كيف يتم تبريد الجهاز الكهربائي الطبي
مع التطور السريع لتكنولوجيا الإلكترونيات الطبية، يعد تبريد النظام الإلكتروني جزءًا مهمًا جدًا من التصميم الإلكتروني الطبي. تؤثر الحرارة على موثوقية النظام وأدائه ودورة حياته. لضمان عمر الأجهزة الإلكترونية وتشغيلها بشكل سليم، يجب تصميم أنظمة تبريد موثوقة. يعد التبريد الحراري أحد أهم الاعتبارات في هندسة الإلكترونيات الطبية.
ستقدم هذه المقالة مخططات تبديد الحرارة الشائعة للمعدات الإلكترونية الطبية، بما في ذلك التبريد بالحمل الحراري الطبيعي، والتبريد بالحمل القسري، والتبريد السائل وأشكال أخرى.
التبريد بالحمل الطبيعي:
التبريد بالحمل الحراري الطبيعي هو نوع من حلول التبريد لمعدات الإلكترونيات الطبية، والتي تعتمد على الهواء المحيط أو الوسائط الأخرى لتبديد الحرارة من خلال الحمل الحراري الطبيعي. بالمقارنة مع التبريد بالحمل القسري التقليدي، يتميز الحمل الحراري الطبيعي بمزايا التكلفة المنخفضة والضوضاء المنخفضة وعدم الحاجة إلى مصدر طاقة.
يعتمد تأثير التبريد للتبريد بالحمل الحراري الطبيعي بشكل أساسي على اختلاف درجة الحرارة بين مصدر الحرارة والمناطق المحيطة به وكذلك على المنطقة المحيطة وسمكها وما إذا كانت مسدودة أم لا، وبالتالي يتكون تدفق هواء على سطح الجهاز بسبب الطفو الناجم عن اختلاف درجات الحرارة. يحمل تدفق الهواء الحرارة بعيدًا عن سطح الجهاز الإلكتروني الطبي ويتبدد إلى البيئة الخارجية.
التبريد بالحمل القسري:
التبريد بالحمل القسري هو نوع من مخططات تبديد الحرارة للمعدات الإلكترونية الطبية، والذي يستخدم مصدر طاقة خارجي لدفع الحمل الحراري للهواء بشكل مصطنع، مما يمكن أن يعزز التوصيل الحراري للجهاز، وبالتالي زيادة معدل التبريد.
يمكن تقسيم التبريد بالحمل القسري إلى ثلاث فئات: التبريد بمروحة محورية، والتبريد بمروحة الطرد المركزي، والتبريد بمروحة التدفق المتقاطع. كل نوع من أنواع التبريد بالمروحة له مزاياه وعيوبه التي يجب مراعاتها عند التصميم.
يتميز التبريد بالمروحة المحورية بالهيكل البسيط، الحجم الصغير والتكلفة المنخفضة. ولكنها لا تستطيع تحريك الهواء إلا في اتجاه واحد، وبالتالي فإن تدفق الهواء عادة ما يكون غير متوازن ومن السهل حدوث عدم الكفاءة.يتميز التبريد بمروحة الطرد المركزي بضغط هواء مرتفع ومعدل تدفق مرتفع. لكن الضجيج أعلى والشكل منتفخ، وهو أمر غير مناسب لتصغير الجهاز الإلكتروني الطبي.يتميز التبريد بمروحة التدفق المتقاطع بالحجم الصغير وتدفق الهواء الموحد والضوضاء المنخفضة. ولكن بسبب هيكلها المعقد، فمن الصعب صيانتها ومكلفة.
التبريد السائل:
التبريد السائل هو نوع من حلول التبريد عالية الكفاءة لمعدات الإلكترونيات الطبية، والذي يستخدم السائل كوسيط لنقل الحرارة بعيدًا عن الجهاز من أجل تبديدها.
يتكون نظام التبريد السائل عادة من جزأين: جزء نقل الحرارة وجزء تبديد الحرارة. الأول عادة ما يكون مصنوعًا من النحاس أو الألومنيوم لنقل الحرارة والتبادل الحراري؛ يتكون الأخير بشكل أساسي من مشعاع ومروحة. تعتمد قدرة المبرد على تبديد الحرارة إلى حد كبير على نوع السائل المستخدم وسرعة مروحة التبريد.
بالنسبة للمعدات الإلكترونية الطبية، من المهم جدًا تصميم نظام تبريد فعال وموثوق، مع مراعاة متطلبات التبريد وتكلفة المنتج وبيئة الجهاز. إن المخططات المختلفة لتبديد الحرارة لها مزاياها وعيوبها، وينبغي النظر فيها بعناية عند استخدامها. بشكل عام، يجب اختيار الحل الحراري وفقًا لبيئة التطبيق العملي، ومتطلبات المنتج، والتكلفة وعوامل أخرى.
