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福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例

时间: 2023-11-17
浏览次数: 13

医疗器械是医疗健康领域的重要组成部分,随着科技的不断进步,医疗器械行业也在不断地进行技术创新和升级。核磁设备、CT 设备,尤其是医疗机器人都有了更加广泛的应用前景。无论是机器人还是核磁设备,PRC 或上位机与探头的信息交互都离不开可靠、精确的通信系统。通信线缆则是连接控制单元和各个组件之间的必要通路,简单的通断测试已远远不能满足低时延,高速率,高稳定性和可靠性的要求。

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例


案例背景

医疗设备内的通讯线缆具有接点多、距离短的特点,本身对线缆性能影响就非常大,再加上设备使用期间线缆需要频繁移动,自然衰耗周期要远远高于日常线缆。通信故障会导致设备无法正常运行,更有可能使手术及救援过程充满安全隐患。对于腔镜机器人、口腔手术机器人、人工耳蜗手术机器人、核磁设备这类常用医疗设备而言,通信故障(信息传输不稳定)会引起连接探头异常无法工作等问题,如果影像无法回传或者回传失败则会引发重复工作或者手术失败的风险,造成严重的损失和医疗事故,使设备厂商面临难以估量的客户索赔和声誉影响。

测试实例

实例一:

手术机器人在开机后经常出现无法连接摄像头,或者摄像头影像回传不稳定的现象,为手术操作带来极大不确定性。客户经过软件、PRC 等自检后怀疑可能是线缆不稳定,但是更换线缆后也未见好转,如问题持续,厂商将面临产品质量索赔以及品牌声誉受损等风险。

解决方案:

对机器内包含接头在内的跳线链路进行性能质量测试以判断具体问题点及对应解决方式

测试过程:针对设备连接点多、距离短的特点,福禄克网络建议选用TIA 跳线标准对线缆类别及长度(比如cat5e 1.5m)进行测试以确保跳线性能质量和接头工艺质量,测试的参数主要是串绕(NEXT)和回波损耗(RL),皆在考核线缆自身性能质量。

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例

典型参数解释:

参数解释
故障来源
串扰cross talk

通信线缆内部不同线对之间或者不同通信线之

间产生的,由于同时传输信号导致的互相干扰

通常线缆质量差或者端接的地方开绞太长容易导致此类故障
回波损耗 return loss由于阻抗不连续导致的信号反射线缆质量差,线缆受损或者线缆和端接模块阻抗不匹配都容易导致此类故障

测试设备:线缆认证分析仪 DSX2-5000CH

选取标准:TIA Patch Cord Cat6 5.0m 跳线标准

测试结果:链路两端水晶头性能不佳(NEXT 严重超标),且整根跳线的性能质量也不好。抽样测试的20 根跳线通过率仅为10%

(2 通过,2 临界,16 不合格)。

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例

5 米长的被测链路中首尾两个连接器串扰值过大( 需改进)

此类摄像头信号不稳定现象不仅与线缆本身性能有关,还受到连接器和施工工艺的影响。客户更换了更高品质的跳线以及对水晶头施工工艺进行严格把关了之后,手术机器人摄像头信号问题得到了有效解决。此外,对医疗器械整体链路的检测也是十分必要的。在本例中,如果摄像头信号传输不出问题,那么这数十根不合格的跳线将会继续在不稳定的环境中传输数据,带来更多的安全隐患,

使客户在未来面临产品投诉、医疗事故索赔、品牌形象受损等严重后果。


实例二:

医疗器械生产线机器人手臂在日常运行中出现偶发故障,导致生产出的医疗器械残次品率变高,影响产品质量检测合格率以及日常交付时效性。

解决方案:

通过对故障机器人线缆的平衡参数进行测试帮助客户判定线缆的抗干扰能力。测试过程:由于线缆所处工作环境可能存在较强电磁干扰,容易导致间歇性故障(最常见的故障类型),因此除了测试串扰,回波损耗等参数外,福禄克网络增加了线缆抗电磁干扰的能力(通过TCL, ELTCTL 平衡参数测试可了解)和线缆屏蔽层的连续性测试。

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例

典型参数解释:

参数

解释故障来源
平衡参数TCL ELTCTL
衡量通信线缆抗电磁干扰的性能因电磁干扰影响而使线缆传输产生间歇性故障

测试设备:线缆认证分析仪 DSX2-5000CH

选取标准:工业标准TIA1005 Cat 5e Channel E3

测试结果:测试失败,衡量抗电磁干扰的平衡参数指标TCL, TCTL 远远低于测试标准要求,因此确定被测线缆是由于易受电磁干扰影响而导致的通信故障。

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例

TCL, TCTL 远远低于测试标准(需更换符合平衡参数要求的线缆)


智能制造工厂的电磁环境对产品质量可靠性、稳定性有重大影响作用,各种电子电器设备在有限的空间内要同时进行密集、高效、精准的互联协同工作,由此带来的设备之间的电磁干扰已成为至关重要且必须解决的问题。客户根据测试结果发现问题、定位问题并有效解决问题(更换成合格的通信线缆)。

实例三:

核磁设备将扫描结果回传到显示屏或者后台医生电脑(服务器)时,出现“数据回传失败”或“数据采集故障“等设备工作异常现象,经检查,是数据传输链路(光纤链路)出现问题,但是无法找到具体问题点,即使更换了光纤也无法解决问题。

解决方案:

通过对光纤链路进行测试,快速发现故障点(通过对光纤端面进行检测及清洁可解决大部分光纤故障问题)。

测试过程:采用自动OTDR 进行快速故障定位(弯折、破裂、连接问题)配合光纤端面检测工具对光纤故障头号杀手(光纤端面脏污)

进行直观判断。

测试设备:OptiFiber Pro OTDR 光时域反射仪,FI2-7000 CH FiberInspector Pro/ FI-3000 FiberInspector Pro 光纤端面检测显微仪

选取标准:光纤端面标准IEC 61300-3-35

测试结果:通过测试,发现MPO 及单芯光纤端面、光纤模块脏污严重,通过使用福禄克网络专业的清洁工具进行清洁,问题很快

得以解决。

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例


使用OTDR 发现问题

福禄克医疗器械通讯线缆质量测试应用案例

光纤显微镜检查结果,光纤端面存在脏污情况专业清洁工具清洁后,脏污问题得到解决


除铜缆外,医疗设备中光纤的使用比重也在逐渐加大。因为市场普及度以及使用经验的有限,很多设备厂商以及医疗器械使用者都对于光纤的检测维护手段及检测标准认识不足,在面对光纤链路故障时感到无从下手。福禄克网络同样提供光纤认证及日常维护解决方案,助您更专业高效地解决光纤问题。

结论

高品质线缆的使用是确保医疗设备稳定运行的关键,医疗设备设计、生产、使用的每一环节都不容忽略,福禄克网络建议:

● 设计时,针对链路形态,线缆类型,进行选型测试。

● 生产时,对质量品控做严格的要求及测试(来料测试、随工测试)。

● 出厂时,进行严格的质量测试,降低后期使用过程中故障出现的频率,保证高稳定的运行。

● 维护时,增加定期性能测试环节,对设备分类、分链路进行性能自然损耗评估,(由于工作过程中通信线缆一直处于移动和扭绞中,

容易导致性能下降,定期维护测试(预防性检测)可以提前发现、排除故障隐患)提升客户使用感知。

解决方案产品配置说明

线缆认证分析仪

DSX2-5000CH/

DSX2-8000CH

满足客户检测需求

的各类适配器

OptiFiber Pro

OTDR 光时域反射仪

FI2-7000 CH FiberInspectorTM

Pro 光纤端面检测显微仪

光纤清洁套件
进行双绞线链路的性能测

试,认证整个链路是否满

足客户需求。在本案例中,

帮助客户测试多个参数,

包括测试跳线链路质量、

抗电磁干扰平衡参数等

在实际环境中, 除了

RJ45 外,还有M12D、

M12X常见连接类型(福

禄克提供对应的适配

器),全面对线缆性能

进行测试评估

内置多样化测试标准,

提供多种波长的单多模

光纤链路测试,具有自

动识别弯曲的锐弯检测

功能,准确判定光纤链

路故障

2 秒内对光纤连接器端面进行检查和

确认,并自动根据标准进行端面检测

通过/ 失败认证,避免认为检测的误

差和主观性

提供跳线和端口内侧端面准

确清洁所需的全套工具,外

形小巧便携。溶剂采用特殊

成分,可溶解污物,中和静

电,包裹并清除颗粒物质


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关于福禄克网络(Fluke Networks)

福禄克网络(Fluke Networks) 是网络认证、故障诊断和排除以及安装工具的全球领导者,其产品是负责安装和维护重要网络布线基础设施的专业人士的理想选择。从安装最先进的数据中心到恢复极端恶劣天气条件下的服务,我们一贯的可靠性与无以伦比的性能相结合,确保顺利、高效地完成工作。公司的旗舰产品包括创新的LinkWare™ Live,全球领先的基于云的电缆认证解决方案,

迄今已上传超过1400 万组结果。


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