Kako se medicinski električni uređaj hladi
Sa brzim razvojem tehnologije medicinske elektronike, hlađenje elektronskog sistema je veoma važan deo medicinskog elektronskog dizajna. Toplota utiče na pouzdanost sistema, performanse i njegov životni ciklus. Da bi se osigurao životni vijek i pravilan rad elektronskih uređaja, potrebno je dizajnirati pouzdane sisteme hlađenja. Toplinsko hlađenje je jedno od najvažnijih razmatranja u inženjerstvu medicinske elektronike.
Ovaj članak će predstaviti uobičajene sheme odvođenja topline medicinske elektronske opreme, uključujući hlađenje prirodnom konvekcijom, hlađenje prisilnom konvekcijom, hlađenje tekućinom i druge oblike.
Hlađenje prirodnom konvekcijom:
Hlađenje prirodnom konvekcijom je vrsta rješenja za hlađenje za medicinsku elektroničku opremu, koja se oslanja na okolni zrak ili druge medije za odvođenje topline prirodnom konvekcijom. U poređenju sa tradicionalnim hlađenjem prisilnom konvekcijom, prirodna konvekcija ima prednosti niske cene, niske buke i nema potrebe za napajanjem.
Efekat hlađenja prirodnog hlađenja konvekcijom uglavnom zavisi od temperaturne razlike između izvora toplote i okoline, kao i od okolnog prostora, debljine i da li je blokiran ili ne, čime se formira strujanje vazduha na površini uređaja usled uzgona izazvana temperaturnom razlikom. Protok zraka odvodi toplinu s površine medicinskog elektronskog uređaja i raspršuje se u vanjsko okruženje.
Prinudno hlađenje konvekcijom:
Prisilno konvekcijsko hlađenje je vrsta sheme odvođenja topline za medicinsku elektroničku opremu, koja koristi vanjski izvor napajanja da umjetno pokreće konvekciju zraka, što može povećati toplinsku provodljivost uređaja, čime se povećava brzina hlađenja.
Prisilno konvekcijsko hlađenje se može podijeliti u tri kategorije: aksijalno hlađenje ventilatorom, hlađenje centrifugalnim ventilatorom i hlađenje ventilatorom s poprečnim protokom. Svaki tip ventilatorskog hlađenja ima svoje prednosti i nedostatke koje se moraju uzeti u obzir pri projektovanju.
Aksijalno ventilatorsko hlađenje karakterizira jednostavna struktura, mala veličina i niska cijena. Ali on može pomicati zrak samo u jednom smjeru, tako da protok zraka obično nije uravnotežen i lako dolazi do neefikasnosti.Centrifugalno ventilatorsko hlađenje karakteriše visok pritisak vazduha i velika brzina protoka. Ali buka je glasnija, a oblik je izbočen, što nije pogodno za minijaturizaciju medicinskog elektronskog uređaja.Ventilatorsko hlađenje sa poprečnim protokom karakteriše mala veličina, ujednačen protok vazduha i niska buka. Ali zbog svoje komplicirane strukture, teško ga je održavati i skupo.
Tečno hlađenje:
Tečno hlađenje je vrsta visokoefikasnog rješenja za hlađenje medicinske elektroničke opreme, koja koristi tekućinu kao medij za odvođenje topline iz uređaja kako bi se raspršila.
Tečni sistem hlađenja obično se sastoji od dva dela: prenosa toplote i dela za odvođenje toplote. Prvi je obično napravljen od bakra ili aluminija za prijenos topline i razmjenu topline; potonji se uglavnom sastoji od radijatora i ventilatora. Sposobnost rasipanja toplote radijatora u velikoj meri zavisi od vrste tečnosti koja se koristi i brzine ventilatora za hlađenje.
Za medicinsku elektroničku opremu vrlo je važno dizajnirati efikasan i pouzdan sistem hlađenja, uzimajući u obzir zahtjeve za hlađenjem, cijenu proizvoda i okruženje uređaja. Različite sheme odvođenja topline imaju svoje prednosti i nedostatke i treba ih pažljivo razmotriti kada se koriste. Uopšteno govoreći, termičko rješenje treba odabrati u skladu s praktičnim okruženjem primjene, zahtjevima proizvoda, troškovima i drugim faktorima.
