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兼容液體介質(zhì)的壓力傳感器改善醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2014-05-20 來源:霍尼韋爾傳感與控制部電子傳感器全球產(chǎn)品總監(jiān)AJ Smith 收藏

  目前,市面上的種類繁多,令人眼花繚亂。但是對(duì)于醫(yī)療系統(tǒng)OEM來說,要為具備在液體感應(yīng)或冷凝潮濕應(yīng)用中的選擇最佳壓力,絕非易事。設(shè)計(jì)人員需要選擇在技術(shù)功能、可靠性和具體應(yīng)用成本之間達(dá)到良好平衡的。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/247088.htm

  對(duì)于要求具備液體介質(zhì)兼容性的應(yīng)用要求,的設(shè)計(jì)者們歷來都沒有多少選擇空間。在液體兼容的電路板安裝型傳感器面市之前,設(shè)計(jì)者們唯一的選擇就是介質(zhì)隔離型壓力傳感器?,F(xiàn)如今,在處理較高壓力(如,壓力高于150 psi)時(shí),我們依然會(huì)選擇介質(zhì)隔離型壓力傳感器;而對(duì)于較低壓力,該類傳感器與電路板安裝型傳感器相比,個(gè)頭太大,價(jià)格也太昂貴。

  如果應(yīng)用環(huán)境為中間強(qiáng)度的壓力,并且傳感器必須與C類應(yīng)用中的液體或潮濕氣體接觸,最佳選擇又是什么呢?

  C類應(yīng)用包括氣/液相色譜儀、化學(xué)分析儀和血液診斷設(shè)備等,這些設(shè)備的關(guān)鍵要求是準(zhǔn)確測(cè)量試劑、試樣和清洗液的壓力。根據(jù)給定的壓力范圍(通常低于150 psi)和尺寸限制,電路板安裝型壓力傳感器是首選。

  設(shè)計(jì)者通常選擇將傳感器放置在離待測(cè)介質(zhì)盡可能近的地方,以便獲得最準(zhǔn)確的讀數(shù)。但是,如果壓力傳感器與待測(cè)液體不兼容,這會(huì)給設(shè)計(jì)人員造成大麻煩,迫使他們?yōu)閭鞲衅魈砑颖Wo(hù)功能。在很多情況下,這些額外的組件會(huì)明顯增加醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)間和成本。

  即使是在流體通常不會(huì)接觸傳感器的診斷應(yīng)用中,設(shè)計(jì)者們?nèi)匀恍枰紤]最壞的情形,如在應(yīng)用中可能出現(xiàn)過壓或液體在管中流動(dòng)超過預(yù)設(shè)值而觸及傳感器等情況。

  設(shè)計(jì)者怎樣做才能確保傳感器與流體隔離呢?這就牽涉到管路的設(shè)計(jì),因此他們需要考慮組件在系統(tǒng)中的定位,以將流體與傳感器隔離開來,或是需要在設(shè)計(jì)中加入過濾器等附加組件,解決濕度的問題。

  為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)者們?yōu)獒t(yī)療設(shè)備挑選合適壓力傳感器工作量,傳感器廠商專門開發(fā)出針對(duì)性解決方案。這些解決方案不僅隔離了液體介質(zhì),而且免去了集成附加保護(hù)功能的需要,使得工程師無需修改設(shè)計(jì)便可確保液體與傳感器不會(huì)發(fā)生接觸,從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作。

  化學(xué)分析儀就是一個(gè)很有說服力的應(yīng)用示例,該析儀中使用了液體介質(zhì)兼容的電路板安裝型壓力傳感器。在化學(xué)分析儀中,需要使用移液管抽吸樣本液體,然后把樣本滴入樣本瓶進(jìn)行混合或分析。此時(shí)應(yīng)判斷移液管是否暢通或者是否正確放置在樣本瓶里,以保證液體量正確,而這就需要用到壓力傳感器。

  化學(xué)分析儀應(yīng)用中最基本要求就是以可重復(fù)的方式精確測(cè)量流過系統(tǒng)的特定液體量,因此壓力傳感器必須具備高精度和可重復(fù)性,可勝任低壓力工作要求,還要能夠耐受因沖洗或清洗液體通路而產(chǎn)生的較高壓力。

  霍尼韋爾傳感與控制部推出的24PC/26PC電路板安裝型壓力傳感器具有高分辨率和高可重復(fù)性,可檢測(cè)出微小的壓力變化并提供讀數(shù),并且能以可重復(fù)方式精確測(cè)量流經(jīng)系統(tǒng)的特定液體量,確保液體具有流量和流速(這對(duì)于分析設(shè)備的操作來說是核心要點(diǎn))。

  另外,霍尼韋爾24PC/26PC傳感器,對(duì)于要求差動(dòng)傳感器兩個(gè)壓力端口都接觸液體的應(yīng)用來說,是獨(dú)一無二的解決方案。

  在呼吸機(jī)應(yīng)用中,壓力傳感器用于測(cè)量病人吸入和呼出的氣流,因此需要具備高度穩(wěn)定性和高度準(zhǔn)確性的測(cè)量要求,以便精準(zhǔn)測(cè)量空氣和氧氣壓力,防止其超過設(shè)定值?;裟犴f爾HSC/SSC TruStability傳感器具有極嚴(yán)格的準(zhǔn)確性,能夠檢測(cè)的壓力范圍可低至250 Pa(1英寸水柱),能完美勝任此種應(yīng)用。另外,該傳感器還支持I2C或SPI數(shù)字輸出,可與微處理器和微控制器直接對(duì)接,既簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),又改進(jìn)了性能。

  霍尼韋爾TruStability壓力傳感器系列具有廣泛配置,使設(shè)計(jì)與開發(fā)都很輕松。

  TruStability HSC/SSC系列壓力傳感器配有一系列液體介質(zhì)選項(xiàng),能在與液體介質(zhì)或凝露環(huán)境直接接觸的條件下穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)靠近患者放置傳感器時(shí),這些選項(xiàng)是關(guān)鍵的考慮因素,尤其是在呼吸機(jī)的呼氣部分,傳感器必須耐受病人咳嗽和吐氣造成的高濕度空氣。

  24PC/26PC和TruStability HSC/SSC壓力傳感器,可直接置于化學(xué)分析儀、呼吸機(jī)、血液分析機(jī)或其他相似類型的醫(yī)療設(shè)備的介質(zhì)通路中,從而能獲得最佳的壓力讀數(shù)。此外,該傳感器配有大量可選模式,不僅具有極高的靈活性,還具備其他多種特性,如壓力范圍、封裝類型和數(shù)字/模擬輸出范圍等。所有傳感器均可耐受各種非腐蝕性、去離子液體或氣體等應(yīng)用環(huán)境。

  選擇壓力傳感器

  在醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用設(shè)計(jì)中,有一點(diǎn)很關(guān)鍵,設(shè)計(jì)人員需要了解哪些類型的液體將會(huì)與壓力傳感器接觸,以便選擇能夠兼容特定液體的合適的傳感解決方案。他們還需要深入領(lǐng)會(huì)壓力類型和范圍、準(zhǔn)確性、電源電壓、封裝要求和輸出類型等其他關(guān)鍵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

  為便于實(shí)際操作,設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮兼容液體介質(zhì)、并具有完全補(bǔ)償、放大和校準(zhǔn)特性的壓力傳感器。這樣的傳感器能夠提供放大信號(hào),避免在印刷電路板上設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)節(jié)組件的需要,由此可帶來節(jié)省空間、性能可靠、成本更低以及設(shè)計(jì)時(shí)間更短等益處。

  當(dāng)然,無論如何都應(yīng)首先根據(jù)應(yīng)用來確定最佳選擇,如在報(bào)警電路等應(yīng)用中,設(shè)計(jì)者可能會(huì)優(yōu)先選擇兼容液體介質(zhì),但是無放大和補(bǔ)償特性的低成本壓力傳感器。

  同時(shí),應(yīng)尋找易于集成到設(shè)計(jì)中的壓力傳感器。這意味著設(shè)備應(yīng)提供多種端口類型、封裝和輸出類型(模擬和數(shù)字)選項(xiàng)。另外,傳感器的預(yù)檢驗(yàn),也是提高開發(fā)與生產(chǎn)周期的一大優(yōu)勢(shì)。

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