要使醫療器械設備開發設計中設備達到IP65防塵防水防護等級,需要在外殼設計、接口防護和整體密封等多個方面進行精心設計。
1. 外殼設計
無縫設計:盡量減少外殼的拼接縫隙,因為縫隙是灰塵和水容易侵入的部位。如果設備外殼由多個部分組成,可以考慮采用一體化成型技術,如注塑成型。例如,對于一些小型的手持式醫療設備,像便攜式超聲探頭,采用整體注塑的外殼可以有效減少縫隙。如果無法避免拼接,應確保拼接處緊密貼合。
外殼材料選擇:選擇具有良好耐水性和耐腐蝕性的材料。對于外殼部分,塑料是常用的材料,如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC(聚碳酸酯)等。這些材料不僅具有較好的機械性能,還能抵抗一定程度的水和化學物質侵蝕。例如,在一些可能接觸到少量化學試劑的醫療檢測設備中,PC材料的外殼可以防止試劑對設備內部的腐蝕。同時,金屬外殼部分(如果有),如鋁合金外殼,需要進行適當的表面處理,如陽極氧化,以提高其防水和耐腐蝕性能。
外殼形狀設計:設備外殼的形狀應避免積水。設計時可使外殼表面帶有一定的坡度或弧度,讓水能夠自然滑落。例如,在醫療設備的頂部面板設計中,將面板設計成中間高、兩邊低的形狀,這樣當有水濺到設備上時,水會順著坡度流走,而不會積聚在設備表面。
2. 接口防護
密封設計:對于設備上的各種接口,如電源接口、數據接口、傳感器接口等,要進行密封設計。可以使用橡膠密封圈、密封膠等材料。以電源接口為例,在接口的連接處安裝橡膠密封圈,當接口插頭插入時,密封圈會緊密貼合插頭,防止水和灰塵進入。密封圈的材料要根據具體的使用環境和接口類型進行選擇,一般要求具有良好的彈性、耐老化性和耐腐蝕性。
接口位置設計:盡量將接口設計在設備不容易接觸到水和灰塵的位置。例如,將接口放置在設備的底部或側面,并通過外殼的遮擋來減少水和灰塵的侵入風險。如果接口必須放置在設備頂部或容易濺水的位置,可以設置防水罩或防水蓋。當需要使用接口時,打開防水罩,使用完畢后及時關閉。
3. 通風口防護
防水透氣膜:如果設備需要通風口來散熱或保持內部氣壓平衡,不能簡單地開口,而是要安裝防水透氣膜。這種膜允許空氣自由通過,但能夠阻止水和灰塵的進入。例如,在一些內部有發熱元件的醫療設備中,通過在通風口安裝防水透氣膜,可以在保證設備正常散熱的同時,防止水濺入和灰塵堆積。防水透氣膜的選擇要考慮其透氣性能、防水性能以及對設備內部化學物質的耐受性。
迷宮式通風口:另一種設計是采用迷宮式通風口。這種通風口的結構類似于迷宮,空氣可以在曲折的通道中進出,而水和灰塵則會因為重力和通道的阻擋而無法進入。這種設計在一些對防水要求較高、通風量要求不是特別大的醫療設備中比較適用。
4. 按鍵和顯示屏防護
硅膠按鍵和密封膠圈:對于設備上的按鍵,可以采用硅膠按鍵。硅膠材料本身具有一定的防水和防塵性能,而且手感舒適。在按鍵與設備外殼的連接處,通過設計密封膠圈來進一步提高防水防塵效果。例如,在一些醫用監護儀的操作按鍵設計中,硅膠按鍵配合密封膠圈可以有效防止液體和灰塵進入設備內部。
顯示屏防護玻璃:對于顯示屏,要使用密封良好的防護玻璃。防護玻璃與設備外殼之間可以通過密封膠進行密封。同時,防護玻璃的邊緣可以設計成略微凸起的形狀,這樣當有液體濺到屏幕上時,液體會順著邊緣流走,而不會滲入設備內部。
5. 內部結構布局與防護
電路板防護:將電路板等敏感部件放置在設備內部較高的位置,避免水在設備底部積聚時浸泡到電路板。同時,可以在電路板表面噴涂防水漆或覆蓋防水薄膜,增強電路板的防水能力。例如,在一些戶外使用的醫療監測設備中,電路板經過防水漆處理后,可以在一定程度上抵抗雨水和露水的侵蝕。
排水設計:在設備內部設計排水通道或排水孔。當有少量水意外進入設備內部時,這些排水設施可以將水引導排出設備。排水通道的設計要考慮水的流動方向和設備內部的結構布局,確保水能夠順利排出,同時不能影響設備的正常運行。
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