Høynøyaktige trykksensorer for medisinske apparater | MemsTech

I en neonatal ventilator kan en trykksensor med 2 % total feil endre det leverte tidalvolumet med 15 ml per pust på et 4 kg spedbarn – en variasjon direkte knyttet til risikoen for ventilasjonsindusert lungeskade. Det er derfor trykksensorer med høy nøyaktighet for medisinsk utstyr er spesifisert som sikkerhetskritiske komponenter, ikke bekvemmelighetsoppgraderinger.

For produsenter av medisinsk utstyr som jobber med Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. (MemsTech), handler sensorvalg aldri bare om den opprinnelige kjøpesummen. Det handler om sensoren holder sin nøyaktighet over driftstemperaturområdet, overlever renromsmonteringsprosessen og holder seg konsistent på tvers av produksjonspartier.

Hva høy nøyaktighet egentlig betyr i medisinsk trykkføling

Høy nøyaktighet i en medisinsk trykksensor betyr at det totale feilbåndet holder et spesifisert vindu over det kompenserte temperaturområdet, ikke bare ulineariteten ved romtemperatur.

Mange dataark oppgir nøyaktighet som en prosentandel av fullskalaspenn ved 25 C. Dette tallet er nyttig for benkearbeid, men ikke nok for en enhet som må fungere ved pasienttemperatur, under transport og gjennom gjentatte steriliseringssykluser. Den brukbare nøyaktigheten er det verste tilfellet fra ikke-linearitet, hysterese, nullforskyvning, spennfeil, termisk drift og langsiktig stabilitet.

• Ikke-linearitet og hysterese definerer avviket fra en ideell lineær kurve etter kalibrering.
• Nullforskyvning og spennfeil setter den absolutte referansen mellom 0 % og 100 % av området.
• Termisk drift beskriver skiftet i null og spenn over det kompenserte temperaturbåndet.
• Langtidsstabilitet måler produksjonsdriften per år under kontinuerlig eksitasjon.

For et bredere syn på MEMS sensorteknologi og dens applikasjoner, les vår MEMS trykksensor guide .

Kjernespesifikasjoner for trykksensorer med høy nøyaktighet i medisinske apparater

Fire spesifikasjoner bestemmer om en MEMS-trykksensor kan brukes i et medisinsk utstyr: totalt feilbånd, langtidsstabilitet, termisk hysterese og mediekompatibilitet.

For infusjonspumper, anestesiapparater og ventilatorer leses disse verdiene sammen. En sensor med utmerket linearitet, men dårlig termisk hysterese, vil produsere forskjellige avlesninger ved starten og slutten av en behandlingsøkt hvis enheten varmes opp under bruk.

MCP5XXX-seriens trykksensor for medisinske applikasjoner MCP5XXX-serien tilbyr en kapslet sensor med analog utgang, kalibrert og temperaturkompensert, egnet for respirasjons- og infusjonssystemer der termisk hysterese må minimeres. Se produkt →

MCP5xxx-serien hos MemsTech er en fleksibel plattform for medisinske OEM-er som trenger en kompakt foret sensor med enten analog eller digital utgang, som dekker de fulle nøyaktighetskravene til åndedretts- og infusjonssystemer.

Absolutt, gauge eller differensial: Velge trykkreferanse

Trykkreferansetypen i et medisinsk utstyr bestemmer hvilken fysiologisk måling du kan gjøre, fordi referansen blir nullpunktet for dine kliniske data.

Trykksensorer er klassifisert etter deres referanse: absolutt, gauge eller differensial. Hver skaper et annet målegrunnlag, så valget er ikke utskiftbart.

MemsTech tilbyr alle tre referansetypene, med MCPh- og MCPV-seriene som støtter absolutt-avledede måler- og differensialmålinger for medisinske applikasjoner. Å velge riktig referanse er en klinisk avgjørelse, ikke en maskinvarepreferanse.

Emballasje og signalutgang for integrering av medisinsk utstyr

Pakken og utgangssignalet til en trykksensor påvirker direkte ytelsen til PCB-enheten, elektromagnetisk støymargin og kalibreringsarbeidsflyt.

Overflatemonterte SOP-pakker er godt egnet for høyvolum SMT-montering på små medisinske PCB. Direkte-plugg DIP/SIP-pakker gir enklere socketing under prototypevalidering og feltservice.

• SOP (surface mount) tillater plukking-og-plasser-montering og reduserer bordhøyden i håndholdte enheter.
• DIP/SIP (direkte plugg) støtter manuell lodding, stikkontakter og lavere innledende verktøykostnader i tidlige prøver.

MCP-H10 og MCP-H11 kompakte trykksensorer for medisinsk bruk Disse SOP-pakkede sensorene gir analog eller digital utgang med innebygd kompensasjon, noe som gjør dem ideelle for plassbegrensede infusjons- og diagnostiske enheter. Se produkt →

MCPh10- og MCPh11-seriene fra MemsTech tilbyr både analoge og digitale signalalternativer med SOP-emballasje, noe som gjør dem nyttige følgesvenner for infusjons- og diagnostiske systemer der plassen er begrenset.

Kalibrering, temperaturkompensasjon og batchkonsistens

Hver medisinsk trykksensor med høy nøyaktighet må kalibreres individuelt til null og full skala, og deretter temperaturkompenseres over driftsområdet før den forlater fabrikken.

Kalibreringsprosessen er det som konverterer en rå MEMS-matris til en enhet av medisinsk kvalitet. MemsTech bruker en kontrollert sekvens under produksjonen for å sikre at hver sensor oppfyller spesifikasjonen på dataarket.

1. Null- og spennkalibrering mot en sporbar trykkstandard ved referansetemperatur.
2. Termisk syklus gjennom det kompenserte temperaturområdet for å fange driftdata.
3. Korreksjonskoeffisienter lagret internt, enten etter lasertrimming eller digital kompensasjon.
4. Stabilitetsprøvetaking og partisporbarhetsregistreringer for hver produksjonsbatch.

Kvalifisering og anskaffelse av trykksensorer med høy nøyaktighet for produsenter av medisinsk utstyr

Før du godkjenner en trykksensor for en medisinsk enhet, valider fem områder: nøyaktighet over temperatur, mediekompatibilitet, stabilitet, produksjonsevne og forsyningskonsistens.

Disse fem kontrollene forhindrer at en sensor blir den begrensende faktoren i en enhets regulatoriske innsending eller feltpålitelighet.

• Be om et dataark med totalt feilbånd over driftstemperaturområdet ditt, ikke et øyeblikksbilde på 25 C.
• Bekreft at våte materialer er kompatible med væsken eller gassen og med din steriliseringsmetode.
• Gjennomgå langtidsstabilitetsdata fra minst 1000 timer med kontinuerlig prøvetaking.
• Valider pakkens fotavtrykk mot den automatiske monteringsprosessen.
• Spør om batch-sporbare kalibreringsposter og om hver sensor leveres med sine egne kalibreringsdata.

MCP-H20 og MCP-H21 Dual-Port trykksensorer for medisinske systemer Disse sensorene er designet for lavtrykksmåler eller differensialmålinger, og leverer høy nøyaktighet og kompakt størrelse for åndedretts- og anestesiutstyr. Se produkt →

For OEM-er som krever en lavtrykksmåler eller differensialmåling i åndedretts- og anestesiutstyr, leverer MCPh20- og MCPh21-seriene fra MemsTech høy nøyaktighet i en kompakt pakke.

Ofte stilte spørsmål

Dette er spørsmålene som medisinsk utstyrsingeniører og innkjøpsteam oftest stiller når de evaluerer trykksensorer med høy nøyaktighet for medisinsk utstyrsapplikasjoner.

Hvilken nøyaktighet kan jeg forvente av en MEMS-trykksensor for medisinsk utstyr?

MEMS-trykksensorer av medisinsk kvalitet fra MemsTech er tilgjengelige med en nøyaktighet på opptil 0,2 % FSS. Det totale feilbåndet, ikke bare ikke-linearitet, opprettholdes over det kompenserte temperaturområdet og bør tilpasses det kliniske ytelsesmålet til enheten din.

Hvordan fungerer temperaturkompensasjon i MEMS trykksensorer?

Under produksjonen går hver sensor gjennom sitt driftstemperaturområde. De målte null- og spennavvikene brukes til å beregne korreksjonskoeffisienter, som deretter lagres i internminnet eller brukes av en signalkondisjoneringskrets slik at utgangen forblir nøyaktig over hele temperaturområdet.

Hva er forskjellen mellom måle- og differensialtrykksensorer i medisinsk utstyr?

En målersensor måler trykket i forhold til omgivelsestrykket. En differensialsensor måler forskjellen mellom to porter. Åndedrettsutstyr bruker vanligvis differensialsensorer for strømningsmåling og målersensorer for linjetrykkovervåking.

Kan MemsTech støtte tilpasset kalibrering og pakking for et spesialisert medisinsk design?

Ja. Mems - Wuxi Mems Tech Co., Ltd. støtter tilpasset kalibrering, pakking og applikasjonsutvikling for medisinske OEM-er. Det interne anlegget dekker pakking, sveising, temperaturkompensasjon og ytelseskalibrering fra prototype til masseproduksjon.