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1-2017

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Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Komponenten

Komponenten Peltier-Technologie in der Medizintechnik Moderne medizinische Geräte für thermische Anwendungen benötigen kleine Bauteile für einen flexiblen Aufbau. Sehr häufig werden dabei Komponenten eingesetzt, die für die Erwärmung bzw. Kühlung den thermoelektrischen Effekt nutzen. Dieser sogenannte „Peltier-Effekt“ beruht auf dem physikalischen Prinzip des Wärmeaustauschs durch unterschiedlich dotierte Halbleitermaterialien. Durch diesen Wärmetransport können Oberflächentemperaturen deutlich unterhalb des Gefrierpunktes erreicht werden. Darüber hinaus ist es mit der Peltiertechnologie ebenfalls möglich zu heizen, wenn durch eine elektrische Umpolung die Richtung des Wärmetransportes gedreht wird. Solche Komponenten, die kühlen und heizen können, werden als Peltierelemente bezeichnet. Innerhalb eines Peltiermoduls befinden sich zwischen zwei Keramikplatten häufig zwischen 50 - 130 Halbleiterpaare. Die Größe eines einzelnen kubischen Halbleiters ist dabei 2 x 2 mm oder kleiner. Durch Reihenschaltung aller Halbleiterpaare wird der Peltier effekt verstärkt und damit der Wärmetransport erhöht. Ein Peltierelement erreicht im Aufbau je nach Anzahl der Halbleiterelemente eine typische Größe von 2 x 2 bis 4 x 4 cm. Lösungen für kleine Bauräume Nach Anlegen einer Gleichspannungsquelle wird bei Peltiermodulen ein Temperaturunterschied von bis zu 70 °C zwischen den beiden Keramikseiten erzeugt. Mit Hilfe dieses Temperaturgradienten werden kleine flexible Lösungen für diverse medizinische Geräte geschaffen. Aus diesen Eigenschaften heraus lassen sich für kleine Bauräume verschiedene Lösungen thermischer Anwendungen ableiten. Im medizinischen Bereich finden Peltierelemente viele unterschiedliche Einsatzgebiete. Neben der Kühlung von elektronischen Komponenten (z.B. Laser) werden Peltierelemente gerne in der direkten dermatologischen Behandlung eingesetzt. Bei IPL-Geräten, die beispielsweise zur Haar- oder Altersfleckenentfernung eingesetzt werden, übernimmt das Peltierelement die Aufgabe, die Haut während der Behandlung zu kühlen. Kryo-Funktion Eine weitere medizinische Anwendung ist die Kryo-Funktion. Fettzellen sind extrem kälteempfindlich. Werden die Fettzellen unterhalb der Haut auf unter 2 °C gekühlt, so entzünden sie sich und werden zerstört, ohne dabei die Haut oder umliegendes Gewebe zu verletzen. Das dabei freiwerdende Fett wird über Stoffwechselprozesse aus dem Körper abtransportiert. In der Analysetechnik werden Peltierelemente vielfach in Thermocyclern oder Kryostaten eingesetzt. Die Geräte müssen dabei häufig Temperaturbereiche von -20 °C bis 80 °C abdecken. Durch Umkehrung der Polarität der Versorgungsspannung an Peltierelementen wird die Richtung des Wärmetransports innerhalb des Moduls ebenfalls gedreht. Dadurch ist es möglich mit einer einzigen Komponente sowohl zu kühlen als auch zu heizen. Daraus ergibt sich der große Vorteil, dass durch einen kleinen Aufbau schnelle Reaktionszeiten und präzise Temperaturregelungen von bis 0,01 °C erreicht werden. Viele Möglichkeiten Die uwe electronic GmbH bietet ein umfangreiches Portfolio von über 300 Peltierelementen an. Die Peltierelemente werden in unterschiedlichen Leistungsklassen (0,5 - 300 Watt) und Bauformen (3 x 3 mm bis 62 x 62 mm) angeboten. uwe electronic GmbH info@uweelectronic.de www.uweelectronic.de Einlötbare HF-Relais mit einem beeindruckenden Frequenzbereich Die Auswahl an einlötbaren HF-Relais von Telemeter Electronic GmbH zeichnet sich durch Ausführungen mit großer Leistung und einem hohen Frequenzbereich von DC bis 8 GHz aus. Die Vorteile liegen in der kleinen Baugröße sowie der hohen Zuverlässigkeit der Relais. Die Impedanz beträgt 50 bzw. 75 Ohm. Die HF-Schalter sind in SMD- und PCB-Bauweise erhätllich. Teilweise sind die Relais auch “hot-switching” geeignet. Die Antennenspannung (DC) beträgt bis zu 48 V und die max. Schaltspannung liegt bei 30 V DC . Die HF-Schalter kommen beispielsweise in industriellen Anwendungen, Medizintechnik, Messgerätebau und generell bei Anwendungen im Platinenbau/-bestückung zum Einsatz. Telemeter Electronic GmbH info@telemeter.de www.telemeter.info 26 meditronic-journal 1/2017

Komponenten Einfach konfektionierbare Steckverbinder In der Industrie und im Transportwesen werden M12 Steckverbinder für Sensor-/Aktorverkabelung sowie für BUS-Systeme eingesetzt. Der zunehmende Zeitdruck durch kurze Time-to-Market-Anforderungen und steigendem Kostendruck macht es notwendig, Systeme schnell, flexibel und zuverlässig aufzubauen. Bei der Umsetzung spielen einfach zu konfektionierende Steckverbinder eine entscheidende Rolle. Der neue konfektionierbare M12 Steckverbinder mit Crimpanschluss bietet die entsprechende Lösung und ist in den Codierungen A, B, D und X erhältlich. Die sehr kompakte und leichte Bauform eignet sich optimal für Einsatzgebiete mit geringem Bauraum und Gewicht. Der M12 Crimp X-codiert ist für Ethernetanwendungen mit Datenraten mit bis zu 10 Gigabit/s ausgelegt, hierdurch können Anwendungen mit hohen Datenraten im industriellen Umfeld umgesetzt werden. Die gedrehten Crimpkontakte können flexible Aderquerschnitte von AWG 28 bis AWG 22 (bei X-Codierung) und AWG 24 bis AWG 18 (bei A-, B- und D-Codierung) aufnehmen und sind somit für einen weiten Bereich von gängigen Industriedatenkabeln geeignet. Der Vorteil der gedrehten Crimpkontakte ist eine zuverlässige und gasdichte Verbindung zur Litze, die auch unter extremen Bedingungen einen gleichbleibenden niedrigen Durchgangswiderstand sicherstellt. Die Kupplungen sind darüber hinaus mit sogenannten Closed Entry Kontakten erhältlich, diese bieten eine zusätzliche Stecksicherheit der Buchsenkontakte. Die Crimpkontakte können mit handelsüblichen Crimpzangen – und Maschinen verarbeitet werden, nur für die X-codierte Ausführung muss eine entsprechende CONEC Crimpzange /Selektor verwendet werden. Die M12-Crimp- Steckverbinder sind mit einer taktilen Rüttelsicherung gegen Lösen durch Schwingungen im Betrieb geschützt. Das Steckverbindergehäuse ist komplett aus Metall und somit voll geschirmt. Die Stecker sind für Kabeldurchmesser von 4,5 bis 8,3 mm vorgesehen und die Schirmanbindung erfolgt 360° am vollem Umfang. Alle Varianten erfüllen den Schutzgrad IP67 im gesteckten und verschraubten Zustand. Merkmale: • Schnelle und sichere Montage im Feld • Kompaktes robustes Design • Niedriges Gewicht • Gedrehte Kontakte • 360° Schirmanbindung • Große Variantenvielfalt (A-, B-, D-, X-Codierung) • Übertragungsrate bis 10 Gigabit / s (X codiert) Anwendungsfelder: • Transportwesen • Automatisierungstechnik • Industrial Ethernet • Steuerungstechnik • Medizintechnik • Gebäudeautomation • Montage – und Fertigungslinien • Prozessautomation • Sicherheits – und Überwachungssysteme • Kommunikationstechnik CONEC Elektronische Bauelemente GmbH info@conec.de www.conec.com MLCC-Serie für die Medizintechnik AVX hat die neuen keramischen Vielschichtkondensatoren (MLCCs) der Serie MQ vorgestellt, die speziell nach Standards für den Einsatz in Medizingeräten entwickelt, gefertigt, getestet und qualifiziert sind. Die MLCCs zeichnen sich durch eine extrem hohe Zuverlässigkeit aus und sind besonders für den Einsatz in lebensunterstützenden Anwendungen, z.B. in Herzschrittmachern, implantierten Defibrillatoren oder Neuromodulatoren, geeignet. Die neue MQ- Serie ist äußerst flexibel mit unterschiedlichen Dielektrizitätswerten, Gehäuseabmessungen, verschiedenen Spannungsund Kapazitätsnennwerten und Termination-Optionen erhältlich. Die hochwertigen Vielschichtkondensatoren der Serie MQ sind in acht EIA-Gehäusen mit Abmessungen von 0402 bis 2225 und in den vier Dielektrizitätsmaterialien NP0 (C0G), X7R, X7S und X5R lieferbar. Die Spannungswerte liegen zwischen 4 und 100 V, die Kapazitäten reichen von 1 pF bis 100 µF, die Kapazitätstoleranzen von ±0,1 pF bis ±30%. Die MLCCs sind mit vier Optionen verfügbar: • beschichtet mit Ni/Sn • 60/40 Sn/Pb • mit mindestens 5% Pb-Beschichtung gelötet und mit Gold beschichtet. Die NP0 (C0G), X7R und X7S Versionen sind ausgelegt für einen Betriebstemperaturbereich von -55 bis +125 °C, die X5R- Serie arbeitet im Bereich -55 bis +85 °C. Die MLCCs in Gehäusen 040+2, 1210, 1812, 1825, und 2225 eignen sich für Reflow-Löten, die Typen 0603, 0805 und 1206 sowohl für Reflow- als auch für Wellenlöten. Die Kondensatoren der MQ-Serie für die Medizintechnik werden in der nach TS 16949 zertifizierten Produktionsstätte von AVX in Myrtle Beach, South Carolina, gefertigt. AVX, www.avx.com meditronic-journal 1/2017 27

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