如何去保护医疗设备中的连接器与电缆免受电磁干扰
发布时间：2022-09-09 10:16:29 浏览次数：511 作者：科耐沃尔
如今的医疗设备充斥着越来越复杂的电子设备，以此来提高设备在监护、显示、辅助、警示患者等方面的一系列功能。最新一代的医疗设备，电子设备，体积更小，更紧凑，但可以塞进更多的监护仪器。最大的设计难点是如何有效降低外界电磁波对设备的干扰。
好消息是，已经发现军用和卫星系统可以解决狭小空间内的电磁干扰(EMI)和电缆噪声控制问题。然而，在军事和卫星系统中电缆和连接器的经验出人意料地为医疗设备行业解决电磁干扰控制问题铺平了道路。电缆和连接器在该行业的成熟经验有助于在医疗行业采用更安全的电缆。
医疗电缆和连接器设计师有多种解决方案来控制医疗器械中的EMI噪声。以下是一些主流的EMI噪声解决方案:
1.选择性滤波电路
EMI问题可以通过找到干扰噪声的频率并在仪器电路板上添加选择性滤波电路，或者在电缆束上的连接器中添加滤波器来解决。薄膜电容和电阻可以通过在噪声源附近接地来消除多余的信号噪声。然而，电缆和连接器必须做得足够小。如果尺寸过大，同轴滤波电路的性能会受到限制，对抗电磁干扰的有效性会产生一定的影响。
2.整体屏蔽
说到隔离外界复杂环境的干扰电磁波，在电缆上编织屏蔽的方法一直是主流方法之一。业内普遍认为，编织通常是最佳的屏蔽解决方案，可以轻松提供高达85 dB的外部噪声隔离。
为了减少进出系统的线路数量，医疗设备可以使用混合电缆和连接器，将电源、信号和触发器合并到一个连接器和电缆系统中。但需要注意的是，在连接器内部，一边是电源引脚，另一边是信号引脚，但更重要的是，每个金属圆形连接器到主接口连接器的线缆是隐藏的编织屏蔽。
从金属连接器到每个较小的圆形连接器，屏蔽必须保持360度密封。如果有缝隙或者没有连接屏蔽层，电缆在开环时会变成天线，EMI会泄漏到ICU单元的仪器架上，影响仪器。
编织层的厚度、金属材料的选择、编织层的类型以及屏蔽层外部的均匀电镀都可以用来调节EMI屏蔽效果。在这方面，设备设计人员最好提前与电缆设计人员沟通，选择合适的屏蔽效能。
3.简化电缆中的布线。
许多电缆设计支持最高速度的数字处理系统，如实时成像或主动皮下检查。根据IEEE 1394制造的电缆有点类似于电话公司使用的“热线”，可以显著提高其屏蔽效能。每组高速数字线都包有一根“漏极”线。双绞线可以处理高千兆位/秒范围内的信号，而漏极线可以快速返回信号源的信号，可以消除信号运行速度极快带来的潜在EMI噪声和额外波动。同时，医用电缆需要配备轻质整体屏蔽层进行保护。所以在大多数情况下，一般会选择铝箔屏蔽，因为这样既能保证电缆的小而软的特性，又能增加屏蔽的EMI防护效率。
4.导电包覆成型和收缩套管
对于某些EMI电缆应用，另一种解决方案是使用聚烯烃热缩管制成的特殊护套，该护套涂有Parker Hannifin Chomerics独特的镀银铜涂层。在厂商的测试结果中发现，它们将有源电子电路的信号从30 MHz到18 GHz衰减到50-60 dB，其降噪效果显著。
随着医疗技术的不断创新和变化，如何在有效保护电缆的情况下实现合适的电磁屏蔽，是每个设计人员面临的挑战，解决方案也不是一成不变的。以上只是对几种解决方案的粗浅介绍，希望能在产品设计开发上提供一些思路。
上一主题： 工业连接器的价格因素（影响工业连接器的价格因素）
下一主题： 板对板连接器测试（板对板连接器检查分析）
2024-11-12
2024-10-28
2024-10-21
2024-10-14
2024-10-08
2024-09-23