Medikal MEMS Basınç Sensörü Seçimi: Özellikler, Sapma ve Kaynak Kontrolleri

Bir ventilatörün inspirasyon kolundaki 40 Pa'lık bir sapma, spontan bir nefesi tetikleme penceresinin dışına itmek için yeterlidir ve bu dengeleme neredeyse hiçbir zaman tüpten gelmez. Hasta devre kartı üzerinde bulunan tıbbi MEMS basınç sensöründen gelir. Bu parçayı hızlı bir şekilde belirleyen tasarım ekipleri, önümüzdeki altı ayı sıfır sapma, rahatsız edici alarm şikayetleri ve kimsenin bütçe ayırmadığı bir kalibrasyon rutini peşinde koşarak geçirme eğilimindedir. Bu sorunların her birinin veri sayfası aşamasında önlenmesi ucuzdur ve kalıplama sonrasında düzeltilmesi pahalıdır.

Basınç algılama, tıbbi bir cihazda birkaç dolara mal olan bir parçanın, bir klinisyenin ekrandaki numaraya güvenip güvenmeyeceğine karar verdiği birkaç yerden biridir. Aşağıdaki özellikler klinik davranışı değiştiren özelliklerdir.

Tıbbi MEMS Basınç Sensörü Aslında Neyi Ölçüyor?

Tıbbi bir MEMS basınç sensörü, mikro işlenmiş silikon diyaframın ne kadar saptığını ölçerek basınç farkını voltaja dönüştürür, ardından bu voltajı tanımlanmış bir çıkışa göre telafi eder ve kalibre eder.

Çıplak kalıbın neden hiçbir zaman ürün olmadığını iki rakam açıklıyor. Tam ölçekli sapma genellikle bir mikrometrenin altındadır ve ham köprü çıkışı onlarca milivolt cinsinden ölçülür. İzolasyon jeli, port geometrisi, sinyal koşullandırma ASIC ve kalibrasyon kaydı bu nedenle silikonun kendisi kadar iş yapar.

Katı hal parçaları, pratik bir nedenden dolayı izleme hatlarındaki sıvı dolu kateterlerin yerini almıştır: bir sıvı sütunu uyumluluğa sahiptir ve havayı hapseder, bu da hızlı dalga biçimlerini sönümler ve her okumadan önce sıvının yıkanmasını zorlar. Silikon diyaframın kabarcıklarını giderecek bir sütunu yoktur ve kilohertz aralığında yanıt verir. Minyatür basınç sensörlerine ilişkin yayınlanmış incelemeler, kan damarlarının içindeki basıncı ölçebilecek kadar küçük, iç çapı 200 ila 1.000 mikrometre olan, aynı algılama ilkesinin küçültülmüş hali olan cihazları tanımlamaktadır.

Mutlak, Gösterge veya Diferansiyel: Aralıktan Önce Referansı Seçin

Basınç referansını yanlış anladığınızda daha sonraki her karar kabaca bir atmosfer kadar yanlış olur. Mutlak, gösterge ve diferansiyel parçalar farklı sorulara yanıt verir ve tek bir hasta monitörü genellikle üçünden ikisine ihtiyaç duyar.

Akış, bilinen bir kısıtlama boyunca basınç düşüşünden anlaşıldığından, vantilatör ve akış tasarımlarında diferansiyel parçalar baskındır. Bu nedenle sensör, büyük bir ortak mod basıncına bağlı olarak küçük bir farkı ölçer. 10 kPa diferansiyel için derecelendirilmiş ancak yalnızca 30 kPa ortak mod için derecelendirilmiş bir parça, her iki porta da 60 cm H2O hava yolu basıncı sunan bir devrede arızalanacaktır.

Gösterge parçaları, ortam referansının kabul edilebilir olduğu manşet bazlı kan basıncı ve gaz dağıtım hatları için en önemli parça olmaya devam ediyor. İnvaziv bir hat veya barometrik yükseklik kanalında olduğu gibi referansın hastayla birlikte hareket etmesi gerektiğinde mutlak parçalar gereklidir. Jel ile izole edilmiş bir ölçüm elemanının etrafına inşa edilmiş bir kan basıncı modülü ortak bir başlangıç ​​noktasıdır.

MCP-H10 ve MCP-H11 Tıbbi Basınç Sensörleri MCP-H10 analog voltaj çıkışı sağlar; MCP-H11, tıbbi ve tüketici tasarımları için -100 ila 1000 kPa'yı kapsayan I2C dijital basınç ve sıcaklık çıkışı ekler. Ürünü Görüntüle →

Tasarım İncelemesine Karar Veren Özellikler

Bir basınç sensörünün tasarım incelemesinden sonra hayatta kalıp kalamayacağını beş rakam belirler: tam ölçekli aralık, doğruluk esası, termal kayma, uzun vadeli kararlılık ve patlama basıncı. Geri kalan her şey paketleme detayıdır.

• Tam ölçekli aralık ve boşluk payı. Normal çalışma noktasını tam ölçeğin %25 ila %75'i arasına yerleştirin. 9,5 kPa'da kullanılan 10 kPa'lık bir parçanın alarm limitleri için yeri kalmaz ve hata bütçesi, daha sıcaklık dikkate alınmadan harcanır.
• Doğruluk temeli. Tam ölçeğin yüzdesi, okumanın yüzdesi ve aralığın yüzdesi üç farklı sayıdır. Aslında çözmeniz gereken basınçta hepsini pascal'a dönüştürün.
• Termal sürüklenme. Ticari bantta değil, klinik bantta ofset ve yayılma sapması isteyin. 0 ila 70°C arasında dengelenmiş bir parça, 41°C cilt temasındaki davranış hakkında çok az şey söyler.
• Uzun vadeli istikrar. Tam ölçeğin yüzdesi olarak ifade edilen yıllık sapma, cihazın hizmet ömrü boyunca yeniden kalibre edilmesi gerekip gerekmediğine veya mühürlenip unutulup atılamayacağına karar verir.
• Patlama ve kanıt basıncı. Bir hat tıkanması veya çarpılmış bir vana, tam ölçeği büyük oranda aşabilir. Sensörün sadece çatlamayı önlemekle kalmayıp, buna dayanması ve spesifikasyona geri dönmesi gerekir.

Tıbbi MEMS Basınç Sensörlerinin Klinik Ekipmanlarda Kullanıldığı Yerler

Bu parçalara yönelik tıbbi talebin çoğunu beş cihaz ailesi oluşturuyor ve her biri farklı bir spesifikasyonu vurguluyor.

MCP-H20 ve MCP-H21 Fark Basınç Sensörleri Tıbbi, pnömatik ve çevresel ölçümler için -100 ila 200 kPa aralığını kapsayan, analog veya yüksek hızlı I2C çıkışlı çift bağlantı noktalı diferansiyel sensörler. Ürünü Görüntüle →

Wuxi Ulusal Yüksek Teknoloji Bölgesi merkezli bir sensör üreticisi olan MemsTech (Wuxi Mems Tech Co., Ltd.), tıbbi ürün yelpazesini tam olarak bu ailelere göre organize ediyor ve bir yayınlıyor. tıbbi basınç sensörü portföyü Her modeli bir basınç tipine, çıkış sinyaline, ölçüm aralığına ve pakete eşleyen. Bu haritalama, tek bir başlıktaki doğruluk rakamından daha önemlidir, çünkü bir ventilatör mühendisi ve bir diyaliz mühendisi aynı katalogdan farklı kısıtlamaları optimize etmektedir.

Sıcaklık Telafisi ve Kayması: Daha Sonra Ortaya Çıkan Hatalar

Sıcaklık, bir tıbbi basınç sensöründeki en büyük tek hata kaynağıdır ve en az tutarlı şekilde alıntılanan spesifikasyondur. Aynı oda sıcaklığı doğruluğuna sahip iki parça, 45 C'de beş kat farklılık gösterebilir.

Üç alışkanlık, bu açığın çoğunu hastaya ulaşmadan kapatıyor:

1. Tam parça numarasını, ticari bandın değil, klinik sıcaklık bandının her iki ucundaki tam muhafazada test edin.
2. Güç açıldığında ve 20 dakikalık sürekli çalışmanın ardından sıfır ofseti günlüğe kaydedin, ardından üç partiden on ünitedeki ikisini karşılaştırın.
3. Bir sıfırlama valfi ve bir ürün yazılımı dengeleme rutini ekleyin, böylece sistem, sensörün garanti edemediği şeyleri düzeltir.

Şirket içi kalibrasyon yapan üreticiler bu işin bir kısmını üstleniyor. MemsTech tarafından gönderilen her ünite sıfır ve tam ölçekli olarak kalibre edilmiş, termal olarak döngüye tabi tutulmuş ve piyasaya sürülmeden önce uzun vadeli stabilite açısından değerlendirilmiş olup en iyi durum doğruluğu %0,2 FSS olarak belirtilmiştir. Geriye kalan doğrulama yine de kendi test planınıza aittir çünkü ortamı, artan gerilimi ve parçanın gerçekte göreceği sterilizasyon döngüsünü yalnızca siz bilirsiniz.

Bir PO'yu Yayınlamadan Önce Paket, Arayüz ve Kaynak Kullanımı Kontrolleri

Spesifikasyonu iki seçenek tamamlıyor: sensörün nasıl monte edildiği ve sinyalin karttan nasıl çıktığı. Her ikisine de üretim hacmine ve kalibrasyon adımının kime ait olduğuna göre karar verilir.

Tıbbi ve Endüstriyel Kullanıma Yönelik MCP5XXXDP Entegre Basınç Sensörleri Mutlak, gauge, and differential pressure options with analog output, covering 0 to 700 kPa for microcontroller-based medical and industrial designs. Ürünü Görüntüle →

1. Yalnızca genel bir doğruluk beyanı değil, sıfır ve tam ölçekli değerler de dahil olmak üzere tam parti için kalibrasyon kaydını isteyin.
2. Sıcaklık telafisi aralığını yazılı olarak onaylayın ve bunun dışında ne olduğunu sorun.
3. Döngü sayımı da dahil olmak üzere ortamın gerçekte kullandığınız sterilizasyon yöntemiyle uyumluluğunu doğrulayın.
4. Partiden partiye sıfır dağılımını isteyin, çünkü bu sayı montaj hattınızın bir düzeltme adımına ihtiyaç duyup duymadığını belirler.
5. Kapasiteyi ve teslimat süresini rampanıza göre doğrulayın ve parçanın şirket içinde üretilip üretilmediğini veya yeniden satılıp satılmadığını kontrol edin.

Kalıp yapımı, paketleme ve uygulama değiş tokuşları hakkında daha geniş bir teknik arka plan için sitenin MEMS basınç sensörü teknolojisine genel bakış bu cihazların nasıl oluşturulduğunu ve pratik sınırlarının nerede olduğunu kapsar.

Medikal MEMS Basınç Sensörü SSS

MEMS basınç sensörü ile piezoelektrik basınç sensörü arasındaki fark nedir?

MEMS basınç sensörü diyafram sapmasını ölçer ve statik basıncı okuyabilir, böylece hava yolu basıncı, manşet basıncı veya diyaliz transmembran basıncı için geçerli bir değer tutar. Piezoelektrik elemanlar değişen kuvvete tepki verir ve statik bir okumayı tutamaz, bu da onları sürekli izleme yerine dinamik olaylar için uygun kılar.

Tıbbi bir MEMS basınç sensörü otoklav sterilizasyonuna dayanabilir mi?

Bu kalıba değil pakete bağlıdır. Sızdırmaz mahfazalardaki jelle yalıtılmış portlar genellikle sterilizasyonda kullanılır, ancak termal histerezis jelde ve yapışkan katmanlarda biriktiği için 121 C veya 134 C'de tekrarlanan döngülerden sonra sıfır ofsetinin yeniden doğrulanması gerekir.

Analog ve dijital tıbbi basınç sensörü arasında nasıl seçim yapabilirim?

Anakartınızda zaten düşük gürültülü bir ADC varsa ve kalibrasyon ve sıcaklık telafisi rutinine sahipseniz analogu seçin. Üretmek yerine doğruluğu satın almayı tercih ediyorsanız fabrikada kalibre edilmiş bir dijital parça seçin; bu genellikle küçük ekipler ve daha düşük hacimler için daha hızlı yoldur.

Tıbbi bir MEMS basınç sensörü gerçekçi olarak hangi doğruluğu sağlayabilir?

En iyi durumda doğrusallık ve doğruluk, iyi eşleştirilmiş tıbbi platformlarda tam ölçeğin %0,2'sine ulaşır, ancak sahada önemli olan sayı, klinik sıcaklık bandı boyunca doğruluğun, termal kaymanın ve uzun vadeli stabilitenin toplamıdır. Bu toplam genellikle manşetteki rakamın iki ila beş katı kadardır.