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艾动薄膜传感器在医疗设备的应用

January 3rd, 2013 , Posted by H. Rackham

基于传感器的医疗智能化:医疗领域应用对设备制造商提出了特殊的挑战。在用于生存或者死亡的抉择状况中的设备和仪器的一个必要特点就是高可靠性。反过来,在诸如此类的设备中使用的每个部件替代类似的可靠性要求,特别构成的人机界面(HMI)的机电部件。压力传感器是HMI组件中的一系列部件,其也被广泛地应用于相关迅速扩大的个人医疗监测设备市场。传感器设备共同提供的技术,最近被创造的术语即为“自我量化”。本文探讨了压力传感器目前应用在医疗和医疗保健产品中,同时也表明,不断升级的传感器技术,可能是控制日益增长的医疗保健系统成本的关键因数。

 

随着过去的数十年的机电技术进步,新型传感器持续涌现,反过来又催生了仪器和系统不断扩大的范围,可用于医疗界。二十世纪中叶,医院连续监测系统成为可能,可以持续监控患者的生命体征,任何测量值超出他们的正常范围,使用该系统可以自动生成报警事件。在此之前,唯一的方法,这种严格的监控管理就是安排每一个护士照料在重症监护中的每一个病人。第二十世纪的后半期见证了随着计算机时代的发展,以及使用模拟信号的测量设备向数字信号测试设备的转变。随着数字处理器的功能日益强大而尺寸越来越小,传感器设备也是如此。随着新类型的传感器在这一期间发明的,传统传感器的小型化也不断涌现,如负载称重和应变计。其中之一这类设备就是压力感应电阻(如图一)。因为其成本有效的特性,2010年生产的艾动I-Motion薄膜压力传感器很快被广泛采用在不同行业,包括医疗器械。

 

艾动I-Motion薄膜压力传感器因为其可靠耐用,是用于医疗设备的基本特征。这种设备在紧急情况下的功能失效是不可接受的,因为它可能导致失去生命。艾动I-Motion薄膜压力传感器的可专用于特定功能的人机界面,也可用于与其它传感器技术结合,提高数据传输质量。例如,它们可以用来启动触觉反馈,如同足够的压力是适用于一个按钮或键时,“点击”声音或振动。在下面的部分中,我们将回顾在医院和医生办公室使用的设备中一些带有大量压力量传感技术的功能。

 

智能医疗床举例:各种类型的设备需要设备表面和病人的身体部位之间进行接触(或非接触)。一个例子是用于肿瘤的放射治疗设备。为了确保对肿瘤目标进行精确定位,能量束必须精确地定位和聚焦。在治疗设置期间,这可以通过使用一个整合了艾动薄膜压力感应电阻的触摸保护检测器完成。艾动I-Motion薄膜压力传感器的独特特征在这个应用项目中它能区别一个触摸还是一个按压。艾动薄膜压力传感器适合用于医院床监测应用。压力传感是不仅用来检测病人是否离开了他们的病床床位,而且它也可以被用来确认病人在病床上特定压力点位信息。传感器行、列矩阵可被用于这类应用,床垫压力传感器就是采用了艾动I-Motion定制的部件,有各种原因,病人可能离开病床,一些完全正常情况,一些则不然。例如去厕所是正常情况;不经病人的医生的授权和批准离开医院则是异常状态!采用艾动薄膜压力传感器技术的床位在位传感器,无论是一个病患上床或者下床,无论何种原因,病床可以对护理人员发出报警信号。

 

在实际应用方面,对压力点位的监控甚至更为重要。通过产生可编程的警报信号,当随着时间改变病人的位置时,病床监控系统可以通知护士。患者身体受伤部位若是长期施压是不可取的,甚至躺得过久,在一个正常的地区也会导致压力性溃疡。美国国家卫生研究院主持下进行的一项研究显示,在2006年每名压力性溃疡患者的平均住院费用为48000美元。这代表了美国医疗保健系统的110亿美元的最低年支出,不包括养老院和家庭医疗费用。这项研究得出结论,阻止早期阶段的压力性溃疡恶化,有可能消除巨大的痛苦和痛苦,同时挽救数以万计的生命和减少百万美元计的医疗保健支出。

 

智能输液管举例:对于位置感知的另一个要求就是特输液泵的案例。通过一个合格的医疗操作人员在输液泵内安装的输液器管,必须准确地定位以确保液体的流动是全部准确地被输液泵控制。要做到这一点,输液泵结构包含了定制的艾动薄膜压力传感器原件,如果输液管无法准确定位,系统自动启动报警信号。

 

虽然作为一个调节的泵装置的一个集成元件的流量控制的位置刚测方法,在接驳管中有一个更普通的需要用于确定令人满意的输液流量。例如,在便携式输液泵应用中,检测闭塞发生故障会对生命产生威胁。为了阻止这种可能性,这些泵通常配有传感器,测量输液泵组件中的反馈压力。如果上游压力低于预设水平,或下游压力上升超过其预设的限制,然后对应的警报将自动被触发。由于其体积小、厚度薄和柔性形状等原因,压力感应电阻时这类应用项目中的理想选择。艾动薄膜压力传感器提供了这样一个解决方案,可以被单独地用于输液管内的部分源。传感器的压力闭塞检测器目的是检测在软管中正和负的空气压力的微妙变化,其产生一个相应的被动电阻输出信号。如果该信号漂移超出正常检测范围,可自动触发报警。例如,它可以与静脉滴注进料(IV)结合使用,如果发生堵塞输液管中时,即刻触发报警。如果液体已经完成,系统也可以触发报警。

 

其他医疗设备:各种类型的设备需要设备表面和病人的身体部位之间进行接触(或非接触)。一个例子是用于肿瘤的放射治疗设备。为了确保对肿瘤目标进行精确定位,能量束必须精确地定位和聚焦。在治疗设置期间,这可以通过使用一个整合了艾动薄膜压力感应电阻的触摸保护检测器完成。艾动I-Motion薄膜压力传感器的独特特征在这个应用项目中它能区别一个触摸还是一个按压。

 

艾动薄膜压力传感器在智能鞋包等的应用

march 26th, 2017 , Posted by J. Smith

智能鞋和鞋垫随着智能穿戴设计理念在消费类产品中的广泛开展,艾动集团也接到了越来越多客户咨询,其中鞋垫压力传感器在智能穿戴产品中使用越来越受到重视。

人体鞋垫内部轮廓图均可参考统一的形状(图一),唯一的区别是不同的尺码有不同的大小轮廓,其内部需要容纳的传感器点位也可以随之进行调整。对于传感器点位大小,可以根据实际测试目标需求不同而采用不同尺寸,例如2cm单点、4cm单点、栅格状分布等。

按照100KG人体重量计算,每只脚与地面的接触面积是200平方厘米计算,若是压力均匀分布,每平方厘米上被施加的压力为0.5KG。考虑到由于脚内部骨骼分布不规则(压力主要集中在前脚掌、后脚跟以及脚的外侧三部分,图五红色区域所示),每平方厘米上可能最大的压力可以定义为10KG,若是选择单点传感器尺寸为2平方厘米最小点位,那么其实际可能受到的最大压力范围为20KG

根据传感器点位数量,信号引出端口大致分为2种,少量点位数量信号引出端子可以采用2.54mm中心线间距的金属端子键合,若是点位数量较多则需要采用柔性印刷线FPC接口。由于传感器FPC信号导线是在传感器导线制作时直接一体印制的,因此FPC接插端部分也是银导线触点接如测试电路的连接件中,因此考虑到接口耐磨性,艾动公司已经开发出了低阻抗碳膜工艺覆盖FPC银浆接触面,根据实验验证以及大量客户实际项目引用,已经充分证明该工艺在传感器产品上已经可以成熟推广应用。

 根据不同的压力点位测试需求,测试点位越精细,则需要采用单点尺寸要求更小。鞋垫传感器若是需要进行开发前的评估,可以直接采购艾动薄膜压力传感器标准2cm感应区单点(型号: IMS-00004)和4cm感应区单点(型号:IMS-00005)样品,其不同的压力测试量程可以款速满足客户项目评估需求。

将鞋垫栅格传感器进行扩张为平面分布,不仅可以测试脚底静态压力分布,同时还可以记录步态行走动态数据记录分析。艾动薄膜压力传感器制作的样品整体感应区尺寸为53cm*31cm,最小点位为5mm*5mm,测试压力满足每平方厘米50KG测试量,信号引出端口采用FPC接口模式。

 

智能背包:随着外出旅行越来越多,消费者不仅对时尚手包需求越来越多,而且对于可以携带大量露营装备背包也是野外徒步旅游的必要装备。这些手包和背包,除了外观款式之外,携带的舒适性也是越来越成为消费者选择的重要参考标准。 .对于设计师而言,对于消费者的舒适性效果设计,只能通过使用者的试用感受来评估设计成果。舒适性设计除了人体对手包和背包材料的触感以外,对于使用者施力的方式也有诸多讲究,例如手提、斜挎、单肩背以及双肩背等压力感受是关键因数。因此,越来越多的设计师受困于如何获取包包在身体各个部位压力的量化数据,以便用于各种设计方案进行直观地数据对比,以挑选出最优化设计方案推向市场。

艾动薄膜压力传感器本身工作特性就是用于垂直压力检测而开发的,依赖其自身特有的压力对应电阻值工作特性、超薄的感应区厚度、以及灵活的单片感应区上的多点设计的解决方案,已进入背包设计这一新的应用领域,并且获得了设计师们的青睐。

野外旅行背包,由于其超重负载,使用者在肩部、背部以及腰部都要承受大小不一的重量。如何合理地将背包重量合理地分布在这三个主要位置,满足人体工程力学的最优选方案,则是设计师头号重视的问题。在艾动公司工程师团队的努力下,已经开始设计出了适合背包在人体需要的各个部位压力测试方案。薄膜压力压力传感器,已经设计出手指压力压力传感器(单点方案以及手指型检测方案),单点压力检测方案,以及分布式多点检测方案。

 

艾动薄膜压力传感器在智能车辆的应用

Auguest 3rd, 2017 , Posted by H. Rackham

轮胎压力检测:基于薄膜压力传感器的轮胎压力测试系统是一款轮胎工业通用工具,能够获取乘用车、载重车、越野车、农用车和飞机轮胎的印迹压力分布情况。对动态或静态的印迹获取同样简单。能够以高通量的彩色图片显示轮胎接触压力的分布情况。系统具有非常直观、专业的图像分析软件,可以对获取的图像进行定性定量分析。
该系统可以快速对轮胎的接触面积、边缘面积、胎面长宽和截面压力分布情况进行测量。随后可以很方便地对多种轮胎的特征进行相互比较,或者对某一轮胎在不同装载量和充气情况下的特征进行比较。这些信息有助于设计师和生产商分析不同轮胎的组成和胎面设计,进行质量控制测量,制定参考标准,并评估车辆悬架的影响。 可直接置于路面、汽车修理厂、轮胎滚动机上或固定在运行的板材试验机上,甚至可以埋在路面下,在土中测量汽车驶过时的压力情况。

应用领域

测量轮胎印迹压力分布情况;胎面设计; 生产质量保证; 车辆悬架分析; 建立参考标准

 

系统特点

● 测量快速、准确

● 传感器轻薄、柔韧性和重复性好
● 动态量测压力和接触面积
●实时显示、 记录并回放压力影像
● 以2D、3D压力图像和图表显示实时数据和存储数据
● 能够对特殊区域进行区分和分析
● 充气、装载和轮胎转动时的压力
● 界面支持将压力图和数据值复制并粘贴到其他应用程序
● 某一区域压力、接触面积随时间和距离的变化

● 适于实验室和现场测试