醫(yī)療工程通常需要易于清潔和消毒的緊湊型終端系統(tǒng)。機(jī)電組件通過提供防止使用錯誤、過流和過壓以及過熱的保護(hù)有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。對用戶友好的醫(yī)療設(shè)備設(shè)計要求現(xiàn)代化的控制理念,以便盡可能地減少人機(jī)交互錯誤。但他們還需要提供具有 IP67 防護(hù)等級的無菌且易于清潔的設(shè)備。
通過使用由高級材料制成的堅(jiān)固搖臂開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)和按鈕,例如使用 C&K 的 ENC 系列光學(xué)編碼器開關(guān),可以確保輕松實(shí)現(xiàn)手動操作設(shè)備(圖 1)。這些組件擁有兩通道、2 位輸出,提供具有清晰鎖定反饋的穩(wěn)健觸覺反饋。
輕觸開關(guān)通過其提供的觸覺反饋來實(shí)現(xiàn)可靠操作。 C&K 的 KSC 系列型號(圖 2)專為大量使用而設(shè)計,使用壽命長達(dá) 1000 萬次循環(huán)。他們的硅膠和橡膠致動器根據(jù)力度和致動器硬度提供指定的觸覺反饋和聽覺反應(yīng),并且還能夠?qū)㈤_關(guān)輕松進(jìn)行集成。
定制的金屬鍵盤提供了多種方式來操作通常配備各種應(yīng)用程序的醫(yī)療技術(shù)設(shè)備。這些鍵盤高度耐受液體,因此可以輕松對其進(jìn)行清潔和消毒。
復(fù)雜的現(xiàn)代設(shè)備可以利用人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)控制。相應(yīng)的功能可由控制單元通過信號和/或 MOSFET 繼電器來控制。如 Omron G3VM 等 MOSFET 繼電器(圖 3)可保證較高的無聲開關(guān)次數(shù)。觸頭切換時不會產(chǎn)生電弧,這意味著不會因觸頭磨損而導(dǎo)致故障。因此,這些組件具有使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
高性能電源供應(yīng)
與任何技術(shù)一樣,新醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和增強(qiáng)有賴于可靠的、定制的電源供應(yīng),通常由電源供應(yīng)單元提供。然而,還必須確保安全停用機(jī)制可以切換到備用電源(例如可充電電池),以防出現(xiàn)短路等故障。各種熔斷機(jī)制,例如筒式熔斷器、5mm/?" 軸向引線式熔斷器和磚式熔斷器都適用于此目的。尤其是磚式熔斷器以其小巧緊湊的結(jié)構(gòu)而著稱。
來自Eaton Bussmann 的可表面安裝 6125 系列磚式保險絲特別推薦用于在發(fā)生故障時需要繼續(xù)工作而不會對組件造成損壞的應(yīng)用。它們不僅可以防止電源短路,還可以用作 EMI 濾波器??焖夙憫?yīng)型 (6125FF) 專為高接通電流而設(shè)計。帶延時響應(yīng)的6125TD系列符合EIA-IS-722標(biāo)準(zhǔn),至少可導(dǎo)通額定電流4小時。 6125FA 型號則可保證高達(dá) 125V AC/DC 的過流保護(hù)。
Eaton Bussmann 1025 系列(圖 4)在涉及更高電流時發(fā)揮作用。這些傳統(tǒng)的表面貼裝保險絲提供最高電流級別的保護(hù)。它們較高的熔斷積分也允許更高的接通電流。它們的工作溫度范圍為 -55 至 +125°C,因而適用于惡劣環(huán)境。
Eaton Bussmann 還提供用于面板或 PCB 安裝的保險絲支架,其中許多適用于 5mm 和 ?"。它們具有多種 IP 保護(hù)等級。
自恢復(fù)保險絲非常適用于不便于接觸的電路,特別是在需要持續(xù)可用或過電流常見的應(yīng)用中。當(dāng)過電流導(dǎo)致溫度升高時,這些 PTC 元件(正溫度系數(shù))會增加電阻。一旦問題得到解決并且溫度再次下降時,電阻就會自動“重置”。 Littelfuse 提供了最多的 PTC 組件選擇,例如 PolySwitch 和 Poly-Fuse 系列。 Littelfuse 的納米 SMD 系列還具有特別小的尺寸,有助于節(jié)省空間和降低成本。憑借大量不同型號的選擇,它還提供了設(shè)計的多功能性。由于其高電壓范圍,它們還可以集成到新一代應(yīng)用中。
不能受熱
運(yùn)行期間組件的熱量排放對完美實(shí)現(xiàn)功能和其使用壽命構(gòu)成了一定風(fēng)險,這就是針對應(yīng)用和特定安裝條件必須量身定制熱管理至關(guān)重要的原因。板級散熱器(引腳散熱器)是一種既定的冷卻 PCB 的方法,不僅承載功率半導(dǎo)體,而且承載控制器和信號處理器。由于它們直接安裝在相關(guān)組件上,因此可用于專門并有效地進(jìn)行冷卻。 Fischer Elektronik 和 Assmann WSW 都是供應(yīng)范圍最廣??的鋁或銅板級散熱器的供應(yīng)商,可提供具有各種尺寸、外形和安裝機(jī)制的散熱器。
薄至 10μm 至 100μm 的導(dǎo)熱箔有助于節(jié)省更多空間(圖 5),并且還提供高達(dá) 1,950W/mK 的高導(dǎo)熱率。它們很容易切割成所需的尺寸,因而便于處理。市面上可供選擇的導(dǎo)熱箔通常來自 3M 和松下等供應(yīng)商。
在產(chǎn)生大量熱量的地方,風(fēng)扇是首選的冷卻方法。它們在性能和成本方面都優(yōu)于被動冷卻。如果著重于最大限度地提高氣流,則推薦使用 ADDA 的 AD12032(圖 6)。另一方面,如果噪聲水平是一個需要考慮的因素,例如在病房中使用的設(shè)備,則建議使用帶有浮動軸承的型號,例如 ADDA 的 AD12032 系列或 Jamicon 的 JV0620-00(圖 7)。 Jamicon 的雙滾珠軸承型號具有特別長的使用壽命。
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