兼容液体介质的压力传感器改善医疗设备设计、降低制造成本

2014-05-14 20:38:29来源: 霍尼韦尔传感与控制部
    目前,市面上的传感器种类繁多,令人眼花缭乱。但是对于医疗系统OEM来说,要为具备在液体感应或冷凝潮湿应用中的医疗设备选择最佳压力传感器,绝非易事。设计人员需要选择在技术功能、可靠性和具体应用成本之间达到良好平衡的传感器。

  对于要求具备液体介质兼容性的应用要求,医疗设备的设计者们历来都没有多少选择空间。在液体兼容的电路板安装型传感器面市之前,设计者们唯一的选择就是介质隔离型压力传感器。现如今,在处理较高压力(如,压力高于150 psi)时,我们依然会选择介质隔离型压力传感器;而对于较低压力,该类传感器与电路板安装型传感器相比,个头太大,价格也太昂贵。

  如果应用环境为中间强度的压力,并且传感器必须与C类应用中的液体或潮湿气体接触,最佳选择又是什么呢?

  C类应用包括气/液相色谱仪、化学分析仪和血液诊断设备等,这些设备的关键要求是准确测量试剂、试样和清洗液的压力。根据给定的压力范围(通常低于150 psi)和尺寸限制,电路板安装型压力传感器是首选。

  设计者通常选择将传感器放置在离待测介质尽可能近的地方,以便获得最准确的读数。但是,如果压力传感器与待测液体不兼容,这会给医疗设备设计人员造成大麻烦,迫使他们为传感器添加保护功能。在很多情况下,这些额外的组件会明显增加医疗设备的设计时间和成本。

  即使是在流体通常不会接触传感器的诊断应用中,设计者们仍然需要考虑最坏的情形,如在应用中可能出现过压或液体在管中流动超过预设值而触及传感器等情况。

  设计者怎样做才能确保传感器与流体隔离呢?这就牵涉到管路的设计,因此他们需要考虑组件在系统中的定位,以将流体与传感器隔离开来,或是需要在设计中加入过滤器等附加组件,解决湿度的问题。

  为了简化设计者们为医疗设备挑选合适压力传感器工作量,传感器厂商专门开发出针对性解决方案。这些解决方案不仅隔离了液体介质,而且免去了集成附加保护功能的需要,使得工程师无需修改设计便可确保液体与传感器不会发生接触,从而简化了设计工作。

  化学分析仪就是一个很有说服力的应用示例,该析仪中使用了液体介质兼容的电路板安装型压力传感器。在化学分析仪中,需要使用移液管抽吸样本液体,然后把样本滴入样本瓶进行混合或分析。此时应判断移液管是否畅通或者是否正确放置在样本瓶里,以保证液体量正确,而这就需要用到压力传感器。

  化学分析仪应用中最基本要求就是以可重复的方式精确测量流过系统的特定液体量,因此压力传感器必须具备高精度和可重复性,可胜任低压力工作要求,还要能够耐受因冲洗或清洗液体通路而产生的较高压力。

  霍尼韦尔传感与控制部推出的24PC/26PC电路板安装型压力传感器具有高分辨率和高可重复性,可检测出微小的压力变化并提供读数,并且能以可重复方式精确测量流经系统的特定液体量,确保液体具有流量和流速(这对于分析设备的操作来说是核心要点)。

  另外,霍尼韦尔24PC/26PC传感器,对于要求差动传感器两个压力端口都接触液体的应用来说,是独一无二的解决方案。

  在呼吸机应用中,压力传感器用于测量病人吸入和呼出的气流,因此需要具备高度稳定性和高度准确性的测量要求,以便精准测量空气和氧气压力,防止其超过设定值。霍尼韦尔HSC/SSC TruStability传感器具有极严格的准确性,能够检测的压力范围可低至250 Pa(1英寸水柱),能完美胜任此种应用。另外,该传感器还支持I2C或SPI数字输出,可与微处理器和微控制器直接对接,既简化了设计,又改进了性能。

  霍尼韦尔TruStability压力传感器系列

  霍尼韦尔TruStability压力传感器系列具有广泛配置,使设计与开发都很轻松。

  TruStability HSC/SSC系列压力传感器配有一系列液体介质选项,能在与液体介质或凝露环境直接接触的条件下稳定运行。当靠近患者放置传感器时,这些选项是关键的考虑因素,尤其是在呼吸机的呼气部分,传感器必须耐受病人咳嗽和吐气造成的高湿度空气。

  24PC/26PC和TruStability HSC/SSC压力传感器,可直接置于化学分析仪、呼吸机、血液分析机或其他相似类型的医疗设备的介质通路中,从而能获得最佳的压力读数。此外,该传感器配有大量可选模式,不仅具有极高的灵活性,还具备其他多种特性,如压力范围、封装类型和数字/模拟输出范围等。所有传感器均可耐受各种非腐蚀性、去离子液体或气体等应用环境。

  选择压力传感器

  在医疗设备应用设计中,有一点很关键,设计人员需要了解哪些类型的液体将会与压力传感器接触,以便选择能够兼容特定液体的合适的传感解决方案。他们还需要深入领会压力类型和范围、准确性、电源电压、封装要求和输出类型等其他关键设计标准。

  为便于实际操作,设计者应考虑兼容液体介质、并具有完全补偿、放大和校准特性的压力传感器。这样的传感器能够提供放大信号,避免在印刷电路板上设计信号调节组件的需要,由此可带来节省空间、性能可靠、成本更低以及设计时间更短等益处。

  当然,无论如何都应首先根据应用来确定最佳选择,如在报警电路等应用中,设计者可能会优先选择兼容液体介质,但是无放大和补偿特性的低成本压力传感器。

  同时,应寻找易于集成到设计中的压力传感器。这意味着设备应提供多种端口类型、封装和输出类型(模拟和数字)选项。另外,传感器的预检验,也是提高开发与生产周期的一大优势。

关键字:兼容  改善  降低  制造成本

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2014/0514/article_4730.html
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