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智能注射泵的崛起及医疗专用电源的诞生(更新)

供稿:广州金升阳科技有限公司 2016/8/12 13:00:41

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  • 关键词: 医疗电源 注射泵 加强绝缘 2MOPP
  • 摘要:随着科技的发展,各类智能医疗设备涌入市场,这些设备通常直接与人体(患者或者操作者)接触,因此对于安规有着严格的要求,这一点在医疗认证EN 60601-1,3rd中有着明确的要求。在整机系统中隔离电源对爬电距离和漏电流等安规要求起着关键性的作用,因此这也就要求电源模块需要紧跟智能医疗的要求,进一步的提升隔离性能,甚至满足2个MOPP的隔离防护要求。

1、概述:


统输液方式出现医疗事故主要原因有:1、护士未能在输液完成时立刻拔针而造成患者血液回流;2、患者在输液过程中,输液速度过快或者有针管堵塞现象,未能及时发现;3、患者身体对药液可能会有过敏等异常反应,未得到及时处理等,而新型的智能注射泵则能很好的规避这些问题。


注射泵通常是机械或电子的控制装置,它通过作用于输液导管达到控制输液速度和用量的目的,常用于需要严格控制输液量和药量的情况,如注射升压药物,抗心律失常药物,婴幼儿静脉输液或静脉麻醉时。


随着注射泵应用越来越广泛,其整机系统对安全的要求也越来越严格。而电源模块的高隔离性能对整个系统安全工作起到了至关重要的作用,它可以帮助系统规避相关的安全隐患。可以说注射泵的崛起催生了高隔离性能的隔离电源的诞生。


2、注射泵结构框图:



上图1为最常见的单通道注射泵方案框图,大体上可以分为软件系统、机械系统和电气系统。而详细的划分又可以将其划分为:主控系统、电源系统、电机驱动系统、压力检测系统、自动报警系统。最基础的工作原理为:控制部件通过控制步进电机来推动机械部件的操作,同时会有专门的传感器模块实时的检测实际情况并反馈给控制部件。简单讲,注射泵的电气部分的工作原理如下图2:



(1)主控系统:如图2中的计算机软件控制模块,主要实现对各个部件的控制,如屏显的控制、压力检测的控制等等。

(2)电源系统:电源系统主要负责完成设备内部所有部件的供电,通常由常规的开关电源和电池组成。从而可以实现外部电源及内部电源供电两种方式,当外部电源断电后内置的电池可以提供供电,以免出现故障。

(3)电机驱动系统:主要为机械部件通过步进电机的移动完成注射器的移动。

(4)压力检测系统:压力检测系统负责通过传感器检测流量等常态或故障信号,从而反馈回控制系统,进行进一步的响应。

(5)自动报警系统:包含注射脱落、管道堵塞、供电是否正常等等的问题报警。


3、供电需求特性及推荐产品

电源模块需要为整个系统的部件供电,如控制芯片、备用电池、传感器和通讯芯片等等。详细的供电框图如下:



      图3为智能注射泵控制系统供电原理框图,系统工作情况如下:


系统供电说明:AC/DC电源输出15V电压,分别给电池充电电路、步进电机和电压转换芯片供电,通过稳压和电源转换模块转换成12V、5V、3.3V、1.8V电压分别给功放电路、编码器以及CPU进行供电。


工作过程:接通交流电源,在无交流电源情况下由内置电池供电。系统上电时,液晶显示屏、步进电机、步进电机控制器通过主板CPU的初始化后进入正常工作。当人按键操作显示屏按钮,显示屏将信号反馈给主板CPU ,CPU将接受的指令内部处理,然后将处理后的信号传给步进电机控制器,通过驱动信号去控制电机的推进速度,电机将转轴信息传给编码器,编码器将接受的反馈信号传给电机,并且同时将信号传给CPU、步进电机控制器,实现控制、编码、显示等一系列闭环控制的过程。


电源选型关键点:


由以上工作框图可知,注射泵是通过触摸屏与操作者接触,通过输液管与患者接触,因此安全防护等级要求相对普通的工业设备更高,通常需要满足隔离耐压3000VAC,防护等级2个MOOP的要求,但是很多严格要求的场合也会提出要求满足2个MOPP的隔离防护等级。金升阳科技有限公司推出的专门针对医疗行业的电源,便可以很好的满足这些要求。


推荐产品型号及规格:



分类

产品型号

输入电压

输出电压

绝缘类型

隔离耐压

防护等级

备注

AC-DC

LH25-20B15MU

85-264VAC

15VDC

加强绝缘

4000VAC

2个MOPP

主电源供电

DC-DC

H1505S-1WR2

15VDC

5VDC

加强绝缘

6000VDC

2个MOPP

通讯模块及其他芯片供电

DC-DC

URH2405P-6WR3

9-36VDC

5VDC

加强绝缘

6000VDC

2个MOPP

显示屏等其他部件供电


小结:

在智能注射泵系统中,控制模块是系统的核心控制部分,要求电源必须具备高性能、高可靠性才能满足系统设计的要求。金升阳公司的LH25-20BxxMU及URH_P-6WR3系列产品在小体积的基础上满足了第三版医疗认证EN 60601-1,3rd,自身的短路、过流保护功能、超宽的电压范围和优异的EMC性能大大增强了系统稳定性,为广大使用者的安全带来新的保障。


更多内容请访问 广州金升阳科技有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=34298)

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