Передача, распределение и накопление электроэнергии

Выбор соединительных решений для медицинского оборудования

16 июня 2016 г. в 12:18

Для диагностических и терапевтических медицинских систем требуются надежное соединение и точная передача сигнала. При проектировании медицинского оборудования (рис. 1) необходимо устранить возможность выхода из строя или потери функциональности оборудования. Соединительные компоненты особенно уязвимы, так как зачастую находятся в местах наибольшего износа и могут быть повреждены из-за условий окружающей среды и плохой эксплуатации.

В медицине следует учитывать множество факторов при выборе разъемов, способных обеспечить максимальную производительность и надежность в течение предполагаемого срока службы устройства.

Цветовое кодирование

В случае неправильного соединения возникает угроза безопасности пациента и оператора. Разработчики могут устранить эту угрозу путем использования цветового кодирования, которое обеспечит визуальную индикацию соответствия разъемов (рис. 2, 3).


Рис. 2. Серия медицинских
соединителей HyperGrip
бренда Hypertac

Рис. 3. Монитор пациента
с соединителями компании
Smiths Connectors (Hypertac)

Цветовую маркировку необходимо выбрать во время покупки, так как цвет будет неизменной особенностью пластикового корпуса соединителей. Тем не менее некоторые соединители имеют механизм смены цвета во время сборки. Цвета разъемов могут изменяться с помощью разноцветных силиконовых колец или оправки кабеля в процессе сборки — такая возможность реализована в серии соединителей HyperGrip (см. характеристики в табл.) от компании Smiths Connectors.

Поляризация соединителя

Неправильного подключения также можно избежать, применяя поляризованные соединители. Такие разъемы физически исключают возможность ошибки.

Существует несколько вариантов поляризации. Первый —использование разъемов, имеющих фиксированную систему ключей, являющихся частью корпуса и идентичных во всем остальном. Также можно приобрести разъемы с настраиваемыми ключами, что позволит снизить затраты. Некоторые конструкции позволяют изменять ключи разъема за счет изменения положения подключения. Неправильное подключение в таком случае предотвращается пластмассовым ключом, который позволяет соединять только совместимые разъемы. В разъемах, у которых в качестве ключа выступают сами контакты, существует значительный риск их повреждения.

Hypertac — производитель надежных соединительных решений для ответственных применений. Технология гиперболоидных гнезд Hypertac®, используемая в соединителях,
обеспечивает надежность, долговечность и низкую стоимость соединительного решения. Для применения в медицине Hypertac выпускает две основные линейки соединителей: HyperGrip и D-series. Компания PT Electronics является официальным дистрибутором компании Smiths Connectors (Hypertac, Sabritec, IDI). Образцы соединителей, изображенных на рисунках, доступны по предварительному заказу.

Таблица. Характеристики соединителей HyperGrip

Качество и надежность

При проектировании медицинских систем необходимо удостовериться, что выбранные разъемы обеспечат надежное соединение. Одним из важных факторов является соответствие разъемов техническим требованиям по большому количеству циклов соединения-разъединения.

Некоторые из разъемов, применяемых в медицинском оборудовании, соединяют и разъединяют много раз в день на протяжении всего жизненного цикла. Такие разъемы могут выдерживать десятки тысяч циклов соединения-разъединения за срок своей службы. Обыкновенный высококачественный разъем для медицины, военного применения или промышленности, рассчитанный на 500–1000 циклов соединения-разъединения, не подойдет для такого использования. Кроме того, необходимо учитывать ударные и вибрационные нагрузки. Например, если оборудование используется в машине скорой помощи, выбранный разъем должен соответствовать требованиям по эксплуатации.

В то же время многие соединения созданы для грубых или неаккуратных применений, но иногда c медицинскими разъемами работают в хирургических перчатках, которые могут порваться или повредиться, если у разъема есть острые края или им неудобно пользоваться.

Гиперболоидные гнезда и подпружиненные контакты

Рис. 4. Контакты соединителя HyperGrip

Надежность разъема — его способность работать в течение длительного срока или в сложных ситуациях — в значительной степени определяется устройством контактов. Консольный пружинный механизм, используемый в соединительной продукции, — самый уязвимый. Нормальное усилие в подобных соединениях приводит к изнашиванию пружин.

Разработчики оборудования могут устранить этот недостаток, применяя контакты альтернативной конструкции — например, систему гиперболоидных контактов, где гиперболоидное гнездо обеспечивает надежное соединение при малых усилиях сочленения. Соединители серии HyperGrip и D компании Smiths Connectors оснащены гиперболоидными гнездами Hypertac®, поэтому разъем соединяется плавно и легко (рис. 4). Такие разъемы выдерживают более 20 000 циклов соединения-разъединения. Другим их достоинством является то, что гиперболоидное гнездо очищает контактирующую поверхность от загрязнений.

Разъемы для применений в медицинской отрасли должны содержать различные типы контактов (сигнальные, силовые, высокочастотные, оптические), чтобы удовлетворять особые потребности разработчиков медицинского оборудования. Требования, предъявляемые высокоплотными сигналами, могут быть выполнены за счет применения подпружиненных контактов без увеличения размеров разъема. Использование других технологий соединителей позволяет создать функциональный гибридный разъем, способный заменить собой несколько соединителей.

В случаях, когда одна часть разъема является одноразовой, а другая должна надежно проработать в течение нескольких тысяч циклов соединения-разъединения, разработчики оборудования сами пытаются спроектировать сменную часть, тем самым сокращая затраты. Но электрических проблем и повреждения оборудования можно избежать, применяя соединения, вилка и гнездо которых разработаны одним производителем разъемов.

Дополнительный функционал

Медицинская аппаратура все чаще включает в себя функцию Plug-and-Play, которая значительно упрощает процесс подключения дополнительных приборов. Для поддержания подобных функций конструкция обычно включает в себя дополнительную электронную начинку. Например, какое-либо персонализированное устройство связывается с главной системой и сообщает идентификационную информацию или информацию о своем статусе. Компонент, отвечающий за персонализацию устройства, может быть установлен в самом устройстве или по определенным причинам вынесен за его пределы, в корпус разъема. Разработчики могут реализовать эту дополнительную функцию сами, но в таком случае необходимо избегать повреждений конструкции разъема, которые могут привести к ухудшению работы. Производителям разъемов стоит указывать наличие дополнительного функционала в том или ином компоненте.

Медицинские средства стерилизации

Важно, чтобы разъемы выдерживали воздействие чистящих средств и стерилизационных методов, применяемых в медицине. При очистке используются различные средства, начиная от мыльного раствора и заканчивая спиртосодержащими веществами, этиленоксидом и гамма-излучением. Кроме того, для дезинфекции инструментов и кабелей широко применяется обработка паром высокой температуры.

Немагнитные решения

Магнитные материалы, расположенные близко к ВЧ-частям установки МРТ, портят качество снимка. С увеличением мощностей установок разработчики стараются убрать магнитные материалы подальше от сканируемой МРТ области. Для этого все чаще применяются разъемы из немагнитных материалов. Некоторые производители разъемов успешно решают проблему эксплуатационных требований МРТ, выпуская варианты высоконадежных разъемов, кабельных сборок и соединительных подсистем из немагнитных материалов.

Комментарий специалиста
Иван Завалин, инженер по внедрению холдинга PT Electronics, ivan.zavalin@ptelectronics.ru
Цены на высококачественные медицинские соединители превосходят конкурентные бюджетные решения, но в конечном итоге высокая стоимость разъема снизит затраты остальных моментов TCP (total cost price — общие издержки) благодаря низкой стоимости владения. Своевременный и правильный выбор соединительного решения освобождает от необходимости доработки соединителя или изделия в дальнейшем.

Заключение

Рис. 5. Монитор пациента с соединителем компании Smiths Connectors

Учитывая специфику разъемов, применяемых в медицине (рис. 5), необходимо обращать внимание на все элементы конструкции уже на ранних этапах проектирования. Разъемы часто выбирают уже после того, как большая часть конструкции сформирована. Если используемые в прототипе разъемы не выдерживают необходимое количество циклов соединения-разъединения или повреждаются во время дезинфекции, это весьма проблематично. И даже несмотря на то, что производители разъемов могут подготовить индивидуальное решение, разработчики оборудования могут избежать дополнительных расходов, заложив требования к соединителям на начальных этапах проектирования.

Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №4 2015
Автор Иван Смирнов
по материалам Smiths Connectors

Источник: PT Electronics

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Ивченко Евгений
Все новости и публикации пользователя Ивченко Евгений в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Оборудование для беспроводной сети

Оборудование этой группы представляют собой специализированные приборы, с помощью которых можно быстро и эффективно найти неисправности в беспроводных сетях различного типа. Отличительной особенностью исполнения является то, что такие устройства компактны, причем все необходимые для диагностики функции чаще всего объединены в одном блоке. Функциональность и информативность оборудования в значительной степени зависит от используемого программного обеспечения. Благодаря последнему удается не только быстро диагностировать и устранять неполадки, но и документировать результаты поиска, создавая отчеты, которые в дальнейшем можно использовать для анализа с целью устранения причины появления неисправностей.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 22 мая · Россия · г Москва
Оборудование для беспроводной сети

ПРОДАМ: Розетки цокольные

При выполнении ремонтных работ выполняется подключение электрооборудования, которое в процессе работ испытывает экстремальные перегрузки. Для того, чтобы исключить повреждение или нарушения в работе систем питания в заданной точке подключения используется оборудование с высокой степенью защиты разъемных контактных соединений и оборудуются электрические шкафы безопасности. К оборудованию высокой степени защиты можно отнести цокольные розетки для модульных автоматов. Благодаря тому, что розетка имеет заглубление, исключается вероятность контакта человека с вилкой до ее полного извлечения. В зависимости от требований стандарта вилок используются розетки с заземляющим контактов виде штыря в самой розетке (французский тип присоединения) или в виде контактных дуг по периметру розетку (немецкий способ контакта). Монтаж розетки производится на кронштейн или рейку, провода подключаются согласно маркировке, нанесенной на соответствующих полюсах, и закрываются изолирующей крышкой. Для увеличения степени защиты розетка может быть оборудована возвратной крышкой и шторками в контактных гнездах. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим...
Отдел продаж · Элснаб · 21 мая · Россия · г Москва
Розетки цокольные

ПРОДАМ: Устройство отбора дискретного сигнала УОС, Блоки импульсных трансформаторов БИТЭ-1С, БИТБ-2

УОС-01 устройство отбора дискретного сигнала, 220В (0,012-0,015А) 7 000,00 руб. УОС-02 устройство отбора дискретного сигнала, 48В 7 000,00 руб. УОС-03 устройство отбора дискретного сигнала, 24В 7 000,00 руб. УОС-04 устройство отбора дискретного сигнала, 4А п.т. 7 000,00 руб. УОС-05 устройство отбора дискретного сигнала, 1А п.т. 7 000,00 руб. УОС-06 устройство отбора дискретного сигнала, 0,5А п.т. 7 000,00 руб. УОС-07 устройство отбора дискретного сигнала, 0,25А п.т. 7 000,00 руб. УОС-08 устройство отбора дискретного сигнала, 0,15А п.т. 7 000,00 руб. УОС-09 устройство отбора дискретного сигнала, 0,1А п.т. 7 000,00 руб. УОС-10 устройство отбора дискретного сигнала, 0,075А п.т. 7 000,00 руб. УОС-11 устройство отбора дискретного сигнала, 0,05А п.т. 7 000,00 руб. УОС-12 устройство отбора дискретного сигнала, 0,025А п.т. 7 000,00 руб. УОС-13 устройство отбора дискретного сигнала, 0,015А п.т. 7 000,00 руб. УОС-14 устройство отбора дискретного сигнала, 0,01А п.т. 7 000,00 руб. УОС-15 устройство отбора дискретного сигнала, 220В 50Гц 7 000,00 руб. УОС-16 устройство отбора дискретного сигнала, 30В 50Гц 7 000,00 руб. УОС-17 устройство отбора дискретного сигнала, 4А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-19 устройство отбора дискретного сигнала, 0,5А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-20 устройство отбора дискретного сигнала, 0,25А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-21 устройство отбора дискретного сигнала, 0,15А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-22 устройство отбора дискретного сигнала, 0,1А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-23 устройство отбора дискретного сигнала, 0,075А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-24 устройство отбора дискретного сигнала, 0,05А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-25 устройство отбора дискретного сигнала, 0,025А 50Гц 7 000,00 руб. УОС-26 устройство отбора дискретного сигнала, 0,015А 50Гц 7 000,00 руб. Трансформатор БИТБ-2 (Блок Импульсного Трансформатора Электронный) 25 000,00 руб. Трансформатор БИТЭ-1С (Блок Импульсного Трансформатора Электронный) 25 000,00 руб.
Машкин Андрей · Альфа-Энергия · 19 мая · Россия · г Санкт-Петербург
Устройство отбора дискретного сигнала УОС, Блоки импульсных трансформаторов БИТЭ-1С, БИТБ-2

ПРОДАМ: Устройство отбора дискретного сигнала УОС, Блоки импульсных трансформаторов БИТЭ-1С, БИТБ-2

УОС-01 устройство отбора дискретного сигнала, 220В (0,012-0,015А) 15 000,00 руб. УОС-02 устройство отбора дискретного сигнала, 48В 15 000,00 руб. УОС-03 устройство отбора дискретного сигнала, 24В 15 000,00 руб. УОС-04 устройство отбора дискретного сигнала, 4А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-05 устройство отбора дискретного сигнала, 1А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-06 устройство отбора дискретного сигнала, 0,5А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-07 устройство отбора дискретного сигнала, 0,25А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-08 устройство отбора дискретного сигнала, 0,15А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-09 устройство отбора дискретного сигнала, 0,1А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-10 устройство отбора дискретного сигнала, 0,075А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-11 устройство отбора дискретного сигнала, 0,05А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-12 устройство отбора дискретного сигнала, 0,025А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-13 устройство отбора дискретного сигнала, 0,015А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-14 устройство отбора дискретного сигнала, 0,01А п. т. 1-50-00,00 руб. УОС-15 устройство отбора дискретного сигнала, 220В 50Гц 15 000,00 руб. УОС-16 устройство отбора дискретного сигнала, 30В 50Гц 15 000,00 руб. УОС-17 устройство отбора дискретного сигнала, 4А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-19 устройство отбора дискретного сигнала, 0,5А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-20 устройство отбора дискретного сигнала, 0,25А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-21 устройство отбора дискретного сигнала, 0,15А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-22 устройство отбора дискретного сигнала, 0,1А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-23 устройство отбора дискретного сигнала, 0,075А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-24 устройство отбора дискретного сигнала, 0,05А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-25 устройство отбора дискретного сигнала, 0,025А 50Гц 15 000,00 руб. УОС-26 устройство отбора дискретного сигнала, 0,015А 50Гц 15 000,00 руб. Трансформатор БИТБ-2 (Блок Импульсного Трансформатора Электронный) 25 000,00 руб. Трансформатор БИТЭ-1С (Блок Импульсного Трансформатора Электронный) 25 000,00 руб.
Пономарева Виктория · Альфа-Энергия · 19 мая · Россия · г Санкт-Петербург
Устройство отбора дискретного сигнала УОС, Блоки импульсных трансформаторов БИТЭ-1С, БИТБ-2

ПРОДАМ: Соединительные рейки

При решении задач по оптимальному набору устройств защиты электрооборудования в условиях подключения и управления питанием ряда электротехнических приборов и потребителей используются токоведущие шины или соединительные рейки. Данный элемент выглядит как планка с выведенными клеммами под зажим или под фиксацию с помощью винтовых зажимов. К одному выводу можно подключить соответствующий полюс модульного автоматического выключателя, а к остальным - соответствующие полюсы потребителей электроэнергии. Таким образом, к одному автоматическому выключателю можно подключить до 10 устройств одинаковой мощности, что невозможно выполнить, если напрямую заводить в контактное гнездо автоматического выключателя все питающие провода этих же 10 потребителей. Для исключения замыкания между рейками различных фаз тело токоведущей шины изолируется, а с торцов устанавливаются торцевые заглушки, а клеммные подключения изолируются термоусадочными элементами. Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе, машиностроении и судостроении, сферах связи и IT. Тщательно продуманная логистика, высокий сервис, надежные поставки, оперативная обработка клиентских запросов - все эти исключительные качества «Элснаб» помогают нашим партнерам реализовать крупные проекты и решать важные задачи в области электротехники. Благодаря собственному складу и сотрудничеству с ведущими транспортными...
Отдел продаж · Элснаб · 21 мая · Россия · г Москва
Соединительные рейки
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.