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- 適用于醫(yī)用泵應用的傳感器（三）
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/5/11
FC22 微型力傳感器（圖 5）基于相同的工作原理 ；但它的工作區(qū)域較小，可為點負載的測量提供方便。該傳感器的外形規(guī)格和電纜連接可提供不同的集成選項。FC22 傳感器還有毫伏橋版本。
圖 5 ： FC22 微型低力量程壓縮力傳感器
符合 RoHS 的 FX1901 壓縮傳感器可用于物理治療、測量患者體重（體重秤）以及脊椎按摩療法和訓練設(shè)備等。五個測量范圍涵蓋了從 10 lbf 到 200 lbf （約 5kg 到100kg）的最大負載。與輸入電壓對應的模擬輸出信號為 20mV/V（每 1V 輸入電壓對應 20mV 輸出電壓）。這種精確度為1% 的力傳感器基于具有成本效益的設(shè)計（圖 7）。
圖 7 ： AD-101 氣泡檢測傳感器
FX29 是 TE 的全新創(chuàng)新型力傳感器產(chǎn)品，具有多項新功能和改進功能，由于其設(shè)計經(jīng)過大量更改，因此其價格將大大低于以前的力傳感器型號。 FX29 是為嵌入式力測量應用而設(shè)計的微型壓縮力傳感器。該傳感器的力元件采用了高可靠性Microfuse 技術(shù)，并且適用范圍覆蓋了 10lbf 到 100lbf。 FX29 擴展了可用的輸出類型，包括 mV、放大和數(shù)字輸出選項。集成的數(shù)字電路帶來了更高的整體系統(tǒng)精確度，而可用的低測量范圍使其可以在更廣泛的應用中使用。較高的超量程保護可使傳感器免受系統(tǒng)中的浪涌和沖擊電壓的影響，而且搭配高輸出靈敏度的低偏移意味著傳感隔離膜上的應力較小，這使得FX29 適用于要求苛刻的醫(yī)療應用。
圖 6 ： FX29 壓縮力傳感器
輸液泵中的氣泡檢測
氣泡檢測在輸液泵、血液透析和血流監(jiān)測等應用中至關(guān)重要，這些應用中的性能中斷可能會危及生命。超聲波氣泡檢測傳感器是非接觸式的氣泡和液體聲波檢測傳感器，用于發(fā)現(xiàn)輸液管中的氣泡和液體。它們被廣泛用于醫(yī)用泵、制藥、工業(yè)和科學研究中的液體輸送和輸注。 TE 的AD-101 氣泡檢測傳感器可對液體進行非侵入式持續(xù)監(jiān)測以監(jiān)測氣泡，它利用超聲技術(shù)來積極識別所有類型的液體中是否存在流動中斷。憑借持續(xù)的自診斷和包裝的靈活性，這些傳感器可為關(guān)鍵應用（例如輸液泵）提供可靠和準確的氣泡檢測。
氣泡檢測技術(shù)
如圖 2 所示，氣泡檢測傳感器（例如 TE 的 AD-101）將直接安裝在用于將液體注入患者體內(nèi)的管道上。氣泡檢測傳感器包含一個嵌入式壓電傳感器，該傳感器會發(fā)出聲脈沖超聲信號。信號會經(jīng)過管道及其內(nèi)容物。壓電接收器會監(jiān)聽超聲波信號。液體可有效地傳輸超聲波，因此當管道中僅存在液體時，傳輸?shù)男盘柡軓�。氣泡不能有效地傳輸超聲波，因此液體中的氣泡會削弱信號。內(nèi)部電路會測量接收器信號的振幅并提供適當?shù)妮敵觥?/p>
圖 8 ：超聲波氣泡檢測傳感器 - 工作原理
超聲波氣泡檢測傳感器是非侵入性的，不與液體直接接觸。 AD-101 適用于 3mm 至 10mm 的管道尺寸，而且可以進行定制以適應非常用的管道尺寸。響應時間小于 2ms，可提供 3.3V TTL 輸出邏輯電平，而且它集成了 LED，如果檢測到氣泡，則提供可見信號。 AD-101 還具有內(nèi)置的自診斷功能，可以持續(xù)監(jiān)測傳感器的運行情況。該傳感器可在任意位置使用，液體向上、向下或以任何角度流動均可。重力對檢測能力沒有影響。
輸液泵中的其他傳感器
輸液泵的設(shè)計正變得越來越復雜，并增加了其他功能和診斷。這將需要使用其他傳感器以及性能更高的傳感器。醫(yī)用泵中使用傳感器的其他兩個領(lǐng)域包括 ：用于電機反饋和診斷的位移傳感器，以及用于監(jiān)視和控制輸液的溫度傳感器。
各向異性磁阻 (AMR) 傳感器是精確的非接觸式設(shè)備，可對傳感器感測到的磁場角度變化進行測量。 TE 的磁傳感器可在嚴苛環(huán)境中提供可靠的非接觸式位移測量。例如， AMR 效應的獨特功能可實現(xiàn)在精密線性編碼器中測量亞微米級位移。 AMR 技術(shù)還成功用于存在狀態(tài)檢測，例如氣缸中的終點檢測。這種 AMR 技術(shù)為監(jiān)測線性或旋轉(zhuǎn)運動提供了一種低成本的強大技術(shù)，并且可以為驅(qū)動大多數(shù)輸液泵的各種電機提供精確的位置反饋。這些耐用的
產(chǎn)品旨在提供更高的輸出精確度，以實現(xiàn)平穩(wěn)的電機控制，它們較小的尺寸通常可以降低更換成本，并使其設(shè)計適用于許多緊湊、自動化的低成本組件。
目前，輸液泵采用了一系列電機技術(shù)，而精確的電機反饋對于系統(tǒng)的精確度和可靠性至關(guān)重要。對于所有利用旋轉(zhuǎn)的電機技術(shù)，都可以在旋轉(zhuǎn)部件上放置一個小磁鐵，并使用 AMR 傳感器提供準確的旋轉(zhuǎn)角度信息，從而實現(xiàn)精確、即時的電機反饋和控制。 AMR 傳感器還可用于提供有關(guān)注射器柱塞位置以及注射器針筒尺寸的直接反饋。
在體溫方面，事實證明術(shù)中靜脈輸液和輸血對體溫有著相當大的影響。因此，監(jiān)測和控制液體的溫度很重要。當向靜脈內(nèi)輸注液體時，經(jīng)常使用各種醫(yī)用液體加熱器，并且溫度傳感器將集成為這些系統(tǒng)的一部分，以監(jiān)測和控制液體的溫度。盡管許多加溫部件是獨立的，并且位于輸液泵外部，但現(xiàn)在的趨勢是將此選項集成到新的輸液泵設(shè)計中。TE 設(shè)計和制造各種溫度元件和組件，它們已廣泛用于侵入式和非侵入式醫(yī)療應用，以監(jiān)測從核心體溫到用于血管修復球囊的低溫氣體的各種溫度。
總結(jié)
TE 利用許多不同的技術(shù)設(shè)計和制造各種傳感器，這些技術(shù)對于監(jiān)測和控制醫(yī)療系統(tǒng)中各種應用的電子系統(tǒng)至關(guān)重要�；颊咧委煹钠渲幸粋�主要領(lǐng)域是醫(yī)用泵，更具體地說是輸液泵。 TE 傳感器應用于輸液泵的以下領(lǐng)域：
• 力傳感器可檢測阻塞，以確認將藥物輸送給患者的管道內(nèi)沒有阻塞。
• 氣泡檢測傳感器能夠積極識別各種類型液體中是否存在流動中斷。
• 各向異性磁阻 (AMR) 位移傳感器可監(jiān)測醫(yī)用泵電機的角度或線性位移。
• 溫度傳感器用于監(jiān)測和控制輸送到患者體內(nèi)的注射液體的溫度。
力傳感的應用領(lǐng)域
醫(yī)療設(shè)備 OEM 正在尋求具備可靠性、合適尺寸（小型化）、更低成本和更好整體性能的產(chǎn)品。力傳感的諸多醫(yī)療應用領(lǐng)域包括 ：
• 許多動態(tài)藥物分配系統(tǒng)依賴于力傳感作為反饋控制的主要傳感器技術(shù)。
• 由于低成本、高可靠性的力 / 扭矩傳感可以實現(xiàn)精確的測量，因此手術(shù)治療也在迅速發(fā)展。裝訂機和眼科手術(shù)設(shè)備均配備了力傳感器，以實現(xiàn)更快、更精確的手術(shù)治療。
• 用于在膝蓋和肩部手術(shù)中沖洗和鹽水沖洗部位的泵越來越多地使用力感應來優(yōu)化流速。
• 力傳感器現(xiàn)已廣泛用于鹽水注射的重量測量。
氣泡檢測傳感器的應用
氣泡檢測在輸液泵、血液透析和血流監(jiān)測等應用中非常重要。 TE 的AD-101 氣泡檢測傳感器提供 ：
• 自診斷功能，包括開機和持續(xù)自診斷
• 可以靈活定制，以適應各種管道或?qū)Ч?/p>
• 集成式電子設(shè)備，可通過簡單的集成實現(xiàn)緊湊型產(chǎn)品設(shè)計
• 20 年久經(jīng)驗證的性能，傳感器銷往世界各地
TE 設(shè)計和制造的傳感器適用于各種醫(yī)療應用，根據(jù)不同需求，部分產(chǎn)品已經(jīng)通過 ISO 13485 認證和美國 FDA 注冊。我們的全球工程師網(wǎng)絡(luò)可提供特定于各種應用的傳感器設(shè)計，貫通從產(chǎn)品概念到制造的整個過程。TE 的專
業(yè)醫(yī)療傳感器團隊可在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)針對快速產(chǎn)品開發(fā)和支持需求提供快速制樣服務。
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