Entwodiksyon solisyon pasif jesyon chalè pou ankouraje devlopman aparèy elektwonik medikal
Soti nan aparèy imaj ak enstriman chirijikal ak iminite otomatik, teknoloji medikal pwisan nan 21yèm syèk la se enpresyonan, grasa yon gwo pati nan ogmante pouvwa enfòmatik mikroprosesè yo. Pou enjenyè tèmik, sepandan, pwogrè sa yo te vini nan yon pri. Plis pouvwa yon aparèy gen, plis chalè li jenere, epi an jeneral, li gen pou gaye nan yon espas ki pi piti ak pi piti (tankou gwosè aparèy la vin pi piti). Kòm demann nou an pou presizyon ak fyab nan aparèy medikal ogmante, kontwòl chalè dissipation vin menm pi enpòtan.
Yon lòt defi soti nan lefèt ke aparèy medikal yo gen kèk kondisyon espesyal paske nan gwo risk ki enplike. Pou egzanp, kèk materyèl ki souvan itilize nan solisyon dissipation chalè (egzanp, kòb kwiv mete) yo pa itil nan anpil aplikasyon medikal paske nan pwoksimite yo nan kò imen an (anplis de sa ki lakòz enflamasyon nan tisi imen, kòb kwiv mete ka lakòz koripsyon grav ak irevokabl nan neral. tisi). Bezwen pou presizyon nan kèk aplikasyon medikal ka konprese espas ki disponib pou solisyon refwadisman nan pwen ki pre disparisyon -- enstriman chirijikal ki mande pou jesyon chalè pou evite domaj nan tisi imen yo bay konsèpteur sèlman 0. 5 milimèt pou deplwaye teknoloji transfè chalè.
Yon lòt zòn ki mande solisyon jesyon tèmik ultra-ti se konsepsyon aparèy implantable imen, ki mande tou de ti gwosè ak koyefisyan chanjman tanperati egzat yo nan lòd yo pwoteje ògàn imen yo. Finalman, rapid chanjman tanperati peryodik (ak fluctuations tanperati ki rive jiska 50 degre C nan milisgond) se yon karakteristik komen nan anpil aparèy laboratwa tankou splitter ADN. Tout faktè sa yo ki gen rapò ak presizyon, fyab, kontrent gwosè, ak seleksyon materyèl strik fè jeni tèmik medikal yon travay difisil pou konsèpteur. Enjenyè konsepsyon transfè chalè yo dwe chwazi ant efikasite ak gwosè kont pri ak, de pli zan pli, dissipation chalè kont bri ki ba (ki vle di ke nan kèk aplikasyon fanatik pa ka itilize, byenke gwo volim koule gaz yo fè yo pi bon pou dissipation chalè).
Transfè chalè a
Enjenyè tèmik yo te de pli zan pli vire nan aparèy transfè chalè pasif (egzanp, tib tèmik) pou adrese defi sa yo, paske likid la k ap travay nan tib la kondiksyon chalè gen likid ak vapè dlo de fòm egzistans, kidonk tib la kondiksyon chalè se yon de-faz. aparèy refwadisman.Transfè chalè a reyalize pa transfòmasyon likid k ap travay la soti nan likid nan vapè dlo. Sik kontinyèl evaporasyon, transfè (chalè), kondansasyon, ak retounen likid k ap travay kondanse a nan zòn evaporasyon an.
Pa pral gen okenn echèk eleman livrezon pandan travay sa a - yon konsiderasyon debaz nan aplikasyon kote fyab se esansyèl pou reyalize rezilta egzat oswa reyalize rekiperasyon pasyan an. Desen an nan konpozan transfè chalè pasif se senp epi jeneralman enplike nan yon tib vakyòm sele plen ak likid k ap travay ki relativman fasil miniaturize. Avansman nan teknoloji estrikti kapilè ede asire ke likid la refwadi ak kondanse k ap travay reziste kont gravite epi li retounen efikasman ak fyab nan seksyon an opinyon chalè nan tib la kondwi. Sa a pèmèt tiyo kondwi a opere nan diferan oryantasyon. Avèk plis libète konsepsyon, konsèpteur yo ka menm itilize tib kondiksyon chalè fleksib.
Yon lòt konplo dissipation chalè ki pi souvan itilize se koule chalè a. Koule chalè a ka opere nan mòd konveksyon fòse oswa natirèl, men ankò, swa apwòch vle di fè echanj. Si ou ogmante koule lè yo itilize pou refwadisman, sa vle di ou ka diminye kantite najwa oswa redwi zòn najwar yo. Sepandan, si koule lè ki te pwodwi pa fanatik la pi gwo, bri ki te pwodwi pa fanatik la pi gwo. Si fanatik la pwodui mwens koule lè, fanatik la kouri pi peyaj epi li ka pi piti, men sa vle di ke radyatè a dwe gen plis oswa pi gwo najwar. Se poutèt sa, li pa fasil fè eleman yo refwadisman tou de pi piti ak pi trankil nan menm ekipman an.
Nan yon echanjeur chalè tiyo chalè, chalè transmèt nan tiyo chalè a nan najwar yo ak Lè sa a, gaye nan lè a ki antoure. Men, li ka fè, fason pou diminye gwosè a ak bri an menm tan an se fè moso radyatè yo plis izotèmik, koule chalè a, ki te deja refwadi pa yon sèl glasyè tèrmoelektrik (TEC), ka reamenaje gen plizyè TECs ki transfere chalè inifòm atravè sifas koule chalè a olye pou yo repoze piman sou kondiksyon chalè. Sepandan, nan adisyon a mande antretyen, rapid sa yo ajoute konpleksite ak pri nan elektwonik yo. Etajè kalite chalè kondiksyon tib asanble ka bay estabilite tèmik pafè ak mwens chaj travay antretyen teknik. Yon solisyon refwadisman ki pi senp se sèvi ak teknoloji refwadisman pasif pou konbine koule chalè a ak yon kavite vapè entegre (esansyèlman ajiste yon tib kondiksyon chalè nan yon eta plat pou vin yon tib kondiksyon chalè plat), oswa sèvi ak yon koule chalè ki gen sifas entegre. ak tib kondiksyon chalè a. Tou de rapid pèmèt transfè chalè rapid ak inifòm nan evapore likid k ap travay la nan yon tib kondiksyon chalè entegre oswa chanm vapè. Vapè dlo pote chalè respire nan tout sifas anba a nan koule chalè a ak fin nan koule chalè, evite tach cho. Paske najwar yo izotèmik, koule lè nan najwar yo pote plis chalè.
An jeneral, chanjman nan aparèy refwadisman pasif (pa egzanp, tiyo chalè, koule chalè, ak chanm vapè) nan aparèy medikal reflete yon evolisyon kontinyèl nan pi piti, pi pwisan, ak plis miniaturize elektwonik. Pandan ke opsyon refwadisman plis tradisyonèl (refrijerasyon, TEC, plak refwadisman likid, elatriye) rete chwa ki pi apwopriye pou kèk aparèy medikal, konsèpteur yo jwenn ke teknoloji refwadisman pasif ap vin de pli zan pli atire pandan li evolye. Avansman nan estrikti materyèl yo te fè tou solisyon pasif refwadisman pi atire konsèpteur aparèy medikal yo. Pou egzanp, avenman grafit pirolitik (APG) te fè posib konpozan refwadisman ki pi piti, pi lejè, ak pi efikas pase koule chalè konvansyonèl aliminyòm oswa kwiv.
Kòm pwodwi yo deplase nan direksyon plis miniaturizasyon ak pi piti patiraj elektwonik, materyèl ki gen pi wo konduktiviti tèmik ka bay konsèpteur yo yon pye.
Efektif konduktiviti tèmik nan APG se 1000 W / mK, ki se 5 fwa otan ke aliminyòm solid ak 2.5 fwa otan ke kwiv solid. Apgs kapab tou pake pou aplikasyon pou tankou enstriman chirijikal. Nan aplikasyon sa yo, li enpòtan pou evite kontak ak tisi imen akòz enkyetid sou domaj tisi, sikatris, oswa enfeksyon. Devlopman nan materyèl tankou APGs ede eksplike poukisa konsèpteur aparèy medikal yo ap chwazi plis pasif sistèm kontwòl dissipation chalè.
Non sèlman sistèm sa yo ofri yon seri pi laj nan opsyon, men nan anpil ka yo ofri pi bon opsyon pou jesyon chalè.
Konpare ak solisyon refwadisman likid tradisyonèl yo, sistèm refwadisman pasif yo pi serye (mwens konpozan transpò vle di yon risk pi ba nan echèk), mande pou mwens antretyen, yo pi fleksib nan konsepsyon, opere pi trankil, ak nan anpil ka yo pi fasil jere pri. Plizyè egzanp konsèp jesyon chalè pasif ki entegre nan kèk aplikasyon enpòtan aparèy medikal yo prezante anba a.
Dyagnostik D'
Paske pèfòmans nan elektwonik deteryore rapidman apre yon tanperati kritik, ka refwadisman se kritik pou teknoloji ki itilize yon anpil nan eleman elektwonik, tankou imaj sonorite mayetik (MRI), tomografi òdinatè (CT), ultrason ak radyografi. Menm ti fluctuations nan tanperati kapab afekte kalibrasyon ak rezilta yo, sa ki lakòz D' koute chè ak antretyen. FDA te jwe yon wòl enpòtan nan kondwi repetibilite ak repwodibilite rezilta tès pou aparèy medikal, tankou eskanè, aparèy bioteknoloji, ak laboratwa mikwo-essais, nan direksyon pre-pèfeksyon (pi gran pase oswa egal a 95 pousan). Pou asire presizyon, spesifikasyon an mande 31 tès separe pou yon sèl imager dyagnostik (21 CFR 900.12), anpil nan yo konpwomèt pa dissipation chalè. Mache konpetitif pou aparèy medikal dyagnostik te fè kontwòl strik dissipation chalè yon faktè menm pi enpòtan nan konsepsyon pwodwi elektwonik.
Konsèpteur yo anjeneral travay nan yon seri trè etwat nan varyasyon tanperati (δT), ak yon diferans tanperati a 10 degre C ant anviwònman yo entèn ak ekstèn nan chasi aparèy la. Sous miltip nan chalè (tankou pouvwa ekipman ak lòt konpozan elektwonik disrè) ka pwodwi yon pwodiksyon pouvwa total de 1200 Watts oswa plis, nan ki 400 Watts se chalè fatra yo dwe egzeyate. Avèk limit sou gwosè fanatik ak vitès van, li vin pi konplike pou reyalize silans. Pwoblèm sa yo ka rezoud souvan pa echanjeur chalè tib tèmik nan pi gwo limit. Nan yon echanjeur chalè tib kondiksyon chalè, chalè transmèt soti nan andedan ekipman an nan deyò nan ekipman an nan tib la kondiksyon chalè, ak Lè sa a, egzeyate nan lè a ki antoure nan koule nan chalè kalite fin. Pi gwo zòn fin ak tib transfè chalè ki pi efikas pèmèt pou pi piti, pi peyaj fanatik ki satisfè egzijans sevè dissipation chalè nan anviwònman regilasyon ak klinik. Nan kèk ka, li posib tou pou sèvi ak teknoloji tib kondiksyon chalè pou tib la tèt li, kidonk lè l sèvi avèk lwa tèmodinamik olye ke elektwonik oswa fanatik pou akonpli transfè chalè.
Yo itilize teknoloji tiyo chalè ki sanble pou refwadi ekspozisyon nan ekipman siveyans swen kritik. Jan yo montre nan figi a, yon etajè kalite tib tèmik asanble ka bay estabilite tèmik pafè ak ti efò antretyen teknik. Absans konpozan transfè pèmèt pou yon lavi sèvis nòmal plizyè milyon èdtan, sa ki fè echèk pandan operasyon swen kritik prèske enposib.
Sinda Thermal se yon dirijan manifakti koule chalè ki ka bay varyete solisyon tèmik pou ekipman medikal la, nou ka desine ak bati likid refwadisman chalè a, koule chalè tiyo chalè, koule chalè extrudée, skived fin koule chalè, elatriye tanpri kontakte nou. lib si ou gen nenpòt kondisyon koule chalè.
