选择适用于医学应用的气流和压力传感器

发布时间：2020-06-30 23:43:44 阅读：次来源：传动带厂家

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。

本文引用地址：麻醉机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。