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醫(yī)療產(chǎn)品EMC測(cè)試系統(tǒng)解決方案

2010-04-07 來(lái)源:深圳市常寧電子 字號(hào):
     隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備實(shí)現(xiàn)了電子化、數(shù)字化,不僅提高了醫(yī)療質(zhì)量而且減少了病人的痛苦。但電子化、數(shù)字化的醫(yī)療設(shè)備容易受到電磁干擾問(wèn)題的困惑。
      電磁干擾的來(lái)源主要有:高壓線、高壓電源、高功率脈沖設(shè)備、電焊、電機(jī)電刷、汽車(chē)、電車(chē)、可控硅整流設(shè)備、通信設(shè)備、理療設(shè)備、X線設(shè)備、高頻手術(shù)刀等。干擾設(shè)備一方面向空中輻射高頻電磁波,另一方面在交流電源線上產(chǎn)生頻率范圍很寬的電磁干擾。這不僅能使交流電源線上產(chǎn)生高頻電磁干擾,而且能產(chǎn)生瞬間高壓、瞬間電壓下跌、尖峰及脈沖等。電磁干擾輕則影響醫(yī)療設(shè)備的工作質(zhì)量,重則使醫(yī)療設(shè)備無(wú)法工作。各種高頻干擾會(huì)造成醫(yī)療影像設(shè)備圖像不清晰,影響診斷和治療。如高頻干擾會(huì)使心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)的熱筆劇烈抖動(dòng),描出的心電波形上疊加有高頻成分,使醫(yī)生無(wú)法診斷。高頻干擾還會(huì)使B超熒光屏上的圖像不清晰、血球計(jì)數(shù)儀不能正常工作。從而我們必須將醫(yī)療部分的EMC問(wèn)題重視起來(lái)。
     對(duì)于醫(yī)療電器設(shè)備來(lái)說(shuō),最著名的已實(shí)施EMC標(biāo)準(zhǔn)是IEC60601-1-2。這個(gè)“-2”標(biāo)準(zhǔn)被稱為“醫(yī)療電器設(shè)備——第1-2部分:基本安全性和主要性能的一般要求——補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn):電磁兼容的要求和試驗(yàn)。”
     以下是醫(yī)療器械需達(dá)到EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)EN60101-2 (2007) 的需求,參考標(biāo)準(zhǔn)是按照醫(yī)療測(cè)試和參考其它所需要的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如下:

試驗(yàn)要求——發(fā)射

    在CISPR 11標(biāo)準(zhǔn)(工業(yè)的、科學(xué)的和醫(yī)療的(ISM)射頻設(shè)備——電磁分布特性——限值和測(cè)量方法)中將ME設(shè)備和ME系統(tǒng)分為A級(jí)或B級(jí)和1類和2類。

A級(jí)設(shè)備:是使用于幾乎所有設(shè)備的設(shè)備,但不包括家用和那些直接連接到提供給家用建筑物的公共低壓電網(wǎng)的設(shè)備。

B級(jí)設(shè)備:是適用于所有設(shè)備的設(shè)備,包括家用和那些直接連接到提供給家用建筑物的公共低壓電網(wǎng)的設(shè)備

1類設(shè)備:包括所有故意產(chǎn)生或使用電導(dǎo)偶合射頻(RF)能量的ISM設(shè)備,這種射頻能量是設(shè)備本身的功能所必需的。

2類設(shè)備:包括所有故意產(chǎn)生或使用以電磁輻射的形式進(jìn)行材料處理和電火花腐蝕的設(shè)備。

大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備是1類設(shè)備

   一些2類設(shè)備的例子:

l         醫(yī)療成像設(shè)備(磁共振成像設(shè)備)

l         治療設(shè)備(電熱療設(shè)備包括短波、超短波和微波)

l         治療設(shè)備(高熱療設(shè)備)

l         高頻手術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)(以為他們向患者使用了RF能量)

我公司將按照以上標(biāo)準(zhǔn)要求為客戶量身定做一套測(cè)試系統(tǒng):

輻射、傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試:

   這部分測(cè)試分為兩部分,一部分是輻射發(fā)射測(cè)試(30MHz以上),而另一部分是傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試(30MHz以下)。

   它們都用一個(gè)用一個(gè)滿足CISPR16-1要求的接收機(jī)或頻譜分析儀做主要測(cè)量工具,從9kHz - 18GHz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃描測(cè)量.

它的測(cè)試過(guò)程包括以下測(cè)試頻率范圍和測(cè)量帶寬:

 頻率范圍  帶寬
 9kHz - 150kHz  200Hz
 150kHz - 30MHz  9kHz
 30MHz - 1GHz  120kHz

    高于1GHz,功率密度測(cè)量應(yīng)該在1MHz 帶寬中進(jìn)行,改測(cè)試最好是使用頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)量,因?yàn)樗鼟呙桀l率范圍寬, 速度快并且非常準(zhǔn)確。

測(cè)量天線如下:1個(gè)混合天線從30MHz1GHz 1個(gè)喇叭天線從1 - 18GHz

    低于30MHz的傳導(dǎo)部分我們使用一個(gè)LISN,單相和三相都是根據(jù)設(shè)備的使用而決定的。 LISNs 同時(shí)還有一個(gè)模擬手使設(shè)備的正確阻抗是正常手操作的,系統(tǒng)配置圖顯示在下頁(yè)。

傳導(dǎo)干擾: 規(guī)格是按照CISPR 11而定, 對(duì)于工業(yè), 科學(xué)和醫(yī)療應(yīng)用,只有傳導(dǎo)測(cè)試需要使用電源LISN。無(wú)論怎樣,有些醫(yī)療器械產(chǎn)生不持續(xù)干擾, 例如手術(shù)臺(tái),在這種情況下設(shè)備需要滿足標(biāo)準(zhǔn)CISPR14

    常寧公司提供的EMC-05系統(tǒng)將輻射傳導(dǎo)發(fā)射與輻射傳導(dǎo)耐受測(cè)試集合在一套系統(tǒng)中,從而為客戶最大話的節(jié)省成本。

 

下頁(yè)系統(tǒng)配置圖為傳導(dǎo)和輻射抗干擾與發(fā)射雙測(cè)試系統(tǒng):

 

   對(duì)于CISPR14,有兩種測(cè)量方法,分為斷續(xù)和持續(xù)。斷續(xù)是測(cè)量暫變或“clicks”在一個(gè)期限所產(chǎn)生的數(shù)量。 測(cè)量在以下四個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行“150kHz500kHz1.4MHz 30MHz”。對(duì)于這個(gè)測(cè)試需要用一個(gè)獨(dú)特的分析儀和一個(gè)LISN進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試。

    另外1個(gè)測(cè)試是功率電纜干擾測(cè)量(騷擾功率),這個(gè)測(cè)試需要使用吸收鉗和滑道,該測(cè)試由5長(zhǎng)的電源電纜穿過(guò)滑道及吸收鉗再連接到測(cè)試EUT上,在隨著吸收鉗的移動(dòng)中找到電纜所發(fā)出的最差的測(cè)量情況,所有測(cè)量過(guò)程都記錄在軟件中;該測(cè)試客戶可自由選擇自動(dòng)測(cè)試或是手動(dòng)測(cè)試,而自動(dòng)測(cè)試將是最方便的測(cè)試方法。

功率質(zhì)量測(cè)試部分:

當(dāng)EUT受到功率電纜質(zhì)量影響的時(shí)候,功率質(zhì)量包括以下所有測(cè)試。

    系統(tǒng)包括單相及三相供電系統(tǒng),它們是經(jīng)過(guò)非常精制的控制及濾波處理的,因此可以產(chǎn)生完好的供電。因?yàn)樵跍y(cè)試過(guò)程中需要完好的純凈電源供應(yīng)所以供電系統(tǒng)是必要的;如果沒(méi)有的話,很難辨別問(wèn)題是出在EUT上還是功率電源上。對(duì)于閃爍測(cè)試供電具有可校準(zhǔn)阻抗等正常的測(cè)試條件。

   對(duì)于EMSEFTSurgeDIP等測(cè)試,大致都是相同的,首先由供電系統(tǒng),為測(cè)試EUT提供一個(gè)純凈電源,在由特殊波形信號(hào)發(fā)生器將干擾信號(hào)以不同相位注入到測(cè)試EUT中,完成測(cè)試后,觀察EUT的工作情況是否正常。                                                 

    對(duì)于磁場(chǎng)測(cè)試,供電中一個(gè)輸出口連接一個(gè)圈形天線并且測(cè)試水平已經(jīng)設(shè)置。此應(yīng)用的場(chǎng)水平設(shè)置在3A/m  50Hz60Hz,整個(gè)系統(tǒng)完全由電腦控制測(cè)試并出測(cè)試報(bào)告。

    ESD靜電測(cè)試中EN61000-4-2 靜電放電測(cè)試:這個(gè)測(cè)試使用ESD靜電模擬器(人工手)對(duì)EUT釋放一個(gè)或一組上升時(shí)間快速的正極或負(fù)極高壓脈沖電荷進(jìn)行干擾。如果EUT是金屬制品,ESD模擬器將以接觸的方式對(duì)其進(jìn)行干擾測(cè)試,如果EUT是非金屬制品且?guī)в锌p隙,那么我們將才用空氣放電的方式對(duì)EUT進(jìn)行干擾測(cè)試,此測(cè)試為手工操作,模擬器是測(cè)試工程師在操作中手持以法規(guī)規(guī)定方式對(duì)EUT進(jìn)行靜電放電測(cè)試。

系統(tǒng)由軟件全自動(dòng)化控制,以下是醫(yī)療部分對(duì)應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn):
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系統(tǒng)由軟件全自動(dòng)化控制,以下是醫(yī)療部分對(duì)應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn):
主題閱讀:EMC測(cè)試
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