利用傳感器來為醫(yī)院節(jié)約設(shè)備空間

　　醫(yī)療設(shè)備的部件微型化是受大多數(shù)醫(yī)院青睞的，醫(yī)療設(shè)備的部件微型化除了能夠為醫(yī)院節(jié)省病房空間外還能使醫(yī)護人員更為方便的工作。本文主要描述了使傳感器采用4中方法來減小醫(yī)療設(shè)備的大小。

　　部件微型化是許多醫(yī)療器械(包括分析檢測設(shè)備、呼吸機、輸液泵等)設(shè)計和開發(fā)的重要內(nèi)容。更小更輕的部件能夠節(jié)約病房空間，并且能夠使設(shè)備放置在距離病人更近的位置，使醫(yī)護人員有更多的工作空間。

　　更小更輕的部件還能夠提高許多醫(yī)療器械的便攜性。例如，便攜的呼吸器能夠方便醫(yī)護人員在需要時將設(shè)備迅速從一個房間移到另外一個房間，而不必在每個病床前都配置一個大型設(shè)備。更小的部件還能夠幫助研發(fā)人員開發(fā)尺寸小、重量輕的可穿戴式醫(yī)療設(shè)備，從而使病人在術(shù)后恢復或接受慢性病治療時能夠更加自由地活動。

　　設(shè)備微型化還使在外科手術(shù)設(shè)備等醫(yī)療器械中使用傳感器成為可能——這些設(shè)備以前并未使用傳感器。傳感器制造商可通過四種方法幫助設(shè)計人員減小醫(yī)療設(shè)備尺寸，包括提供靈活的封裝選項、減小傳感器集成電路尺寸、集成多種傳感器功能以及裝置智能化。

　　靈活的封裝選項

　　霍尼韋爾傳感與控制部開發(fā)的傳感器可提供多種機械接口、安裝選項及I/O選項，使醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計人員能夠選擇最適合產(chǎn)品總體設(shè)計的封裝方式。選擇正確的接口還能夠減小電路板尺寸，降低產(chǎn)品成本。這對于傳感器需要盡可能接近測量介質(zhì)，以實現(xiàn)精確測量的應(yīng)用特別重要，例如，在透析治療中測量透析液及靜脈血壓。

　　另外，多種安裝選項也方便設(shè)計人員能夠更加靈活地安排傳感器在印刷電路板(PCB)上的方向，節(jié)約安裝空間，此外還能簡化產(chǎn)品組裝，加快組裝速度，從而實現(xiàn)最佳的整體系統(tǒng)。

　　例如，采用歧管安裝選件時設(shè)計人員不必使用管道及相關(guān)連接件，減小了總體產(chǎn)品尺寸。這種安裝方式使許多醫(yī)療設(shè)備受益，包括輸液泵、分析儀器設(shè)備、呼吸器以及傷口治療設(shè)備等。

　　說明：霍尼韋爾傳感與控制部的TruStability電路板安裝型壓力傳感器提供多種端口連接、安裝選項及I/O選項，方便醫(yī)療器械設(shè)計人員選擇正確的接口及封裝以減小電路板尺寸。TruStability壓力傳感器都經(jīng)過了完全補償、標定和放大，從而減少系統(tǒng)部件數(shù)量，并降低成本。同樣，霍尼韋爾傳感與控制部還能提供適用液體介質(zhì)的選項。

　　更小的傳感器集成電路

　　傳感器制造商是能夠控制傳感器所有部件(包括傳感元件、密封件、外殼、封裝等)的設(shè)計和制造，優(yōu)化傳感部件性能和尺寸的生產(chǎn)商。

　　傳感器與周圍機械結(jié)構(gòu)之間存在不容忽視的相互影響。為了開發(fā)出盡可能小的傳感器，制造商需要掌握傳感器封裝內(nèi)的所有材料和部件的特性，包括傳感元件、塑料、鉛片等，否則就無法設(shè)計出最出色的傳感器。

　　例如，救護車上使用的呼吸器經(jīng)常要承受極端的溫度條件，而呼吸設(shè)備上的壓力傳感器將會隨溫度變化擴張和收縮，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，如發(fā)生扭曲變形。如果傳感器的封裝出現(xiàn)移動、收縮、擴張或扭曲，那么傳感芯片將發(fā)生彎曲，進而影響傳感器性能。如果傳感器制造商能夠?qū)θ康闹圃爝^程進行有效控制，包括材料、傳感器芯片以及封裝等，就能夠在設(shè)計傳感器時考慮不同溫度條件下的傳感器性能變化，從而開發(fā)出具有理想封裝尺寸的產(chǎn)品，以適應(yīng)任何機械應(yīng)力或溫度應(yīng)力。

　　多功能集成傳感器

　　隨著醫(yī)療保健供應(yīng)商業(yè)務(wù)開始向家庭護理轉(zhuǎn)移，減小呼吸治療及診斷設(shè)備等醫(yī)療器械的尺寸勢在必行。在許多情況下，醫(yī)療設(shè)備設(shè)計人員希望能夠設(shè)計出集成多種功能的傳感器，例如將溫度和濕度檢測功能集成到一個傳感器內(nèi)。這樣就能夠節(jié)約電路板空間，減小醫(yī)療設(shè)備的尺寸，或?qū)崿F(xiàn)更高級功能，降低傳感器的復雜性。

　　從組裝和制造角度來看，多功能集成傳感器還具有許多其他優(yōu)勢，例如能夠方便設(shè)計人員在電路板上只放置一個而非兩個傳感器，從而消除了PCB板至微處理器的板跡線，節(jié)約空間，使設(shè)計確認過程更加簡單。

　　放置一個而非兩個傳感器還能夠降低材料費用，減少裝配和制造錯誤，且所需連接件更少(連接件極易出現(xiàn)故障)，因此多功能集成傳感器更可靠。

　　說明：霍尼韋爾節(jié)約空間的HumidIcon型數(shù)字濕度/溫度傳感器在一個微型封裝內(nèi)實現(xiàn)了兩個功能。HumidIcon傳感器還可以在低至2.3Vdc的電壓下工作，因此適用于低功耗便攜式應(yīng)用，可節(jié)約電能，延長電池壽命。

　　設(shè)備智能化

　　設(shè)計人員還可在傳感器模塊內(nèi)集成更多智能裝置來減小產(chǎn)品尺寸，這一方法能夠使傳感器實現(xiàn)完全標定、溫度補償和信號放大功能，輸出更高分辨率的數(shù)字信號。這一特性減少了PCB板上的電子元件數(shù)量，因此減小了產(chǎn)品尺寸、重量并降低了成本。

　　選擇HumidIcon傳感器，您就不再需要使用電阻器和放大器等外部元件來補償和標定傳感器信號，設(shè)計人員也無需進行補償和標定測試(測試占用大量時間且成本高昂)，因此這種傳感器可大大縮短制造周期。

　　數(shù)字接口同樣也會影響產(chǎn)品的微型化。無需使用電阻器、電容器及放大器等其它元件，傳感器通過數(shù)字接口就可以直接連接到微處理器，由此節(jié)約了PCB板空間。

　　除了更小的封裝、傳感器集成和裝置智能化以外，尋求減小產(chǎn)品尺寸的醫(yī)療器械設(shè)計人員還要考慮許多其它因素，如以低電壓和低功耗實現(xiàn)更長的電池使用壽命等。喚醒/睡眠模式是延長電池使用壽命的重要方法，這一功能能夠減小電源尺寸，進而減小醫(yī)療器械的重量。

　　傳感器對液體介質(zhì)的兼容性也是設(shè)計人員的關(guān)注點之一。例如，在壓力測量醫(yī)療應(yīng)用中，壓力傳感器經(jīng)常要暴露在各種液體介質(zhì)中，如血液、水或化學制劑等。如果傳感器不能兼容應(yīng)用中的液體介質(zhì)，那么設(shè)計人員就需要確保傳感器具有可靠的防護，以免傳感器發(fā)生故障—這通常需要使用額外的部件來保護傳感器，從而占用了更多空間。

　　高部件靈活性可方便醫(yī)療器械工程師選擇合適的傳感器。傳感器制造商提供了大量選項，包括端口、安裝選件、封裝、電壓范圍、數(shù)字/模擬輸出、液體介質(zhì)兼容性，使設(shè)計人員能夠快速選擇滿足應(yīng)用需求的產(chǎn)品，不必選用成本昂貴的定制化服務(wù)。同時，這也讓他們能夠快速地更改設(shè)備設(shè)計和規(guī)格，不會增加額外的成本或延誤產(chǎn)品上市。