Baseline errors in cuff electromagnetic flowmeters

Abstract

An account is given of sources of baseline error which can occur in electromagnetic flowmeters used for measurement of blood flow in uncut blood vessels. A criterion is suggested for the baseline stability of a given system. The following factors are considered: phase drift, harmonics, coil leakage, common mode signals, multiple earths, balanced earths, eddy currents in metallic components, defective magnet switch, electrode effects, tissue phase angle, and external interference. Attention is drawn to the presence of axial potential gradient in electromagnetic flowmeters generally, and the way in which this can vary both with experimental conditions and with different types of flowmeter heads. Ways in which such an axial potential gradient can affect baseline are described. Electrode effects are considered in some detail, and it is shown how they can be reduced by recessing the electrodes in the wall of the flow tube.

Sommaire

Dans cet article il est question des sources d'erreurs de la ligne de base pouvant survenir dans les résultats fournis par les débitmètres électromagnétiques employés à mesurer le flux sanguin dans les vaisseaux intacts. Un critère de stabilité de la ligne de base est proposé pour chaque système. Les facteurs suivants sont étudiés: la dérive, les harmoniques, les pertes électromagnétiques de la bobine, les terres multiples, les terres équilibrées, les courants de Foucault dans les composantes métalliques, les effets d'électrodes, l'angle de phase des tissus et l'interférence externe. La présence du gradient de potentiel axial dans tous les débitmètres électromagnétiques est soulignée ainsi que les variations pouvant survenir dans ce phénomène en fonction des conditions expérimentales et les différents types de capteurs. Une description des effets possibles du gradient de potentiel axial est donnée. Les effets de l'électrode sont étudiés en détail et la possibilité de les réduire en plaçant les électrodes dans les parois du tube de débit est indiquée.

Zusammenfassung

Mögliche Ursachen von Fehlern bezüglich der Basislinie (Nullpunkt) bei elektromagnetischen Geräten zur unblutigen Blutstromstärkemessung werden zusammengestellt. Ein Kriterium der Nullpunktstabilität im Messsystem wird vorgeschlagen. Folgende Faktoren werden betrachtet: Phasenverschiebung, Harmonizität, Spulenverluste, gleichphasige Signale, mehrfache Erdung, abgeglichene Erden, Oberwellen in metallischen Komponenten, fehlerhafte Magnetschalter, Elektrodeneffekte, Phasenwinkel des Gewebes und externe Interferenz. Es wird darauf hingewiesen, dass im allgemeinen in elektromagnetischen Strömungsmessern axiale Potentialgradienten existieren. Einflüsse der Versuchsbedingungen und der Verwendung verschiedener Typen von Ableitelektroden auf diese Gradienten werden diskutiert. Es wird beschrieben, wie axiale Potentialgradienten die Basislinie beeinflussen. Elektrodeneffekte werden in Einzelheiten erörtert, und es wird gezeigt, dass sie vermindert werden können, wenn die Elektroden in die Wand der Strömungsröhre einbezogen werden.