在醫療器械行業,一個大趨勢是傳感器小型化,也就是開發更小、更輕便的設備,以應對醫院和家庭保健空間有限的挑戰,醫護人員可以迅速、簡單地將設備從一個病人轉移到另一個病人。呼吸器、診斷設備、泵和抽吸器現在都在進行改進,以適應這一趨勢。尤其是在歐美,健康護理產業的發展對推動醫療設備的小型化作出了重要貢獻,它們力圖使患者盡早從住院轉到家庭護理,而且家庭護理治療中便攜對患者接受護理和使用器械非常重要,這可以幫助他們獲得盡可能高的生活質量。
對于醫療器械設計者而言,設備的小型化不僅需要縮小產品尺寸,還需要設計出能實現多種配置及護理裝置。因此,傳感器制造商開始對設備小型化的需求作出反應,提供靈活的安裝選擇,更小的尺寸,并將多個傳感器功能整合成一個封裝。有時,一些傳感器甚至可以應用于一些之前從未涉及過的領域,例如外科手術器械。
該傳感器平臺提供多種機械接口、安裝方式、封裝類型和I/O選項,使醫療設備設計者可以為其應用選擇合適的接口,同時降低成本,減少電路空間。舉例來說,壓力傳感器可以集成在許多設計中,因為它提供了多種連接方法(端口風格)、封裝形式(DIP、SIP、表面安裝)和輸出(模擬或數字)選項。
柔性傳感器封裝選擇。
這種傳感器有靈活的封裝形式(包括歧管安裝和電纜組件選擇),這使得設計人員在PCB上放置傳感器時有更大的靈活性,同時,取消了管路及相關連接件的使用,使醫療器械外形更小巧,設計更簡單,組裝更快。柔性安裝選項也能確保傳感器準確地放置在所需位置,即病人位置或液體介質(例如血液、化學品或水)附近,以便進行準確、高精度的測量。
壓力傳感器
在很多應用中,傳感器能夠放在病人附近的位置是非常關鍵的,例如在透析應用中,精確測量透析液和靜脈壓力非常重要。一個壓力傳感器必須能精確監控透析液和血液的壓力,以確保它們保持在規定的范圍內。
這種類型的應用要求傳感器的外形必須很小,能承受液體介質。很多情況下,與液體介質不相容的感應器需要附加組件進行保護,這增加了產品的體積、成本和復雜程度。對于患者的呼吸情況,液體介質耐受性尤為重要,因為這里的傳感器必須能承受患者的咳嗽和呼出的濕空氣。
舉例來說,霍尼韋爾電路板安裝壓力傳感器和26PC循環壓力傳感器可以直接接觸液體,當病人用過的透析液過濾時,可以迅速地反饋透析液的壓力。它們也為透析儀制造商提供了多種端口的選擇和設計的封裝方案。
處理傷口用傳感器。
負壓傷是由于壓力傳感器微型化的另一種應用,它使傳感器可以在最小化成本的情況下,為產品提供了高可靠性和卓越質量。藉由平臺的方式,醫療設備制造商可將相同的傳感器用于不同的創面護理產品,設計者可根據特定的應用需求調整輸出。舉例來說,霍尼韋爾公司NBP系列電路板安裝基本型壓力傳感器提供一系列封裝類型、壓力范圍、外殼和端口選擇,使得它能更容易地集成到醫療設備中,同時兼顧成本。NBP系列傳感器封裝在一個7mmx7mm的空間中,可以滿足便攜式家庭保健產品對空間的需要。
觸力傳感器
在醫學應用中(例如輸注泵等),觸力傳感器被用來測量藥物輸輸管的壓力。這種傳感器采用壓阻技術,具有體積小、精度高、觸感可靠等特點(100ppm)。感應器對壓力變化的高度敏感,能盡早發現堵塞問題,及時發出聲響報警,通知醫護人員,從而提高了患者的安全。這兩種感應器的范圍也能縮小到不同的壓力范圍,包括0-1磅力(FS01)和0至3磅力(FS03),并對多種量程進行預先驗證,從而提高了設計的靈活性。
本發明可選配多種封裝形式,可根據各種連接方式安裝于設備管路,提供最大的靈活性,特別適用于輸液泵及透析場合。Honiwell的力傳感器具有多種封裝類型和結構尺寸,易于與有限空間的泵結合使用,便于攜帶,提高病人的生活質量。另外,霍尼韋爾的FSS和FSG觸力傳感器系列也加入了翼型插針,使得醫療設備制造商可以從通孔設計轉變為表面安裝,從而更有利于目前大規模生產。
集成元件
一些傳感器(例如溫度和濕度傳感器)整合了許多功能,這將進一步推動設備的小型化趨勢,提供多個組裝和制造優勢,包括:
-消除電路板上的多個傳感器,可以簡化設備的設計、制造和安裝。
-設備的功能得到加強。
-使病人更舒適和安全更舒適:因為設備上有集成傳感器,容易損壞的零件數目,而且連接點也更少,從而減少了潛在的故障來源。
-通過將PCB板移至微處理器的線路板,使設計驗證過程更為簡單。
-降低總費用。
這種傳感器內的智能設備本身也有助于實現產品的微型化。舉例來說,通過完全校準、溫度補償和放大傳感器,可以減少PCB板所需的零件數量,從而降低產品的尺寸、重量和成本。一般而言,這種設計不需要使用像電阻、放大器這樣的外部元件來補償和校準傳感器信號。正因為無需補償和校準,制造商可以省去測試過程中所花費的時間和費用,從而最終縮短產品的研發和生產周期。
生產商也可以通過增加傳感器數字接口的選件進一步消除外部電阻、電容和放大器。該數字式接口可以將傳感器信號直接與微處理器連接,從而節約了設計空間受限的醫療設備電路板空間。
舉例來說,霍尼韋爾的數字式溫濕度傳感器能夠提供帶溫度補償的數字I2C輸出,消除了與PCB板有關的信號調節元件,從而減少了線路板空間和相關元件的成本。這樣不但簡化了傳感器和單片機之間的集成,同時也消除了PCB上多信號調節元件伴隨帶來的各種問題。
該傳感器采用超小型表面安裝式封裝,有兩種結構:不帶濾網,不帶冷凝阻水濾器。該傳感器可工作于2.3V~2.3V電壓,可用于低功耗應用中,延長電池壽命,這對設備的便攜性能至關重要。
深圳市力準傳感技術有限公司是專業研發生產高品質力傳感器的廠家。主要產品有微型傳感器、拉壓力傳感器、軸銷傳感器、稱重測力傳感器、多維力傳感器、扭矩傳感器、位移傳感器、壓力變送器、液壓傳感器、變送器/放大器、控制儀表、以及手持儀等力控產品達千余種。產品可廣泛應用于多種新型和智能化高端領域,包括工業自動化生產線、3C、新能源、機器人、機械制造、醫療、紡織、汽車、冶金以及交通等領域。
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