Come si raffredda il dispositivo elettromedicale?
Con il rapido sviluppo della tecnologia dell'elettronica medica, il raffreddamento del sistema elettronico è una parte molto importante della progettazione dell'elettronica medica. Il calore influisce sull’affidabilità, sulle prestazioni e sul suo ciclo di vita del sistema. Per garantire la durata e il corretto funzionamento dei dispositivi elettronici, è necessario progettare sistemi di raffreddamento affidabili. Il raffreddamento termico è una delle considerazioni più importanti nell'ingegneria dell'elettronica medica.
Questo articolo introdurrà gli schemi comuni di dissipazione del calore delle apparecchiature elettroniche mediche, compreso il raffreddamento a convezione naturale, il raffreddamento a convezione forzata, il raffreddamento a liquido e altre forme.
Raffreddamento a convezione naturale:
Il raffreddamento a convezione naturale è un tipo di soluzione di raffreddamento per apparecchiature elettroniche mediche, che si basa sull'aria circostante o su altri mezzi per dissipare il calore attraverso la convezione naturale. Rispetto al tradizionale raffreddamento a convezione forzata, la convezione naturale presenta i vantaggi di basso costo, bassa rumorosità e non necessita di alimentazione.
L'effetto di raffreddamento del raffreddamento a convezione naturale dipende principalmente dalla differenza di temperatura tra la fonte di calore e l'ambiente circostante, nonché dall'area circostante, dallo spessore e dal fatto che sia bloccato o meno, formando così un flusso d'aria sulla superficie del dispositivo a causa del galleggiabilità indotta dalla differenza di temperatura. Il flusso d'aria allontana il calore dalla superficie del dispositivo elettronico medico e lo dissipa nell'ambiente esterno.
Raffreddamento a convezione forzata:
Il raffreddamento a convezione forzata è un tipo di schema di dissipazione del calore per apparecchiature elettroniche mediche, che utilizza una fonte di alimentazione esterna per guidare artificialmente la convezione dell'aria, che può migliorare la conduttività termica del dispositivo, aumentando così la velocità di raffreddamento.
Il raffreddamento a convezione forzata può essere suddiviso in tre categorie: raffreddamento con ventola assiale, raffreddamento con ventola centrifuga e raffreddamento con ventola a flusso incrociato. Ogni tipo di ventola di raffreddamento presenta i rispettivi vantaggi e svantaggi di cui è necessario tenere conto durante la progettazione.
Il raffreddamento con ventola assiale è caratterizzato da struttura semplice, dimensioni ridotte e basso costo. Ma può spostare l'aria solo in un'unica direzione, quindi il flusso d'aria solitamente non è bilanciato ed è facile che si verifichino inefficienze.Il raffreddamento con ventola centrifuga è caratterizzato da un'elevata pressione dell'aria e da un'elevata portata. Ma il rumore è più forte e la forma è rigonfia, il che non è adatto alla miniaturizzazione del dispositivo elettronico medico.Il raffreddamento con ventola a flusso incrociato è caratterizzato da dimensioni ridotte, flusso d'aria uniforme e bassa rumorosità. Ma a causa della sua struttura complicata, è difficile da mantenere e costoso.
Raffreddamento a liquido:
Il raffreddamento a liquido è una sorta di soluzione di raffreddamento ad alta efficienza per apparecchiature elettroniche mediche, che utilizza il liquido come mezzo per allontanare il calore dal dispositivo al fine di dissiparlo.
Il sistema di raffreddamento a liquido è solitamente composto da due parti: la parte di trasferimento del calore e la parte di dissipazione del calore. Il primo è solitamente realizzato in rame o alluminio per il trasferimento e lo scambio termico; quest'ultimo è composto principalmente da un radiatore e da una ventola. La capacità di dissipazione del calore del radiatore dipende in larga misura dal tipo di liquido utilizzato e dalla velocità della ventola di raffreddamento.
Per le apparecchiature elettroniche medicali, è molto importante progettare un sistema di raffreddamento efficiente e affidabile, tenendo conto dei requisiti di raffreddamento, del costo del prodotto e dell'ambiente del dispositivo. Diversi schemi di dissipazione del calore presentano i rispettivi vantaggi e svantaggi e devono essere considerati attentamente quando utilizzati. In generale, la soluzione termica dovrebbe essere scelta in base all'ambiente applicativo pratico, ai requisiti del prodotto, ai costi e ad altri fattori.
