電磁幹擾及其對醫療儀器設備的影響與對策
發布時間:2009-09-23 來源:中華碩博網
中心議題:
幹擾分為差模幹擾、共模幹擾和串模幹擾。差模幹擾又叫常模幹擾、橫模幹擾或對稱幹擾,它是指疊加路電壓正弦波上的幹擾,是載流導體之間的幹擾。如電網的過欠壓、瞬態突變、尖峰等。共模幹擾又叫縱模幹擾、不bu對dui稱cheng幹gan擾rao和he接jie地di幹gan擾rao,它ta是shi指zhi產chan生sheng於yu電dian網wang與yu零ling線xian之zhi間jian的de幹gan擾rao,是shi載zai流liu導dao體ti與yu大da地di之zhi間jian的de幹gan擾rao,是shi由you輻fu射she或huo幹gan擾rao耦ou合he到dao電dian路lu中zhong來lai的de。如ru尖jian峰feng幹gan擾rao、射頻幹擾、零線與地線間的穩態電壓等。串模幹擾是指外界磁場電場引起的幹擾。如變壓器漏磁、偏轉電場引起的幹擾等。
2幹擾的類型
電源幹擾的類型包括電壓降落、失電、頻率偏移、電氣噪聲、浪湧、諧波失真和瞬變等。
3幹擾對醫療儀器設備的影響
心腦電圖機、監護儀、超聲診斷儀、針zhen灸jiu電dian療liao儀yi或huo銀yin針zhen直zhi接jie接jie觸chu人ren體ti的de儀yi器qi設she備bei等deng,非fei凡fan是shi檢jian測ce人ren體ti生sheng物wu電dian信xin號hao的de儀yi器qi設she備bei,由you於yu信xin號hao非fei常chang的de微wei弱ruo,假jia如ru受shou到dao幹gan擾rao,就jiu會hui在zai檢jian測ce結jie果guo如ru波bo形xing、圖形、圖tu像xiang上shang疊die加jia一yi種zhong類lei似si於yu某mou些xie病bing變bian的de畸ji變bian造zao成cheng誤wu診zhen,同tong時shi還hai會hui引yin起qi微wei電dian擊ji,嚴yan重zhong時shi還hai有you生sheng命ming危wei險xian。假jia如ru是shi帶dai有you計ji算suan機ji係xi統tong的de醫yi學xue儀yi器qi設she備bei,當dang共gong模mo幹gan擾rao中zhong的de尖jian峰feng幹gan擾rao幅fu度du達da到dao2V~50V,時間持續數微秒時,可引起計算機邏輯錯誤、信息丟失等。強磁場會使顯像管、X線影像增強管顯示圖象變形失真;加速器射線偏移;計算機磁盤、磁卡記錄數據破壞;呼吸機工作失靈;心髒起博器工作失效等。
抑製幹擾的常用方法
在闡述接地之前,必須弄清地線與零錢、保護接地和保護接零的基本概念。即:地線是指連接地球通向大地的金屬連接線,而零線是我國電力部門提供的工作線路;保bao護hu接jie地di是shi將jiang儀yi器qi設she備bei的de金jin屬shu外wai殼ke接jie上shang地di線xian,在zai外wai殼ke由you於yu幹gan擾rao引yin起qi帶dai電dian時shi,電dian流liu沿yan地di線xian流liu入ru大da地di,達da到dao保bao護hu人ren身shen和he儀yi器qi設she備bei安an全quan的de目mu的de。而er保bao護hu接jie零ling是shi將jiang儀yi器qi設she備bei的de金jin屬shu外wai殼ke與yu電dian源yuan的de零ling線xian連lian接jie起qi來lai,在zai短duan路lu時shi,立li即ji燒shao斷duan保bao險xian,以yi達da到dao切qie斷duan電dian源yuan的de目mu的de。在zai這zhe個ge問wen題ti上shang,不bu少shao基ji層ceng維wei修xiu人ren員yuan概gai念nian模mo糊hu不bu清qing,甚shen至zhi混hun為wei一yi談tan,必bi須xu予yu以yi區qu別bie。
1儀器設備的信號接地
①浮地把電路的“零”電位或設備的“零”電位與公共接地係統,或可能引起環流的公共導線絕緣,即不接地,使此“零”電位相對於大地的零電位來說是個懸空的“零”電dian位wei。常chang用yong的de方fang法fa有you變bian壓ya器qi隔ge離li和he光guang電dian耦ou合he隔ge離li。浮fu地di的de優you點dian是shi抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang,缺que點dian是shi靜jing電dian積ji累lei。當dang電dian荷he積ji累lei到dao一yi定ding程cheng度du後hou,在zai設she備bei地di與yu公gong共gong地di之zhi間jian的de電dian位wei差cha可ke能neng引yin起qi劇ju烈lie地di靜jing電dian放fang電dian,而er成cheng為wei破po壞huai性xing很hen強qiang的de騷sao擾rao源yuan。
解決的方法是在浮地與公共地間跨接泄放電阻、阻值的大小以不影響設備漏電流的要求為宜。
②dandianjiedidianluheshebeizhongfanxuyaojiedidediandoujiedaobeidingyidezhiyouyigewulidianweijiedicankaodiandedianshangjiuchengweidandianjiedi。duiyigexitongjiarucaiyongdandianjiedi,meigeshebeidouyaoyouzijidedandianjiedidian,ranhougeshebeidedizaiyuxitongzhongweiyizhidingdecankaojiedidianxiangjie。quedianshixitonggongzuopinlvhengaoshichengmouzhongdiankangxiaoying,yinqijiedixiaoguobujia。
③多點接地多點接地是指設備中凡需接地的點,都直接接到離它最近的接地平麵上。優點是簡單,高頻駐波小。缺點是維護量較大。
④混hun合he接jie地di集ji單dan點dian和he多duo點dian接jie地di之zhi長chang,把ba需xu要yao就jiu近jin接jie地di的de點dian,就jiu近jin直zhi接jie與yu接jie地di平ping麵mian相xiang連lian或huo對dui需xu要yao高gao頻pin接jie地di的de點dian,通tong過guo旁pang路lu電dian容rong與yu接jie地di平ping麵mian相xiang連lian接jie,其qi餘yu各ge點dian均jun采cai用yong單dan點dian接jie地di。流liu通tong信xin號hao波bo長chang低di於yu0.05λ時采用單點接地,接地線長度達到0.05λ以上的就應采用多點接地。
2儀器設備的接大地
①儀器設備的接大地在實用中除儀器設備內部的信號接地外,還要將儀器設備的信號地、機殼和大地接在一起,並以大地作為儀器設備的接地參考點,從而保證了人身安全和電路工作的穩定。
②接jie大da地di的de方fang法fa接jie地di電dian阻zu的de大da小xiao是shi衡heng量liang接jie大da地di的de有you效xiao性xing的de重zhong要yao指zhi標biao。它ta取qu決jue於yu接jie地di電dian極ji的de製zhi作zuo方fang式shi和he大da地di自zi身shen的de性xing質zhi。通tong常chang由you於yu地di下xia金jin屬shu管guan道dao與yu大da地di有you較jiao大da的de接jie觸chu麵mian積ji,其qi接jie地di電dian阻zu較jiao小xiao,人ren們men習xi慣guan把ba它ta作zuo為wei接jie地di電dian極ji。值zhi得de注zhu重zhong的de是shi流liu入ru管guan道dao的de故gu障zhang電dian流liu和he雜za散san電dian流liu會hui對dui管guan道dao檢jian修xiu人ren員yuan造zao成cheng傷shang害hai。有you些xie暖nuan氣qi管guan道dao架jia設she在zai地di下xia溝gou道dao中zhong,與yu大da地di接jie觸chu不bu良liang是shi不bu宜yi用yong來lai接jie地di。煤mei氣qi管guan道dao、液體燃料管,有爆炸性的氣管以及電力線的零線等,則絕對禁止用來接地,以免發生危險。
正確的接大地方法是自行埋設接地電極。先在地麵潮濕處,挖一深度為兩米以上的坑,放入一根焊有導線直徑為1cm~2cm,長為2M~4M的銅棒,然後理上濕土,把導線露出地麵。假如土質幹燥。可在銅棒四周填以適量的食鹽和水以降低接地電阻,其接地電阻一般可小於4Ω。
醫學儀器設備的接地必須根據具體儀器設備分別對待,如心電圖機、腦電圖機、胃電圖機、B超等必須單機分別接入大地,千萬不要接在同一個地方。非凡是不要與X線機、CT、MRI等接地線接在同一點上,否則會通過地線引起極強的幹擾,導致無法正常工作。
屏蔽
為了有效地抑製設備內、外部的輻射電磁能通過空間傳播的電磁幹擾,通常采取的措施,是屏蔽。具體有電場、磁場、電磁場屏蔽三種。實踐證實:duidaiyoujisuanjixitongdeyiqishebei,caiyongpingbijisuanjizhujidefangfaduidianciganraohejingdianchanshengdeganraoyouhenhaodeyizhizuoyong。yongbutongdepingbifangshihecailiaoqixiaoguoyegebuxiangtong。liru:對1MHz的幹擾,若用金屬網屏蔽,屏效可達40dB,單層鐵皮屏蔽,屏效可達60dB,用雙層鐵網屏蔽,屏效可達100dB。
1電場屏蔽
儀器設備中電位不同物體間的相互感應可看成是分布電容間的電壓分配。為了減少幹擾源對被感應物的幹擾,通常采取的措施是:增大幹擾源與被感應物的距離,減小分布電容;盡可能讓被感應物貼近接地板,增大其對地的電容;在兩者間加入金屬屏蔽層。
屏蔽層必須是導電良好的導體,要有足夠的強度,接地要好。例如心腦電圖機、監護儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設備應遠離超短波治療機、高頻電刀、X射線機、CT、MRI及一切能輻射電磁波的醫療設備的輻射區內。我市某醫院有一台500mAX線xian機ji的de高gao壓ya電dian纜lan有you一yi處chu表biao皮pi因yin其qi它ta原yuan因yin被bei烤kao焦jiao,開kai機ji後hou造zao成cheng其qi它ta儀yi器qi設she備bei不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,經jing過guo多duo次ci分fen析xi和he檢jian查zha,才cai發fa現xian是shi由you此ci而er引yin起qi的de。可ke見jianX線機的高壓電纜屏蔽層的重要性。
2磁場屏蔽
磁場屏蔽是指對直流或低頻磁場的屏蔽。其屏蔽原理是利用屏蔽體的高導磁率、dicizutexingduicitongsuoqidecifenluzuoyong,congerxueruopingbitineibudecichang。weilejianshaopingbitidecizu,suoyongcailiaobixushigaodaocilvde,youyidingdehoududecailiao。beipingbiwuyaojinliangfangzaipingbitidezhongxinweizhi,zhuzhongfengxi。tongfengkongdengyaoshunzhecichangfangxiangfenbu。duiqiangcichangdepingbikecaiyongshuangcengpingbitijiegou。suoyoucailiaoyincichangqiangdudeqiangruoerding:當要屏蔽外部強磁場時,外層屏蔽體用不易滋飽和的材料;neicengzeyongyibaohedegaodaocicailiao。fanzhi,suoyongcailiaodaoguolaijike。anzhuangshibicijiandecilujueyuan,wujiediyaoqiushiyongjueyuancailiaozuozhicheng。youjiediyaoqiudekeyongfeitiecicailiaodejinshuzuozhicheng。yinpingbitijianyoudian、磁屏蔽功能,通常是要求接地的。
3電磁場屏蔽
電磁場屏蔽的作用是防止電磁場在空間傳播。它是利用屏蔽體金屬材料對電磁波的反射和吸收作用來實現的。其過程是:dangdiancibodadaopingbitijinshubiaomianshi,jinshubiaomianjiuqifanshezuoyong,erweibeiwanquanfanshedediancibojinrupingbitineibushi,jixuxiangqianchuanbodeguochengzhonghuibeipingbitijinshuxishou;dangbufenweibeixishoudiaodediancibotouguojinshudaodapingbitidelingyibiaocengshi,zaijinshuyukongqijiaojieshanghuizaicixingchengfanshe,zhongfanpingbicengneibu,zheyangzaipingbitineibuxingchengduocifansheyuxishou。
抑製幹擾的技術
1專用線路
為了抑製儀器設備間的相互幹擾,最簡單的方法是采用分相供電製。即:在三線供電線路中認定一相作為敏感設備的供電電源;一相作為外部設備的供電電源;再一相作為常用測試儀器或其它輔助設備的供電電源。這種措施常應用在大型的醫療儀器設備供電係統。
zhidezhuzhongdeshizaixiandaiyiyongdianziyiqishebeixitongzhong,youyupeidianxianluzhongfeixianxingfuzaideshiyong,zaochengxianluzhongxiebodianliudecunzai,erlingxufenliangxiebozaizhongxianlibunengxianghudixiao,fanerdiejia,yinciguoyuqianxidezhongxianhuizaochengxianluzukangdezengjia,ganraoyejiangzengjia。tongshiguoxidezhongxianhaihuizaochengzhongxianguore。[page]
2瞬變幹擾抑製器
1氣體放電管
俗稱避雷管。優點是絕緣電阻高、寄生電容小、浪湧吸收能力強。缺點是對浪湧電壓的響應速度低。
2金屬氧化物壓敏電阻
壓敏電阻的主要參數是標稱電壓和通流容量。在使用時,壓敏電阻的電壓選擇要考慮被保護線路可能有的波動電壓,一般取2~4倍。假如是交流電路,還要注重電壓的有效值與峰值間的關係。例如220V時其壓敏電阻的標稱電壓應是220×4×4=430V。通流容量應根據所需保護的具體場合進行合理的選擇。使用時除了安裝引線不宜過長,還不宜在高頻場合使用。
前者因壓敏電阻對瞬變幹擾吸收時的高速性能級,引線越長感應電壓越大,後者因壓敏電阻的固有電容。
3矽瞬變電壓吸收二極管
TVS管又叫瞬態電壓抑製電路。當瞬態電壓保護二極管受到反向瞬態高能量衝擊時,以1×10-12s的(de)速(su)度(du),將(jiang)其(qi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)變(bian)成(cheng)低(di)阻(zu)抗(kang),吸(xi)收(shou)高(gao)達(da)數(shu)千(qian)瓦(wa)的(de)浪(lang)湧(yong)功(gong)率(lv),使(shi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)電(dian)壓(ya)箝(qian)位(wei)於(yu)一(yi)個(ge)預(yu)定(ding)值(zhi),有(you)效(xiao)地(di)保(bao)護(hu)了(le)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)的(de)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)。具(ju)體(ti)又(you)分(fen)為(wei)單(dan)向(xiang)和(he)雙(shuang)向(xiang)兩(liang)種(zhong)。主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)是(shi)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)、漏電流和電容。特點是響應時間快、浪湧吸收能力高、瞬態功率大、漏電流小、箝位電壓易控製、沒有損傷極限和體積小等。廣泛應用於醫療儀器設備的靜電,電感性負載切換時產生的瞬變電壓,雷擊產生的過電壓保護。使用時TVS管的擊穿電壓要高於被保護電路工作電壓的10%。
4固體放電管
固體放電管的特點是響應速度快,吸收電流大、動作電壓穩定、使用壽命長。其工作原理是:當外界幹擾低於觸發電壓時,放電管處於截止狀態;當dang幹gan擾rao電dian壓ya超chao出chu觸chu發fa電dian壓ya時shi,放fang電dian管guan工gong作zuo在zai負fu阻zu區qu。此ci時shi電dian流liu極ji大da,使shi幹gan擾rao能neng量liang轉zhuan移yi。隨sui著zhe幹gan擾rao的de減jian少shao,通tong過guo放fang電dian管guan的de電dian流liu回hui落luo,當dang幹gan擾rao電dian流liu低di於yu維wei持chi電dian流liu時shi,放fang電dian管guan從cong低di阻zu區qu回hui到dao高gao阻zu區qu,完wan成cheng~次放電過程。
3電源線濾波器
電(dian)源(yuan)線(xian)濾(lv)波(bo)器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)源(yuan)與(yu)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian),主(zhu)要(yao)起(qi)抑(yi)製(zhi)電(dian)能(neng)傳(chuan)輸(shu)中(zhong)寄(ji)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),提(ti)高(gao)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)作(zuo)用(yong)。常(chang)用(yong)的(de)由(you)無(wu)源(yuan)集(ji)中(zhong)參(can)數(shu)構(gou)成(cheng)的(de)單(dan)級(ji)線(xian)路(lu)。如(ru)圖(tu)1所示。圖中Cx為差模電容,起衰減差模幹擾的作用。在220V交流電源中取為幾十~幾百nF,耐壓250VAC。Cy為共模電容,起衰減共模幹擾的作用。一般取1nf~7nf,耐壓3~6KVDC。LL2為共模電感,其電感量與通過電流的大小有關,對共模電流有很好的濾波效果。
典型值為幾百nH~幾mH。R起qi消xiao除chu濾lv波bo器qi上shang可ke能neng出chu現xian的de靜jing電dian積ji累lei。濾lv波bo器qi對dui電dian磁ci幹gan擾rao的de抑yi製zhi作zuo用yong的de好hao壞huai不bu僅jin與yu它ta的de設she計ji與yu實shi際ji工gong作zuo條tiao件jian有you關guan,還hai與yu它ta的de安an裝zhuang情qing況kuang有you關guan。因yin此ci,安an裝zhuang時shi一yi定ding要yao確que保bao濾lv波bo器qi外wai殼ke與yu設she備bei的de金jin屬shu外wai殼ke接jie觸chu良liang好hao後hou,再zai與yu大da地di可ke靠kao接jie觸chu,同tong時shi,還hai要yao考kao慮lv輸shu入ru和he輸shu出chu線xian路lu之zhi間jian不bu存cun在zai耦ou合he,合he理li安an排pai濾lv波bo器qi的de引yin線xian安an裝zhuang位wei置zhi。最zui好hao的de辦ban法fa是shi電dian源yuan線xian不bu直zhi接jie進jin入ru設she備bei機ji箱xiang,而er是shi經jing過guo濾lv波bo之zhi後hou再zai進jin入ru,利li用yong機ji殼ke的de自zi然ran屏ping蔽bi,把ba電dian源yuan線xian幹gan擾rao排pai除chu在zai設she備bei之zhi外wai。
提高濾波器性能的措施:yishishiyongdaidixiandiangandelvboqi。zheyangkeyiyizhidixianshangdeganrao。ershicaiyongduojilvboqi。sanshilvboqiyuxishouqijianzuheshiyong。sishishiyongxinxingruancicailiao。wushijiajieyouhaoyuanjian。
4隔離變壓器
隔離變壓器的作用是實現電路的電氣隔離,解決由地線環路帶來的設備間的相互幹擾。
1普通隔離變壓器
普(pu)通(tong)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)在(zai)初(chu)級(ji)與(yu)次(ci)級(ji)間(jian)不(bu)設(she)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),它(ta)是(shi)通(tong)過(guo)輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)間(jian)的(de)電(dian)隔(ge)離(li),從(cong)而(er)解(jie)決(jue)公(gong)共(gong)地(di)的(de)問(wen)題(ti)。優(you)點(dian)是(shi)對(dui)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)有(you)一(yi)定(ding)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong),其(qi)大(da)小(xiao)可(ke)用(yong)初(chu)次(ci)級(ji)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)和(he)設(she)備(bei)對(dui)地(di)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)比(bi)值(zhi)來(lai)估(gu)算(suan)。通(tong)常(chang)初(chu)次(ci)級(ji)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)為(wei)幾(ji)百(bai)Pf,設備對地分布電容為幾~幾十nF,因此共模幹擾的衰減值在10~20倍左右。缺點是對共模幹擾的抑製效果因繞組間的分布電容隨頻率升高而下降。
2帶屏蔽層的隔離變壓器
zaibianyaqichucijijianzengshepingbiceng,bingjiangpingbicengkekaojiedi,jikehuodejiaohaodeyizhigongmoganrao,yekeliyongpingbicengyizhichamoganrao。jutizuofashijiangbianyaqipingbicengjiezhichujidezhongxianduan。lirudui50HZgongpinlaishuo,youyuchujiyupingbicenggouchengderongkanghengao,rengketongguobianyaqixiaoyingchuandidaociji,erweibeishuaijian。duipinlvjiaogaodegongmoganrao,youyuchujiyupingbicengjianrongkangbianxiao,shizhebufenganraojingyoufenbudianrongjipingbicengyuchujizhongxianduandelianxianzhijiefanhuidianwang,erjinrucijihuilu。
3超級隔離變壓器
超(chao)級(ji)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)就(jiu)是(shi)性(xing)能(neng)較(jiao)完(wan)善(shan)的(de)多(duo)重(zhong)屏(ping)蔽(bi)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)。具(ju)體(ti)有(you)雙(shuang)重(zhong)屏(ping)蔽(bi)和(he)三(san)重(zhong)屏(ping)蔽(bi)兩(liang)種(zhong)。特(te)點(dian)是(shi)對(dui)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)都(dou)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)抑(yi)製(zhi)能(neng)力(li)。雙(shuang)重(zhong)的(de)是(shi)一(yi)個(ge)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)的(de)中(zhong)線(xian),以(yi)降(jiang)低(di)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao);另一層接大地,以抑製共模幹擾。三重的靠近初級的屏蔽層接初級中線;中間的屏蔽層接變壓器的外殼後再接大地;靠近次級的屏蔽層,接次級的一個端子。
交流穩壓器
交流穩壓器的作用是在輸入電壓和負載電流變化時,把其輸出電壓穩定在所答應的範圍內。常用的有鐵磁諧振、參數調整型、伺服型、分級調整寬度、超級隔離、開關型、不間斷和淨化等交流穩壓電源。
1鐵磁諧振交流穩壓電源
工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)靠(kao)改(gai)變(bian)電(dian)感(gan)的(de)飽(bao)和(he)程(cheng)度(du),而(er)使(shi)電(dian)感(gan)與(yu)電(dian)容(rong)諧(xie)振(zhen)來(lai)實(shi)現(xian)調(tiao)節(jie)的(de)。當(dang)輸(shu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)因(yin)某(mou)種(zhong)因(yin)素(su)過(guo)高(gao)或(huo)過(guo)低(di)時(shi),其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)隨(sui)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)高(gao)低(di)通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie),從(cong)而(er)使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)不(bu)變(bian)。優(you)點(dian)是(shi)電(dian)路(lu)簡(jian)單(dan)、輸出阻抗高、過載能力強、可靠性較高。缺點是穩壓精度不高、輸出電壓波形失真大、有相移和噪聲。不適宜啟動電流大的負載。
2參數調整型交流穩壓電源
典型的是早年的614係列穩壓器。現已被一種改進型參數調整型交流穩壓電源所替代。該電源是在614dejichushangjinxingleyidingdegaijin,feifanshiliyongkekongguitiaoganjishudaitilecifangdaqi。gongzuoyuanlishiliyongkekongguidexiangweikongzhilaigaibiandiangandecanshu,shixiantiaojieshishuchudianyawendingbubian。youdianshiwenyajingdugao,tongdiyizhongbijiaohaikeyiyizhijiaoliushuchudianyazhongdebufenxiebo。quedianshishurucededianliuxiebojiaoda、功率因數較低、有相移。非凡是帶非線性負載時可能有低頻振蕩現象。
3伺服型交流穩壓電源
gaidianyuanjiushizaoqideduochoutouzioushitiaoyabianyaqi。gongzuoyuanlishijianshibianyaqishuchudianyadegaodidebanfalaiqudongsifudiandongjigaibianbianyaqishuchuchoutoudeweizhi,shishuchudianyazaiweichifuzaisuodayingdedianyafanweinei。quedianshixiangyingsududi,tiaojieshihuichuxianxuduojianfenghezhenlingganrao。
4分級調整的寬限交流穩壓電源
該gai電dian源yuan和he伺si服fu型xing交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan類lei似si,所suo不bu同tong的de是shi多duo抽chou頭tou自zi耦ou變bian壓ya器qi的de抽chou頭tou位wei置zhi是shi由you繼ji電dian器qi轉zhuan換huan。由you於yu該gai電dian源yuan價jia格ge低di廉lian,輸shu入ru電dian壓ya的de適shi應ying範fan圍wei較jiao寬kuan,應ying用yong於yu家jia用yong電dian器qi的de交jiao流liu穩wen壓ya。缺que點dian是shi穩wen壓ya精jing度du不bu高gao,在zai繼ji電dian器qi轉zhuan換huan過guo程cheng中zhong易yi產chan生sheng電dian火huo花hua所suo帶dai來lai的de尖jian峰feng幹gan擾rao。
5超級隔離變壓器
為了解決了現代電子儀器設備的小型化、數字化和低功耗化,對電網的瞬變幹擾尤其敏感的問題,從而誕生多抽頭的超級隔離變壓器,俗稱淨化電源。
對多抽頭的繞組的控製則采用了無觸點的雙向可控矽,數字電路或單片機。有時也稱為數控型淨化電源。優點是:穩壓電源的電壓適應範圍寬、對電網或負載變化的響應速度快、對存在於電網中瞬變幹擾抑製能力強。
6開關型交流穩壓電源
開關型交流穩壓電源采用了先進的高頻開關電源技術。優點:小型、輕量、高效、響應速度快。缺點:複雜、價格昂貴。
7不間斷電源
不間斷電源目前有電動機——發電機組、靜態後各式和靜態式三類。
①diandongjiyifadongjizuzhuyaoyouzhiliudiandongjiqudongdeguanxingfeilunhejiaoliufadianjizuzucheng。dangdianwangdianyatingdianshi,liyongfeilundeguanxingchuneng,shifadianjizaiduanshijianneijixugongdian;與yu此ci同tong時shi啟qi動dong備bei用yong的de柴chai油you發fa電dian機ji組zu,當dang油you機ji轉zhuan速su與yu發fa電dian機ji組zu轉zhuan速su相xiang同tong時shi,油you機ji離li合he器qi與yu發fa電dian機ji相xiang連lian,完wan成cheng由you市shi電dian到dao油you機ji的de轉zhuan換huan。它ta是shi較jiao早zao發fa展zhan的de一yi種zhong不bu間jian斷duan電dian源yuan。優you點dian:穩定可靠。缺點:體積大、噪聲大。
②靜態後備式電網正常時,靜態後備式不間斷電源處在旁通狀態,即市電經輸入濾波器、靜態轉移開關直接輸送給負載;與此同時,市電通過充電器向蓄電池充電。這時逆變器不工作。隻有當市電斷電時,才將靜態轉移開關切換到逆變器一側,經過2~4ms後逆變器啟動,將蓄電池中儲存的電能轉換成交流電,輸給負載。優點:簡單、小巧、價格便宜。缺點:輸出電壓直接受電網波動的影響,抗電網中的突變幹擾能力差。
③靜態式該電源的工作過程是市電先經整流後對蓄電池充電,再由蓄電地給逆變器供電,經逆變、穩壓、穩(wen)頻(pin)後(hou)為(wei)負(fu)載(zai)供(gong)給(gei)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)。斷(duan)電(dian)時(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)不(bu)再(zai)充(chong)電(dian),而(er)逆(ni)變(bian)器(qi)供(gong)電(dian)的(de)狀(zhuang)態(tai)不(bu)變(bian),所(suo)以(yi)不(bu)間(jian)斷(duan)電(dian)源(yuan)給(gei)負(fu)載(zai)繼(ji)續(xu)提(ti)供(gong)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)。當(dang)逆(ni)變(bian)器(qi)發(fa)生(sheng)輸(shu)出(chu)過(guo)電(dian)壓(ya)、過電流或不間斷電源故障時逆變器會自動關閉,並通過靜態轉移開關轉到旁通位置,直接由市電給負載供電。優點:保護和擴展能力強。該電源的容量較大,三相大功率的常用醫院電子計算機及監護係統。
在醫療儀器設備中的應用
上述各種方法和抗幹擾技術已廣泛應用於心腦電圖機、監護儀、超聲診斷儀,電子脈衝治療儀針灸電療儀或銀針直接接觸人體等醫療診斷、治療儀器設備之中。例如:chaoshengzhenduanyidianlujiaoweifuza,youhuannengqijiancedexinhaojiaoweiweiruo,duikangdianyuanganraoyoujiaogaoyaoqiu,ruoshaobuzhuzhongjiuhuizaixinhaoshangdiejiaganraoxinhaoerwufazhengquezhenduan,jiqichulecaiyonglewaikejiedi,neibufeifanshiduidianyuanbufencaiyongleyangedipingbicuoshi,danduizhoubianhuanjingyaoqiuyeyouhengao。liruwoshiyouyijiayiyuangouzhileyitaixindeB超儀,放置的房間已經遠離醫院內易產生幹擾源,開機後熒屏上有較強的幹擾信號,經過反複分析排查發現是離醫院1KM處市廣播電台的信號引起,後在電源線上繞了幾圈導線接地後,幹擾排除。
ECG—651ECG-ll係列心電圖機從電路上看,可以說是醫療儀器設備防幹擾措施和抗幹擾技術綜合應用的典範。它集機殼接地,放電管、二極管、浮地、pingbi,bianyaqigeli,guangdianouheweiyiti。zaishuruhuilucaiyonglefangdianguanheerjiguandengzuchengdegaoyaquchanbaohudianlu,zaifangdadianluqianjicaiyonglefudijishu,shiqianzhifangdaqidedixianhezhufangdaqi、主電源的地線相互隔離。同時為了減少50Hz的交流電對共模信號的幹擾,采用了右腿驅動電路。患者的右腿不直接接地、而是通過限流電阻與驅動放大器相連,
當(dang)患(huan)者(zhe)和(he)地(di)之(zhi)間(jian)由(you)於(yu)幹(gan)擾(rao)或(huo)其(qi)它(ta)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)高(gao)電(dian)壓(ya)或(huo)漏(lou)電(dian)時(shi),右(you)腿(tui)放(fang)大(da)器(qi)立(li)即(ji)飽(bao)和(he),將(jiang)高(gao)電(dian)壓(ya)和(he)漏(lou)電(dian)流(liu)旁(pang)路(lu)。另(ling)外(wai)還(hai)采(cai)用(yong)了(le)變(bian)壓(ya)器(qi)隔(ge)離(li)電(dian)路(lu),和(he)優(you)先(xian)使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)的(de)先(xian)進(jin)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)等(deng)。
- 醫療儀器設備電磁幹擾類型
- 抑製幹擾的常用方法
- 抑製幹擾的新技術
- 將儀器設備的信號地、機殼和大地接在一起
- 在浮地與公共地間跨接泄放電阻
- 是采用分相供電製抑製儀器設備間的相互幹擾
幹擾分為差模幹擾、共模幹擾和串模幹擾。差模幹擾又叫常模幹擾、橫模幹擾或對稱幹擾,它是指疊加路電壓正弦波上的幹擾,是載流導體之間的幹擾。如電網的過欠壓、瞬態突變、尖峰等。共模幹擾又叫縱模幹擾、不bu對dui稱cheng幹gan擾rao和he接jie地di幹gan擾rao,它ta是shi指zhi產chan生sheng於yu電dian網wang與yu零ling線xian之zhi間jian的de幹gan擾rao,是shi載zai流liu導dao體ti與yu大da地di之zhi間jian的de幹gan擾rao,是shi由you輻fu射she或huo幹gan擾rao耦ou合he到dao電dian路lu中zhong來lai的de。如ru尖jian峰feng幹gan擾rao、射頻幹擾、零線與地線間的穩態電壓等。串模幹擾是指外界磁場電場引起的幹擾。如變壓器漏磁、偏轉電場引起的幹擾等。
2幹擾的類型
電源幹擾的類型包括電壓降落、失電、頻率偏移、電氣噪聲、浪湧、諧波失真和瞬變等。
3幹擾對醫療儀器設備的影響
心腦電圖機、監護儀、超聲診斷儀、針zhen灸jiu電dian療liao儀yi或huo銀yin針zhen直zhi接jie接jie觸chu人ren體ti的de儀yi器qi設she備bei等deng,非fei凡fan是shi檢jian測ce人ren體ti生sheng物wu電dian信xin號hao的de儀yi器qi設she備bei,由you於yu信xin號hao非fei常chang的de微wei弱ruo,假jia如ru受shou到dao幹gan擾rao,就jiu會hui在zai檢jian測ce結jie果guo如ru波bo形xing、圖形、圖tu像xiang上shang疊die加jia一yi種zhong類lei似si於yu某mou些xie病bing變bian的de畸ji變bian造zao成cheng誤wu診zhen,同tong時shi還hai會hui引yin起qi微wei電dian擊ji,嚴yan重zhong時shi還hai有you生sheng命ming危wei險xian。假jia如ru是shi帶dai有you計ji算suan機ji係xi統tong的de醫yi學xue儀yi器qi設she備bei,當dang共gong模mo幹gan擾rao中zhong的de尖jian峰feng幹gan擾rao幅fu度du達da到dao2V~50V,時間持續數微秒時,可引起計算機邏輯錯誤、信息丟失等。強磁場會使顯像管、X線影像增強管顯示圖象變形失真;加速器射線偏移;計算機磁盤、磁卡記錄數據破壞;呼吸機工作失靈;心髒起博器工作失效等。
抑製幹擾的常用方法
在闡述接地之前,必須弄清地線與零錢、保護接地和保護接零的基本概念。即:地線是指連接地球通向大地的金屬連接線,而零線是我國電力部門提供的工作線路;保bao護hu接jie地di是shi將jiang儀yi器qi設she備bei的de金jin屬shu外wai殼ke接jie上shang地di線xian,在zai外wai殼ke由you於yu幹gan擾rao引yin起qi帶dai電dian時shi,電dian流liu沿yan地di線xian流liu入ru大da地di,達da到dao保bao護hu人ren身shen和he儀yi器qi設she備bei安an全quan的de目mu的de。而er保bao護hu接jie零ling是shi將jiang儀yi器qi設she備bei的de金jin屬shu外wai殼ke與yu電dian源yuan的de零ling線xian連lian接jie起qi來lai,在zai短duan路lu時shi,立li即ji燒shao斷duan保bao險xian,以yi達da到dao切qie斷duan電dian源yuan的de目mu的de。在zai這zhe個ge問wen題ti上shang,不bu少shao基ji層ceng維wei修xiu人ren員yuan概gai念nian模mo糊hu不bu清qing,甚shen至zhi混hun為wei一yi談tan,必bi須xu予yu以yi區qu別bie。
1儀器設備的信號接地
①浮地把電路的“零”電位或設備的“零”電位與公共接地係統,或可能引起環流的公共導線絕緣,即不接地,使此“零”電位相對於大地的零電位來說是個懸空的“零”電dian位wei。常chang用yong的de方fang法fa有you變bian壓ya器qi隔ge離li和he光guang電dian耦ou合he隔ge離li。浮fu地di的de優you點dian是shi抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang,缺que點dian是shi靜jing電dian積ji累lei。當dang電dian荷he積ji累lei到dao一yi定ding程cheng度du後hou,在zai設she備bei地di與yu公gong共gong地di之zhi間jian的de電dian位wei差cha可ke能neng引yin起qi劇ju烈lie地di靜jing電dian放fang電dian,而er成cheng為wei破po壞huai性xing很hen強qiang的de騷sao擾rao源yuan。
解決的方法是在浮地與公共地間跨接泄放電阻、阻值的大小以不影響設備漏電流的要求為宜。
②dandianjiedidianluheshebeizhongfanxuyaojiedidediandoujiedaobeidingyidezhiyouyigewulidianweijiedicankaodiandedianshangjiuchengweidandianjiedi。duiyigexitongjiarucaiyongdandianjiedi,meigeshebeidouyaoyouzijidedandianjiedidian,ranhougeshebeidedizaiyuxitongzhongweiyizhidingdecankaojiedidianxiangjie。quedianshixitonggongzuopinlvhengaoshichengmouzhongdiankangxiaoying,yinqijiedixiaoguobujia。
③多點接地多點接地是指設備中凡需接地的點,都直接接到離它最近的接地平麵上。優點是簡單,高頻駐波小。缺點是維護量較大。
④混hun合he接jie地di集ji單dan點dian和he多duo點dian接jie地di之zhi長chang,把ba需xu要yao就jiu近jin接jie地di的de點dian,就jiu近jin直zhi接jie與yu接jie地di平ping麵mian相xiang連lian或huo對dui需xu要yao高gao頻pin接jie地di的de點dian,通tong過guo旁pang路lu電dian容rong與yu接jie地di平ping麵mian相xiang連lian接jie,其qi餘yu各ge點dian均jun采cai用yong單dan點dian接jie地di。流liu通tong信xin號hao波bo長chang低di於yu0.05λ時采用單點接地,接地線長度達到0.05λ以上的就應采用多點接地。
2儀器設備的接大地
①儀器設備的接大地在實用中除儀器設備內部的信號接地外,還要將儀器設備的信號地、機殼和大地接在一起,並以大地作為儀器設備的接地參考點,從而保證了人身安全和電路工作的穩定。
②接jie大da地di的de方fang法fa接jie地di電dian阻zu的de大da小xiao是shi衡heng量liang接jie大da地di的de有you效xiao性xing的de重zhong要yao指zhi標biao。它ta取qu決jue於yu接jie地di電dian極ji的de製zhi作zuo方fang式shi和he大da地di自zi身shen的de性xing質zhi。通tong常chang由you於yu地di下xia金jin屬shu管guan道dao與yu大da地di有you較jiao大da的de接jie觸chu麵mian積ji,其qi接jie地di電dian阻zu較jiao小xiao,人ren們men習xi慣guan把ba它ta作zuo為wei接jie地di電dian極ji。值zhi得de注zhu重zhong的de是shi流liu入ru管guan道dao的de故gu障zhang電dian流liu和he雜za散san電dian流liu會hui對dui管guan道dao檢jian修xiu人ren員yuan造zao成cheng傷shang害hai。有you些xie暖nuan氣qi管guan道dao架jia設she在zai地di下xia溝gou道dao中zhong,與yu大da地di接jie觸chu不bu良liang是shi不bu宜yi用yong來lai接jie地di。煤mei氣qi管guan道dao、液體燃料管,有爆炸性的氣管以及電力線的零線等,則絕對禁止用來接地,以免發生危險。
正確的接大地方法是自行埋設接地電極。先在地麵潮濕處,挖一深度為兩米以上的坑,放入一根焊有導線直徑為1cm~2cm,長為2M~4M的銅棒,然後理上濕土,把導線露出地麵。假如土質幹燥。可在銅棒四周填以適量的食鹽和水以降低接地電阻,其接地電阻一般可小於4Ω。
醫學儀器設備的接地必須根據具體儀器設備分別對待,如心電圖機、腦電圖機、胃電圖機、B超等必須單機分別接入大地,千萬不要接在同一個地方。非凡是不要與X線機、CT、MRI等接地線接在同一點上,否則會通過地線引起極強的幹擾,導致無法正常工作。
屏蔽
為了有效地抑製設備內、外部的輻射電磁能通過空間傳播的電磁幹擾,通常采取的措施,是屏蔽。具體有電場、磁場、電磁場屏蔽三種。實踐證實:duidaiyoujisuanjixitongdeyiqishebei,caiyongpingbijisuanjizhujidefangfaduidianciganraohejingdianchanshengdeganraoyouhenhaodeyizhizuoyong。yongbutongdepingbifangshihecailiaoqixiaoguoyegebuxiangtong。liru:對1MHz的幹擾,若用金屬網屏蔽,屏效可達40dB,單層鐵皮屏蔽,屏效可達60dB,用雙層鐵網屏蔽,屏效可達100dB。
1電場屏蔽
儀器設備中電位不同物體間的相互感應可看成是分布電容間的電壓分配。為了減少幹擾源對被感應物的幹擾,通常采取的措施是:增大幹擾源與被感應物的距離,減小分布電容;盡可能讓被感應物貼近接地板,增大其對地的電容;在兩者間加入金屬屏蔽層。
屏蔽層必須是導電良好的導體,要有足夠的強度,接地要好。例如心腦電圖機、監護儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設備應遠離超短波治療機、高頻電刀、X射線機、CT、MRI及一切能輻射電磁波的醫療設備的輻射區內。我市某醫院有一台500mAX線xian機ji的de高gao壓ya電dian纜lan有you一yi處chu表biao皮pi因yin其qi它ta原yuan因yin被bei烤kao焦jiao,開kai機ji後hou造zao成cheng其qi它ta儀yi器qi設she備bei不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo,經jing過guo多duo次ci分fen析xi和he檢jian查zha,才cai發fa現xian是shi由you此ci而er引yin起qi的de。可ke見jianX線機的高壓電纜屏蔽層的重要性。
2磁場屏蔽
磁場屏蔽是指對直流或低頻磁場的屏蔽。其屏蔽原理是利用屏蔽體的高導磁率、dicizutexingduicitongsuoqidecifenluzuoyong,congerxueruopingbitineibudecichang。weilejianshaopingbitidecizu,suoyongcailiaobixushigaodaocilvde,youyidingdehoududecailiao。beipingbiwuyaojinliangfangzaipingbitidezhongxinweizhi,zhuzhongfengxi。tongfengkongdengyaoshunzhecichangfangxiangfenbu。duiqiangcichangdepingbikecaiyongshuangcengpingbitijiegou。suoyoucailiaoyincichangqiangdudeqiangruoerding:當要屏蔽外部強磁場時,外層屏蔽體用不易滋飽和的材料;neicengzeyongyibaohedegaodaocicailiao。fanzhi,suoyongcailiaodaoguolaijike。anzhuangshibicijiandecilujueyuan,wujiediyaoqiushiyongjueyuancailiaozuozhicheng。youjiediyaoqiudekeyongfeitiecicailiaodejinshuzuozhicheng。yinpingbitijianyoudian、磁屏蔽功能,通常是要求接地的。
3電磁場屏蔽
電磁場屏蔽的作用是防止電磁場在空間傳播。它是利用屏蔽體金屬材料對電磁波的反射和吸收作用來實現的。其過程是:dangdiancibodadaopingbitijinshubiaomianshi,jinshubiaomianjiuqifanshezuoyong,erweibeiwanquanfanshedediancibojinrupingbitineibushi,jixuxiangqianchuanbodeguochengzhonghuibeipingbitijinshuxishou;dangbufenweibeixishoudiaodediancibotouguojinshudaodapingbitidelingyibiaocengshi,zaijinshuyukongqijiaojieshanghuizaicixingchengfanshe,zhongfanpingbicengneibu,zheyangzaipingbitineibuxingchengduocifansheyuxishou。
抑製幹擾的技術
1專用線路
為了抑製儀器設備間的相互幹擾,最簡單的方法是采用分相供電製。即:在三線供電線路中認定一相作為敏感設備的供電電源;一相作為外部設備的供電電源;再一相作為常用測試儀器或其它輔助設備的供電電源。這種措施常應用在大型的醫療儀器設備供電係統。
zhidezhuzhongdeshizaixiandaiyiyongdianziyiqishebeixitongzhong,youyupeidianxianluzhongfeixianxingfuzaideshiyong,zaochengxianluzhongxiebodianliudecunzai,erlingxufenliangxiebozaizhongxianlibunengxianghudixiao,fanerdiejia,yinciguoyuqianxidezhongxianhuizaochengxianluzukangdezengjia,ganraoyejiangzengjia。tongshiguoxidezhongxianhaihuizaochengzhongxianguore。[page]
2瞬變幹擾抑製器
1氣體放電管
俗稱避雷管。優點是絕緣電阻高、寄生電容小、浪湧吸收能力強。缺點是對浪湧電壓的響應速度低。
2金屬氧化物壓敏電阻
壓敏電阻的主要參數是標稱電壓和通流容量。在使用時,壓敏電阻的電壓選擇要考慮被保護線路可能有的波動電壓,一般取2~4倍。假如是交流電路,還要注重電壓的有效值與峰值間的關係。例如220V時其壓敏電阻的標稱電壓應是220×4×4=430V。通流容量應根據所需保護的具體場合進行合理的選擇。使用時除了安裝引線不宜過長,還不宜在高頻場合使用。
前者因壓敏電阻對瞬變幹擾吸收時的高速性能級,引線越長感應電壓越大,後者因壓敏電阻的固有電容。
3矽瞬變電壓吸收二極管
TVS管又叫瞬態電壓抑製電路。當瞬態電壓保護二極管受到反向瞬態高能量衝擊時,以1×10-12s的(de)速(su)度(du),將(jiang)其(qi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)變(bian)成(cheng)低(di)阻(zu)抗(kang),吸(xi)收(shou)高(gao)達(da)數(shu)千(qian)瓦(wa)的(de)浪(lang)湧(yong)功(gong)率(lv),使(shi)兩(liang)極(ji)間(jian)的(de)電(dian)壓(ya)箝(qian)位(wei)於(yu)一(yi)個(ge)預(yu)定(ding)值(zhi),有(you)效(xiao)地(di)保(bao)護(hu)了(le)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)的(de)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)。具(ju)體(ti)又(you)分(fen)為(wei)單(dan)向(xiang)和(he)雙(shuang)向(xiang)兩(liang)種(zhong)。主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)是(shi)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)、漏電流和電容。特點是響應時間快、浪湧吸收能力高、瞬態功率大、漏電流小、箝位電壓易控製、沒有損傷極限和體積小等。廣泛應用於醫療儀器設備的靜電,電感性負載切換時產生的瞬變電壓,雷擊產生的過電壓保護。使用時TVS管的擊穿電壓要高於被保護電路工作電壓的10%。
4固體放電管
固體放電管的特點是響應速度快,吸收電流大、動作電壓穩定、使用壽命長。其工作原理是:當外界幹擾低於觸發電壓時,放電管處於截止狀態;當dang幹gan擾rao電dian壓ya超chao出chu觸chu發fa電dian壓ya時shi,放fang電dian管guan工gong作zuo在zai負fu阻zu區qu。此ci時shi電dian流liu極ji大da,使shi幹gan擾rao能neng量liang轉zhuan移yi。隨sui著zhe幹gan擾rao的de減jian少shao,通tong過guo放fang電dian管guan的de電dian流liu回hui落luo,當dang幹gan擾rao電dian流liu低di於yu維wei持chi電dian流liu時shi,放fang電dian管guan從cong低di阻zu區qu回hui到dao高gao阻zu區qu,完wan成cheng~次放電過程。
3電源線濾波器
電(dian)源(yuan)線(xian)濾(lv)波(bo)器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)源(yuan)與(yu)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian),主(zhu)要(yao)起(qi)抑(yi)製(zhi)電(dian)能(neng)傳(chuan)輸(shu)中(zhong)寄(ji)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao),提(ti)高(gao)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)作(zuo)用(yong)。常(chang)用(yong)的(de)由(you)無(wu)源(yuan)集(ji)中(zhong)參(can)數(shu)構(gou)成(cheng)的(de)單(dan)級(ji)線(xian)路(lu)。如(ru)圖(tu)1所示。圖中Cx為差模電容,起衰減差模幹擾的作用。在220V交流電源中取為幾十~幾百nF,耐壓250VAC。Cy為共模電容,起衰減共模幹擾的作用。一般取1nf~7nf,耐壓3~6KVDC。LL2為共模電感,其電感量與通過電流的大小有關,對共模電流有很好的濾波效果。
典型值為幾百nH~幾mH。R起qi消xiao除chu濾lv波bo器qi上shang可ke能neng出chu現xian的de靜jing電dian積ji累lei。濾lv波bo器qi對dui電dian磁ci幹gan擾rao的de抑yi製zhi作zuo用yong的de好hao壞huai不bu僅jin與yu它ta的de設she計ji與yu實shi際ji工gong作zuo條tiao件jian有you關guan,還hai與yu它ta的de安an裝zhuang情qing況kuang有you關guan。因yin此ci,安an裝zhuang時shi一yi定ding要yao確que保bao濾lv波bo器qi外wai殼ke與yu設she備bei的de金jin屬shu外wai殼ke接jie觸chu良liang好hao後hou,再zai與yu大da地di可ke靠kao接jie觸chu,同tong時shi,還hai要yao考kao慮lv輸shu入ru和he輸shu出chu線xian路lu之zhi間jian不bu存cun在zai耦ou合he,合he理li安an排pai濾lv波bo器qi的de引yin線xian安an裝zhuang位wei置zhi。最zui好hao的de辦ban法fa是shi電dian源yuan線xian不bu直zhi接jie進jin入ru設she備bei機ji箱xiang,而er是shi經jing過guo濾lv波bo之zhi後hou再zai進jin入ru,利li用yong機ji殼ke的de自zi然ran屏ping蔽bi,把ba電dian源yuan線xian幹gan擾rao排pai除chu在zai設she備bei之zhi外wai。
提高濾波器性能的措施:yishishiyongdaidixiandiangandelvboqi。zheyangkeyiyizhidixianshangdeganrao。ershicaiyongduojilvboqi。sanshilvboqiyuxishouqijianzuheshiyong。sishishiyongxinxingruancicailiao。wushijiajieyouhaoyuanjian。
4隔離變壓器
隔離變壓器的作用是實現電路的電氣隔離,解決由地線環路帶來的設備間的相互幹擾。
1普通隔離變壓器
普(pu)通(tong)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)在(zai)初(chu)級(ji)與(yu)次(ci)級(ji)間(jian)不(bu)設(she)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),它(ta)是(shi)通(tong)過(guo)輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)間(jian)的(de)電(dian)隔(ge)離(li),從(cong)而(er)解(jie)決(jue)公(gong)共(gong)地(di)的(de)問(wen)題(ti)。優(you)點(dian)是(shi)對(dui)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)有(you)一(yi)定(ding)的(de)抑(yi)製(zhi)作(zuo)用(yong),其(qi)大(da)小(xiao)可(ke)用(yong)初(chu)次(ci)級(ji)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)和(he)設(she)備(bei)對(dui)地(di)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)比(bi)值(zhi)來(lai)估(gu)算(suan)。通(tong)常(chang)初(chu)次(ci)級(ji)間(jian)的(de)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)為(wei)幾(ji)百(bai)Pf,設備對地分布電容為幾~幾十nF,因此共模幹擾的衰減值在10~20倍左右。缺點是對共模幹擾的抑製效果因繞組間的分布電容隨頻率升高而下降。
2帶屏蔽層的隔離變壓器
zaibianyaqichucijijianzengshepingbiceng,bingjiangpingbicengkekaojiedi,jikehuodejiaohaodeyizhigongmoganrao,yekeliyongpingbicengyizhichamoganrao。jutizuofashijiangbianyaqipingbicengjiezhichujidezhongxianduan。lirudui50HZgongpinlaishuo,youyuchujiyupingbicenggouchengderongkanghengao,rengketongguobianyaqixiaoyingchuandidaociji,erweibeishuaijian。duipinlvjiaogaodegongmoganrao,youyuchujiyupingbicengjianrongkangbianxiao,shizhebufenganraojingyoufenbudianrongjipingbicengyuchujizhongxianduandelianxianzhijiefanhuidianwang,erjinrucijihuilu。
3超級隔離變壓器
超(chao)級(ji)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)就(jiu)是(shi)性(xing)能(neng)較(jiao)完(wan)善(shan)的(de)多(duo)重(zhong)屏(ping)蔽(bi)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)。具(ju)體(ti)有(you)雙(shuang)重(zhong)屏(ping)蔽(bi)和(he)三(san)重(zhong)屏(ping)蔽(bi)兩(liang)種(zhong)。特(te)點(dian)是(shi)對(dui)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)都(dou)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)抑(yi)製(zhi)能(neng)力(li)。雙(shuang)重(zhong)的(de)是(shi)一(yi)個(ge)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)接(jie)變(bian)壓(ya)器(qi)初(chu)級(ji)的(de)中(zhong)線(xian),以(yi)降(jiang)低(di)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao);另一層接大地,以抑製共模幹擾。三重的靠近初級的屏蔽層接初級中線;中間的屏蔽層接變壓器的外殼後再接大地;靠近次級的屏蔽層,接次級的一個端子。
交流穩壓器
交流穩壓器的作用是在輸入電壓和負載電流變化時,把其輸出電壓穩定在所答應的範圍內。常用的有鐵磁諧振、參數調整型、伺服型、分級調整寬度、超級隔離、開關型、不間斷和淨化等交流穩壓電源。
1鐵磁諧振交流穩壓電源
工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)靠(kao)改(gai)變(bian)電(dian)感(gan)的(de)飽(bao)和(he)程(cheng)度(du),而(er)使(shi)電(dian)感(gan)與(yu)電(dian)容(rong)諧(xie)振(zhen)來(lai)實(shi)現(xian)調(tiao)節(jie)的(de)。當(dang)輸(shu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)因(yin)某(mou)種(zhong)因(yin)素(su)過(guo)高(gao)或(huo)過(guo)低(di)時(shi),其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)隨(sui)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)高(gao)低(di)通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie),從(cong)而(er)使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)不(bu)變(bian)。優(you)點(dian)是(shi)電(dian)路(lu)簡(jian)單(dan)、輸出阻抗高、過載能力強、可靠性較高。缺點是穩壓精度不高、輸出電壓波形失真大、有相移和噪聲。不適宜啟動電流大的負載。
2參數調整型交流穩壓電源
典型的是早年的614係列穩壓器。現已被一種改進型參數調整型交流穩壓電源所替代。該電源是在614dejichushangjinxingleyidingdegaijin,feifanshiliyongkekongguitiaoganjishudaitilecifangdaqi。gongzuoyuanlishiliyongkekongguidexiangweikongzhilaigaibiandiangandecanshu,shixiantiaojieshishuchudianyawendingbubian。youdianshiwenyajingdugao,tongdiyizhongbijiaohaikeyiyizhijiaoliushuchudianyazhongdebufenxiebo。quedianshishurucededianliuxiebojiaoda、功率因數較低、有相移。非凡是帶非線性負載時可能有低頻振蕩現象。
3伺服型交流穩壓電源
gaidianyuanjiushizaoqideduochoutouzioushitiaoyabianyaqi。gongzuoyuanlishijianshibianyaqishuchudianyadegaodidebanfalaiqudongsifudiandongjigaibianbianyaqishuchuchoutoudeweizhi,shishuchudianyazaiweichifuzaisuodayingdedianyafanweinei。quedianshixiangyingsududi,tiaojieshihuichuxianxuduojianfenghezhenlingganrao。
4分級調整的寬限交流穩壓電源
該gai電dian源yuan和he伺si服fu型xing交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan類lei似si,所suo不bu同tong的de是shi多duo抽chou頭tou自zi耦ou變bian壓ya器qi的de抽chou頭tou位wei置zhi是shi由you繼ji電dian器qi轉zhuan換huan。由you於yu該gai電dian源yuan價jia格ge低di廉lian,輸shu入ru電dian壓ya的de適shi應ying範fan圍wei較jiao寬kuan,應ying用yong於yu家jia用yong電dian器qi的de交jiao流liu穩wen壓ya。缺que點dian是shi穩wen壓ya精jing度du不bu高gao,在zai繼ji電dian器qi轉zhuan換huan過guo程cheng中zhong易yi產chan生sheng電dian火huo花hua所suo帶dai來lai的de尖jian峰feng幹gan擾rao。
5超級隔離變壓器
為了解決了現代電子儀器設備的小型化、數字化和低功耗化,對電網的瞬變幹擾尤其敏感的問題,從而誕生多抽頭的超級隔離變壓器,俗稱淨化電源。
對多抽頭的繞組的控製則采用了無觸點的雙向可控矽,數字電路或單片機。有時也稱為數控型淨化電源。優點是:穩壓電源的電壓適應範圍寬、對電網或負載變化的響應速度快、對存在於電網中瞬變幹擾抑製能力強。
6開關型交流穩壓電源
開關型交流穩壓電源采用了先進的高頻開關電源技術。優點:小型、輕量、高效、響應速度快。缺點:複雜、價格昂貴。
7不間斷電源
不間斷電源目前有電動機——發電機組、靜態後各式和靜態式三類。
①diandongjiyifadongjizuzhuyaoyouzhiliudiandongjiqudongdeguanxingfeilunhejiaoliufadianjizuzucheng。dangdianwangdianyatingdianshi,liyongfeilundeguanxingchuneng,shifadianjizaiduanshijianneijixugongdian;與yu此ci同tong時shi啟qi動dong備bei用yong的de柴chai油you發fa電dian機ji組zu,當dang油you機ji轉zhuan速su與yu發fa電dian機ji組zu轉zhuan速su相xiang同tong時shi,油you機ji離li合he器qi與yu發fa電dian機ji相xiang連lian,完wan成cheng由you市shi電dian到dao油you機ji的de轉zhuan換huan。它ta是shi較jiao早zao發fa展zhan的de一yi種zhong不bu間jian斷duan電dian源yuan。優you點dian:穩定可靠。缺點:體積大、噪聲大。
②靜態後備式電網正常時,靜態後備式不間斷電源處在旁通狀態,即市電經輸入濾波器、靜態轉移開關直接輸送給負載;與此同時,市電通過充電器向蓄電池充電。這時逆變器不工作。隻有當市電斷電時,才將靜態轉移開關切換到逆變器一側,經過2~4ms後逆變器啟動,將蓄電池中儲存的電能轉換成交流電,輸給負載。優點:簡單、小巧、價格便宜。缺點:輸出電壓直接受電網波動的影響,抗電網中的突變幹擾能力差。
③靜態式該電源的工作過程是市電先經整流後對蓄電池充電,再由蓄電地給逆變器供電,經逆變、穩壓、穩(wen)頻(pin)後(hou)為(wei)負(fu)載(zai)供(gong)給(gei)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)。斷(duan)電(dian)時(shi)蓄(xu)電(dian)池(chi)不(bu)再(zai)充(chong)電(dian),而(er)逆(ni)變(bian)器(qi)供(gong)電(dian)的(de)狀(zhuang)態(tai)不(bu)變(bian),所(suo)以(yi)不(bu)間(jian)斷(duan)電(dian)源(yuan)給(gei)負(fu)載(zai)繼(ji)續(xu)提(ti)供(gong)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)。當(dang)逆(ni)變(bian)器(qi)發(fa)生(sheng)輸(shu)出(chu)過(guo)電(dian)壓(ya)、過電流或不間斷電源故障時逆變器會自動關閉,並通過靜態轉移開關轉到旁通位置,直接由市電給負載供電。優點:保護和擴展能力強。該電源的容量較大,三相大功率的常用醫院電子計算機及監護係統。
在醫療儀器設備中的應用
上述各種方法和抗幹擾技術已廣泛應用於心腦電圖機、監護儀、超聲診斷儀,電子脈衝治療儀針灸電療儀或銀針直接接觸人體等醫療診斷、治療儀器設備之中。例如:chaoshengzhenduanyidianlujiaoweifuza,youhuannengqijiancedexinhaojiaoweiweiruo,duikangdianyuanganraoyoujiaogaoyaoqiu,ruoshaobuzhuzhongjiuhuizaixinhaoshangdiejiaganraoxinhaoerwufazhengquezhenduan,jiqichulecaiyonglewaikejiedi,neibufeifanshiduidianyuanbufencaiyongleyangedipingbicuoshi,danduizhoubianhuanjingyaoqiuyeyouhengao。liruwoshiyouyijiayiyuangouzhileyitaixindeB超儀,放置的房間已經遠離醫院內易產生幹擾源,開機後熒屏上有較強的幹擾信號,經過反複分析排查發現是離醫院1KM處市廣播電台的信號引起,後在電源線上繞了幾圈導線接地後,幹擾排除。
ECG—651ECG-ll係列心電圖機從電路上看,可以說是醫療儀器設備防幹擾措施和抗幹擾技術綜合應用的典範。它集機殼接地,放電管、二極管、浮地、pingbi,bianyaqigeli,guangdianouheweiyiti。zaishuruhuilucaiyonglefangdianguanheerjiguandengzuchengdegaoyaquchanbaohudianlu,zaifangdadianluqianjicaiyonglefudijishu,shiqianzhifangdaqidedixianhezhufangdaqi、主電源的地線相互隔離。同時為了減少50Hz的交流電對共模信號的幹擾,采用了右腿驅動電路。患者的右腿不直接接地、而是通過限流電阻與驅動放大器相連,
當(dang)患(huan)者(zhe)和(he)地(di)之(zhi)間(jian)由(you)於(yu)幹(gan)擾(rao)或(huo)其(qi)它(ta)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)高(gao)電(dian)壓(ya)或(huo)漏(lou)電(dian)時(shi),右(you)腿(tui)放(fang)大(da)器(qi)立(li)即(ji)飽(bao)和(he),將(jiang)高(gao)電(dian)壓(ya)和(he)漏(lou)電(dian)流(liu)旁(pang)路(lu)。另(ling)外(wai)還(hai)采(cai)用(yong)了(le)變(bian)壓(ya)器(qi)隔(ge)離(li)電(dian)路(lu),和(he)優(you)先(xian)使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)的(de)先(xian)進(jin)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)等(deng)。
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