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医疗设备中电容式液位探测传感器的应用

时间:2021-05-26 点击次数:

医疗器械液位检测方案:电容式液位检测传感器的应用

在全自动医疗设备领域,液疗设备领域的必备功能。在全自动医疗设备的取样和移液过程中,需要检测探针是否接触试剂液位。作为设备系统的下一步,为了提高检测速度,目前大多数IVD仪器使用多种液位检测来提高系统的工作效率。设备在日常工作中,这种液位检测功能将被数千次使用。一旦液位检测出现任何偏差,就会出现碰撞针、试剂分散污染等设备的异常运行状态。如何保证多种液位检测的有序性、稳定性和高效性也成为全自动医疗设备研发人员的工作重点和难点。目前,大多数具有自主研发能力的IVD设备制造商使用TI液位检测芯片自行构建液位传感器模块,存在以下问题:


医疗设备中电容式液位探测传感器的应用(图1)

检测精度一般,容易引起EMI问题

不能处理特定介质和场景,如凝血、气泡、挂珠;

仅适用于通用平台,不能适应特殊框架结构;

检测范围和精度不能灵活调整;

无法适应各种试剂和检测钢针等;

面临中美贸易断货或价格上涨的风险;

需要进一步的R&D实力,综合开发成本高,时间长;电容式液位探测传感器可以用软件算法代替集成芯片,为IVD医疗仪器、环保设备等液位探测提供完善的解决方案。

液位探测传感器概述。

PCS0902是一种电容式电容式传感器,性价比高,界面简单灵活。

该系列控制器可以检测低于1pf的电容变化,并将检测结果转换成IO转换输出和直观的发光二极管指示。

PCS09xx提供了一个简单快捷的控制命令集,可以通过CAN主机连接,直接读取测量值。

适用于各种医疗、环保、实验室仪器试剂液位检测、容器液位检测等应用场景。

PCS0902配有专用的计算机调试软件,在主界面上单击电容传感器控制即可进入电容值实时监控界面。进入界面后,电容值将以波形图形式显示在界面上,并可设置工作模式、触发模式等参数。

集成芯片方案没有实时监控界面。

响应速度和测试精度:

对于高精度实验检测设备来说,液位检测的精度和响应速度是三个重要指标。控制器采用高速处理器执行控制范例和滤波算法,在保证检测精度和误报率的情况下,将响应时间缩短到我们的水平。如下图所示。同时,为了减少试剂针带来的天线效应(感应谐振测量法的主要缺陷之一),减少电磁辐射,PCS0902将激励频率限制在10kHz以内。

为了获得更好的EMC性能,集成芯片方案的响应速度必须控制在2ms以上的典型值。

抗干扰能力:

在多路液位探测数以千计的触发中,即使外部干扰很小,也很可能导致设备异常运行。为了保证多通道液位探测的稳定有序运行,对液位探测传感器的抗干扰要求将非常高。PCS0902电容式液位探测传感器可以根据设备的实际工作条件,通过软件读取框架、介质、探针等分布电容和频率特性,然后通过配置相关参数提高传感器的抗干扰能力,灵活应对特殊环境。

为了获得更好的检测精度和稳定性,控制器采用数字信号处理技术控制测量电路,系统外部环境(稳定、湿度)和连接方式对系统参考电容值有显著影响,这种影响可以通过软件灵活消除。PCS0902传感器内置控制算法可以保证测量线性,最大限度地受到这些环境因素的影响,但用户可能需要根据情况补偿基本电容值。集成芯片方案是固定的通用抗干扰措施,特殊情况下的无抗干扰措施示范适应:PCS0902电容液位检测传感器支持离线触发模式和总线通信模式,设备运行时无需实时设置触发值即可通过调试软件简单配置触发值,将相关参数编码传感器内部立即实现触液面时输出信号;在复杂情况下,需要实时监控电容值,可以通过实时监控电容值。

集成芯片方案不能适应定制。

检测血凝气泡等级:

试管中的血浆和血球在全自动凝血分析仪等设备中会有所不同,当探针接触到血浆层和血球层时,需要获得不同的替代输出,设备根据之后的信号做不同的动作,这就要求液位探测传感器具有检测血凝气泡层的功能。

电容式液位探测传感器采用特殊的软算法和硬件方案,包括血凝气泡分层检测功能。集成芯片方案没有这个功能。

综合性价比:电容式液位探测传感器是标准成熟的产品,经过长期市场验证反复升级优化,硬件成本极低,需求量大时可相当减少,硬件电路和软件算法完善,大幅节约软件开发成本,减少开发周期,降低系统集成复杂性。

集成芯片方案的产品价格主要由集成芯片制造商控制,相关电路和MCU难以降低硬件价格的硬件电路设计和软件开发需要更多的研发能力,新产品的研发需要反复测试验证,开发周期长,软件技术人员需要缩短时间投入,综合投入成本高。长期供应稳定性:PCS0902电容式液位检测传感器是标准成熟产品,已经规模化的微型全自动医疗设备,制造商在国内,硬件方案对进口芯片和部件的依赖性低,国际贸易对产品的价格和供求期几乎没有影响,提供产品解决方案,不需要复杂管理多个供应商。

集成芯片方案产品的价格、供应周期和容易受到国际贸易规模的影响。加一个液位探测传感器需要各种电气元件和芯片,这就要求多个供应商提供配料,增加了供应商的管理难度。

电脑S0902电容式液位检测传感器,方案特点:处理器加软件算法:

测试精度高,支持特殊应用。

响应性快,我们级别。

误报率低,机构适应性强。

算法支持参数调整和抗干扰。

综合成本低。

深圳市力准传感技术有限公司是力传感器的专业制造商,也是集生产、销售、售后为一体的综合性技术创新企业。目前主要生产有称重、测力、压力、扭矩传感器等千余款产品。

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