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微流控技術(shù)是醫(yī)學(xué)應(yīng)用中一個(gè)被忽視的領(lǐng)域，需要精準(zhǔn)的傳感器解決方案。
先進(jìn)的傳感器技術(shù)支持的自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)正在革新現(xiàn)代醫(yī)療系統(tǒng)和程序的各個(gè)方面，推動(dòng)了遠(yuǎn)程監(jiān)控、分析、機(jī)器人手術(shù)以及自動(dòng)化藥物分配設(shè)備的廣泛應(yīng)用。在手術(shù)和麻醉過(guò)程中，用于非侵入式組織氧合監(jiān)測(cè)的高度專(zhuān)業(yè)化的寬帶硅PIN光電二極管被廣泛應(yīng)用。槽式開(kāi)關(guān)和光學(xué)編碼器用于測(cè)量在測(cè)試樣本收集和分析過(guò)程中小瓶的精確位置、速度和運(yùn)動(dòng)方向。反射式傳感器通常用于分配設(shè)備和患者監(jiān)測(cè)中。
在性能關(guān)鍵的醫(yī)療應(yīng)用中，對(duì)高可靠性的持續(xù)追求常常與家用醫(yī)療系統(tǒng)對(duì)便攜性、小型化和成本降低的需求相沖突。通過(guò)選擇商業(yè)現(xiàn)貨（COTS）傳感器，并通過(guò)MTBF/FIT（平均無(wú)故障時(shí)間/每小時(shí)故障次數(shù)）研究來(lái)量化其可靠性，可以實(shí)現(xiàn)最低成本。
組織氧合傳感器OPR5913，多通道藥丸計(jì)數(shù)單片光學(xué)陣列傳感器，用于便攜式血液透析系統(tǒng)中電機(jī)歸位檢測(cè)的槽式開(kāi)關(guān)，用于輸液泵中管路檢測(cè)的OPB606反射式傳感器。
通過(guò)采用高度集成的微型傳感器（如OPB9000），可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的，也許是總體擁有成本最低的解決方案。這一代新型智能傳感器由于采用高度自動(dòng)化的裝配和測(cè)試設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，因此成本較低。由于其可編程性，它很容易定制以滿(mǎn)足各種不同的應(yīng)用需求，包括液體檢測(cè)。
然而，微流控技術(shù)是醫(yī)學(xué)應(yīng)用中一個(gè)被忽視的領(lǐng)域，需要針對(duì)液體水平檢測(cè)、氣泡檢測(cè)、液體存在檢測(cè)、血液分析中的血漿分離以及許多其他相關(guān)生物流體應(yīng)用的精細(xì)調(diào)整的傳感器解決方案。
OPB703
聚焦反射式光學(xué)傳感器OPB703被用于醫(yī)療分配設(shè)備中，以檢測(cè)反射編碼盤(pán)上的標(biāo)記。
檢測(cè)管內(nèi)液體的兩種最常見(jiàn)方法是超聲波和光電方法。這兩種方法都利用電子技術(shù)來(lái)檢測(cè)管內(nèi)液體的粘度、透過(guò)率或運(yùn)動(dòng)的變化。光電技術(shù)可以檢測(cè)管內(nèi)液體的存在，以及氣泡，甚至在某些情況下，還可以檢測(cè)管內(nèi)液體的類(lèi)型。在受控條件下，這可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的流程，使用微處理器或比較器來(lái)解釋光電傳感器的輸出信號(hào)。
TT Electronics開(kāi)發(fā)了完整的OPB350產(chǎn)品系列液體傳感器，包括OCB350校準(zhǔn)模塊，以應(yīng)對(duì)微流控技術(shù)中的挑戰(zhàn)，并針對(duì)不同管徑、不同液體、液體水平檢測(cè)和氣泡檢測(cè)應(yīng)用微調(diào)性能。OPB350/OCB350系列COTS液體傳感器是極具成本效益的、優(yōu)雅的、易于使用的、可快速安裝的醫(yī)療應(yīng)用傳感解決方案。
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快裝式OPB350液體傳感器
OPB350系列傳感器由一個(gè)紅外發(fā)光二極管（LED）和一個(gè)光傳感器組成。LED發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，這些光通過(guò)一個(gè)包含空氣或液體的管子。管子的內(nèi)壁會(huì)反射部分光線(xiàn)，從而減少光傳感器接收到的光量。當(dāng)管內(nèi)存在液體時(shí)，傳感器接收到的光子數(shù)量發(fā)生變化，從而改變光傳感器的輸出。許多因素會(huì)影響光電傳感器的性能。
為了充分發(fā)揮光電傳感器的性能，以下是一些需要注意的要點(diǎn)：
1.LED的功率可能因生產(chǎn)批次而異。這種變化可以通過(guò)調(diào)節(jié)通過(guò)LED的電流來(lái)補(bǔ)償。
2.光敏三極管的靈敏度可能因生產(chǎn)批次而異。這種變化可以通過(guò)改變LED的輸出功率或負(fù)載電阻的值來(lái)調(diào)整。
3.當(dāng)溫度降低時(shí)，LED的輸出功率增加，而光敏三極管的靈敏度降低。這種現(xiàn)象有助于在溫度變化時(shí)保持整體信號(hào)的穩(wěn)定。
4.不同類(lèi)型的管子會(huì)通過(guò)管子傳輸不同量的光（光學(xué)透過(guò)率）。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)指定管子的材料類(lèi)型。
5.雖然LED的光發(fā)射會(huì)隨著時(shí)間的推移而減少，但預(yù)計(jì)在100萬(wàn)小時(shí)后會(huì)有5%到20%的退化，這相當(dāng)于連續(xù)運(yùn)行超過(guò)十年。降低LED驅(qū)動(dòng)電流可以減少系統(tǒng)退化，提供極其穩(wěn)定的配置。通過(guò)使用初始化程序，可以將LED退化降低到可以忽略不計(jì)的程度。
6.上述優(yōu)化不僅能夠提升系統(tǒng)的性能，還能由于提高產(chǎn)量和延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命而實(shí)現(xiàn)更低的整體成本。
通過(guò)監(jiān)測(cè)光敏三極管在電阻上的輸出電流，可以識(shí)別不同的材料或液體，利用微處理器或比較器電路來(lái)檢測(cè)各種狀態(tài)：管子的存在、管內(nèi)的空氣、生理鹽水、血液、水或特定的血細(xì)胞比容水平。通過(guò)調(diào)整LED的電流驅(qū)動(dòng)或改變光傳感器測(cè)量技術(shù)的靈敏度，可以識(shí)別液體的微小光學(xué)透過(guò)率變化，從而識(shí)別不同的液體，例如血細(xì)胞比容百分比。
