微型傳感器已成為節(jié)省空間的高性能工控器件:在傳感器的設(shè)計中,為了在縮小的空間范圍內(nèi)設(shè)計可靠,能夠準確地實現(xiàn)傳感器功能,這對于許多應(yīng)用來說都是至關(guān)重要的。不過,還有其它優(yōu)點,就是小尺寸,包括減員模組系統(tǒng),可以釋放寶貴的線路板空間,讓設(shè)計者在PCB(PCB)上定位組件提供更多的靈活性,以減少干擾。
衛(wèi)生保健產(chǎn)業(yè)仍然是傳感器小型化的主要推動力,需要超可靠微小、精確的傳感器來驅(qū)動人體,例如關(guān)節(jié)置換(聯(lián)合采用關(guān)節(jié)置換(力矩傳感器有很大希望將其替換)和脊柱融合。對于外部使用,傳感器供應(yīng)商必須提供靈活的安裝選擇,以確保將傳感器放置在病人和/或流體附近(例如,藥物,血液或水)附近,以便進行準確和精確測量。
在醫(yī)院狹窄的空間里,小型、便攜的醫(yī)療設(shè)備也能使服務(wù)提供商迅速、方便地把設(shè)備從一個患者送到另一個。感應(yīng)器的小型化有助于將其變成可以在這種設(shè)計中使用的醫(yī)療裝置,即穿戴式技術(shù),以及手持器械。
很多因素都要集中到一起來削減。舉例來說,除了對配件的物理和包裝要求,最后產(chǎn)品本身都是小型化,還存在預(yù)算和技術(shù)方面的問題,例如,通過整合多個傳感器功能,持續(xù)整合到單個、較小的封裝,從而降低BOM成本。
和大部分電子技術(shù)革新一樣,起搏器的容量越來越小。舉例來說,近期的進步包括實施和其常規(guī)競爭者不帶引線起搏器設(shè)備,且其體積只有10%,傳統(tǒng)儀器是直接放置患者心臟的。不需手術(shù),只需經(jīng)導(dǎo)管。集成度很高,即使在較小的狀態(tài)下,它也能安裝活性感應(yīng)器,代謝傳感器,以及測量溫度、姿態(tài)和心律不齊所帶來的雙重感應(yīng)器。
由于心臟疾病在發(fā)達國家以及早期診斷、治療、維持等主要死因,因此起搏器及其它心臟相關(guān)技術(shù)得到了持續(xù)發(fā)展。
除起搏器外,其他有醫(yī)療針對性的通知也是如此,現(xiàn)在也是如此。最近特文特大學(xué)的例子顯示,用來測量病人的康復(fù)運動功能,就是世界上最小的手工力傳感器1。比手指還小,它能測量你雙手所受的力。感應(yīng)器也是如此小,因為它可以與手套和修復(fù)設(shè)備相結(jié)合,還可以設(shè)計成自行車腳踏、鞋底或觸摸屏。傳感器除可測總力外,還可測量受力方向,并具有廣闊的應(yīng)用前景。涉及體力勞動和運動員或康復(fù)的患者,用來提高一種技術(shù)的設(shè)備的性能,它還解決了用足夠小單位來測量的力與手指被夾住的物體之間產(chǎn)生的困難。
當(dāng)前,傳感器微小型技術(shù)的發(fā)展使醫(yī)療應(yīng)用迅速地走出實驗室,進入了當(dāng)今世界。以人體呼吸為例,它需要在空氣流動和/或離開人體肺部時進行測量。對病人呼吸功能的監(jiān)控與評價是清醒鎮(zhèn)靜的重要藥理學(xué)誘導(dǎo)下的放松狀態(tài),病人在此過程中保持清醒并配合,如牙科治療。了解呼吸周期對檢測睡眠呼吸暫停也有幫助。一般來說,這些技術(shù)是用來測量流量在一個分流器內(nèi),通過傳感管道間接產(chǎn)生的壓力差,流經(jīng)管道一側(cè)的兩個通口。
壓敏傳感器可集成在多種設(shè)計中,因為它們提供了多種連接和封裝(表面貼裝、DIP、SIP),以及輸出選項(模擬或數(shù)字)。醫(yī)用儀器和呼吸用所有傳感器微型系列壓力傳感器提供結(jié)合節(jié)省空間的高性能。H等級是公司生產(chǎn)的毫伏輸出壓力傳感器的高精度版本。他們提供一種校準毫伏輸出具有優(yōu)良的輸出特性,從而減少由于溫度等因素造成的輸出偏差。生產(chǎn)商也指出,傳感器能使預(yù)熱期和穩(wěn)定性長期穩(wěn)定。另外,傳感器采用了硅、微機和應(yīng)力集中強化結(jié)構(gòu),以提供向被測壓力線性輸出的結(jié)果。
此系列傳感器適用于無腐蝕性、非離子的工作流體,如空氣、干燥氣體等。
可以看出,傳感器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中扮演著舉足輕重的角色,其發(fā)展趨勢正朝著向小型化邁進。將起搏器移出心臟,這是非常巨大的,符合心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu),將藥物和傳感器技術(shù)的發(fā)展結(jié)合起來,是個了不起的成就。
而且,小型傳感器并不總能轉(zhuǎn)換成高效率的成本,但是它通常會轉(zhuǎn)換成無損耗的性能,即醫(yī)療應(yīng)用中的尺寸、易用性、便攜、可靠性、精確度和成本是高度集成的關(guān)鍵。
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