Высокоточные датчики давления для медицинского оборудования | МемсТех

В неонатальном аппарате искусственной вентиляции легких датчик давления с общей погрешностью 2% может изменить доставляемый дыхательный объем на 15 мл за вдох у ребенка весом 4 кг - изменение, напрямую связанное с риском повреждения легких, вызванного вентиляцией. Вот почему высокоточные датчики давления для применения в медицинских приборах определяются как критически важные для безопасности компоненты, а не как удобные обновления.

Для производителей медицинского оборудования, работающих с Mems – Wuxi Mems Tech Co., Ltd. (MemsTech), выбор датчика не ограничивается только начальной ценой покупки. Речь идет о том, сохраняет ли датчик свою точность во всем диапазоне рабочих температур, выдерживает ли процесс сборки в чистом помещении и остается ли стабильным для всех производственных партий.

Что на самом деле означает высокая точность в медицинском измерении давления

Высокая точность медицинского датчика давления означает, что диапазон общей погрешности удерживает заданное окно во всем компенсируемом диапазоне температур, а не только нелинейность при комнатной температуре.

Во многих технических описаниях точность указана в процентах от полного диапазона при температуре 25 C. Это число полезно для лабораторных работ, но недостаточно для устройства, которое должно работать при температуре пациента, во время транспортировки и в ходе повторяющихся циклов стерилизации. Полезная точность представляет собой наихудший случай с точки зрения нелинейности, гистерезиса, смещения нуля, ошибки диапазона, теплового дрейфа и долговременной стабильности.

• Нелинейность и гистерезис определяют отклонение от идеальной линейной кривой после калибровки.
• Ошибки смещения нуля и диапазона устанавливают абсолютное задание в диапазоне от 0% до 100% диапазона.
• Термический дрейф описывает сдвиг нуля и диапазона в компенсированном температурном диапазоне.
• Долговременная стабильность измеряет годовой дрейф выходного сигнала при непрерывном возбуждении.

Для получения более широкого представления о технологии датчиков MEMS и ее применениях прочитайте нашу Руководство по датчику давления MEMS .

Основные характеристики высокоточных датчиков давления в медицинском оборудовании

Четыре спецификации определяют, можно ли использовать МЭМС-датчик давления в медицинском устройстве: общий диапазон погрешностей, долговременная стабильность, термический гистерезис и совместимость сред.

Для инфузионных насосов, наркозных аппаратов и аппаратов искусственной вентиляции легких эти значения считываются вместе. Датчик с превосходной линейностью, но с плохим тепловым гистерезисом будет давать разные показания в начале и в конце сеанса терапии, если устройство нагревается во время использования.

Датчик давления серии MCP5XXX для медицинского применения Серия MCP5XXX представляет собой корпусной датчик с аналоговым выходом, откалиброванный и температурно-компенсированный, подходящий для респираторных и инфузионных систем, где тепловой гистерезис должен быть минимизирован. Посмотреть продукт →

Серия MCP5xxx компании MemsTech представляет собой гибкую платформу для OEM-производителей медицинского оборудования, которым нужен компактный датчик в корпусе с аналоговым или цифровым выходом, отвечающий всем требованиям точности респираторных и инфузионных систем.

Абсолютное, манометрическое или дифференциальное давление: выбор эталонного давления

Тип эталонного давления в медицинском устройстве определяет, какое физиологическое измерение вы можете выполнить, поскольку эталонное давление становится нулевой точкой ваших клинических данных.

Датчики давления классифицируются по их обозначению: абсолютное, манометрическое или дифференциальное. Каждый из них создает свою основу измерения, поэтому этот выбор не является взаимозаменяемым.

MemsTech предлагает все три эталонных типа, при этом серии MCPh и MCPV поддерживают абсолютные манометрические и дифференциальные измерения для медицинских приложений. Выбор правильного эталона — это клиническое решение, а не предпочтение оборудования.

Упаковка и вывод сигнала для интеграции медицинского оборудования

Корпус и выходной сигнал датчика давления напрямую влияют на производительность сборки печатной платы, запас по электромагнитному шуму и рабочий процесс калибровки.

Пакеты SOP для поверхностного монтажа хорошо подходят для крупносерийной сборки SMT на небольших медицинских печатных платах. Пакеты DIP/SIP с прямым подключением упрощают подключение во время проверки прототипа и обслуживания на месте.

• SOP (поверхностный монтаж) позволяет выполнять сборку методом «взять и разместить» и уменьшает высоту платы в портативных устройствах.
• DIP/SIP (прямая вилка) поддерживает ручную пайку, разъемные соединения и снижает первоначальные затраты на инструменты в ранних образцах.

Компактные датчики давления MCP-H10 и MCP-H11 для медицинского применения Эти датчики в корпусе SOP обеспечивают аналоговый или цифровой выход со встроенной компенсацией, что делает их идеальными для инфузионных и диагностических устройств с ограниченным пространством. Посмотреть продукт →

Серии MCPh10 и MCPh11 от MemsTech предлагают варианты как аналоговых, так и цифровых сигналов в стандартном корпусе, что делает их полезными компаньонами для инфузионных и диагностических систем, где пространство ограничено.

Калибровка, температурная компенсация и согласованность партии

Каждый высокоточный медицинский датчик давления должен быть индивидуально откалиброван по нулевой и полной шкале, а затем подвергнут температурной компенсации во всем рабочем диапазоне, прежде чем он покинет завод.

Процесс калибровки превращает необработанный кристалл МЭМС в устройство медицинского назначения. MemsTech применяет контролируемую последовательность во время производства, чтобы гарантировать, что каждый датчик соответствует спецификации, указанной в техническом паспорте.

1. Калибровка нуля и диапазона по отслеживаемому эталону давления при эталонной температуре.
2. Термоциклирование в диапазоне компенсированных температур для сбора данных о дрейфе.
3. Поправочные коэффициенты сохраняются внутри устройства либо после лазерной обрезки, либо после цифровой компенсации.
4. Записи о пробах стабильности и отслеживании партий для каждой производственной партии.

Квалификация и закупка высокоточных датчиков давления для производителей медицинского оборудования

Прежде чем утвердить датчик давления для медицинского устройства, проверьте пять областей: точность измерения температуры, совместимость сред, стабильность, технологичность и постоянство поставок.

Эти пять проверок не позволяют датчику стать ограничивающим фактором в нормативных документах устройства или в отчетах о его надежности.

• Запросите таблицу данных по диапазону общей погрешности для вашего диапазона рабочих температур, а не снимок при 25 C.
• Убедитесь, что смачиваемые материалы совместимы с жидкостью или газом и с вашим методом стерилизации.
• Просмотрите данные о долгосрочной стабильности, полученные как минимум за 1000 часов непрерывного отбора проб.
• Проверьте размер пакета на соответствие вашему автоматизированному процессу сборки.
• Спросите о записях о калибровке партии, а также о том, поставляется ли каждый датчик со своими собственными калибровочными данными.

Двухпортовые датчики давления MCP-H20 и MCP-H21 для медицинских систем Эти датчики, предназначенные для манометрических или дифференциальных измерений низкого давления, обеспечивают высокую точность и компактные размеры для респираторного и анестезиологического оборудования. Посмотреть продукт →

Для OEM-производителей, которым требуются манометры низкого давления или дифференциальные измерения в респираторном и наркозном оборудовании, серии MCPh20 и MCPh21 от MemsTech обеспечивают высокую точность в компактном корпусе.

Часто задаваемые вопросы

Эти вопросы чаще всего задают инженеры медицинского оборудования и отделы закупок при оценке высокоточных датчиков давления для применения в медицинских устройствах.

Какую точность я могу ожидать от датчика давления MEMS для медицинских устройств?

МЭМС-датчики давления медицинского класса от MemsTech доступны с точностью до 0,2% полной шкалы. Общий диапазон ошибок, а не только нелинейность, сохраняется во всем диапазоне компенсируемых температур и должен соответствовать целевым клиническим характеристикам вашего устройства.

Как работает температурная компенсация в датчиках давления MEMS?

В процессе производства каждый датчик циклически проходит через свой диапазон рабочих температур. Измеренные отклонения нуля и диапазона используются для расчета поправочных коэффициентов, которые затем сохраняются во внутренней памяти или применяются схемой формирования сигнала, поэтому выходной сигнал остается точным во всем температурном диапазоне.

В чем разница между датчиками манометрического и дифференциального давления в медицинских приборах?

Датчик манометра измеряет давление относительно атмосферного давления окружающей среды. Дифференциальный датчик измеряет разницу между двумя портами. В респираторном оборудовании обычно используются дифференциальные датчики для измерения расхода и манометрические датчики для мониторинга давления в трубопроводе.

Может ли MemsTech обеспечить индивидуальную калибровку и упаковку для специализированных медицинских изделий?

Да. Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. поддерживает индивидуальную калибровку, упаковку и разработку приложений для OEM-производителей медицинского оборудования. Внутренние мощности обеспечивают упаковку, сварку, температурную компенсацию и калибровку производительности от прототипа до массового производства.