search query: @keyword älymateriaali / total: 3
reference: 3 / 3
« previous | next »
Author:Haaja, Juha
Title:Magnetostriktiivisen materiaalin soveltuminen implantoitavan venytys-luudutuslaitteen voimanlähteeksi
Magnetostrictive material as the power source of an implantable distraction osteogenesis device
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:xi + 99 s. + liitt. 5      Language:   fin
Department/School:Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta
Main subject:Elektroniikan valmistustekniikka   (S-113)
Supervisor:Paulasto-Kröckel, Mervi
Instructor:
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203131425
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  743   | Archive
Keywords:magnetostriction
magnetic field
limb lengthening
smart material
magnetostriktio
magneettikenttä
venytysluudutus
älymateriaali
Abstract (eng): In this master's thesis the requirements of a power source for lower limb distraction osteogenesis were determined.
The result was that the required force output is between 800 - 2000 N.
After the derivation of requirements the possibility of fulfilling these requirements using a magnetostrictive material were assessed.
The assessment was done with a literature study and by designing test setups for the determination of the elongation properties of the magnetostrictive alloy.
The required field for the usage of the material was found to be 100 - 200 mT.

After this a magnetic coil that could be used in the treatment of lower limb length discrepancies using a magnetostrictive alloy was designed.
In addition to designing the coil the required power source for the coil was also designed along with the required control electronics.
The power source for the coil was realized using commercial power supplies but in addition to this the design principles for a power source using condensators and batteries.
The performance of both the coil and electronics were measured.
Due to the limitations in the available power through a common household power socket the magnetic field strength in the coil was only 110 mT.

As a result of the master's thesis it was found out that a Terfenol-D rod with a diameter of 7 millimeters and a length of 120 millimeters is capable of fulfilling the requirements of the distraction osteogenesis treatment.
Although then by using only 100 - 110 mT field strength the strain is only 100 µm which makes the designing of the mechanism for the lengthening of the implant very challenging.
By realizing the power source for the magnetic coil by using the condensators or batteries introduced in this master's thesis it is possible to reach 200 mT field strength which would allow a magnetostrictive strain of approximately 150 µm
Abstract (fin): Diplomityössä selvitettiin alaraajojen venytysluudutuslaitteen voimanlähteen vaatimukset keskittyen tarvittavaan voimantuottoon, jonka arvoksi saatiin 800 - 2000 N.
Voimanlähteen vaatimusmäärittelyn jälkeen selvitettiin, voidaanko vaatimukset täyttää käyttäen magnetostriktiivista materiaalia.
Tämä selvitys tehtiin kirjallisuuskatsauksen avulla sekä suunnittelemalla magnetostriktiivisen materiaalin karakterisointiin sopiva laitteisto ja suorittamalla materiaalin karakterisointi käyttäen tätä laitteistoa.
Karakterisoinnista saatiin tuloksena tarvittava kenttä, jotta materiaalia voitaisiin käyttää venytysluudutuslaitteen voimanlähteenä.
Vaadittavaksi kentäksi saatiin 100 - 200 mT.

Käyttäen tätä kentän arvoa suunniteltiin materiaalin käytön venytysluudutuslaitteen voimanlähteen hoitokäytössä mahdollistava magneettikela.
Kelan suunnittelun jälkeen suunniteltiin sen tehonsyöttö sekä tehonsyötön ohjaus.
Tehonsyöttö toteutettiin käyttäen kaupallisia virtalähteitä ja ohjaus käyttäen mikrokontrolleria.
Tämän lisäksi diplomityössä esitellään tehonsyötön toteutus käyttäen akustoa ja kondensaattoreja, jotka mahdollistavat suuremman virran syöttämisen magneettikelalle ja täten suuremman magneettivuontiheyden.
Kotihoitolaitteen suunnittelun jälkeen siitä saatava magneettivuontiheys mitattiin.
Tehonsyötön rajoitteista johtuen kotihoitolaitteen magneetti-vuontiheys jäi noin 110 milliteslaan.

Diplomityön tuloksena saatiin, että halkaisijaltaan noin 7 millimetrin Terfenol-D elementillä, jonka pituus on 120 millimetriä, pystytään täyttämään hoidon vaatimukset.
Tällöin käytettäessä 100 - 110 milliteslan kenttää venymä tosin jää noin 100 mikrometriin, mikä tekee venytysluudutuslaitteen koneiston suunnittelun haasteelliseksi.
Koti-hoitolaitteen tehonsyötön toteuttaminen akustolla tai kondensaattoreilla mahdollistaa 200 mT:n vuontiheyden saavuttamisen, mikä nostaa saatavan venymän noin 150 mikrometriin.
ED:2010-05-05
INSSI record number: 39546
+ add basket
« previous | next »
INSSI