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基于气流和硅基压力传感器的医疗设备中的应用介绍

? 2018年05月23日 01:00 ? 次阅读

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com 正如每种医疗过程的背后都有着一门真正的科学,在确定用于辅助疾病的诊断和治疗的复杂医疗设备中的气流和硅基压力传感器的背后也存在着一门科学。三种使用气流和硅基压力传感器的医疗应用是:麻醉机、睡眠呼吸机和医院诊断设备。

麻醉机

基于气流和硅基压力传感器的医疗设备中的应用介绍

麻醉机中使用的药剂为设备带来了独特的挑战。这些化学物质通常粘度较大,可能会在设备内部产生堆积。在制造此类设备时,必须考虑到这种因素,并采取相应恢复性措施。

因为医疗设备对于病人而言非常重要,所以要选择一个能够在设备的整个使用寿命中都能提供极好的灵敏度和精度的传感器。选择既能够满足性能需求,又能长期保持性能稳定的传感器,就能确保传感器在医疗设备的整个使用寿命期间正常使用。如果选择了正确的传感器,完全可以实现10年的传感器生命周期。

工程师应该考虑病人的呼吸频率。病人的范围可能包括从身体欠佳、呼吸频率较慢的成年人到身体健康、呼吸频率较快且肺活量较大的成年人。传感部分需要非常灵敏,以便正确地测量病人的吸气和呼气以及传递到气流之中的麻醉气体。因此,就会使用2个(有时是3个)气流传感器来测量特定的气动子系统。设计者可能应该为设备中所有重要的子系统设定一个专用的气流传感器。

因为麻醉药剂和高湿度加在一起会给传感器造成恶劣的环境,所以可以认为呼气电路中的差分压力传感器要优于气流传感器。差分压力传感器对于湿气、麻醉药剂和其他材料造成的气体介质污染的适应性要更强。

在需要高压输送源,或者传感器需要直接接触浓缩氧气或麻醉药剂的情况下,应使用与介质隔离的传感器。这时,选用与介质隔离的不锈钢压力传感器可能是最理想的,因为它较耐用。

如果需要便携式的设备,就应该考虑使用低功耗的气流和压力传感器,这可以减小所需要的电源的尺寸,并帮助限制单元的总重量。将传感器安装到气流通道的歧管处,可以帮助减小设计尺寸和重量。

另一项考虑因素是输出。数字输出,比如I2C和SPI协议,可以使传感器的分辨率以及与微处理器的集成得以最优化。但仍然存在着对模拟输出的需求,主要原因是,在某些安全电路中由于整流的需求不允许软件参与其中。用户可能希望使用传感器的原始输出来触发警报或安全状况。同时提供数字和模拟这两种选项的能力是很重要的。

最后,传感器的响应时间对于将麻醉药剂有效地输送给病人是至关重要的。使用现在的技术,麻醉机制造商能够实现1ms的响应时间。

睡眠呼吸机

基于气流和硅基压力传感器的医疗设备中的应用介绍

对于睡眠呼吸机而言,当涉及到总误差带时,通常更令人关注的是病人的舒适和方便,而对性能要求并不苛刻。因为它们通常是与加湿器协同使用的,所以它们需要在较高湿度的条件下运转并且保持稳定的性能。它们必须要耐用,因为它们通常在家庭环境中被各类人士操作使用。

用户对设备的要求主要集中在精度、稳定性、便携性和单元尺寸/重量方面。对噪声的要求也很重要,因为这种设备是在睡眠过程中使用。需要使用压降较低的气流传感器,因为如果压降太高,电机的工作强度就更大(压降等于传感器中的阻抗),从而增加噪声和缩短电机的使用寿命。

所以工程师应该选择能够以很低的速率来感应差分压力或气流的传感器。传感器应该能够测量病人呼吸的峰值,或者吸气和呼气之间的转折点。对于较复杂的睡眠呼吸机,有时会选择气流传感器而不是压力传感器,因为呼吸机需要在低气流水平时更为敏感。

一旦确定了压力、气流和介质需求,就该考虑精度和稳定性需求,包括总误差带。家用睡眠呼吸机必须要耐用,因为外在因素会影响单元性能。

出于价格方面的考虑,通?;嵫≡裨銮啃褪植?。与购买已经过放大的传感器相比,在稍后添加部件来调整信号大小会更加昂贵。同时,如果这样做的话,用于集成的时间将更短,这使得设计人员能够更快地实现传感器,并将最终设备更快地推向市场。

根据睡眠呼吸机类型的不同,机械要求(比如尺寸、安装和研孔)可能也会对设备的设计带来一定影响,因为客户希望得到体积更小、美观且便携的设备??赡芑剐杩悸强突W脊δ?,特别是对于CPAP(持续的正向呼吸道压力)应用,以尽量提高产品性能,从而最好地匹配病人的呼吸模式。

医院诊断设备

基于气流和硅基压力传感器的医疗设备中的应用介绍

医院诊断设备包括质谱仪、色谱仪(例如,用于气体、液体和高效液相色谱法)、实验室自动化系统以及分析仪,比如用于血液、血液学、免疫分析和临床化学等用途的分析仪。

在为医院诊断设备选择传感器时,高分辨率、高精度和高稳定性都是要着重考虑的关键因素。设备需要能够检测到甚至是最小的物质量。因此,诊断设备一般都具有最高的分辨率要求,通常是16位或更高。传感器的精度和稳定性对于获取精确的数据是很重要的,而精确的数据对于实验室检测结果至关重要,并会直接关系到病人的生命安危。

确定需要检测的压力和气流的全部范围和增量是需要考虑的首要因素。传感器在医院诊断领域的应用可能还要求具有与清洁、干燥的空气之外的其他介质的相容性。在有些诊断设备中,从塑料或粘合剂中释放出的气体,尽管数量微乎其微,也会污染样品并使测试结果产生偏差。精度,特别是对线性和滞后误差而言,都是很重要的。因为整个系统的灵敏度和所使用的传感器的灵敏度有关,所以应该尽量减小滞后作用。0.25%的精度误差是最佳的(非线性和迟滞误差),而0.5%通常是允许存在的最大值。

如上所述,高分辨率是至关重要的,这就是为什么诊断和分析设备的用户可能会选择未经放大的传感器以获取尽量多的核心/原始传感器输出,并自己来创建补偿和放大算法的原因。一些传感器制造商通过高分辨率的A/D转换器来提供带放大的产品。注意,高分辨率A/D转换器并不是传感器的分辨率——需要考虑传感器本身的分辨率。如果传感器的分辨率较低,那么A/D所具有的额外位数将只能提供额外的无用数据。

稳定性是非常重要的,因为漂移可能会意外地影响传感器的读数。如果传感器在设备制成之后发生漂移(校准在设备发运之前完成),结果就会出现偏差。传感器在制造和安装启用过程中,必须考虑如何防范热应力和机械应力的影响,因为这会影响到设备性能的稳定。在医院诊断应用中,对于与漂移和不稳定性有关的误差而言,0.5%或更低是可接受的最大值。

与其他医疗应用不同的是,对于诊断设备而言,尺寸并不是特别关键的因素,因为它们大多数都是体积较大、不便移动的设备,并固定摆放在实验室中。应该先考虑分辨率、精度和稳定性,其次才是物理因素,比如输出、尺寸、安装、研孔和电力需求。

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用于ECU的传感器???、执行器等BOM风险评估

德国海军采购AeroVironment的“美洲狮...

美国AeroVironment 公司与德国ESG电子系统公司于2018年5月7日发布一份声明,德国海...

发表于 2018-05-14 16:28 ? 211次阅读
德国海军采购AeroVironment的“美洲狮...

无线系统已部署航空航天和国防工业

随着国防领域信息和监控需求的不断增长,无线技术的普及性及其需求达到了前所未有的高度。在整个航空航天和...

发表于 2018-05-14 11:31 ? 385次阅读
无线系统已部署航空航天和国防工业

一款智能烟雾报警器和一氧化碳探测器同时能探测的一...

本文多次提到,有关这种产品“2In1”的产品后期会越来越多,近期听说行业内有人做扫地机器人内置Ale...

发表于 2018-05-14 09:08 ? 933次阅读
一款智能烟雾报警器和一氧化碳探测器同时能探测的一...

一种柔韧且可拉伸的无线感知系统

这种传感器基于超薄透气的弹性膜,结合了一个小型柔性电子系统,它采用蓝牙技术,通过无线通信方式将钠消耗...

发表于 2018-05-13 11:17 ? 555次阅读
一种柔韧且可拉伸的无线感知系统

AEye 正式对外宣布自家的 iDAR 传感器,...

传统激光雷达的另一个限制是不能提供物体颜色、文本的详细信息,所以不能理解道路标线、路沿、路标和交通灯...

发表于 2018-05-13 10:34 ? 316次阅读
AEye 正式对外宣布自家的 iDAR 传感器,...

全球CMOS图像传感器销售额年年创新高_新兴应用...

由于车载应用、机器视觉、人脸识别与安防监控的快速发展,以及越来越强大的手机拍照功能(译者注:例如双...

发表于 2018-05-12 03:38 ? 425次阅读
全球CMOS图像传感器销售额年年创新高_新兴应用...

一文读懂光电式脉搏传感器的原理

人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张,使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系...

发表于 2018-05-12 02:17 ? 659次阅读
一文读懂光电式脉搏传感器的原理

VR手柄vsVR数据手套vs摄像头捕捉_谁更胜一...

人与虚拟环境的互动可谓是虚拟现实中最重要的一部分 随着VR技术的不断革新,市面上的VR产品逐渐丰富。...

发表于 2018-05-12 00:47 ? 388次阅读
VR手柄vsVR数据手套vs摄像头捕捉_谁更胜一...

光纤传感器调试使用方法

本文主要介绍的是光纤传感器调试,首先介绍了光纤传感器工作原理及优点,其次阐述了光纤传感器调试使用方法...

发表于 2018-05-11 15:44 ? 280次阅读
光纤传感器调试使用方法

一文详解光纤传感器的三大应用(石油化工系统/电力...

由于光纤传感器拥有如此之多的优点,使得其应用领域非常广泛,涉及石油化工、电力、医学、土木工程等诸多领...

发表于 2018-05-11 15:31 ? 288次阅读
一文详解光纤传感器的三大应用(石油化工系统/电力...

稀疏拓扑地图的GPS和基于传感器的本地感知系统进...

MapLite与其他无地图驾驶方法有所不同,它更多地依靠机器学习对一组道路的数据进行训练,然后再在其...

发表于 2018-05-11 14:37 ? 396次阅读
稀疏拓扑地图的GPS和基于传感器的本地感知系统进...

Uber事件调查有了新进展,Uber自动驾驶软件...

除Uber外,Alphabet旗下的Waymo和数十家公司包括从通用汽车的Cruise到 Auror...

发表于 2018-05-11 14:25 ? 399次阅读
Uber事件调查有了新进展,Uber自动驾驶软件...

从透明导电膜的特性探讨具潜力的柔性透明导电膜技术

降低氧化物的厚度到奈米等级可改善氧化物的脆性,然而厚度降低必然也会降低导电度,将导电度极佳的金属薄膜...

发表于 2018-05-11 11:48 ? 339次阅读
从透明导电膜的特性探讨具潜力的柔性透明导电膜技术

多传感器融合,无人驾驶的必由之路

第一代无人驾驶系统——也是今天在国内广泛应用的无人驾驶系统,最明显的特点是头上有一颗Velodyne...

发表于 2018-05-11 10:34 ? 525次阅读
多传感器融合,无人驾驶的必由之路

汽车激光雷达传感器市场调研

按应用细分,自动驾驶汽车细分市场预计在2025年将成为全球汽车激光雷达传感器市场增长最快的细分市场。...

发表于 2018-05-10 18:16 ? 265次阅读
汽车激光雷达传感器市场调研

这几种行业是如何利用物联网的?

通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物...

发表于 2018-05-10 16:29 ? 395次阅读
这几种行业是如何利用物联网的?

图正科技推出的4款指纹识别类新品,将引领中国指纹...

这款产品的封装厚度仅为650微米,采用自主设计的超薄封装技术在一颗芯片上集合半导体指纹传感器和指纹算...

发表于 2018-05-10 15:16 ? 803次阅读
图正科技推出的4款指纹识别类新品,将引领中国指纹...

ESP中传感器概述 接口技术电路解析

方向盘转角传感器的输出为正交编码脉冲。正交编码脉冲包含两个脉冲序列,有变化的频率和四分之一周期(90...

发表于 2018-05-10 14:01 ? 121次阅读
ESP中传感器概述 接口技术电路解析

Zytronic通过与Tangible Disp...

Zytronic通过与Tangible Display 合作,其MPCT 多点触摸玻璃 (ZyBri...

发表于 2018-05-10 11:27 ? 114次阅读
Zytronic通过与Tangible Disp...

三星一项有关折叠智能手机的新专利

美国专利商标局(USPTO)已经向三星授予了一项有关折叠智能手机的新专利。有趣的是,文中描述的这款设...

发表于 2018-05-10 10:24 ? 541次阅读
三星一项有关折叠智能手机的新专利

松下HG-C 激光位移传感器信号采集及处理的问题?

发表于 2018-05-09 21:33 ? 197次阅读
松下HG-C 激光位移传感器信号采集及处理的问题?

机器人、无人机的新传感应用 博世与中电港联合发...

近日,博世传感器 (Bosch Sensortec) 与中电港联合举办智能家居解决方案研讨会,博世传...

发表于 2018-05-09 17:26 ? 387次阅读
机器人、无人机的新传感应用  博世与中电港联合发...

传感器产品全线开花,英飞凌瞄准人机交互的市场新机...

深度新闻稿毫米波雷达用于人机交互创新潜力巨大,英飞凌借广博传感技术组合全线布局人工智能的一大场景是人...

发表于 2018-05-09 15:49 ? 1234次阅读
传感器产品全线开花,英飞凌瞄准人机交互的市场新机...

中国传感器未来五大方向 meas压力传感器发展预...

从应用领域来看,工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是meas压力传感器最大的市场。国内工业和汽...

发表于 2018-05-09 11:38 ? 127次阅读
中国传感器未来五大方向 meas压力传感器发展预...

传感器的灵敏度,低频噪声特性和动态响应范围

由于低频测量传感器对高频响应的要求不高因此传感器使用任何种安装方式一般都能满足要求。但需要注意两个问...

发表于 2018-05-09 11:08 ? 632次阅读
传感器的灵敏度,低频噪声特性和动态响应范围

盘点中国知名传感器品牌及国内主要传感器

浙江大华技术股份有限公司主营安防产品。一体化高清抓拍摄像机采用嵌入式一体化设计,将高清CCD逐行扫描...

发表于 2018-05-09 10:59 ? 1748次阅读
盘点中国知名传感器品牌及国内主要传感器

光流传感器使用说明

发表于 2018-05-08 10:07 ? 238次阅读
光流传感器使用说明

直流电机加角度传感器(电位器)实现角度闭环问题

发表于 2018-05-05 20:05 ? 233次阅读
直流电机加角度传感器(电位器)实现角度闭环问题

有关于压力温度位移传感器采集信号,监控界面设计的labview实例吗?

发表于 2018-05-05 13:40 ? 148次阅读
有关于压力温度位移传感器采集信号,监控界面设计的labview实例吗?

各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

发表于 2018-05-04 10:47 ? 305次阅读
各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

arduinoUNO怎么读取采用UART的传感器传入的信号

发表于 2018-05-03 21:09 ? 170次阅读
arduinoUNO怎么读取采用UART的传感器传入的信号

STM32怎么采集I2C或SPI通信的传感器??槭??

发表于 2018-05-01 14:40 ? 212次阅读
STM32怎么采集I2C或SPI通信的传感器??槭??

Ameya360 无人机视觉、高级传感与处理解决方案

发表于 2018-04-23 17:22 ? 242次阅读
Ameya360 无人机视觉、高级传感与处理解决方案