Vysoko presné tlakové senzory pre aplikácie medicínskych zariadení | MemsTech

V novorodeneckom ventilátore môže tlakový senzor s 2 % celkovou chybou zmeniť dodaný dychový objem o 15 ml na jeden dych u 4 kg dojčaťa – variácia priamo spojená s rizikom poškodenia pľúc vyvolaným ventiláciou. Toto je dôvod vysoko presné tlakové senzory pre aplikácie medicínskych zariadení sú špecifikované ako komponenty kritické z hľadiska bezpečnosti, nie ako vylepšenia.

Pre výrobcov zdravotníckych pomôcok spolupracujúcich s Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. (MemsTech) nie je výber snímača nikdy len o počiatočnej nákupnej cene. Ide o to, či si snímač zachová svoju presnosť v celom rozsahu prevádzkových teplôt, prežije proces montáže v čistých priestoroch a zostane konzistentný v rámci výrobných šarží.

Čo skutočne znamená vysoká presnosť pri snímaní lekárskeho tlaku

Vysoká presnosť v medicínskom tlakovom senzore znamená, že celkové chybové pásmo drží špecifikované okno v celom kompenzovanom teplotnom rozsahu, nielen nelinearitu pri izbovej teplote.

Mnohé technické listy uvádzajú presnosť ako percento plného rozsahu pri 25 °C. Toto číslo je užitočné pre prácu na stole, ale nestačí pre zariadenie, ktoré musí fungovať pri teplote pacienta, počas prepravy a pri opakovaných sterilizačných cykloch. Použiteľná presnosť je najhorší prípad z nelinearity, hysterézie, nulového posunu, chyby rozpätia, tepelného driftu a dlhodobej stability.

• Nelinearita a hysterézia definujú odchýlku od ideálnej lineárnej krivky po kalibrácii.
• Chyby posunu nuly a rozsahu nastavujú absolútnu referenciu medzi 0 % a 100 % rozsahu.
• Teplotný drift popisuje posun nuly a rozpätie cez kompenzované teplotné pásmo.
• Dlhodobá stabilita meria výstupný drift za rok pri nepretržitom budení.

Pre širší pohľad na technológiu senzorov MEMS a jej aplikácie si prečítajte naše Sprievodca snímačom tlaku MEMS .

Základné špecifikácie pre vysoko presné tlakové senzory v aplikáciách medicínskych zariadení

Štyri špecifikácie určujú, či sa tlakový senzor MEMS môže použiť v zdravotníckom zariadení: celkové chybové pásmo, dlhodobá stabilita, tepelná hysterézia a kompatibilita médií.

V prípade infúznych púmp, anestetických prístrojov a ventilátorov sa tieto hodnoty odčítavajú spoločne. Senzor s vynikajúcou linearitou, ale slabou tepelnou hysterézou bude produkovať rôzne hodnoty na začiatku a na konci terapeutického sedenia, ak sa zariadenie počas používania zahreje.

Tlakový senzor série MCP5XXX pre medicínske aplikácie Séria MCP5XXX ponúka puzdrový senzor s analógovým výstupom, kalibrovaný a teplotne kompenzovaný, vhodný pre dýchacie a infúzne systémy, kde je potrebné minimalizovať tepelnú hysterézu. Zobraziť produkt →

Séria MCP5xxx na MemsTech je flexibilná platforma pre výrobcov OEM v medicíne, ktorí potrebujú kompaktný snímač v puzdre s analógovým alebo digitálnym výstupom, ktorý pokryje požiadavky na úplnú presnosť respiračných a infúznych systémov.

Absolútne, meradlo alebo diferenciál: Výber referenčného tlaku

Referenčný typ tlaku v zdravotníckom zariadení určuje, ktoré fyziologické meranie môžete vykonať, pretože referencia sa stáva nulovým bodom vašich klinických údajov.

Tlakové snímače sú klasifikované podľa ich referencie: absolútne, merané alebo diferenciálne. Každý z nich vytvára inú vymeriavaciu základňu, takže výber nie je zameniteľný.

MemsTech ponúka všetky tri referenčné typy, pričom séria MCPh a MCPV podporuje absolútne odvodené meracie a diferenciálne merania pre lekárske aplikácie. Výber správnej referencie je klinickým rozhodnutím, nie hardvérovou preferenciou.

Balenie a výstup signálu pre integráciu medicínskych zariadení

Balík a výstupný signál tlakového snímača priamo ovplyvňujú výťažnosť zostavy PCB, rezervu elektromagnetického šumu a kalibračný pracovný postup.

Obaly SOP pre povrchovú montáž sú vhodné pre veľkoobjemovú montáž SMT na malých lekárskych doskách plošných spojov. Balíky DIP/SIP s priamym pripojením poskytujú jednoduchšie pripojenie počas overovania prototypu a servisu v teréne.

• SOP (povrchová montáž) umožňuje montáž typu pick-and-place a znižuje výšku dosky v ručných zariadeniach.
• DIP/SIP (priama zástrčka) podporuje manuálne spájkovanie, pripojenie zásuviek a nižšie počiatočné náklady na nástroje v prvých vzorkách.

Kompaktné tlakové senzory MCP-H10 a MCP-H11 na lekárske použitie Tieto senzory vybavené SOP poskytujú analógový alebo digitálny výstup s integrovanou kompenzáciou, vďaka čomu sú ideálne pre priestorovo obmedzené infúzne a diagnostické zariadenia. Zobraziť produkt →

Séria MCPh10 a MCPh11 od MemsTech ponúka možnosti analógového aj digitálneho signálu s balením SOP, vďaka čomu sú užitočnými spoločníkmi pre infúzne a diagnostické systémy, kde je obmedzený priestor.

Kalibrácia, teplotná kompenzácia a dávková konzistencia

Každý vysoko presný medicínsky tlakový senzor musí byť pred expedíciou z továrne individuálne kalibrovaný pri nule a plnom rozsahu a potom teplotne kompenzovaný v rámci svojho prevádzkového rozsahu.

Kalibračný proces je to, čo premieňa surovú matricu MEMS na zariadenie lekárskej kvality. MemsTech používa počas výroby riadenú sekvenciu, aby sa zabezpečilo, že každý snímač spĺňa špecifikácie v údajovom liste.

1. Kalibrácia nuly a meracieho rozsahu voči štandardnému tlaku pri referenčnej teplote.
2. Tepelné cyklovanie cez kompenzovaný teplotný rozsah na zachytenie údajov o posune.
3. Korekčné koeficienty uložené interne, buď po laserovom orezaní alebo digitálnej kompenzácii.
4. Vzorkovanie stability a záznamy o vysledovateľnosti šarží pre každú výrobnú dávku.

Kvalifikácia a obstaranie vysoko presných tlakových snímačov pre výrobcov zdravotníckych pomôcok

Pred schválením snímača tlaku pre zdravotnícke zariadenie overte päť oblastí: presnosť vzhľadom na teplotu, kompatibilitu médií, stabilitu, vyrobiteľnosť a konzistenciu dodávky.

Týchto päť kontrol bráni tomu, aby sa senzor stal obmedzujúcim faktorom v regulačnom podaní zariadenia alebo v zázname spoľahlivosti v teréne.

• Vyžiadajte si list s údajmi o celkovom chybovom pásme pre váš rozsah prevádzkových teplôt, nie snímku 25 C.
• Skontrolujte, či sú navlhčené materiály kompatibilné s kvapalinou alebo plynom a vašou metódou sterilizácie.
• Skontrolujte údaje o dlhodobej stabilite z najmenej 1 000 hodín nepretržitého vzorkovania.
• Overte si stopu balíka v porovnaní s procesom automatizovanej montáže.
• Opýtajte sa na kalibračné záznamy s možnosťou sledovania šarže a na to, či sa každý snímač dodáva s vlastnými kalibračnými údajmi.

Dvojportové tlakové senzory MCP-H20 a MCP-H21 pre medicínske systémy Tieto senzory sú navrhnuté pre nízkotlakové alebo diferenciálne merania a poskytujú vysokú presnosť a kompaktnú veľkosť pre dýchacie a anestetické zariadenia. Zobraziť produkt →

Pre výrobcov OEM, ktorí vyžadujú nízkotlakový manometer alebo diferenciálne meranie v respiračnom a anestetickom zariadení, poskytujú série MCPh20 a MCPh21 od MemsTech vysokú presnosť v kompaktnom balení.

Často kladené otázky

Toto sú otázky, ktoré si inžinieri zdravotníckych zariadení a obstarávacie tímy najčastejšie kladú pri hodnotení vysoko presných tlakových senzorov pre aplikácie medicínskych zariadení.

Akú presnosť môžem očakávať od snímača tlaku MEMS pre medicínske zariadenia?

Medicínske tlakové senzory MEMS od MemsTech sú dostupné s presnosťou až 0,2 % FSS. Celkové chybové pásmo, nielen nelinearita, sa udržiava v celom kompenzovanom rozsahu teplôt a malo by sa zhodovať s cieľom klinického výkonu vášho zariadenia.

Ako funguje teplotná kompenzácia v tlakových snímačoch MEMS?

Počas výroby je každý snímač cyklicky cyklovaný v rámci svojho rozsahu prevádzkových teplôt. Namerané odchýlky nuly a rozsahu sa používajú na výpočet korekčných koeficientov, ktoré sa potom ukladajú do internej pamäte alebo sa aplikujú obvodom na úpravu signálu, takže výstup zostáva presný v celom rozsahu teplôt.

Aký je rozdiel medzi tlakomerom a snímačmi diferenčného tlaku v zdravotníckych zariadeniach?

Merací senzor meria tlak vo vzťahu k okolitému atmosférickému tlaku. Diferenciálny senzor meria rozdiel medzi dvoma portami. Respiračné zariadenia zvyčajne používajú diferenciálne senzory na meranie prietoku a meracie senzory na monitorovanie tlaku v potrubí.

Môže MemsTech podporovať vlastnú kalibráciu a balenie pre špecializovaný medicínsky dizajn?

áno. Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. podporuje prispôsobenú kalibráciu, balenie a vývoj aplikácií pre medicínskych OEM. Interné zariadenie pokrýva balenie, zváranie, teplotnú kompenzáciu a kalibráciu výkonu od prototypu až po sériovú výrobu.