касаются кожи напрямую, могут обеспечивать как гальванические (с прямой связью), так и емкостные (связанные с током смещения) пути электрического тока между поверхностью кожи и электродом. Сухой электрод, не имеющий прямого пути прохождения тока, считается только емкостным. Проводящий материал, покрытый электроизоляционным слоем, можно использовать в качестве сухого электрода без прямого пути прохождения тока, и он может функционировать как электрод с емкостной связью, даже когда он помещен непосредственно на поверхность кожи.Электроды с емкостной связью могут определять биопотенциалы на некотором расстоянии от места записи. Эти электроды работают только с помощью токов смещения, поэтому они неспособны передавать сигналы с понижающейся частотой. Поскольку сухие электроды не содержат слоя электролита, их легче наносить, чем мокрые электроды.

Артефакт движения

Артефакт движения включает в себя диапазон сигналов, которые могут быть произведены во время любого движения, которые действуют для маскировки сигналов, представляющих интерес.Артефакты движения имеют много источников, в следующем списке указаны некоторые наиболее часто встречающиеся артефакты:

1. Соединения электрод-электролит-поверхность поверхности

Множественные переходы на границе раздела электрод-электролит-кожа вызывают потенциалы. Эти потенциалы чувствительны к артефакту движения. Когда электрод прижимается к коже, изменения потенциала могут легко достигать 1 мВ по величине. При движении электрода из стороны в сторону по коже легко получить потенциал около 500 мкВ.Кроме того, соединение электрод-электролит может создавать артефакты при механическом воздействии. Электрод Ag / AgCl будет производить сигнал до 1,5 мВ при перемещении в электролите. Этот потенциал можно уменьшить, исключив движение электролита относительно электрода Ag / AgCl, разместив переход электролит / электрод на одном конце небольшой полости. Для удержания геля в этой небольшой полости рядом с электродом используется инертная сетка.

2. Изменения кожного потенциала, связанные с растяжением

Верхний поверхностный слой кожи немного более отрицательный (приблизительно 5 мВ), чем нижележащие слои.Считается, что этот потенциал представляет собой потенциал соединения между электролитом и нижележащими слоями кожи. Растяжение кожи снижает величину этого потенциала. Если поверхностный электрод помещен поверх кожи, подлежащей растяжению, электрод будет передавать это изменение напряжения. Слегка отшлифуя поверхность кожи, можно существенно снизить кожный потенциал.

3. Трибоэлектрический эффект

Трибоэлектрический эффект — это образование электрического заряда в результате трения между некоторыми типами материалов.Статическое электричество в значительной степени является результатом трибоэлектрического эффекта. В контексте артефакта движения трибоэлектрический шум — это внутренний шум, генерируемый изгибом или вибрацией кабеля, который может переносить очень слабый сигнал до его усиления. Движение кабеля может привести к трению между различными проводниками и изоляторами кабеля. В свою очередь, это трение может создавать трибоэлектрический шум. Этот вызванный трением электрический шум может легко превзойти по величине интересующий сигнал.

Для снижения трибоэлектрического шума в кабельных системах можно использовать специальный малошумящий кабель. Этот кабель минимизирует возможность трения между слоями кабеля, использует материалы, которые создают низкий трибоэлектрический шум при контакте, и включает проводящие слои для отвода любых трибоэлектрических зарядов.

4. Закон Фарадея, эффект Холла и закон Ленца

Закон Фарадея:

Любое изменение магнитного поля в электрической цепи вызовет генерацию электродвижущей силы (напряжения) в цепи.

E (вольт) = B (тесла) xL (метры) xV (метры / сек)

Эффект Холла:

Когда движущиеся заряды (ток) движутся по проводнику перпендикулярно магнитному полю, возникает перепад напряжения (напряжение Холла) поперек (поперек) тока в проводнике.

Закон Ленца:

Индуцированная ЭДС в электрической цепи из-за изменения магнитного поля генерирует ток, противодействующий изменению магнитного поля.Соответственно, этот ток приведет к возникновению механической силы, противодействующей движению магнитного поля относительно цепи.

В частности, в контексте артефакта движения любая проводящая цепь, движущаяся в магнитном поле, будет генерировать напряжение. Магнитное поле Земли составляет примерно 50 uTesla. Проводник длиной 1 метр, движущийся через это поле со скоростью 1 метр / сек в ориентации, позволяющей максимально разрезать силовые линии, приведет к возникновению ЭДС 50 мкВ между концами проводника.

5. Смещение тока смещения

Когда к двум изолированным проводникам прикладывается переменная разность напряжений, между проводниками протекает ток смещения. Этот принцип ярко проявляется в работе конденсатора или линии передачи. При движении между проводниками величина тока смещения будет изменяться по мере изменения расстояния между проводниками. Расстояние между проводниками обратно пропорционально эффективной емкости между проводниками.

В типичной лабораторной среде заряд изолированного объекта будет зависеть от величин тока смещения и связанных путей в окружающей среде. В первую очередь, величины тока смещения будут определяться местными источниками переменного напряжения высокого уровня в окружающей среде. Как правило, самым крупным источником является электросеть, обеспечивающая электроэнергию. Напряжение будет в диапазоне от 120 до 240 В переменного тока, а частота переменного тока — от 50 до 60 Гц.

Когда объект движется вокруг окружающей среды, в которой такое описанное переменное напряжение (ЭДС), эта ЭДС будет индуцировать переменный заряд на субъекте.Переменный заряд на объекте будет варьироваться по величине в зависимости от потока смещающих токов, окружающих объект. По мере того, как субъект приближается к исходной ЭДС, при прочих равных, заряд на субъекте будет приближаться к уровню исходной ЭДС.

6. Магнитогидродинамика

Магнитогидродинамика — это раздел физики, изучающий поведение электропроводящих жидкостей в магнитных полях. Наблюдаемое поведение во многом подчиняется законам Фарадея и Ленца.Явления магнитогидродинамики (МГД) очень выражены и легко наблюдаются при выполнении измерений ЭКГ на объекте во время процедур магнитно-резонансной томографии.

Влияние статического магнитного поля на кровоток внутри сосудистой системы человека приводит к МГД-эффекту. Этот эффект приводит к дополнительному сигналу напряжения (эффект Холла), который накладывается на сигнал ЭКГ. Эта суперпозиция делает невозможным выполнение обычного диагностического анализа сигнала ЭКГ, если к сигналу не применяются специальные математические вычисления для компенсации эффекта МГД.

Кровоток в аорте максимален во время систолы, что соответствует сегменту ST на ЭКГ. Из-за эффекта Холла максимальный эффект МГД будет достигнут во время сегмента ST, что приведет к повышению зубца T. Кроме того, абсолютный кровоток (ударный объем) снижается в присутствии магнитного поля в соответствии с законом Ленца.

Точечные и полосковые электроды

Точечные электроды — это поверхностные электроды, которые обычно создают круглую или полукруглую область контакта с кожей посредством нанесенного электролита.Ленточные электроды линейно контактируют с кожей. В этом более позднем случае линия контакта имеет определенную ширину, и эта ширина устанавливается на сравнительно большом расстоянии. Ленточные электроды идеально подходят для создания эквипотенциальных линий, чтобы четко идентифицировать определенные точки измерения в объемном проводнике. Область контакта полоски более проводящая, чем подлежащая ткань; таким образом, полоска заставляет все точки соприкосновения с кожей вдоль периферийной полоски подавать один и тот же потенциал. Этот тип электрода используется для измерений импедансной кардиографии и плетизмографии.

Эквипотенциальные линии

Эквипотенциальная линия — это линия, проходящая вдоль тела испытуемого, которая должна иметь одинаковый потенциал. В некоторых типах регистрации биопотенциала, таких как измерения биоимпеданса, исследуемые объемы ткани обычно ограничиваются эквипотенциальными линиями. Типичные измерения биоимпеданса включают импедансную кардиографию, импедансную плетизмографию и импедансную пневмографию.

В случае измерения импедансной кардиографии постоянный и переменный ток вводится между верхней частью шеи и нижней частью туловища, тогда как электроды контроля напряжения расположены внутри этого ограниченного объема.Обычно электроды контроля напряжения используются для установления эквипотенциальных линий в нижней части шеи и средней части туловища.

Эквипотенциальную линию можно установить на поверхности тела человека с помощью полосковых или точечных электродов. В общем, более эффективно и прямо использовать полосковые электроды для создания эквипотенциальной линии, потому что низкий импеданс электрода автоматически устанавливает эквипотенциальную линию вдоль границы контакта электрод / кожа. По крайней мере, два точечных электрода необходимы для создания окружной эквипотенциальной линии.

Характеристики дрейфа — электроды и электролиты:
Общая дискуссия о биопотенциальных электродах:
Стимуляция электродами:
Диссертация по электродам — общий объем:
Хранение и стабильность электрода Ag / AgCl
Типы электродного геля:
Модель импеданса кожи к электроду:
Сухие электроды и электроды с емкостной связью:
Методы подготовки кожи:
Артефакт движения — Текстильные электроды:
Кожный потенциал, связанный с растяжением:
Шум в записях биопотенциала:
Генератор скакалки:
EDA измерений:
Магнитогидродинамические искажения в МРТ: