對醫學應用至關重要的高可靠性連接器

2004年4月B版

　　醫療儀器要求極高的可靠性，而一般電子設備很少有如此高的可靠性要求。醫療儀器可用來測量病人的體溫、監視血壓或者繪制心電圖，這些操作都不允許出現任何差錯。普通市場上可以買到的連接器不能提供堅實可靠連接所必須的性能，都或多或少存在著一些問題，例如比較高的故障率、丟失關鍵數據、需要經常維修和昂貴的價格，這些問題都使醫療設備的擁有者感到沮喪。最重要的是當生與死將取決于儀器采集到的數據時，醫療儀器的可靠性對病人而言是生死攸關的。假如連接器不能提供可靠的數據連接，病人有可能需要再次進行昂貴和痛苦的檢查，甚至可能發生更糟糕的情況，即根據錯誤的數據，接受不正確的治療。

高可靠性連接器

　　在電路中，大多數信號和電源連接器應該盡可能感覺不到。連接器在連接電路時不應該在電路中增加任何電阻、電容、電壓、電感等。連接器的表現應該與直接連接的導線一樣好或更好。不可靠連接器的接觸電阻不穩定，時大時小，看起來象在電路中出現了一個可變電阻，有可能產生錯誤的讀數。

　　連接器應該主要是機械裝置，這些裝置可以使電路暫時斷開，以便進行清洗、殺菌、探查電路的改變或電纜的替換。另外，連接器還可以使電路暫時合上，以便進行充電、下載或電路測試。該機械連接應該是一種“看不見”的電氣連接。

　　高可靠性的連接器必須滿足應用的需求，包括很長的生命周期、低接觸電阻、高額定電流、低插拔力、防震動和防機械力沖擊。可靠性可以根據不同的應用場合，用多種方式進行定義。在手機電池連接的場合，這與醫療電子儀器的連接不同，可靠性意味著以相對較高的接觸電阻能進行好幾百次的插拔連接。如果電源的連接不那么可靠，出現時好時壞，問題還不會太嚴重，因為許多用戶會準備換一部采用最新技術的手機，還有些用戶為了省錢，不準備買新的手機，他們愿意忍受電源接觸不良所帶來的不方便。但是對精密的醫療儀器，例如心臟電擊去纖顫器(起博器)而言，高接觸電阻或接觸不良會造成生命危險。

　　因為這種連接器是用于醫療儀器的，所以需要插拔許多次，要求具有很長的有效使用期，相對于連接器的體積而言，又需要提供很低的接觸電阻和(或)很大的電流載荷能力。在需要許多次插拔的場合，低插拔力往往是至關重要的，它能避免由于過大的機械插拔力對儀器設備可能造成的損壞。在有些場合，外部環境存在著強力的振動或機械的沖擊，需要連接器能在這一類條件下保持可靠的電氣連接。

　　我們可以買到的連接器產品有許多種，其設計方案多種多樣，分別針對不同等級的電氣連接可靠性能的要求。模壓成型的連接器，雖然價格低廉，但只能提供有限數目的接觸點，當插拔次數多時或在有振動或機械沖擊的環境下葉狀簧片常常不能很好地保持緊密的接觸，因而造成高接觸電阻。不同種類的機械接觸設計方案可以減少接觸電阻或改進防振動的性能，但付出的代價是高的插拔力或減低連接器的插拔生命周期。

醫療儀器專用高可靠連接器

　　雙曲面線籃狀連接器，如由 Hypertronics 公司生產的產品(見圖1)，提供了醫療儀器設備必需具有的所有高可靠特性。雙曲面籃子中的彈性金屬絲被固定在插座觸點的兩端，并被設計成能彈性地伸展。當插針插入雙曲面籃子中時，金屬絲就緊緊包住了插針。彈性金屬絲的伸展特性減少了插拔力，大大延長了連接器的生命周期，經過測試，插拔次數已經超過10萬次。沿著籃子的每一條金屬絲都有許多接觸點，這些點大大減低了接觸電阻，增加了電流負載的能力。這些點以及360