医疗仪器设备中的EMC解决方案

　　随着医疗仪器设备现代化程度的进一步提高，各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。

        1.1干扰的方式

　　干扰分为差模干扰、共模干扰和串模干扰。差模干扰又叫常模干扰、横模干扰或对称干扰，它是指叠加在线路电压正弦波上的干扰，是载流导体之间的干扰。如电网的过欠压、瞬态突变、尖峰等。共模干扰又叫纵模干扰、不对称干扰和接地干扰，它是指产生于电网与零线之间的干扰，是载流导体与大地之间的干扰，是由辐射或干扰耦合到电路中来的。如尖峰干扰、射频干扰、零线与地线间的稳态电压等。串模干扰是指外界磁场电场引起的干扰。

　　1.2干扰的类型

　　现在生产的所有电子设备都包含电磁干扰滤波电路。同样，所有开关型电源都有内部的电磁干扰滤波器。但是，在有些环境中，这些电子器件的电磁干扰滤波器需要辅助滤波器，以便满足更加苛刻的电噪声管制或者保护器件免受过多的外部噪声源干扰。

　　电源干扰的类型包括电压降落、失电、频率偏移、电气噪声、浪涌、谐波失真和瞬变等。

　　l.3干扰对医疗仪器设备的影响

　　心脑电图机、监护仪、超声诊断仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备等，特别是检测人体生物电信号的仪器设备，由于信号非常的微弱，如果受到干扰，就会在检测结果如波形、图形、图像上叠加一种类似于某些病变的畸变造成误诊，同时还会引起微电击，严重时还有生命危险。如果是带有计算机系统的医学仪器设备，当共模干扰中的尖峰干扰幅度达到2V～50V，时间持续数微秒时，可引起计算机逻辑错误、丢失等。

　　2抑制干扰的常用方法

　　2.1接地

　　在阐述接地之前，必须弄清地线与零钱、保护接地和保护接零的基本概念。即：地线是指连接地球通向大地的金属连接线，而零线是我国电力部门提供的工作线路;保护接地是将仪器设备的金属外壳接上地线，在外壳由于干扰引起带电时，电流沿地线流入大地，达到保护人身和仪器设备安全的目的。而保护接零是将仪器设备的金属外壳与电源的零线连接起来，在短路时，立即烧断保险，以达到切断电源的目的。

　　2.1.1仪器设备的信号接地

　　①浮地把电路的“零”电位或设备的“零”电位与公共接地系统，或可能引起环流的公共导线绝缘，即不接地，使此“零”电位相对于大地的零电位来说是个悬空的“零”电位。常用的方法有变压器隔离和光电耦合隔离。浮地的优点是抗干扰能力强，缺点是静电积累。当电荷积累到一定程度后，在设备地与公共地之间的电位差可能引起剧烈地静电放电，而成为破坏性很强的骚扰源。解决的方法是在浮地与公共地间跨接泄放电阻、阻值的大小以不影响设备漏电流的要求为宜。

　　②单点接地电路和设备中凡需要接地的点都接到被定义的只有一个物理点为接地参考点的点上就称为单点接地。对一个系统如果采用单点接地，每个设备都要有自己的单点接地点，然后各设备的地再与系统中唯一指定的参考接地点相接。缺点是系统工作频率很高时呈某种电抗效应，引起接地效果不佳。

　　③多点接地多点接地是指设备中凡需接地的点，都直接接到离它最近的接地平面上。优点是简单，高频驻波小。缺点是维护量较大。

　　④混合接地集单点和多点接地之长，把需要就近接地的点，就近直接与接地平面相连或对需要高频接地的点，通过旁路电容与接地平面相连接，其余各点均采用单点接地。流通信号波长低于0.05λ时采用单点接地，接地线长度达到0.05λ以上的就应采用多点接地。

　　2.2屏蔽

　　为了有效地抑制设备内、外部的辐射电磁能通过空间传播的电磁干扰，通常采取的措施，是屏蔽。具体有电场、磁场、电磁场屏蔽三种。实践证明：对带有计算机系统的仪器设备，采用屏蔽计算机主机的方法对电磁干扰和静电产生的干扰有很好的抑制作用。用不同的屏蔽方式和材料其效果也各不相同。

　　2.2.1电场屏蔽

　　仪器设备中电位不同物体间的相互感应可看成是分布电容间的电压分配。为了减少干扰源对被感应物的干扰，通常采取的措施是：增大干扰源与被感应物的距离，减小分布电容;尽可能让被感应物贴近接地板，增大其对地的电容;在两者间加入金属屏蔽层。屏蔽层必须是导电良好的导体，要有足够的强度，接地要好。例如心脑电图机、监护仪、针灸电疗仪或银针直接接触人体的仪器设备应远离超短波治疗机、高频电刀、X射线机、CT、MRI及一切能辐射电磁波的医疗设备的辐射区内，X线机的高压电缆屏蔽层的重要性。

　　2.2.2磁场屏蔽

　　磁场屏蔽是指对直流或低频磁场的屏蔽。其屏蔽原理是利用屏蔽体的高导磁率、低磁阻特性对磁通所起的磁分路作用，从而削弱屏蔽体内部的磁场。为了减少屏蔽体的磁阻，所用材料必须是高导磁率的，有一定的厚度的材料。被屏蔽物要尽量放在屏蔽体的中心位置，注意缝隙。通风孔等要顺着磁场方向分布，电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施;或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。

　　2.2.3电磁场屏蔽

　　该电路包括耦合至次级绕组中一匝的一反相装置，用于产生与从所述次级绕组感应至阳极的一电压信号的相位相反的相位;一振荡装置，用于振荡从所述反相装置的输出节点输出的电压信号并使经振荡的信号与所述高电压在电平上相匹配;以及一电磁场发生装置，用于施加从所述振荡装置的输出节点输出的一电压信号，产生一电磁场以响应于实质上围绕所述显象管的前部的周围的所述电压信号，并消除和屏蔽从所述阳极产生的所述电磁场。结果，该电路可以较低成本应用于多种尺寸的阴极射线管，由此提出生产效率。