Kako se medicinski električni uređaj hladi
S brzim razvojem tehnologije medicinske elektronike, hlađenje elektroničkog sustava vrlo je važan dio dizajna medicinske elektronike. Toplina utječe na pouzdanost sustava, performanse i njegov životni ciklus. Kako bi se osigurao životni vijek i pravilan rad elektroničkih uređaja, potrebno je projektirati pouzdane sustave hlađenja. Toplinsko hlađenje jedno je od najvažnijih razmatranja u inženjerstvu medicinske elektronike.
Ovaj će članak predstaviti uobičajene sheme rasipanja topline medicinske elektroničke opreme, uključujući hlađenje prirodnom konvekcijom, hlađenje prisilnom konvekcijom, hlađenje tekućinom i druge oblike.
Hlađenje prirodnom konvekcijom:
Hlađenje prirodnom konvekcijom svojevrsno je rješenje za hlađenje medicinske elektroničke opreme, koja se oslanja na okolni zrak ili druge medije za raspršivanje topline prirodnom konvekcijom. U usporedbi s tradicionalnim hlađenjem prisilnom konvekcijom, prirodna konvekcija ima prednosti niske cijene, niske buke i nema potrebe za napajanjem.
Učinak hlađenja prirodnog konvekcijskog hlađenja uglavnom ovisi o razlici temperature između izvora topline i okoline, kao io okolnom području, debljini i tome je li blokiran ili ne, stvarajući tako strujanje zraka na površini uređaja zbog uzgon izazvan temperaturnom razlikom. Protok zraka odnosi toplinu s površine medicinskog elektroničkog uređaja i raspršuje se u vanjsko okruženje.
Hlađenje prisilnom konvekcijom:
Prisilno konvekcijsko hlađenje vrsta je sheme rasipanja topline za medicinsku elektroničku opremu, koja koristi vanjski izvor energije za umjetno pokretanje konvekcije zraka, što može povećati toplinsku vodljivost uređaja, čime se povećava brzina hlađenja.
Hlađenje s prisilnom konvekcijom može se podijeliti u tri kategorije: hlađenje s aksijalnim ventilatorom, hlađenje s centrifugalnim ventilatorom i hlađenje s poprečnim protokom. Svaka vrsta ventilatorskog hlađenja ima svoje prednosti i nedostatke koji se moraju uzeti u obzir prilikom projektiranja.
Hlađenje s aksijalnim ventilatorom karakterizira jednostavna struktura, mala veličina i niska cijena. Ali može pomicati zrak samo u jednom smjeru, tako da protok zraka obično nije uravnotežen i lako dolazi do neučinkovitosti.Hlađenje s centrifugalnim ventilatorom karakterizira visoki tlak zraka i veliki protok. Ali buka je glasnija i oblik je izbočen, što nije prikladno za minijaturizaciju medicinskog elektroničkog uređaja.Hlađenje s ventilatorom s križnim protokom karakterizira mala veličina, ravnomjeran protok zraka i niska razina buke. Ali zbog svoje komplicirane strukture, teško ga je održavati i skupo je.
Hlađenje tekućinom:
Tekuće hlađenje vrsta je visokoučinkovitog rashladnog rješenja za medicinsku elektroničku opremu, koje koristi tekućinu kao medij za odvođenje topline s uređaja kako bi je raspršila.
Sustav tekućeg hlađenja obično se sastoji od dva dijela: dijela za prijenos topline i dijela za odvođenje topline. Prvi je obično izrađen od bakra ili aluminija za prijenos topline i izmjenu topline; potonji se uglavnom sastoji od radijatora i ventilatora. Sposobnost odvođenja topline radijatora uvelike ovisi o vrsti korištene tekućine i brzini ventilatora za hlađenje.
Za medicinsku elektroničku opremu vrlo je važno dizajnirati učinkovit i pouzdan sustav hlađenja, uzimajući u obzir zahtjeve za hlađenjem, cijenu proizvoda i okoliš uređaja. Različite sheme odvođenja topline imaju svoje prednosti i nedostatke i treba ih pažljivo razmotriti kada se koriste. Općenito govoreći, toplinsko rješenje treba odabrati prema okruženju praktične primjene, zahtjevima proizvoda, cijeni i drugim čimbenicima.
