Vue d'ensemble des systèmes de refroidissement et de refroidissement dans les équipements médicaux
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, les types d'équipements médicaux augmentent continuellement et leurs applications dans le travail médical deviennent également de plus en plus étendues. Les exigences de température dans leur environnement de travail sont également très strictes. Afin de garantir que les équipements médicaux fonctionnent dans un environnement de température correct, ils sont généralement équipés de systèmes de refroidissement et thermiques. Un bon système de refroidissement et thermique peut assurer le fonctionnement sûr et fiable de l'équipement médical, avec une faible consommation d'énergie, un faible taux de maintenance et une efficacité de travail élevée. Une fois que le système de refroidissement et de refroidissement tombe en panne, les composants de l'équipement se réchauffent fortement en raison de la chaleur générée pendant le processus de travail, et finissent par provoquer des conditions anormales ou même endommager l'équipement médical. Chaque année, d'innombrables équipements médicaux sont paralysés en raison de mauvaises performances thermiques dans le monde, ce qui fait de grandes pertes. Par conséquent, la recherche sur le refroidissement et le système de refroidissement des équipements médicaux est particulièrement importante.
La source de chaleur de l'équipement médical fait référence à certains composants internes dont la température augmente en raison d'une rotation ou d'une vibration rapide et qui fonctionnent dans des conditions de haute pression pendant le processus de fonctionnement de l'équipement médical. à mesure que la température augmente, ces composants ne peuvent pas fonctionner normalement, voire endommager l'équipement médical. Grâce à des enquêtes et des recherches, il a été constaté que la source de chaleur de l'ordinateur médical comprend la carte graphique et le processeur ; la source de chaleur du moniteur ECG comprend une carte de circuit imprimé et une carte d'alimentation à découpage ; la source de chaleur de l'instrument de thérapie au laser est un tube d'émission laser ; la source de chaleur de la machine CT comprend un tube à rayons X, une carte de circuit imprimé, un détecteur La source de chaleur de l'équipement d'imagerie DSA comprend des tubes à rayons X et des cartes de circuit imprimé. Les sources de chaleur contenues dans les produits de différents fabricants sont légèrement différentes. Par exemple, la source de chaleur de l'équipement d'imagerie Siemens DSA comprend des détecteurs à écran plat en plus des tubes à rayons X ; équipement d'imagerie par résonance magnétique nucléaire. Les sources de chaleur comprennent des aimants, des bobines de champ à gradient, des bobines de radiofréquence et des amplificateurs à gradient ; les sources de chaleur des accélérateurs linéaires comprennent les tubes d'accélération, les aimants de déviation, les bobines de tube d'accélération, les collimateurs primaires, les klystrons, les bobines de klystron et les transformateurs d'impulsions.
La méthode de refroidissement des équipements médicaux
En comprenant comment la chaleur est générée et transférée, nous savons que la chaleur ne peut pas se transférer spontanément d'un objet à basse température à un objet à haute température, mais peut être transférée d'un objet à haute température à un objet à basse température. Grâce à cela, les gens ont développé des systèmes de refroidissement et thermiques dans les équipements médicaux. , grâce à la circulation continue du liquide de refroidissement à basse température, la chaleur est évacuée, de sorte que l'équipement médical peut fonctionner normalement.
Dans le travail médical, en raison de l'existence de sources de chaleur à l'intérieur des équipements médicaux et de nombreux facteurs qui affectent la température des composants à l'intérieur des équipements médicaux, davantage de solutions de refroidissement et thermiques sont utilisées. Les méthodes de refroidissement et de refroidissement adoptées par les équipements médicaux comprennent principalement les méthodes de refroidissement par radiateur solide, le dissipateur de chaleur à refroidissement par air naturel, le dissipateur de chaleur à refroidissement par air forcé, le dissipateur de chaleur à circulation d'eau, le dissipateur de chaleur à circulation d'huile et les méthodes de refroidissement à semi-conducteurs ; différents équipements médicaux adoptent différentes méthodes de refroidissement et de refroidissement. Les équipements médicaux de mode, de petite et moyenne puissance utilisent souvent un refroidissement par air forcé pour dissiper la chaleur ; les composants électroniques ou les composants qui fonctionnent dans des conditions environnementales à haute température et ont un taux de production de chaleur élevé pendant le fonctionnement sont plus adaptés au refroidissement par liquide avec une efficacité de refroidissement relativement élevée. Pour les composants à taux de production de chaleur élevé pendant le processus de travail, lorsque la forme de refroidissement conventionnelle ne peut pas répondre aux exigences, telles que le refroidissement par évaporation, le caloduc, l'évaporation par ébullition, le refroidissement par micro-canal ou le refroidissement par jet ou même le refroidissement thermoélectrique peuvent être utilisés. D'autres méthodes de refroidissement sont utilisées pour le refroidissement. Une variété de gros équipements médicaux adopteront deux ou plusieurs méthodes de dissipation thermique pour refroidir et dissiper les composants internes.
Systèmes de refroidissement et de refroidissement pour machines CT
3.1 Module de refroidissement du tube à rayons X de la machine CT
Le système de refroidissement et thermique d'un scanner comprend généralement deux modules, à savoir le module de refroidissement du tube radiogène et le module de refroidissement du portique de balayage. Lorsque la tomodensitométrie fonctionne, la surface cible du tube à rayons X de la tomodensitométrie est bombardée par le faisceau d'électrons en mouvement à grande vitesse et 99 % de l'énergie cinétique du faisceau d'électrons est convertie en énergie thermique. Afin de refroidir la surface cible, la chaleur sur la surface cible est d'abord évacuée par l'huile de transformateur haute tension. Ensuite, la dissipation thermique de l'huile par le ventilateur assure le fonctionnement continu fiable et stable de la machine CT, c'est-à-dire que le tube à rayons X utilise de l'huile isolante pour échanger de la chaleur avec l'air.
Le module de refroidissement du tube à rayons X de la machine CT est une boucle fermée de circulation d'huile. L'huile de transformateur haute tension pure remplit la canalisation en boucle pour isoler et protéger le tube à rayons X de la machine CT et dissiper la chaleur. Les composants du module de refroidissement du tube à rayons X de la machine CT comprennent un capteur de circulation d'huile, une résistance de détection de température d'huile, une pompe de circulation d'huile, un réservoir d'huile, un échangeur de chaleur et un ventilateur de refroidissement, un pressostat d'huile et une carte de circuit de détection d'état de tube. La pompe de circulation d'huile alimente le flux de circulation de l'huile du transformateur haute tension dans le réservoir d'huile et les tuyaux de l'échangeur de chaleur. Un signal de tension continue pulsé dont la fréquence est proportionnelle au débit de l'huile du transformateur haute tension est émis par le capteur de circulation d'huile et l'huile dans le réservoir d'huile se dilate en raison du chauffage. , lorsque la pression de réglage est dépassée, le pressostat d'huile est fermé et un signal d'erreur de pression d'huile est émis en même temps. La résistance de détection de température d'huile détecte la température de l'huile du transformateur haute tension. Lorsque la température de l'huile dans le réservoir d'huile augmente, sa valeur de résistance diminue. Le signal d'erreur de température d'huile est donné lorsque l'huile du transformateur atteint une certaine température. Le système se verrouille immédiatement si l'un des trois signaux de circulation d'huile, de pression d'huile et de température d'huile est erroné et que le tube à rayons X est protégé.
3.2 Module de refroidissement du rack de tomodensitométrie
La partie statique du cadre de balayage conduit l'échange de chaleur par refroidissement à air forcé et refroidissement par circulation d'eau. Un refroidisseur à eau est utilisé pour refroidir l'intérieur du rack CT. L'ensemble du cycle du module est que l'eau froide du refroidisseur d'eau pénètre dans l'échangeur de chaleur eau-air à l'intérieur du rack par le tuyau d'eau froide. Ici, l'eau froide et l'air chaud à l'intérieur du rack sont entièrement refroidis. Après l'échange de chaleur, la chaleur à l'intérieur du rack est évacuée (y compris la chaleur évacuée par l'huile du tube à rayons X installé dans le rack et la chaleur du circuit imprimé, etc.), l'eau froide devient de l'eau chaude en raison de l'absorption de chaleur, et le tuyau d'eau chaude transforme l'eau chaude en eau chaude. Il est envoyé à l'échangeur de chaleur réfrigérant-eau à l'intérieur du refroidisseur d'eau. Ici, le réfrigérant enlève la chaleur dans l'eau chaude, puis le réfrigérant est transformé en un état gazeux. La grande quantité d'air expulsée par le ventilateur au niveau de l'évaporateur le refroidit, la chaleur est finalement transférée hors de la pièce et le réfrigérant liquéfié est renvoyé vers l'échangeur de chaleur réfrigérant-eau.
3.3 Appareil d'imagerie cardiovasculaire Système de refroidissement et de refroidissement du tube à rayons X
Les appareils d'imagerie cardiovasculaire utilisent généralement un refroidissement par circulation d'eau (certains modèles utilisent un refroidissement par circulation d'huile) pour refroidir le tube à rayons X. L'ensemble des composants du système de refroidissement et de refroidissement comprend des détecteurs de température, des circuits de commande, des modules de circulation d'huile, des modules de circulation d'eau et des modules de circulation de réfrigérant.
3.4 Refroidissement et système de refroidissement de l'accélérateur linéaire
Le système de refroidissement et de refroidissement de l'accélérateur linéaire est basé sur le principe de fonctionnement du réfrigérateur. Il utilise l'eau en circulation comme moyen d'échange de chaleur, et l'eau est refroidie par le réfrigérant, puis les composants de l'accélérateur linéaire sont refroidis par l'eau. La chaleur générée par les composants lors du processus de travail est évacuée. Afin de maintenir les composants du linac à une température relativement constante, le système de refroidissement et de dissipation thermique nécessite une certaine pression et un certain débit.
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