淺談SM58系列壓力傳感器在呼吸機中的應用

   呼吸機是一種能代替、控制或改變人的正常生理呼吸，增加肺通氣量，改善呼吸功能，減輕呼吸功消耗，節約心臟儲備能力的裝置。目前，中國醫療器械工業的銷售額僅占世界醫療器械銷售額的2%，遠遠不能滿足國內衛生健康事業的需求。可持續發展的醫療器械產業是人類歷史發展的必然產物，它不僅是朝陽產業，也是永恒的產業。在當前的形勢下，我國已迎來了醫療器械發展的最好時期。

    呼吸機是一種能代替、控制或改變人的正常生理呼吸，增加肺通氣量，改善呼吸功能，減輕呼吸功消耗，節約心臟儲備能力的裝置。目前，中國醫療器械工業的銷售額僅占世界醫療器械銷售額的2%，遠遠不能滿足國內衛生健康事業的需求�？沙掷m發展的醫療器械產業是人類歷史發展的必然產物，它不僅是朝陽產業，也是永恒的產業。在當前的形勢下，我國已迎來了醫療器械發展的最好時期。

    氧氣是人類生存不可缺少的一種物質。一個健康的成人在平靜時，每分鐘呼吸(16~20)次，每次吸入的空氣量約為500毫升，每分鐘通過肺的空氣量約10升。人體包括血液、體液在內，總的氧儲量在500毫升左右，而人體靜息時，每分鐘的氧耗量可在(200 ~300)毫升，劇烈運動時，每分鐘氧耗量可達5500毫升。這樣，一個人只要幾分鐘不呼吸，就會給生命帶來危險。所以，人體必須不停地呼吸，不斷地補充氧氣，才能維持正常的生命活動。

    呼吸機的基本原理

    人類的吸氣功能是：呼吸肌收縮一胸廓容積擴大一肺泡膨脹(形成負壓)一從外界吸入空氣；呼氣功能是：呼吸肌放松一肺泡彈性收縮一肺內壓力增大一向外呼出氣體。

    由此可知，由于人類肺泡的膨脹和收縮與大氣壓之間的壓力差形成了呼吸功能。呼吸機的基本原理就是用智能檢測的方法建立這一壓力差，從而實現強制的人工呼吸過程。因此呼吸機必須具備四個基本功能，即向肺充氣、吸氣向呼氣轉換，排出肺泡氣以及呼氣向吸氣轉換，依次循環往復。因此必須有：

    ⑴能提供輸送氣體的動力，代替人體呼吸肌的工作；
    ⑵能產生一定的呼吸節律，包括呼吸頻率和吸呼比，以代替人體呼吸中樞神經支配呼吸節律的功能；
    ⑶能提供合適的潮氣量 （VT）或分鐘通氣量（MV），以滿足呼吸代謝的需要；
    ⑷供給的氣體最好經過加溫和濕化，代替人體鼻腔功能 ，并能供給高于大氣中所含的O2量，以提高吸入O2濃度，改善氧合。

    壓力傳感器在呼吸設備中扮演著重要角色，它負責將物理值(例如氣道壓力和流量)轉換成差動信號�？諝夂脱鯕饬髁總鞲衅魃�成的信號能幫助微處理器調節電機，從而調整或維持病人吸氣和呼氣所需的氣壓。也即壓力傳感器時刻監測病人呼吸信號來控制呼吸器的動作，使之與人體呼吸同步。故壓力傳感器的選擇至關重要，通常情況下，這些極具成本效益的線性傳感器具有大偏移和失調漂移，導致信號超出或低于按比例進行的溫度變化。

    美國SMI公司生產的高精度線性壓力傳感器SM58系列壓力傳感器結合了美國最先進的壓力傳感器技術與CMOS數字信號處理技術生產出具有信號放大、校準和溫度補償的壓力傳感器。多級壓力非線性修正，校準電壓輸出為0.5V~4.5V；校準壓力信號和數字溫度可通過I2C接口；直接輸出經放大校準的模擬信號。SM58系列有表壓、差壓和絕壓配置，有微壓和低高壓等量程，其中的微差壓、低壓力傳感器在市場中獨樹一幟，是呼吸機中壓力傳感器的最佳選擇。

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