對(duì)醫(yī)學(xué)應(yīng)用至關(guān)重要的高可靠性連接器

2004年4月B版

　　醫(yī)療儀器要求極高的可靠性，而一般電子設(shè)備很少有如此高的可靠性要求。醫(yī)療儀器可用來(lái)測(cè)量病人的體溫、監(jiān)視血壓或者繪制心電圖，這些操作都不允許出現(xiàn)任何差錯(cuò)。普通市場(chǎng)上可以買到的連接器不能提供堅(jiān)實(shí)可靠連接所必須的性能，都或多或少存在著一些問(wèn)題，例如比較高的故障率、丟失關(guān)鍵數(shù)據(jù)、需要經(jīng)常維修和昂貴的價(jià)格，這些問(wèn)題都使醫(yī)療設(shè)備的擁有者感到沮喪。最重要的是當(dāng)生與死將取決于儀器采集到的數(shù)據(jù)時(shí)，醫(yī)療儀器的可靠性對(duì)病人而言是生死攸關(guān)的。假如連接器不能提供可靠的數(shù)據(jù)連接，病人有可能需要再次進(jìn)行昂貴和痛苦的檢查，甚至可能發(fā)生更糟糕的情況，即根據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，接受不正確的治療。

高可靠性連接器

　　在電路中，大多數(shù)信號(hào)和電源連接器應(yīng)該盡可能感覺不到。連接器在連接電路時(shí)不應(yīng)該在電路中增加任何電阻、電容、電壓、電感等。連接器的表現(xiàn)應(yīng)該與直接連接的導(dǎo)線一樣好或更好。不可靠連接器的接觸電阻不穩(wěn)定，時(shí)大時(shí)小，看起來(lái)象在電路中出現(xiàn)了一個(gè)可變電阻，有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的讀數(shù)。

　　連接器應(yīng)該主要是機(jī)械裝置，這些裝置可以使電路暫時(shí)斷開，以便進(jìn)行清洗、殺菌、探查電路的改變或電纜的替換。另外，連接器還可以使電路暫時(shí)合上，以便進(jìn)行充電、下載或電路測(cè)試。該機(jī)械連接應(yīng)該是一種“看不見”的電氣連接。

　　高可靠性的連接器必須滿足應(yīng)用的需求，包括很長(zhǎng)的生命周期、低接觸電阻、高額定電流、低插拔力、防震動(dòng)和防機(jī)械力沖擊?？煽啃钥梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，用多種方式進(jìn)行定義。在手機(jī)電池連接的場(chǎng)合，這與醫(yī)療電子儀器的連接不同，可靠性意味著以相對(duì)較高的接觸電阻能進(jìn)行好幾百次的插拔連接。如果電源的連接不那么可靠，出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞，問(wèn)題還不會(huì)太嚴(yán)重，因?yàn)樵S多用戶會(huì)準(zhǔn)備換一部采用最新技術(shù)的手機(jī)，還有些用戶為了省錢，不準(zhǔn)備買新的手機(jī)，他們?cè)敢馊淌茈娫唇佑|不良所帶來(lái)的不方便。但是對(duì)精密的醫(yī)療儀器，例如心臟電擊去纖顫器(起博器)而言，高接觸電阻或接觸不良會(huì)造成生命危險(xiǎn)。

　　因?yàn)檫@種連接器是用于醫(yī)療儀器的，所以需要插拔許多次，要求具有很長(zhǎng)的有效使用期，相對(duì)于連接器的體積而言，又需要提供很低的接觸電阻和(或)很大的電流載荷能力。在需要許多次插拔的場(chǎng)合，低插拔力往往是至關(guān)重要的，它能避免由于過(guò)大的機(jī)械插拔力對(duì)儀器設(shè)備可能造成的損壞。在有些場(chǎng)合，外部環(huán)境存在著強(qiáng)力的振動(dòng)或機(jī)械的沖擊，需要連接器能在這一類條件下保持可靠的電氣連接。

　　我們可以買到的連接器產(chǎn)品有許多種，其設(shè)計(jì)方案多種多樣，分別針對(duì)不同等級(jí)的電氣連接可靠性能的要求。模壓成型的連接器，雖然價(jià)格低廉，但只能提供有限數(shù)目的接觸點(diǎn)，當(dāng)插拔次數(shù)多時(shí)或在有振動(dòng)或機(jī)械沖擊的環(huán)境下葉狀簧片常常不能很好地保持緊密的接觸，因而造成高接觸電阻。不同種類的機(jī)械接觸設(shè)計(jì)方案可以減少接觸電阻或改進(jìn)防振動(dòng)的性能，但付出的代價(jià)是高的插拔力或減低連接器的插拔生命周期。

醫(yī)療儀器專用高可靠連接器

　　雙曲面線籃狀連接器，如由 Hypertronics 公司生產(chǎn)的產(chǎn)品(見圖1)，提供了醫(yī)療儀器設(shè)備必需具有的所有高可靠特性。雙曲面籃子中的彈性金屬絲被固定在插座觸點(diǎn)的兩端，并被設(shè)計(jì)成能彈性地伸展。當(dāng)插針插入雙曲面籃子中時(shí)，金屬絲就緊緊包住了插針。彈性金屬絲的伸展特性減少了插拔力，大大延長(zhǎng)了連接器的生命周期，經(jīng)過(guò)測(cè)試，插拔次數(shù)已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)次。沿著籃子的每一條金屬絲都有許多接觸點(diǎn)，這些點(diǎn)大大減低了接觸電阻，增加了電流負(fù)載的能力。這些點(diǎn)以及360