课件：医学电子学第十一章.ppt

第十一章 医用仪器干扰的抑制与安全用电,11.1 干扰与抑制 11.2 屏蔽 11.3 安全用电 11.4 医用电器的安全检测,11.1 干扰与抑制,生物电信号一般都比较微弱，并且频率较低。因此，测量生物信号的仪器既要灵敏度高，又要有较强的抗干扰能力，才能保证信号不受干扰地放大，以便测量和记录。,干扰按耦合方式可分为：磁场干扰、电场干扰、高频电磁干扰、公共阻抗耦合和电流耦合的干扰。,干扰的抑制：抗干扰技术有序多种方法，如屏蔽、接地和合理利用相关电路，其中屏蔽和接地是抑制电磁干扰的有效方法。,干扰,磁场干扰:电流通过导体，就会产生磁场。,电场干扰:任何电介质在电场的作用下都会产生一定电动势。就形成电场干扰。,抑制的方法:限制电极引线的环路面积。最有效的的方法是屏蔽。,抑制的方法：高共模抑制比的放大器，电源线与测量电极导线屏蔽，设置屏蔽室。,干扰,高频电磁干扰：空中大量的电磁对生物体、测量仪器、电源形成的干扰。干扰小采用电容旁路方法、电源滤波方法、电磁屏蔽方法。,公共阻抗耦合干扰：电源“地”，仪器实际地。,漏电流耦合干扰：,电流通过导线，就会产生磁场。磁场内任何导电环路都会产生磁感应电动势。,电极引线,引线环路,一、磁场干扰,限制电极引线的环路面积。可以把所有的电极引线在人体表面绞合起，并使引线紧沿人体引出。,二、电场干扰,电场中的任何导电介质都会在电场作用下感应出一定电位。当电介质中任何两点之间存在着电位差时，就会产生电场干扰。电场干扰比磁场干扰更大量地存在，即使电路中不存在电流流过，电场干扰仍然存在。,主要通过感应和分布电容耦合而形成的，最后进行测量仪器中，其中50Hz市电经分布电容耦合而形成的干扰最为严重和常见。,方法：采用高共模抑制比的放大器；电源线和信号线屏蔽；设置屏蔽室等方法。,三、高频电磁场干扰,常见的高频电磁干扰：电台干扰；工业干扰信号；天电干扰等。 引入方式：电极引线；电源引线。 抑制方法： 当干扰不大时，使用旁路电容； 高频滤波器； 对电源线引入的干扰，可采用低通滤波器或旁路电容器。 采用电磁屏蔽措施。,四、仪器接地点不正确而引起的干扰,单点接地方式与多点接方式,适用于低频情况下,适用于高频情况下,五、仪器之间连接不正确而引起的干扰,解决方法：只留一台仪器的电源插头接地，拔去其它仪器上的地线插头，即切断地电流流通的回路。,仪器外壳引起的干扰信号被引入到显示器中,公共端不正确引起内部干扰发生相互影响,解决办法是把公共端连接在一起，以及在电源变压器原、副边间加一屏蔽层并接地。,11.2 屏蔽,抗干扰技术有很多方式，如屏蔽、接地、合理利用相关电路等，其中屏蔽与接地是抑制电磁场干扰的有效方法。,一、电场屏蔽,静电感应原理：将一个不带电的物体靠近一个带电的物体，原来不带电的物体就会感应电荷，对外界就表现出了电性。,静电感应干扰示意原理图,A是放大器的输入引线，B是带有交变电势的导线。那么B将在附近产生交变电场，此电场将使A产生感应电动势，与信号一起叠加后被输入到放大器的输入端，影响了被测信号的检测。,静电平衡原理抑制外电场的干扰,屏蔽罩,内部被保护的仪器,二 磁场屏蔽,1.磁场屏蔽原理： 就是利用高饱和度的铁磁性材料来包容特定容积内的磁力线，它不仅可以防止外部铁磁性物质对磁体内部磁场均匀性的影响，同时又能大大削减屏蔽外部杂散磁场的分布。,2.磁屏蔽的分类 房屋屏蔽：对整个房屋进行全屏蔽； 定向屏蔽：只对某一个方向的磁场进行屏蔽； 自屏蔽：是指仅对自身进行屏蔽；,3.磁屏蔽材料,3.磁屏蔽材料 磁屏蔽的效果主要由磁导率大小与其最大饱和磁导率决定。 分为二大类：分这高磁导率与低磁导率两大类，分别以镍合金与铁合金为代表。 高磁率的镍合金极易饱和，且造价较高。 低磁率的铁合金价格低，通过调整屏蔽体的厚度也能达到较好的效果。现在被大量采用。,三、高频电磁场的屏蔽,电磁波本质上是交变的电场和磁场。当检测仪器处于较强的电磁波辐射的环境中（如附近有电台、高频理疗机等），仪器就会受到高频电磁场的干扰。 电磁场可分为近场区与远场区。在近场区中场的特性主要取决于场源的阻抗，若场源为大电流、低电压，则场的主要分量为磁场；若场源为高电压，则场的特性主要分量为电场。在远场区中，场的特性主要取决于传播电磁波的介质，在空气中，同时存在交变的电场与磁场。 防止办法：根据前述的电场与磁场方法处理，采用低电阻率的金属材料、制成罩壳加以屏蔽。,四、屏蔽室与屏蔽线,五、放射线的屏蔽,1.放射线的作用：,2.屏蔽防护 实际就是在辐射源与人体之间设置能吸收辐射的屏蔽物，以减小辐射对人体的照射剂量。 对X、射线的防护主要采用一些较高原子序数的材料制成屏蔽物；如混凝土、铸铁、铅或具有一定铅当量的复合材料。 对于射线，一般采用低原子序数材料屏蔽；如铝、玻璃等。 对于中子，常用水、石蜡、硼或含硼塑料板等轻质材料作屏蔽。 方式类型；固定式、移动式等，如防护墙、地板、天棚；容器、手套、防护屏风等。,11.3 安全用电,本节就电流对人体的作用、发生电击的原因和防止电击的措施作为简略的介绍，以引起使用医用仪器的医务工作者的注意。,一、人体导电,人体的构成： 细胞都浸在体液、淋巴液中；而组织液是含有水、蛋白质、纤维蛋和盐等的溶液，从这一点上看，人体是一个非常复杂的电解质导电。 电流对人体的作用： 热效应、化学效应两大类。 人体电阻： 对于直流电与低频交流电，人体电阻主要是皮肤电阻，它比其它部分电阻大得多，因此可认为是全身电阻。,1.皮肤电阻,皮肤的组成：最外层是表皮，包括绝缘的角质层（没有血管，只有汗腺）；下一层是真皮，其中有大量血管。 皮肤的电阻率：对于直流电，在有角质层时，电阻率高达几十万cm，没有角质层时为8001000cm，没有皮肤时为600800cm，可见皮肤电阻又主要决定于角质层。还要注意的是，在人体不同部位，角质层的厚度与汗腺的分布是不同的。皮肤充血和水肿能显著地提高其导电性。 电流的强度与形式对皮肤电阻的影响：低频时，皮肤会发生极化现象；而高频时无极化现象。 其它影响因素：热刺激、机械与化学刺激等。总之，只要对皮肤有刺激就可改变皮肤电阻。,2.其它组织的导电,通过皮肤后的电阻，主要由组织的含水量和相对密度决定；另外极化也对组织的电导率产生影响，低频电电阻率高，高频电电阻率低。,二、电击的类型,1.强电击：指较高的电压加在人体表面两点间，电流通过人体而引起的电击。如一只手接触到电源，电流将从另一只手或脚流出引起的电击。 2.弱电击：指不经过皮肤或一端经过皮肤而流进心脏组织内部的电流。如埋植在体内的医用电子器件。微电击极易引起心室颤动，微电击的危害很大，应引起注意。,三、电击的因素,电压：其实电压并不是决定因素，电流才是决定因素，因在电阻一定的情况下，电压越高，电流越大。 电流种类：当低压时，直流电比交流电安全，但电压很高时，直流电反而危险些。至于交流电中以50Hz最为危险，其它较低些危险性。 电流强度：12mA时轻微麻痹感；812mA时，肌肉自主收缩。高于22mA时，表皮烧毁，人将无法摆电流。 电流密度：垂直通过单位面积的电流强度。 人体电阻： 人体员路： 通电时间：,四、防止电击的主要措施,保护接地：是一种有效措施，把仪器外壳等易接触的导体部分接地。 绝缘保护：把易接触的部分绝缘，防止接触。 使用安全超低压电源：24V以下电源供电。 绝缘触体部分： 信号隔离。,11.4 医用电器的安全检测,本节主要介绍几种比较容易检测的测试方法，如漏电电流、绝缘电阻、接地电阻等。,一、漏电电流的检测,测量仪器：主要是一台高性能的交流电压表，再配上RC并联电路组成检测电路。RC并联电路模拟人体对电击反应的频率特性。,接地漏电流,机壳漏电流,二、绝缘电阻的检测,三、接地电阻的检测,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用 资料仅供参考，实际情况实际分析,主要经营：课件设计，文档制作，网络软件设计、图文设计制作、发布广告等 秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！ 致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPT设