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1-2016

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  • Medizinelektronik
  • Medizintechnik
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Sensoren

Sensoren Miniaturisierung in der Sensorik Amsys präsentiert die neuen digitalen Drucksensoren SM9543 von Silicon Microstructures Inc, die speziell für die Verwendung im Niederdruckbereich ausgelegt sind. Die OEM-Sensoren, die aus einer neu entwickelten Silizium- Messzelle (MEMS) und einem komplexen CMOS-ASIC aufgebaut sind, werden während der Herstellung individuell kalibriert, linearisiert und temperaturkompensiert. Mit einer Auflösung von 14 bit und einer Genauigkeit von ±1,5%FS im Temperaturbereich von -5 bis 65 °C gehören die Sensoren zu den Besten, die für den Niederdruckbereich angeboten werden. Die Langzeitstabilität wird mit 0,2%FS/Jahr angegeben und bietet dem Anwender hohe Genauigkeit, Stabilität und langfristige Zuverlässigkeit. Das Gehäuse basiert auf dem Standard SOIC16(n)- Gehäuse (150 miles) und ist für die für die automatische SMD- Montage geeignet. Die zwei vertikalen Druckanschlüssen erlauben einen einfachen Anschluss von Siliconschläuchen mit einem Innendurchmesser von 1/6“. Als Ausgangssignal steht ein digitales Drucksignal im I²C- Format zu Verfügung, das proportional zur Druckänderung ist. Darüber hinaus existiert noch eine Diagnoseanzeige, die die Messzelle überprüft. Zusätzlich kann das Brückensignal als analoges Ausgangssignal gemessen werden. Die Drucksensoren SM9543 sind im Druckbereich von ±5 mbar in einer bidirektional differentiellen Version erhältlich. Die Besonderheit bei den bidirektionalen differentiellen Sensoren ist, dass sie symmetrisch Unterdruck und Überdruck messen können. Die SM9543 können unmittelbar auf ein Standard-PCB montiert werden. Es wird keine zusätzliche Schaltung, wie z.B. ein Kompensationsnetzwerk oder ein Mikrokontroller mit Korrekturalgorithmus benötigt. Anwendung Die SM9543 sind speziell für medizintechnische Anwendungen, wie z.B. Schlafapnoeüberwachung, CPAP-Geräte, Beatmungsgeräte und Geräte zur Unterdruckwundtherapie entwickelt worden. Darüber hinaus können sie auch für HVAC-Anwendungen, zur Ventilatorenkontrolle und in Umweltkontroll-Messanlagen eingesetzt werden, sowie für die Gas- bzw. Luftströmungsmessung. AMSYS info@amsys.de www.amsys.de Optimierter optischer Sensor Der neue Sensor SFH 7060 von Osram Opto Semiconductors ist die Weiterentwicklung des optischen Sensors SFH 7050 und dient zur Messung der Herzfrequenz und des Sauerstoffgehalts im Blut. Er zeichnet sich durch exzellente Signalqualität sowie geringen Energieverbrauch aus und ist ideal für Wearables wie Smartwatches oder Fitnessarmbänder. Der neue Sensor ist ab sofort über den Distributor Rutronik erhältlich. Der SFH 7060 (7,2 x 2,5 x 0,9 mm) besteht aus drei grünen sowie je einer roten und infraroten LED sowie einer großflächigen Photodiode, die durch einen lichtdichten Steg optisch von den Emittern getrennt ist. Für die Pulsmessung am Handgelenk ist grünes Licht ideal. Die drei grünen LED mit einer Wellenlänge von 530 nm sind mit der neuesten, hocheffizienten UX:3- Chiptechnologie von Osram Opto Semiconductors gefertigt. Bei einem Strom von 20 mA liefern sie 3,4 mW (typ.) optische Leistung bei 3,2 V Spannung je Chip. Dank der im Vergleich zum Vorgängermodell höheren Lichtmenge, liefert der SFH 7060 eine bessere Signalqualität und damit eine stabilere Pulsmessung; der geringere Stromverbrauch verlängert die Batterielaufzeit des Endgerätes. Der Sauerstoffgehalt im Blut wird aus der unterschiedlichen Absorption von rotem (660 nm) und infrarotem (940 nm) Licht ermittelt, die Qualität der Messung hängt v.a. vom erreichbaren Signal-Rausch-Verhältnis sowie von der Linearität des Photodetektors ab. Beide Anforderungen erfüllt die integrierte Photodiode mit einer aktiven Fläche von 1,3 x 1,3 mm optimal. Zusätzlich ist im SFH 7060 der Abstand zwischen den beiden Sendern und der Photodiode größer ausgelegt als im Vorgängermodell, wodurch das Licht tiefer in die Haut eindringen kann. Um weitere Präzision zu gewährleisten, ist die Wellenlänge des roten Senders auf eine sehr enge Toleranz von nur ±3 nm spezifiziert. Die spektralen Bandbreiten der infraroten und grünen LED betragen jeweils 30 nm. Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH www.rutronik.com 46 meditronic-journal 1/2016

Bildsensoren direkt auf die Leiter platte zu verlöten ist eine riskante und teure Praxis. Die Farbanordnung des Sensors kann dabei beschädigt werden, Kratzer auf der Glasabdeckung sind nicht auszuschließen und die Leiterplatte kann ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen werden. Mit den Sensorsockeln von Andon Electronics bietet Framos eine einzigartige und kostengünstige Lösung für diese und weitere Risiken an. Mögliche Risiken Für Kamera OEMs und deren Bestücker stellt der höhere Schmelzpunkt der modernen bleifreien Lote (im Vergleich zu bleilegierten Loten) ein erhöhtes Risiko dar, hitze bedingte Schäden an den eingesetzten Bildsensoren zu verursachen, wenn diese direkt mit der Leiterplatte verlötet werden. Auch das Risiko eines Leiterplattenschadens erhöht sich durch den Temperatur anstieg, wenn eine fehlerhafte oder veraltete Einheit zu entlöten ist. Hitze stellt nicht den einzigen Risikofaktor beim Einbau von Sensoren direkt auf der Leiterplatte dar. Durch aggressive Reinigungsmittel können Kratzer auf der Glasab deckung des Sensors entstehen. Der Zustand der Glasabdeckung ist jedoch ausschlaggebend für die einwandfreie Funktion der Kamera. Der aus Kratzern resultierende Ertragsverlust kann in Abhängigkeit der Gerätekosten, der Häufigkeit eines Geräte- oder Leiterplattenschadens und des erforderlichen Arbeitsaufwand zum manuellen Löten und Entlöten des Bildsensors zu erheblichen Kosten führen und die Durchlaufzeiten beeinträchtigen. Das direkte Verlöten von Bildsensoren auf den Leiterplatten bedeutet auch, dass die Bestückung warten muss und verzögert wird, bis die Sensoren eintreffen. Die daraus resultierenden längeren Durchlaufzeiten können die Wettbewerbsfähigkeit, Kundenzufriedenheit und Umsatzzahlen beeinträchtigen. Diese Auswirkungen lassen sich durch eine erhöhte Lagerhaltung verringern, was jedoch unnötig Kapital bindet. Andon Electronics blickt als Hersteller von Präzisionssockeln für Militär-, Luftfahrt-, medizinische und gewerbliche Anwendungen auf eine langjährige Geschichte zurück, in welcher die Firma dabei geholfen hat, Unternehmen vor Ertragsausfällen durch Sensorbeschädigungen zu bewahren. Kamera OEMs und deren Bestücker verlassen sich auf die einzigartige Kontaktbauweise der SENSTAC Sensorsockel von Andon, die für eine Lebensdauer von 25 Jahren in Militär- und Luftfahrt bei widrigsten Außenbedingungen wie hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit sowie dauernden Stößen und Vibrationen konzipiert wurde. Sensorsockel unterstützt eine große Vielfalt an Footprints „Andon Sensorsockel sind eine hervorragende Ergänzung zu allen unseren Sensorserien“, merkt Axel Krepil, Leiter Sensor+ bei Framos an. „Was noch wichtiger ist: wir können mit dem Sockeleinsatz den Wert, den wir unseren Kunden liefern, erhöhen. Bei jedem Kunden, der einen Bildsensor kauft, überprüfen wir, ob der Sensorsockel das richtige Zubehörteil ist und die Anwendung des Kunden unterstützt.“ Die Produktpalette von Andon Sockeln unterstützt eine große Vielfalt an LCC, PGA, BGA und DIP Footprints, die von führenden Bildsensormarken, wie Sony, ON Semiconductor, Aptina und Truesense eingesetzt werden. Mit seinem hohen technischen Anspruch ist Andon auch gut aufgestellt, um Kunden mit individuellen Sonderanfertigungen zu beliefern. FRAMOS GmbH www.framos.com Sensoren Wie mit Sensor-Sockeln effektiv Schäden während des Sensoreinbaus vermieden werden meditronic-journal 1/2016 47 Supporting your great ideas Kompetenz in Drucksensoren Serie AG/AP(B)/AL Von 0...20 mbar bis 12 bar Analog oder digital ± 1.5 % Genauigkeit FS Serie CCD54/CCD53 Von 0...2.5 mbar bis 10 bar Analog oder digital ± 1.8...± 2.2 % Genauigkeit FS Serie HPSD 3000/4000 Von 0...10 mbar bis 7 bar Analog und digital Temperatursensor integriert ± 0.7 % Genauigkeit FS Edelstahlund Keramik- Drucksensoren Von 0...12 mbar bis 600 bar Analog oder digital Piezoresistiv oder kapazitiv Click and buy www.pewatron.com

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