CN101141020A - 具有射频采集装置的医学设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带外壳和射频采集装置的医学设备,其中所述射频采集装置与天线有效连接以采集射频标签。本发明的特征在于,所述射频采集装置具有发射器以及至少部分地具有导电能力的屏蔽,所述屏蔽至少将发射器包围成,使得由发射器产生的场被向外作用地屏蔽,并且天线安置在外壳内部和屏蔽之外。

Description

具有射频采集装置的医学设备
技术领域
本发明涉及一种带外壳以及射频采集装置的医学设备,其中所述射频采集装置与天线有效连接以采集射频标签。在医学设备中,尤其在带有至少一个用于采集与呼吸软管连接的射频标签的射频采集装置的呼吸机中存在一个问题,即在医学设备的外壳内部设置部件时必须考虑射频采集装置的天线常常以一种环形状尤其通过蚀刻在射频采集装置发射器的一个板坯(Platine)上构成。因为用于采集射频标签的射频采集装置的天线借助于一个近磁场构成,所以天线必须和发射器一起安置在构成射频标签的采集区域的区域中或者该区域附近。
背景技术
从US2006.0164.251A1中已知一种可以握在手上的RFID-读取设备。所述RFID-读取设备具有一个外边界在内棱边区域内的外壳。所述RFID-读取设备还具有一个以自然尺寸构建的偶极天线。所述偶极天线具有两个分别借助于一个对称变压器耦合的天线元件。该天线在一个角度范围内具有几乎统一的天线增益。所述RFID-读取设备还具有一个与偶极天线通过适当电缆连接的发射-接收单元。所述发射-接收单元被构建成发射和接收信号。偶极天线的天线元件沿外围绕外壳内棱边卷绕。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种能够更好地在医学设备外壳内部设置部件的医学设备。
该技术问题通过一种带外壳和射频采集装置的医学设备解决,其中所述射频采集装置与天线有效连接以采集射频标签的。所述射频采集装置具有一个发射器和一个具有导电能力的屏蔽,所述屏蔽至少将发射器包围成,使得由发射器产生的电磁射线或由发射器所产生的场,尤其是磁场或电磁场被向外作用地屏蔽,并且天线安置在外壳内部以及屏蔽之外。如此,所述射频采集装置或发射器就可以安置在外壳内部几乎任意的位置上。更为有利的是,所述天线可以独立于射频采集装置或者独立于发射器地安置在由天线的近磁场产生的、被设置用于构成采集区域的区域内。所述外壳优选构成医学设备的至少一个机械承载元件和/或免受机械影响的防护元件。医学设备的部件由此得以有利地防止受到使用者的触摸。所述外壳可以有利地具有一个机械的和/或功能作用的造型,例如构成呼吸软管的一个机械接头。
在一种优选的实施形式中,天线至少部分地或者完全地直接安置在外壳内表面上,尤其是外壳壁上。
进一步优选的,天线至少部分地构成外壳内表面,尤其是在软管接头的区域中。通过这种方式,有利地节省外壳内部的空间。更为有利的是,天线可以因此产生一个包括外壳壳壁的一个区域的采集区域。
在一种优选的实施方案中,天线尤其至少逐段地与外壳连接。进一步优选的,天线与外壳借助于一种黏结材料,例如一种胶粘剂相连接。在一种优选的实施形式中,所述天线至少逐段地接触外壳内表面。
在一种典型的实施形式中,天线通过一个具有导电能力的环构成。这种具有导电能力的环可以例如是由一根导线,尤其是由一个具有圆形的、矩形的、特别是具有正方形或者其他形状截面的导线构成。如此,天线可以有利地与外壳形状相匹配。优选的,所述天线被成型为紧贴外壳内表面并且至少逐段地直接接触外壳内表面。
在一种优选的实施形式中,天线由具有导电能力的层构成。进一步优选将具有导电能力的层蒸镀到外壳内表面上。如此,具有导电能力的层可以有利地构成外壳内表面的一部分。在另一种实施形式中,构成天线的具有导电能力的层被电镀地涂覆到外壳内表面上,并且优选与外壳内表面连接。作为蒸镀到外壳内表面的替换方式,天线、尤指具有导电能力的层可以借助于阳极喷射涂覆到外壳内表面上。
在一种有利的实施形式中,天线包含在外壳壁中。优选可以将天线在外壳压铸过程中至少逐段地包含到外壳壁中。在另一种实施形式中,天线被集成到外壳壁中。例如外壳可以为此具有一个用以至少逐段地容纳天线的槽。
优选在这种实施形式中的外壳至少部分地由一种热塑性塑料构成。
其他有利的外壳材料是聚苯乙烯,聚酰胺,聚丙烯,聚乙烯,聚碳酸酯,聚酰胺或者这些材料的组合。有利的天线材料是铜,铝,铁或者至少具有上述材料之一的合金。
在一种有利的实施形式中,天线由具有至少一个扁平平面的沿纵向延伸的带构成。进一步有利的是天线由具有两个扁平平面的沿纵向延伸的带构成。通过这种方式,所述天线可以有利地紧贴外壳内壁。更有利的是,所述天线可以因此紧贴圆形、直线形或者角形的外壳内壁。紧贴外壳内壁优选包括接触,尤其是通过天线对外壳内壁不间断的接触。
在一种优选的实施形式中,天线的环形状具有至少一个弯曲的纵截面。如此,天线可以有利地随弯曲的外壳内轮廓成型。
在一种优选的实施方案中,天线的环形状具有至少一个圆形分布的纵截面。如此,天线可以有利地随沿圆形分布的外壳轮廓成型。
所述借助于天线构成的环的分布优选具有至少一个旋转自由度和/或至少一个平移自由度。以此方式可以将天线尤其在具有扁平壁形状的情况下,沿着外壳内壁绕过拐角和/或弧段。更为优选的,所述天线沿两个平移轴Tx,Ty方向分布,并形成沿空间角度方向Rz的半径。
更为优选的,所述天线沿三个平移轴Tx,Ty,Tz分布,并构成沿所有两个空间角度方向Rz,Rx的半径。进一步优选的,所述天线沿三个平移轴Tx,Ty,Tz分布,并构成沿所有三个空间角度方向Rx,Ry,Rz的半径。
在一种优选的实施形式中,天线与一个安置在屏蔽外的平衡元件连接。进一步优选使所述平衡元件具有一个旋转电容器并且构建成用于改变和确定谐振频率,尤其是构成载波频率的射频采集装置的谐振频率。在一种有利的实施形式中,天线借助于一种尤其受到屏蔽的连接导线与发射器连接。以此方式,可以将天线有利地与发射器间隔一定距离地安置。
附图说明
以下借助于附图和其他的实施例对本发明作说明。
图1表示具有一个射频采集系统的医学设备的实施例。
图2表示具有一个射频采集装置的天线的医学设备外壳的实施例。
图3表示用于一个射频采集装置的天线的横截面的实施例。
具体实施方式
图1示意性地表示医学设备1的实施例。所述医学设备1具有外壳2。所述医学设备1还具有一个带有匹配元件5和匹配元件7的射频采集装置3。
所述外壳2具有分别用于导入呼吸软管端部的开口9和开口11。所述开口9具有一个用于套入呼吸软管上相应配设的凸轮的凹槽12。所述开口11具有一个用于套入呼吸软管末端的连接件16上相应配设的凸轮18的凹槽14。
所述连接件16被设计成卡口式接头,同时凸轮18被设计成穿过凹槽14并且通过围绕轴15旋转而形状锁定地保证连接件16不会沿着轴15返回运动。同时凸轮18被设计成形状匹配地从后面与开口11区域中的一个对应的凸起区域或者与外壳2在开口11区域中的外壳壁部分啮合,从而形状锁定地保证连接件16不会返回运动。
射频采集装置3至少间接地与天线20并且至少间接地与天线22连接。
射频采集装置3具有一个射频信号发射器4并且用屏蔽6封闭成,使得由发射器4产生的磁场或者电磁场被充分地屏蔽掉。所述屏蔽可以用屏蔽板或屏蔽栅格构成,并且至少部分地导电。
屏蔽也可以通过被具有导电能力的层蒸镀的塑料外壳构成,其中所述塑料可以具有聚苯乙烯,聚酰胺,聚丙烯,聚乙烯,聚碳酸酯,聚酰胺,或者这些材料的组合。
所述天线20被构建成环形状,并且至少从外围轮廓逐段地包围开口11。天线20具有一个沿环分布方向径向向外延伸的采集区域。在此实施例中,天线20被构建成具有矩形、圆形或圆状截面的导线环。天线20还包围凹槽14,从而天线20在凹槽14的区域内具有相应的、在本实施例中为矩形的形状。天线20具有接头24以及接头26,并且通过接头24以及接头26与匹配元件5连接。天线20沿着其一直延伸到接头24区域中的一段和一直延伸到接头26区域中的一段的环轮廓,直接地靠近外壳2的外壳壁,从而使天线20紧贴外壳2的外壳壁。
示出下面也称作RFID标签37的射频标签37,,其中RFID标签37与连接件16在为穿过开口11而设置的端部区域中连接。RFID标签37因此安置在天线20的采集区域中并且可以被天线20采集到。射频采集装置3被构建成产生射频信号并将它在输出端发射到天线20或天线22。
所述射频采集装置3通过一根连接导线32与匹配元件5连接。所述匹配元件5具有至少一个电容和/或一个电感,其中电容和/或电感用于调谐谐振频率以采集RFID标签37。电容可以是旋转电容器。
RFID标签37用于散掉由天线20所产生的近磁场的场能量,并且根据RFID标签37所代表的标签信息对近磁场进行调制。近磁场因此通过RFID标签37调制振幅。这种振幅调制对流动在射频采集装置3中的产生近磁场的电流具有反作用。
射频采集装置3用于采集通过调制产生的电流变化,并为此具有一个解调器。射频采集装置3具有一个输出端36并被构建成在已具备预先确定的射频标签,尤其是RFID标签37的情况下,产生标签信号并将该信号在输出端36上输出。射频采集装置3还通过一根连接导线34与匹配元件7连接。所述匹配元件7在输出端通过接头28以及接头30与构建成环形状的天线22连接。天线22包围开口9和凹槽12。还示出射频标签35,其与外壳2的外壳壁在开口9的区域中连接并且安置在天线22的采集区域中。
所述射频标签35用于测试射频采集装置3,其中射频采集装置3被构建为通过天线22采集射频标签35,并且产生一个代表该采集结果的测试信号。以此方式射频采集装置3可以进行自测试。
在图1中所表示的射频采集装置3可以以125kHz,135kHz,13.56MHz,27MHz,433MHz范围内的谐振频率或者界于1GHz和10GHz之间的谐振频率进行工作。前面描述的使前面描述的射频采集装置和射频标签可以工作的负载调制方法可以是一种按照ASK(ASK=Amplitude-Shift-Keying,振幅移位键控)方法或PSK(PSK=Phase-Shift-Keying,相移键控)方法的调制方法。
射频标签可以具有一个用于相应于所存储的标签信息对近磁场进行调制的调制器。射频标签可以是一个表面波发射机应答器。
图2表示用于射频采集装置、尤其一种医学设备的天线的实施例,其中天线44被蒸镀或者电解地涂覆到外壳38的表面上。天线44在此实施例中构成一个沿纵向延伸的薄带条,同时沿纵向延伸的薄带条具有一个界于10μm和200μm之间的厚度尺寸。天线44绕过外壳38的折边40和折边42前行,并且在折边40的区域中以及折边42的区域中相应于一个先弯曲紧接着圆形的外壳轮廓成型。
在图1中所表示的天线22和在图1中所表示的天线20可以有别于在图1中所描述地相应于天线44构建。例如外壳2为此可以在开口11的区域和/或在开口9的区域中具有一个管段,其中该管段的管壁将开口9或开口11包围成,使得连接件16可以插入到被管壁包围的管段内腔中。
天线44可以例如被安置在管段的外表面上。以此方式天线44可以包围由管段所包围的内腔并且采集例如RFID标签37。在相应于天线44构建外壳2的天线的情况下,接头24,26或28和30可以分别具有用于产生与天线44之间的电气接触的接触弹簧。
图2所表示的外壳部分38可以例如是在图1中所表示的外壳2在凹槽14的区域中的一个外壳部分,外壳部分38尤其可以是前面所描述的管段的一部分。
图3表示用于射频采集装置、尤其医学设备的天线的横截面形状的实施例。示出一个带状天线的横截面46。带状天线可以例如被层压为一个塑料薄膜。所述塑料薄膜可以是热塑性塑料,尤其是聚乙烯,聚丙烯或聚酰胺。横截面46具有厚度47。具有横截面46的天线的典型厚度界于100和400微米之间。
用于射频采集装置的天线的横截面形状可以具有矩形形状、尤其是正方形的横截面48。在其他的实施形式中,用于射频采集装置的天线具有圆形的横截面50。
图2中所表示的天线44,即被作为薄层涂覆到外壳表面上的天线,其典型材料是银,铜,或石墨或这些材料的组合。
用于图1和图3中所表示的天线的典型材料是铜,银,或石墨或这些材料的组合。
附图标记清单
1                医学设备
2                外壳
3                射频采集装置
4                发射器
6                屏蔽
5,7             匹配元件
9,11            开口
12,14           凹槽
15               轴
16               连接件
18               凸轮
20,22           天线
24,26,28,30   接头
32,34           连接导线
35,37           射频标签
36               输出端
38               外壳
40,42           折边
44               天线
46,48,50       横截面。

Claims (12)

1.一种具有外壳(2,38)和射频采集装置(3)的医学设备(1),其中所述射频采集装置(3)与天线(20,22)有效连接以采集射频标签(35,37),其特征在于,
所述射频采集装置(3)具有发射器(4)和至少部分地具有导电能力的屏蔽(6),所述屏蔽(6)至少将发射器(4)包围成,使得发射器所产生的场被向外作用地屏蔽掉,并且天线安置在外壳内部以及屏蔽之外。
2.如权利要求1所述的医学设备,其特征在于,所述天线至少部分地或者完全地直接安置在外壳内表面上。
3.如权利要求1或2所述的医学设备,其特征在于,所述天线逐段地与外壳(2,38)连接。
4.如上述权利要求中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线(20,22,44)由至少一个具有导电能力的环构成。
5.如上述权利要求中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线(44)由具有导电能力的层构成。
6.如权利要求5所述的医学设备,其特征在于,所述天线(44)被蒸镀或电解地涂覆到外壳内表面上。
7.如权利要求1至4中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线由具有至少一个扁平平面的沿纵向延伸的带(46)构成。
8.如上述权利要求中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线(20,22,44)具有含有至少一个弯曲纵截面的环形状。
9.如上述权利要求中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线(20,22,44)具有含有至少一个圆形分布的纵截面的环形状。
10.如权利要求4至9中任一项所述的医学设备,其特征在于,沿借助于天线(20,22,44)构成的环的分布具有至少一个旋转自由度和/或至少一个平移自由度。
11.如上述权利要求中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线与安置在屏蔽(6)外的匹配元件(5,7)连接。
12.如上述权利要求中任一项所述的医学设备,其特征在于,所述天线(20,22,44)借助于一根被特别屏蔽的连接导线(32,34)与发射器(4)连接。
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