測壓傳感器種類及相應(yīng)的測壓技術(shù) 

　　一般的惠斯頓電橋電路包括4個(gè)應(yīng)變計(jì)。但有些測壓傳感器可使用8、16、32甚至更多個(gè)應(yīng)變計(jì)，而另一些設(shè)備則僅使用一到兩個(gè)應(yīng)變計(jì)。應(yīng)變計(jì)定位是否準(zhǔn)確、安裝方式如何以及所用的材料決定了測壓傳感器的性能。換能器的模擬輸出通常需要進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)、放大和數(shù)字化，以顯示力、測重、壓力、位移或所受的扭矩。 

　　箔應(yīng)變計(jì)具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)，例如：體積較小，具有多種測量模式和溫度補(bǔ)償功能。這種應(yīng)變計(jì)生產(chǎn)成本低，安裝方式靈活，既可安裝在平坦、彎曲或有槽的表面，也可安裝在內(nèi)孔的表面，因而適合各種創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)要求，這是目前應(yīng)用最為廣泛的選擇。 

微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)是該領(lǐng)域的最新技術(shù)。MEMS為蝕刻成梁柱形、隔膜形或板形的微型硅元件，可在測壓元件內(nèi)發(fā)揮傳感器的功能。與集成電路的制造工藝類似，MEMS也是通過整體和表面微加工技術(shù)制成。MEMS可以大批量生產(chǎn)，因?yàn)榭梢栽谟屑呻娐返膯尉霞庸?shù)以千計(jì)的傳感器元件。盡管這種傳感器能夠以極低的成本（低至幾美元）大批量生產(chǎn)，但與箔應(yīng)變計(jì)相比，其應(yīng)用范圍仍很有限。MEMS在醫(yī)療領(lǐng)域最常用于那些成本低、產(chǎn)量大(數(shù)百萬以上)的一次性產(chǎn)品中，例如：一次性血壓傳感器和用于測量球囊導(dǎo)管壓力的血管成形裝置。 

　　由工業(yè)進(jìn)入醫(yī)療行業(yè) 

　　大多數(shù)情況下，尺寸和成本是產(chǎn)品從普通工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)入醫(yī)療行業(yè)過程中的最大問題。產(chǎn)品轉(zhuǎn)化時(shí)其量程和可靠性等基本技術(shù)特點(diǎn)并未改變，但醫(yī)療行業(yè)一般需要測量盎司、克和毫克級的負(fù)荷，而工業(yè)環(huán)境下，負(fù)荷一般以磅、千牛頓或噸為單位。唯一例外的是理療康復(fù)器械，這種器械通常使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的測壓傳感器。 

　　所有醫(yī)用測壓傳感器都必須高度精確并緊湊包裝，以便輕便易攜，特別是器械要與病人直接連接時(shí)。如果傳感器用于某醫(yī)療器械集成的監(jiān)測儀器內(nèi)，要使用不銹鋼和陽極化鋁等標(biāo)準(zhǔn)包裝材料。如果設(shè)備與人體或液體直接接觸，則可使用可高壓蒸汽滅菌的特種不銹鋼或一次性傳感器。 

　　醫(yī)用測壓傳感器早期曾用于力學(xué)測量等領(lǐng)域，如病床負(fù)重監(jiān)測。20世紀(jì)80年代早期之前，護(hù)士必須親自測量病人的體重，跟蹤明顯波動(dòng)。在病床上安裝測壓傳感器后，病床可有效地將病人的準(zhǔn)確體重傳輸?shù)绞殖质皆O(shè)備上。每張病床一般安裝4個(gè)測壓傳感器，每條床腿下一個(gè)，這些傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c相關(guān)設(shè)備或控制器連接的接線盒內(nèi)。 

　　
　　將測壓傳感器與以往單純的機(jī)械技術(shù)結(jié)合，可以將信息反饋給其他設(shè)備。將自動(dòng)化引入許多醫(yī)療領(lǐng)域中，可以減少操作中的人為錯(cuò)誤。測壓傳感器提供的數(shù)據(jù)被永久記錄下來，這樣也可大大改進(jìn)醫(yī)療過程的跟蹤記錄，便于責(zé)任確認(rèn)。 

　　應(yīng)用實(shí)例 

　　現(xiàn)在，理療器械的測壓傳感器直徑僅3–4英寸，最小的還不到半英寸。量程從幾毫克到幾百磅，不受測壓傳感器尺寸的影響。即使最小的測壓傳感器也具有與較大傳感器相同的量程、精度和重復(fù)性。傳感器尺寸小到一定程度時(shí)，確實(shí)會(huì)限制其量程，但多數(shù)醫(yī)療應(yīng)用都不需要用到大型測壓傳感器的重量量程。 醫(yī)用測壓傳感器目前用于各種精細(xì)的液體監(jiān)測領(lǐng)域中，例如：輸血、腎透析和獻(xiàn)血。在這些應(yīng)用中，測壓傳感器可確保進(jìn)入體內(nèi)、排出體外或者置換的液體量正確，并且按照正確的時(shí)間、劑量或比例，開始和停止輸送，或者進(jìn)行再循環(huán)。與以往的手動(dòng)監(jiān)測相比，現(xiàn)在醫(yī)生和護(hù)士能夠監(jiān)測的病人數(shù)量都大大增加。 

　　腎透析：一般的腎透析設(shè)備要靠一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器，確保過濾系統(tǒng)絕對平衡并且按時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。透析設(shè)備必須排出污染的血液，進(jìn)行血液凈化，然后將凈化后、再氧合的血液重新回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)。任何設(shè)備故障都會(huì)造成災(zāi)難性的后果。此類設(shè)備通常采用小型測壓傳感器，通過檢測懸掛輸液袋的重量，監(jiān)測透析的流速，確保整個(gè)透析過程的安全。 

　　這屬于無創(chuàng)性測量法，因?yàn)轶w液不直接接觸傳感器部件。透析器通常使用稱為S-beam Jr.的測壓傳感器，它具有5–10lb的量程和1000%的過載保護(hù)，與1元硬幣大小接近。這種傳感器連接在懸掛輸液袋的末端，輸液袋通過兩根軟管與透析器相連。一根導(dǎo)管用于液體輸入，另一根用于排出。有些透析設(shè)備使用多個(gè)輸液袋，因此需要多個(gè)測壓傳感器。每個(gè)傳感器均與可編程邏輯控制器或計(jì)算機(jī)相連，通過重量測量監(jiān)測流量。利用測壓傳感器提供的信息，透析器可自動(dòng)執(zhí)行和控制透析過程，同時(shí)采集數(shù)據(jù)，必要時(shí)進(jìn)一步分析。 

　　
　　監(jiān)測MRI運(yùn)動(dòng)：為了控制或監(jiān)測磁共振成像(MRI)期間病人的運(yùn)動(dòng)，可使用特殊的手握式測壓傳感器，監(jiān)測病人運(yùn)動(dòng)和力量衰減。監(jiān)測結(jié)果還可提示病人是否意識(shí)喪失。開發(fā)可用于MRI環(huán)境中的特殊、非磁性測壓傳感器，需要使用特殊的制造工藝和材料。 

　　早產(chǎn)監(jiān)測：壓力傳感器還可用于監(jiān)測孕期不規(guī)則的壓力變化，預(yù)防早產(chǎn)缺陷。一種集成了彎梁測壓傳感器的設(shè)備可監(jiān)測這種壓力變化。該設(shè)備由一條特制腰帶組成，可纏繞在妊娠婦女的腹部。腰帶上裝有微處理器控制器、測壓傳感器和調(diào)制解調(diào)器。設(shè)備檢測到壓力不規(guī)則時(shí)，可通過無線調(diào)制解調(diào)器呼叫護(hù)理中心，提醒婦產(chǎn)科醫(yī)生這種子宮壓力變化是否需要緊急處理。 

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