醫(yī)療設(shè)備的六種常見連接器類型

醫(yī)療領(lǐng)域中使用的通用連接器類型也用于數(shù)據(jù)中心、通信設(shè)備、工業(yè)系統(tǒng)、軍事、航空航天設(shè)計(jì)和其它高可靠性、性能要求高的市場(chǎng)。在醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)中，每個(gè)部件的選擇都很重要。然而，為醫(yī)療技術(shù)指定電子連接器并不總是專門針對(duì)這個(gè)市場(chǎng)。事實(shí)上，隨著醫(yī)學(xué)越來越依賴于音頻視覺能力、高速數(shù)據(jù)傳輸、人工智能以及遠(yuǎn)程引導(dǎo)手術(shù)和家庭護(hù)理等實(shí)時(shí)服務(wù)，用于醫(yī)療設(shè)備的常見連接器類型可能與在其它高可靠性市場(chǎng)上應(yīng)用的相同?？纱┐?a target="_blank">產(chǎn)品的增長(zhǎng)導(dǎo)致了傳感器數(shù)據(jù)收集、生物相容性和可滅菌材料、無線數(shù)據(jù)/功率傳輸和更小醫(yī)療產(chǎn)品的應(yīng)用增長(zhǎng)。

人工智能現(xiàn)在正被用于診斷。遠(yuǎn)程手術(shù)利用機(jī)械臂進(jìn)行。先進(jìn)的成像系統(tǒng)可以立即向護(hù)理團(tuán)隊(duì)提供詳細(xì)信息。這些趨勢(shì)要求邊緣器件在尺寸小型化的狀況下處理功率密度和性能。對(duì)于連接器類型，這意味著更高的引腳數(shù)和額定功率。連接器類型，如板對(duì)板、線對(duì)板和線對(duì)線，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備中，而普通USB、HDMI和D-sub連接器等適合這類應(yīng)用。高質(zhì)量通用連接器也可以滿足醫(yī)療行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)遵從性。以下是用于醫(yī)療設(shè)備的六種常見連接器類型。

1、卡邊緣連接器 ? ?

卡邊緣連接器連接器可以直接插入PCB，連接系統(tǒng)。Card-edge通用連接器通常在計(jì)算機(jī)中被用作擴(kuò)展卡、內(nèi)存模塊或數(shù)據(jù)采集(DAQ)卡，連接高速接口，如PCIe。在醫(yī)療應(yīng)用中，通用連接器系統(tǒng)支持復(fù)雜的計(jì)算和數(shù)據(jù)分析。例如，在血液分析儀中，A/D樣本系統(tǒng)中的DAQ卡收集和處理輸入的傳感器數(shù)據(jù)。在先進(jìn)的病人監(jiān)控系統(tǒng)中，卡邊緣連接器用于擴(kuò)展存儲(chǔ)或測(cè)試能力。在醫(yī)療設(shè)備中使用的Card-edge通用連接器必須滿足高性能要求。在觸點(diǎn)上使用較厚的鍍金層，確保PIN針不會(huì)被氧化，并對(duì)電導(dǎo)率產(chǎn)生負(fù)面影響。在高振動(dòng)環(huán)境中，連接器容易發(fā)生摩擦腐蝕，即連接的金屬接頭摩擦鍍層以及底層材料，隨著時(shí)間的推移而惡化。這種類型的磨損也發(fā)生在頻繁的拔插應(yīng)用中。在醫(yī)療環(huán)境中，試劑的潛在暴露也是一個(gè)問題。選擇具有較厚電鍍層的卡邊連接器類型將降低這些風(fēng)險(xiǎn)。

EDAC的卡邊緣連接器類型提供良好的接觸彈力，可以抵抗振動(dòng)。配合后，與具有較低電阻(最多為10 mΩ)的銅合金觸點(diǎn)形成一個(gè)高完整性的連接。為了增加額外的抗振動(dòng)性，EDAC的金屬卡邊緣連接器類型有一個(gè)高可靠性的互鎖伴侶，與創(chuàng)新的公母接觸設(shè)計(jì)，利用叉狀形狀，滑動(dòng)在一起，形成氣密配合。另一個(gè)需要考慮的因素是振動(dòng)，它可能會(huì)潛在惡化或中斷一個(gè)連接。由于振動(dòng)或瞬態(tài)沖擊而使得卡移動(dòng)時(shí)，卡邊緣連接器類型提供一些彈性支撐。

2、多板解決方案中的插頭連接器 ? ?

插頭連接器類型用于x射線、CT掃描儀、超聲設(shè)備、心臟病診斷設(shè)備、核磁共振機(jī)器、心肺支持系統(tǒng)、患者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)入血液分析儀的控制板等等。插頭連接器用于所有多板解決方案，方便連接板。通常，柔性電纜，如帶狀電纜用于插頭連接器的連接。它們是一個(gè)可靠的和經(jīng)濟(jì)有效的選擇，為線到板和板到板的連接器。用于PIN針連接的高導(dǎo)電性銅合金提供了低電阻和更好的接觸彈簧力。增加50μ的鍍金可以幫助抵抗腐蝕和振動(dòng)引起的PIN針損傷。UL 94V-0熱塑性聚酯基材料工作溫度范圍為-40℃至105℃，其它高溫材料也可用于擴(kuò)大溫度范圍。這些耐用的連接可以承受至少200個(gè)配對(duì)周期。

EDAC提供標(biāo)準(zhǔn)的盒頭，以及更專業(yè)的E-Socket 和E-Pin、高功率插頭和DIN。在這里，E-Socket 和E-Pin配合形成一個(gè)抗振動(dòng)的板對(duì)板連接。E-Socket 的叉形設(shè)計(jì)可以充分抓住E-Pin公連接器，最大接觸電阻為10 mΩ。對(duì)于電路板之間的電源連接，高功率磁頭提供高達(dá)20安培的額定電流。電源引腳本身有相當(dāng)大的4毫米間距，減少觸點(diǎn)之間電弧的風(fēng)險(xiǎn)，從而增加連接的安全性。

電源插頭連接器提供高達(dá)20安培的電流與雙排配置和一個(gè)4毫米的間距。

3、內(nèi)聯(lián)連接器

對(duì)于某些醫(yī)療設(shè)備，可能需要一個(gè)線對(duì)線和線對(duì)板的解決方案，如內(nèi)聯(lián)連接器。內(nèi)聯(lián)連接器針腳數(shù)相對(duì)較少。在一些醫(yī)療環(huán)境中，如實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)聯(lián)連接器類型可能面臨液體暴露，導(dǎo)致水分進(jìn)入和腐蝕的危險(xiǎn)因素，這可能導(dǎo)致間歇性或連接失敗。

EDAC的E-Seal 內(nèi)聯(lián)連接器，采用一種專有的環(huán)氧密封工藝，密封整個(gè)連接器的背面，而不是單獨(dú)的引腳，達(dá)到IP67密封評(píng)級(jí)。它們完全防塵，可以承受暫時(shí)浸泡在水中。

4、D-Sub連接器 ? ?

從個(gè)人電腦、工業(yè)自動(dòng)化控制器到飛機(jī)連接，都應(yīng)用D-sub連接器。D-sub連接器也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域中，如監(jiān)測(cè)器中的傳感器和執(zhí)行器的連接。

D-sub連接器連接除顫器中的脈搏血氧計(jì)探頭，可以測(cè)量血氧飽和度。資料來源：Philips

隨著時(shí)間的推移，持續(xù)的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致連接質(zhì)量下降。足夠的鍍金和適當(dāng)?shù)陌惭b可以幫助減輕這些影響。醫(yī)療應(yīng)用中的D-sub連接器應(yīng)有ip密封等級(jí)，防止灰塵和濕氣侵蝕。在醫(yī)療應(yīng)用中，D-sub連接器的另一個(gè)考慮因素是輻射和電磁干擾(RFI和EMI)或噪聲。例如，這種噪音可以來自機(jī)器內(nèi)部的高速開關(guān)設(shè)備電源。該電纜還可以傳導(dǎo)來自其它來源的噪聲，并將其帶到敏感的內(nèi)部電路，并導(dǎo)致設(shè)備故障。帶有金屬外殼的D-sub連接器，當(dāng)連接到底盤接地和電纜的屏蔽時(shí)，可以有效地減輕電磁干擾。

IP67密封等級(jí)D-sub電纜組件，帶有防水罩和橡膠密封。

5、HDMI連接器 ? ?

HDMI連接器是所有顯示器的標(biāo)準(zhǔn)接口。D-sub連接器和HDMI連接器都用于向計(jì)算機(jī)或監(jiān)視器發(fā)送視頻信號(hào)以查看圖像。例如，超聲波機(jī)器將使用幾種視頻輸出選項(xiàng)，包括VGA、DVI和HDMI，以及傳統(tǒng)的視頻輸出，如S-video或C-video。然而，傳統(tǒng)的HDMI連接器設(shè)計(jì)可能需要承受振動(dòng)、機(jī)械沖擊或水分進(jìn)入的醫(yī)療環(huán)境。EDAC的防水HDMI連接器使用電子密封技術(shù)來抵抗飛濺和潛在的腐蝕性物質(zhì)。

6、彈簧加載(或pogo-pin連接器 ? ?

對(duì)于可穿戴健康監(jiān)視器和其它便攜式醫(yī)療設(shè)備，在指定通用連接器時(shí)，用戶友好性至關(guān)重要。針對(duì)可穿戴設(shè)備、監(jiān)視器和家庭健康設(shè)備的連接器解決方案需要一個(gè)簡(jiǎn)單的盲配連接器，具有高耐用性，為所有技能水平的人充電或?qū)铀麄兊脑O(shè)備。Pogo-pin連接器操作方便，可適合像助聽器這樣小的醫(yī)療應(yīng)用來充電。EDAC的彈簧加載通用連接器的特點(diǎn)是一個(gè)精密機(jī)械加工的表面處理和磁性，提供極化和增加通用連接器的可靠性。這使得它們比標(biāo)準(zhǔn)的pogo- pin更方便使用，并使它們能夠在振動(dòng)環(huán)境下保持連接。保持高振動(dòng)阻力的一個(gè)因素是彈簧加載通用連接器的行程距離，即從pogo- pin的靜止位置到其最大壓縮位置的距離。EDAC的pogo- pin的行程距離確保通用連接器在振動(dòng)和輕微錯(cuò)位時(shí)保持可靠的接觸，通常會(huì)中斷與標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)的連接。

EDAC的彈簧加載通用連接器可適用于可穿戴設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)的測(cè)試/充電應(yīng)用。其耐久性高達(dá)30,000個(gè)配對(duì)循環(huán)，它們可以承受頻繁的連接和斷開循環(huán)。它們通過二次成型在高溫?zé)崴苄运芰现?，工作溫度范圍大。雖然有一些用于醫(yī)療技術(shù)需要特定應(yīng)用的連接器，例如，從探頭連接超聲設(shè)備的連接器，醫(yī)療行業(yè)已經(jīng)采用了許多常見的連接器類型。只要它們能夠強(qiáng)度足夠和具備ip密封等級(jí)，這些可靠的連接器就能很好地應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備。

審核編輯：黃飛

?