在呼吸機(jī)和高流量氧療儀（HFNC）的研發(fā)設(shè)計(jì)中，為了滿(mǎn)足吸入氧濃度（FiO?）的監(jiān)測(cè)要求，氧濃度傳感器是必不可少的器件。

長(zhǎng)期以來(lái)，電化學(xué)氧電池因其技術(shù)成熟、精度高、應(yīng)用廣泛，一直被大量呼吸設(shè)備采用。

但對(duì)研發(fā)和整機(jī)廠商來(lái)說(shuō)，電化學(xué)氧電池的局限性也很明顯：不僅初始采購(gòu)成本高，使用壽命也只有1-3 年，還需要用戶(hù)每月自行進(jìn)行人工標(biāo)定，這大幅推高了設(shè)備全生命周期的運(yùn)營(yíng)成本（TCO）。

針對(duì)這些痛點(diǎn)，Posifa 推出了基于 MEMS 熱導(dǎo)（TCD）原理的固態(tài)氧濃度傳感器，通過(guò)純物理測(cè)量機(jī)制取代傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)，為呼吸機(jī)整機(jī)廠商提供了一種兼具高性?xún)r(jià)比、長(zhǎng)效且真正免人工校準(zhǔn)的傳感路徑。

01

從耗材型氧電池到固態(tài)傳感路線

電化學(xué)氧電池依靠氧化還原反應(yīng)輸出信號(hào)，它的化學(xué)屬性就決定了其壽命會(huì)隨著氧暴露、溫濕度和使用時(shí)間逐步衰減。并且，電化學(xué)氧電池通常無(wú)法拿過(guò)來(lái)就直接使用，整機(jī)廠必須在應(yīng)用層開(kāi)發(fā)復(fù)雜的標(biāo)定和補(bǔ)償算法。

相比之下，博思發(fā)（Posifa）的 MEMS 熱導(dǎo)方案屬于純固態(tài)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)壽命超10 年；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，該方案與傳統(tǒng)電化學(xué)氧電池完全兼容，整機(jī)廠商在原有氣路和外殼結(jié)構(gòu)上無(wú)需做任何修改即可直接升級(jí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)痛替代。

此外，和超聲波路線相比，MEMS 熱導(dǎo)模組體積更小，且擁有優(yōu)良的濕度補(bǔ)償，更適合空間受限的呼吸機(jī)、HFNC 和空氧混合模塊。

02

多維物理邊界下的測(cè)量魯棒性

在呼吸機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，F(xiàn)iO? 氧濃度傳感器通常安裝在未經(jīng)過(guò)加溫加濕的進(jìn)氣端或前級(jí)空氧混合模塊中。理論上，這個(gè)位置處于無(wú)冷凝、相對(duì)干燥的理想工況。但在實(shí)際的臨床應(yīng)用中，整機(jī)系統(tǒng)必須考慮非理想工況的邊界挑戰(zhàn)。

為了保障各種非理想工況下的監(jiān)測(cè)置信度，Posifa 從底層物理機(jī)制出發(fā)，增強(qiáng)了傳感器的抗干擾能力。

① 偶發(fā)高濕 & 冷凝自修復(fù)

如果操作人員誤引入環(huán)境濕氣，或者前級(jí)除濕功能出現(xiàn)故障，常規(guī)傳感器很容易發(fā)生零點(diǎn)漂移。

Posifa 方案在 MEMS 熱導(dǎo)測(cè)量基礎(chǔ)上，內(nèi)置溫度、壓力和濕度的聯(lián)合補(bǔ)償算法。即使氣路偶然突發(fā)高濕或結(jié)露，傳感器也能在芯片層面實(shí)時(shí)修正非線性誤差，確保讀數(shù)穩(wěn)定，避免系統(tǒng)頻繁誤報(bào)警。

② 超越二元?dú)怏w的可擴(kuò)展?jié)摿?/strong>

常規(guī)超聲波氧濃度傳感器通?；诙?dú)怏w模型。一旦設(shè)備需要兼容更復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景，如麻醉或特殊混氣應(yīng)用，或面臨其他組分干擾時(shí)，聲速計(jì)算模型就會(huì)失效。

Posifa MEMS 熱導(dǎo)方案基于氣體熱導(dǎo)率，不依賴(lài)嚴(yán)格的二元假設(shè)，可針對(duì)客戶(hù)指定的復(fù)雜氣體矩陣，提供定制化多氣體標(biāo)定和算法補(bǔ)償。

③ 寬壓力與動(dòng)態(tài)自適應(yīng)

傳感器內(nèi)置壓力補(bǔ)償邏輯，支持 50-120 kPa 工作壓力范圍，自動(dòng)修正因氣路內(nèi)部壓力波動(dòng)或高原低氣壓帶來(lái)的讀數(shù)誤差，整機(jī)廠無(wú)需在底層軟件中額外編寫(xiě)海拔修正代碼。

同時(shí)，2s（T90）的快速響應(yīng)時(shí)間，確保系統(tǒng)在通氣模式切換或混合比例動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)，能夠無(wú)延遲地跟蹤 FiO? 的真實(shí)趨勢(shì)，為主控系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)與限值報(bào)警策略提供及時(shí)輸入。

03

核心參數(shù)與集成價(jià)值

對(duì)呼吸設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，采用 Posifa 固態(tài)方案帶來(lái)的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)不僅僅是參數(shù)的跨越，更是整機(jī)產(chǎn)品力的提升。

TCO 優(yōu)化

設(shè)計(jì)壽命 ≥10 年，全生命周期免現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，消除醫(yī)院終端每月人工校準(zhǔn)和定期換件的停機(jī)維護(hù)壓力。

流體優(yōu)化

MEMS 固態(tài)集成工藝讓模組體積明顯小于超聲波模塊，可提升氣路布局自由度，并有效減小死腔體積（Dead Space）。

研發(fā)減法

標(biāo)準(zhǔn)化模擬/數(shù)字輸出接口，出廠完成標(biāo)定并內(nèi)置補(bǔ)償算法，即插即用，可縮短新項(xiàng)目研發(fā)導(dǎo)入與整機(jī)聯(lián)調(diào)周期。

原位替代

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)電化學(xué)氧電池?zé)o縫兼容，整機(jī)廠無(wú)需重新開(kāi)?；蛐薷默F(xiàn)有氣路機(jī)械結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)低成本、快速替代。

Posifa MEMS 熱導(dǎo)氧濃度傳感器關(guān)鍵參數(shù)

聯(lián)系我們

Posifa 傳感產(chǎn)品已在多個(gè)國(guó)際一線醫(yī)療設(shè)備品牌中集成應(yīng)用多年。依托深圳本土制造中心的快速響應(yīng)能力，我們堅(jiān)持 E2E（工程師對(duì)工程師）的直接溝通模式。

歡迎呼吸設(shè)備及空氧混合模塊研發(fā)團(tuán)隊(duì)與我們聯(lián)系，獲取詳細(xì)技術(shù)規(guī)格書(shū)與樣品測(cè)試支持。