Zeer nauwkeurige druksensoren voor toepassingen in medische apparatuur | MemTech

In een neonatale beademingsmachine kan een druksensor met een totale fout van 2% het geleverde ademvolume met 15 ml per ademhaling veranderen bij een baby van 4 kg - een variatie die rechtstreeks verband houdt met het risico op longletsel als gevolg van ventilatie. Dit is waarom hoognauwkeurige druksensoren voor toepassingen in medische apparatuur zijn gespecificeerd als veiligheidskritische componenten, en niet als gemaksupgrades.

Voor fabrikanten van medische apparatuur die samenwerken met Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. (MemsTech), gaat de sensorselectie nooit alleen over de initiële aankoopprijs. Het gaat erom of de sensor zijn nauwkeurigheid behoudt over het gehele bedrijfstemperatuurbereik, het assemblageproces in een cleanroom overleeft en consistent blijft in alle productiebatches.

Wat hoge nauwkeurigheid werkelijk betekent bij medische drukdetectie

Hoge nauwkeurigheid bij een medische druksensor betekent dat de totale foutband een gespecificeerd venster over het gecompenseerde temperatuurbereik bevat, en niet alleen de niet-lineariteit bij kamertemperatuur.

In veel datasheets wordt de nauwkeurigheid vermeld als een percentage van het volledige bereik bij 25 C. Dat getal is nuttig voor werk op de bank, maar niet genoeg voor een apparaat dat moet presteren bij patiënttemperatuur, tijdens transport en tijdens herhaalde sterilisatiecycli. De bruikbare nauwkeurigheid is het slechtste geval als het gaat om niet-lineariteit, hysteresis, nulpuntverschuiving, spanfout, thermische drift en stabiliteit op lange termijn.

• Niet-lineariteit en hysteresis definiëren de afwijking van een ideale lineaire curve na kalibratie.
• Nul-offset- en span-fouten stellen de absolute referentie in tussen 0% en 100% van het bereik.
• Thermische drift beschrijft de verschuiving in nul en bereik over de gecompenseerde temperatuurband.
• Stabiliteit op lange termijn meet de outputdrift per jaar onder voortdurende excitatie.

Voor een breder beeld van MEMS-sensortechnologie en de toepassingen ervan, lees onze MEMS-druksensorgids .

Kernspecificaties voor uiterst nauwkeurige druksensoren in toepassingen voor medische apparatuur

Vier specificaties bepalen of een MEMS-druksensor in een medisch apparaat kan worden gebruikt: totale foutband, stabiliteit op lange termijn, thermische hysteresis en mediacompatibiliteit.

Voor infuuspompen, anesthesiemachines en ventilatoren worden deze waarden samen gelezen. Een sensor met een uitstekende lineariteit maar een slechte thermische hysteresis zal aan het begin en aan het einde van een therapiesessie verschillende metingen produceren als het apparaat tijdens gebruik opwarmt.

MCP5XXX-serie druksensor voor medische toepassingen De MCP5XXX-serie biedt een sensor in een behuizing met analoge uitgang, gekalibreerd en temperatuurgecompenseerd, geschikt voor ademhalings- en infusiesystemen waarbij thermische hysteresis moet worden geminimaliseerd. Bekijk Product →

De MCP5xxx-serie van MemsTech is een flexibel platform voor medische OEM's die een compacte sensor met behuizing nodig hebben met analoge of digitale uitgang, die de volledige nauwkeurigheidsvereisten van ademhalings- en infusiesystemen dekt.

Absoluut, meter of differentieel: de drukreferentie kiezen

Het drukreferentietype in een medisch apparaat bepaalt welke fysiologische meting u kunt uitvoeren, omdat de referentie het nulpunt van uw klinische gegevens wordt.

Druksensoren worden geclassificeerd op basis van hun referentie: absoluut, gauge of differentieel. Elk creëert een andere meetbasis, dus de keuze is niet uitwisselbaar.

MemsTech biedt alle drie de referentietypen, waarbij de MCPh- en MCPV-serie absoluut afgeleide meter- en differentiële metingen voor medische toepassingen ondersteunen. Het selecteren van de juiste referentie is een klinische beslissing, geen hardwarevoorkeur.

Verpakking en signaaluitvoer voor integratie van medische apparatuur

Het pakket en het uitgangssignaal van een druksensor hebben rechtstreeks invloed op de opbrengst van uw PCB-assemblage, de elektromagnetische ruismarge en de kalibratieworkflow.

Opbouw-SOP-pakketten zijn zeer geschikt voor SMT-assemblage met grote volumes op kleine medische PCB's. Direct-plug DIP/SIP-pakketten zorgen voor eenvoudiger socketing tijdens prototypevalidatie en buitendienst.

• SOP (surface mount) maakt pick-and-place-montage mogelijk en vermindert de bordhoogte bij draagbare apparaten.
• DIP/SIP (directe plug) ondersteunt handmatig solderen, socketverbindingen en lagere initiële gereedschapskosten in vroege monsters.

MCP-H10 en MCP-H11 compacte druksensoren voor medisch gebruik Deze SOP-verpakte sensoren bieden analoge of digitale uitvoer met ingebouwde compensatie, waardoor ze ideaal zijn voor infusie- en diagnostische apparaten met beperkte ruimte. Bekijk Product →

De MCPh10- en MCPh11-series van MemsTech bieden zowel analoge als digitale signaalopties met SOP-verpakking, waardoor ze nuttige metgezellen zijn voor infusie- en diagnostische systemen waar de ruimte beperkt is.

Kalibratie, temperatuurcompensatie en batchconsistentie

Elke zeer nauwkeurige medische druksensor moet afzonderlijk worden gekalibreerd op nul en op volledige schaal, en vervolgens over het hele werkingsbereik temperatuurgecompenseerd worden, voordat deze de fabriek verlaat.

Het kalibratieproces is wat een ruwe MEMS-chip omzet in een apparaat van medische kwaliteit. MemsTech past tijdens de productie een gecontroleerde volgorde toe om ervoor te zorgen dat elke sensor voldoet aan de specificatie op het gegevensblad.

1. Nul- en spankalibratie tegen een traceerbare drukstandaard bij referentietemperatuur.
2. Thermische cycli door het gecompenseerde temperatuurbereik om driftgegevens vast te leggen.
3. Correctiecoëfficiënten intern opgeslagen, hetzij na lasertrimmen of digitale compensatie.
4. Stabiliteitsbemonstering en traceerbaarheid van partijen voor elke productiebatch.

Kwalificatie en aanschaf van uiterst nauwkeurige druksensoren voor fabrikanten van medische apparatuur

Voordat u een druksensor voor een medisch apparaat goedkeurt, moet u vijf gebieden valideren: nauwkeurigheid over temperatuur, mediacompatibiliteit, stabiliteit, produceerbaarheid en leveringsconsistentie.

Deze vijf controles voorkomen dat een sensor de beperkende factor wordt in de registratie van een apparaat of de betrouwbaarheid ervan in het veld.

• Vraag een datasheet met totale foutenband aan over uw bedrijfstemperatuurbereik, geen momentopname van 25 C.
• Controleer of de bevochtigde materialen compatibel zijn met de vloeistof of het gas en met uw sterilisatiemethode.
• Bekijk de langetermijnstabiliteitsgegevens van ten minste 1000 uur continue bemonstering.
• Valideer de verpakkingsvoetafdruk tegen uw geautomatiseerde assemblageproces.
• Vraag naar batch-traceerbare kalibratierecords en of elke sensor zijn eigen kalibratiegegevens verzendt.

MCP-H20 en MCP-H21 druksensoren met dubbele poort voor medische systemen Deze sensoren zijn ontworpen voor lagedrukmeters of differentiële metingen en leveren een hoge nauwkeurigheid en een compact formaat voor ademhalings- en anesthesieapparatuur. Bekijk Product →

Voor OEM's die een lagedrukmeter of differentiële meting in ademhalings- en anesthesieapparatuur nodig hebben, leveren de MCPh20- en MCPh21-series van MemsTech hoge nauwkeurigheid in een compact pakket.

Veelgestelde vragen

Dit zijn de vragen die ingenieurs en inkoopteams voor medische apparatuur het vaakst stellen bij het evalueren van hoognauwkeurige druksensoren voor toepassingen in medische apparatuur.

Welke nauwkeurigheid kan ik verwachten van een MEMS-druksensor voor medische apparaten?

MEMS-druksensoren van medische kwaliteit van MemsTech zijn verkrijgbaar met een nauwkeurigheid tot 0,2% FSS. De totale foutband, en niet alleen de niet-lineariteit, wordt gehandhaafd over het gecompenseerde temperatuurbereik en moet worden afgestemd op het klinische prestatiedoel van uw apparaat.

Hoe werkt temperatuurcompensatie in MEMS-druksensoren?

Tijdens de productie doorloopt elke sensor het bedrijfstemperatuurbereik. De gemeten nul- en spanafwijkingen worden gebruikt om correctiecoëfficiënten te berekenen, die vervolgens in het interne geheugen worden opgeslagen of door een signaalconditioneringscircuit worden toegepast, zodat de uitvoer over het volledige temperatuurbereik accuraat blijft.

Wat is het verschil tussen manometer- en verschildruksensoren in medische apparaten?

Een metersensor meet de druk ten opzichte van de atmosferische omgevingsdruk. Een differentiële sensor meet het verschil tussen twee poorten. Ademhalingsapparatuur maakt doorgaans gebruik van differentiële sensoren voor flowmeting en metersensoren voor lijndrukbewaking.

Kan MemsTech aangepaste kalibratie en verpakking ondersteunen voor een gespecialiseerd medisch ontwerp?

Ja. Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. ondersteunt aangepaste kalibratie, verpakking en applicatieontwikkeling voor medische OEM's. De interne faciliteit omvat verpakking, lassen, temperatuurcompensatie en prestatiekalibratie van prototype tot massaproductie.