De nombreux appareils médicaux, tels que les respirateurs artificiels, les appareils d’anesthésie, les appareils de traitement de l'apnée du sommeil (CPAP), les spiromètres et les concentrateurs d’oxygène, impliquent la surveillance et le contrôle des flux d'air et de gaz ainsi que de la pression dans les tuyaux et la pression thérapeutique. Les capteurs haut de gamme des respirateurs artificiels détectent les flux les plus infimes autour du flux respiratoire nul et, d'autre part, mesurent des débits de plusieurs centaines de litres/min. Les appareils d'anesthésie nécessitent des capteurs très résistants aux produits anesthésiques. Dans les appareils CPAP à ajustement automatique, des capteurs de pression surveillent en permanence la pression thérapeutique, améliorant ainsi le confort et la qualité du traitement. Les spiromètres utilisent des pneumotachygraphes spéciaux qui mesurent le flux respiratoire à l'aide de capteurs de pression différentielle robustes.
En qualité de partenaire stratégique des fabricants d'appareils médicaux dans le domaine de la respiration et de la ventilation, First Sensor développe et produit des capteurs très fiables et les systèmes de capteurs sur mesure. À ce titre, l'ensemble de nos processus de conseil, de développement, de fabrication et de service satisfait aux exigences élevées des dispositifs médicaux selon la norme EN ISO 13485.
En matière de respiration artificielle, les débits volumiques peuvent être mesurés directement par des capteurs de débit massique thermiques, rapides et ultrasensibles. Ainsi, le flux d'air ou de gaz d'un élément thermique disposé entre deux thermorésistances est chauffé légèrement au niveau local. Lorsqu'un flux modifie la température à l'intérieur du milieu, un signal de tension proportionnel à ce flux est généré en résultat de la variation de température entre les deux résistances.
First Sensor développe et fabrique des capteurs de débit massique thermiques MEMS sur une plate-forme technologique modulaire. Pour ce faire, nous disposons d'une technique d'encapsulation complète permettant de fabriquer des solutions intégrées complexes à partir de puces individuelles. Pour tous ses capteurs, First Sensor propose un traitement du signal analogique ou numérique intégré ainsi qu'un étalonnage et une programmation individuels. Pour satisfaire aux exigences élevées des respirateurs artificiels, il existe des solutions spécifiques avec des temps de réponse très courts inférieurs à 2 ms et des résolutions très élevées, ainsi que des plages de mesure dynamiques étendues atteignant 300 L/min. Dans ce cas, l'élément capteur peut être installé au niveau du flux principal ou dans un canal de dérivation (Bypass). Les capteurs de débit sur mesure First Sensor offrent aux fabricants d'appareils médicaux une intégration facile dans le produit fini, des économies sur les coûts de développement et des avantages concurrentiels grâce à des cycles de développement courts.
Une méthode indirecte de mesure du débit volumique consiste à mesurer la chute de pression d'un élément de flux. Lorsque l'air respiré ou le gaz traverse un étranglement artificiel dans la conduite avec une très légère résistance au flux, par exemple au moyen d’un diaphragme ou d’un élément de flux laminaire, une chute de pression minime, indicative du débit, se produit au niveau de l'élément. Ces faibles pressions différentielles peuvent être enregistrées par des capteurs haute précision et transformées en un signal électrique. Pour ce faire, le capteur de pression différentielle effectue la mesure dans une branche secondaire (Bypass) de la conduite principale.
First Sensor propose différentes technologies de capteurs permettant de mesurer les différences de pression minimes dans les appareils médicaux : capteurs de pression différentielle basés sur le débit et capteurs de pression piézorésistifs dotés d'une membrane en silicium très fine, qui ne sont pas traversés par le flux d’air.
Nos capteurs de pression différentielle LME et LDE basés sur le débit fonctionnent selon le principe de la mesure thermique du débit massique de l’air, qui passe à travers un minuscule canal d’écoulement intégré à la puce du capteur. Cette nouvelle technologie permet une mesure ultrasensible des pressions les plus faibles à partir d'une valeur limite de 25 Pa (0,25 mbar), avec une résolution et une stabilité de l'offset optimales. Grâce à un flux de gaz minimal dans le capteur, la série LDE est particulièrement peu sensible à la poussière et par rapport à d’autres capteurs traditionnels basés sur le débit.
Les capteurs de pression piézorésistifs à membrane First Sensor des séries HCLA bénéficient d’une technique de compensation spécifique qui leur confère une très grande stabilité de l’offset et une excellente insensibilité à la position. Les capteurs MEMS en silicium présentent des courbes signal-pression particulièrement linéaires sur les plages de mesure à partir d'une valeur limite de 2,5 mbar et offrent des interfaces analogiques et numériques.
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