單軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在排線裝置中的應(yīng)用
電磁干擾傳播途徑一般也分為兩種:即傳導(dǎo)耦合方式和輻射耦合方式。任何電磁干擾的發(fā)生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認(rèn)為電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導(dǎo)傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式。因此從被干擾的敏感器來看,干擾耦合可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩大類。傳導(dǎo)傳輸必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接,干擾信號沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器,發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸電路可包括導(dǎo)線,設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感、電容和互感元件等。
輻射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波的形式傳播,干擾能量按電磁場的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見的輻射耦合由三種:1. 甲天線發(fā)射的電磁波被乙天線意外接受,稱為天線對天線耦合;2. 空間電磁場經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合,稱為場對線的耦合;3.兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號感應(yīng),稱為線對線的感應(yīng)耦合。在實(shí)際工程中,兩個(gè)設(shè)備之間發(fā)生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。正因?yàn)槎喾N途徑的耦合同時(shí)存在,反復(fù)交叉耦合,共同產(chǎn)生干擾,才使電磁干擾變得難以控制。
醫(yī)療設(shè)備在診斷和治療方面所起的重要作用,使得電磁干擾對其的影響直接關(guān)系到患者的人身安全,目前醫(yī)療設(shè)備小型、高靈敏度和智能化的實(shí)現(xiàn),使它們更易受電磁干擾的影響,特別是那些抗干攏能力差的(即電磁兼容性差的診斷儀器,為醫(yī)生提供了失真的數(shù)據(jù)、波形及圖像等信息,使得醫(yī)生不能做出正確診斷,當(dāng)然會(huì)影響有效的治療,甚至危及人的生命,國際有許多這方面的報(bào)道。
經(jīng)美國FDA認(rèn)定的疑為因醫(yī)療器械受電磁干攏引發(fā)的事故;植人心臟起搏器的患者在乘坐救護(hù)車急救過程中,因救護(hù)人員使用雙向無線通訊設(shè)備而導(dǎo)致起博失效。病人監(jiān)護(hù)儀受電磁干擾影響,致使病人因檢測不出心律不齊而死亡。設(shè)備的CAT顯示器上過度干擾,醫(yī)務(wù)人員難以判斷心率,致使病人無法復(fù)蘇。
移動(dòng)電話對嬰兒暖箱、輸液泵、人工透析器、心臟起博器、心臟除顫裝置產(chǎn)生的干擾,因此美國的醫(yī)院明令禁止在有這類設(shè)備的病房使用手機(jī)新生兒呼吸監(jiān)護(hù)儀(新生兒呼吸停止而專門設(shè)計(jì)的報(bào)警裝置)受調(diào)頻電臺(tái)FM發(fā)射的干擾調(diào)制波的影響,擾亂了呼吸節(jié)律導(dǎo)致報(bào)警失靈。
上面的例子僅談了外界的電磁干擾對醫(yī)用設(shè)備的影響,殊不知現(xiàn)代醫(yī)療中使用了各種高頻、射頻發(fā)射機(jī)高敏感性電氣,電子元件和部件以及使用射頻能量做為診斷或治療的設(shè)備或系統(tǒng)(MAI),其工作時(shí)可能作為一EMI干擾源通過不同的藕合途徑向周圍傳播出不同頻率范圍和電磁場強(qiáng)度的有用或無用的電磁波,無線電廣播通訊業(yè)務(wù)和周圍其它設(shè)備的工作,且它們在共同的電磁環(huán)境中,還可能受到周圍電力、電子設(shè)備,以及醫(yī)療設(shè)備之間干擾。所以許多醫(yī)用設(shè)備既是干擾源又是敏感設(shè)備也就是說它存在干擾和被干擾兩重性,如此以來一個(gè)間題值得我們思考,在此復(fù)雜的電磁環(huán)境下,醫(yī)療設(shè)備如何達(dá)到一個(gè)既不受或盡量減少受到其它各種電磁干擾的影響,又能盡量減少對其它設(shè)備或人體的電磁干擾,從而達(dá)到一種平衡,電磁兼性就是這樣的一個(gè)概念。
電磁兼容性(EMC)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。
為實(shí)現(xiàn)在同一電磁環(huán)境中的醫(yī)療設(shè)備或系統(tǒng)在自身工作正常的情況下,又能達(dá)到不妨礙正常的無線電通訊工作,又不干擾周圍設(shè)備的正常工作,就須建立一種規(guī)則,既要對設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力作出規(guī)定,即設(shè)備的抗干擾度水平不能太低,將發(fā)射電平和抗干擾度電平限制在規(guī)定的發(fā)射限值和規(guī)定的抗擾度限值
內(nèi),設(shè)備就達(dá)到了電磁兼容的目的。任何有源的醫(yī)療電子設(shè)備都會(huì)向外輻射電磁場,只不過輻射磁場強(qiáng)大小、頻率不同,場強(qiáng)愈強(qiáng)對外干擾愈強(qiáng)。
發(fā)射值與抗擾度限值的間隔愈大,則電磁兼容度就愈大,設(shè)備的電磁兼容性愈高。所以限制醫(yī)療設(shè)備的對外發(fā)射電平,提高其對電磁環(huán)境的抗擾度能力,兩者兼顧,才能達(dá)到設(shè)備與環(huán)境的互相協(xié)調(diào)。
隨著醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容問題日益突顯,國際上許多國家從法規(guī)上采取了措施對醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品的電磁兼容性進(jìn)行控制,我國政府也非常重視這個(gè)問題,已于2005年4月1日,由國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)發(fā)了:"Y Y05 05-2005醫(yī)用電氣設(shè)備電磁兼容性要求和試驗(yàn)"行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過兩年執(zhí)行過渡期,已于2007年4月1日起正式執(zhí)行,這就需要我們在醫(yī)療實(shí)踐中貫徹這個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),努力提高醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性,提升設(shè)備的抗干擾能力,將潛在的電磁干擾風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
理論和實(shí)踐的研究表明,不管復(fù)雜系統(tǒng)還是簡單裝置,任何一個(gè)電磁干擾的發(fā)生必須具備三個(gè)基本條件:首先應(yīng)該具有干擾源;其次有傳播干擾能量的途徑和通道;第三還必須有被干擾對象的響應(yīng)。在電磁兼容性理論中把被干擾對象統(tǒng)稱為敏感設(shè)備(或敏感器)。因此干擾源、干擾傳播途徑(或傳輸通道)和敏感設(shè)備稱為電磁干擾三要素。
對于醫(yī)用設(shè)備和系統(tǒng)而言,既要求它具有不影響無線電廣播、電視、無線電通訊等業(yè)務(wù)或不影響其它設(shè)備和系統(tǒng)的基本性能,又要求它對電磁干擾有一定的抗擾度,它的基本性能不受電磁干擾的影響,所謂抗擾度是指裝置設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運(yùn)行性能的能力,這是表明設(shè)備或系統(tǒng)面對電磁干擾不降低性能的一種能力,抗擾度越高,表明它越能承受外界的電磁干擾。
電磁騷擾源可分為自然騷擾源和人為騷擾源,自然騷擾源包括地球上各處雷電產(chǎn)生的天電噪聲,太陽黑子爆炸和活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲等,騷擾源由電器或其它用電裝置產(chǎn)生電磁騷擾,本篇所涉及的多為人為騷擾。
提高敏感設(shè)備的抗擾度是實(shí)現(xiàn)電磁兼容的有效手段,醫(yī)療設(shè)備的抗擾度分為7類:
?。?)靜電放電、{2)射頻輻射、{3)快速舜變脈沖群、}4)浪涌、{5)射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)、{6)工頻磁場、(7)電壓暫降短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度,提高這7個(gè)方面的抗擾度是提高電磁兼容性的好辦法解決電磁兼容問題只需從以上3個(gè)要求來著手,控制干擾源的電磁輻射,抑制電磁干擾的傳播途徑,增加敏感設(shè)備的抗干擾能力,3個(gè)要素中只要缺少一個(gè)要素,電磁干擾就無法實(shí)現(xiàn)。
作為一個(gè)醫(yī)用設(shè)備的用戶,我們更多的是考慮系統(tǒng)間的電磁兼容性的問題,系統(tǒng)間的兼容性技術(shù)也是通過屏蔽,接地和濾波等技術(shù)實(shí)現(xiàn),只不過實(shí)施方法不同。