CN104220119A - 用于输液装置的加热器的加热器模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于输液装置的加热器的加热器模块以及其制造方法，该加热器模块通过套筒(cartridge)安装在医疗加热装置上以通过直接加热法加热注入给患者的液体或者血液。本发明包括：层压结构的绝缘基底；电阻图案，用纯金属或者合金层压在绝缘基底的一面上，合金是预定的比例的两种或者更多种金属的混合物，电阻图案具有以具备长度和截面面积的图案设置的电阻值；第一绝缘体层，通过预定的方法涂布在电阻图案的上表面上，以保护电阻图案并使电阻图案绝缘；导体层，在导体层中金属材料通过预定的方法被沉积在第一绝缘体层的上表面上；薄膜保护层，沉积在导体层的上表面上，以提供与导体层的绝缘、防水性、耐腐蚀性和耐化学性。

Description

用于输液装置的加热器的加热器模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于安装在输液装置上来为患者直接加热液体或者血液的加热器的加热器模块及其制造方法。
背景技术
通常，液体或者血液以冷藏或冷冻状态存储，以防止液体或者血液分解或者防止有害物质产生。
因此，当处于低温状态的液体或者血液通过患者的静脉注入时，注入的液体或者血液使患者的体温降低，并且在严重的情况下，可因心脏病发作风险的升高导致患者死亡。
特别地，在患者处于体温无法正常控制的全身麻醉情况下，患者在手术后感觉非常冷，并且注入的液体或者血液刺激皮肤下的冷点，而且因此患者可感觉冷痛。
为了克服这些问题，通过对液体(血液)注入装置附加加热器，使液体被加热到适合的温度。已研究出一种安装在输液装置的加热器上来给患者直接加热液体或者血液的用于加热器的加热器模块。
在直接加热方式的用于加热器的加热器模块中，功耗低，液体可被快速加热，并且加热器模块需要制造成小尺寸和轻重量。
公知的用于加热器的加热器模块包括绝缘基底，形成在绝缘基底上表面上具有预定的电阻值的电阻图案，以及用于保护电阻图案的电阻图案的上表面上的保护层。用于加热器的加热器模块在国际公开号为WO 2005/065193的申请中被公开。
当通过具有组成部件的加热器中的加热器模块加热液体(或者血液)时，在用于产生热量的由金属制成的电阻图案与液体(或者血液)之间的保护层中产生电容。
产生的电容通过液体(或者血液)进入患者身体，并且当为患者安装测量包括心电图(EGC)、脑电图(EEG)等的生物电信号的设备时，通过液体(血液)进入患者身体的电容充当了相对于测量生物电信号的设备的测量信号的噪声。
由于噪声使得正常测量生物电信号很难，因此在确定患者状况时可导致严重的问题。
发明内容
本发明试图提供一种用于输液装置的加热器的加热器模块及其制造方法，其具有准确测量用于测量生物电信号的设备中的信号的优点。
本发明的示例性实施例提供了一种用于输液装置的加热器的加热器模块，包括：层压结构的绝缘基底；电阻图案，用纯金属或者合金层压在所述绝缘基底的一面上，所述合金是预定的比例的两种或更多种金属的混合物，并且所述电阻图案具有以具备长度和截面面积的图案设置的电阻值；第一绝缘体层，通过预定的方法涂布在所述电阻图案的上表面上以保护所述电阻图案并使所述电阻图案绝缘；导体层，在所述导体层中金属材料通过预定的方法被沉积在所述第一绝缘体层的上表面上；以及薄膜保护层，沉积在所述导体层的上表面上，以提供与所述导体层的绝缘、防水性、耐腐蚀性和耐化学性。
所述电阻图案在被供给电力时可作为根据预定的电阻值产生热量的加热元件操作。
在所述第一绝缘体层的涂布中，通过掩模，在所述电阻图案中构成的接地端的一部分可保持暴露状态，并且沉积在所述第一绝缘体层的上表面上的所述导体层可电接触暴露的接地端。
本发明的另一个示例性实施例提供一种用于输液装置的加热器的加热器模块的制造方法，所述方法包括：通过以预定的方法在绝缘基底的一面或者两面上涂布纯金属或者其合金形成薄金属板；在所述薄金属板的上表面上安装用于形成具有预定的加热量的电阻图案的掩模；通过使上面安装有所述掩模的所述薄金属板暴露在化学材料中预定的时间，腐蚀除了具有掩模图案的部分之外的金属部分；通过移除所述掩模并且随后用纯水清洗，使所述电阻图案、温度传感器的安装位置、以及接地端口暴露，并且在所述电阻图案的上表面上涂布第一绝缘体，以使所述电阻图案绝缘；通过焊接安装温度传感器，并且在所述第一绝缘体的上表面上沉积由金属制成的导体；并且在所述导体的上表面上沉积薄膜保护层，使所述导体与外部电绝缘、防水、耐腐蚀并且具有耐化学性。
在掩模中，可以以图案形成通过金属箔的长度和截面面积设置加热所需的电阻值的电阻图案、电力供给端子、测量端子、用于测量被加热的液体或者血液的温度的温度传感器的安装位置以及暴露的接地端。
在所述第一绝缘体的涂布期间，在所述接地端口和所述温度传感器的安装位置，所述第一绝缘体可以不被涂布而是通过掩模被暴露，并且在所述导体的沉积期间，暴露的接地端口和所述导体可相互电接触。
本发明的又一个示例性实施例提供了一种用于输液装置的加热器的加热器模块，包括：层压结构的绝缘基底；加热层，根据电力供给产生预定的热量，在加热层中金属体以图案设置在所述绝缘基底上；第一绝缘体层，涂布在所述加热层的上表面上使所述加热层绝缘；导体层，由金属材料制成，并且沉积在所述第一绝缘体层的上表面上，以与形成在所述加热层上的接地端电连接；第二绝缘体层，沉积在所述导体层的上表面上使所述导体层绝缘；以及薄膜保护层，沉积在所述第二绝缘体层的上表面上，以提供绝缘、防水性、耐腐蚀性和耐化学性。
本发明再一个示例性实施例提供了一种加热器模块的制造方法，所述方法包括：通过在绝缘基底的一面或者两面上涂布金属体形成薄金属板；在所述薄金属板的上表面上安装用于形成具有预定的电阻值的电阻图案的掩模；通过使上面安装有所述掩模的所述薄金属板暴露在化学材料中预定的时间，腐蚀除了具有掩模图案的部分之外的金属部分；通过移除所述掩模并且随后用纯水清洗，暴露所述电阻图案、温度传感器的安装位置、以及接地端口，并且在所述电阻图案的上表面上涂布第一绝缘体；通过在所述温度传感器的安装位置焊接安装所述温度传感器，并且在所述第一绝缘体的上表面上沉积由金属材料制成的导体电连接暴露的接地端口和所述导体；通过在所述导体的上表面上涂布第二绝缘体使所述导体电绝缘；并且在所述第二绝缘体的上表面上沉积薄膜保护层。
根据本发明的示例性实施例，当在EGC和EEC中测量信号时，由于加热器的加热器模块中产生的电容可通过导体层流出到接地端，电容的噪声入流可被阻止，并且因此，使更加准确的测量成为可能。
附图说明
图1是根据本发明的输液装置的加热器的示意图。
图2是示出根据本发明第一个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的层压结构的图。
图3是根据本发明第一个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的制造过程的流程图。
图4是示出根据本发明第二个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的层压结构的图。
图5是根据本发明第二个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的制造过程的流程图。
图6是示出根据本发明示例性实施例的用于加热器的加热器模块的PCB图案的图。
具体实施方式
如本领域技术人员了解的，可以以多种不同的方式修改描述的实施例，都没有脱离本发明的精神和范围。因此，附图和说明书应被认为实际上是示例性的且并非限制性的。
图1概略地示出了应用于输液装置的加热器。加热器10包括具有入口2以及出口4的壳体6，入口2与输液装置(未示出)连接以接收液体，出口4在接收的液体加热后将其排出。由于壳体6可作为通用结构使用，因此省略了更详细的描述。在壳体6内侧，提供了作为用于将液体或血液加热到接近人体体温的温度的装置的加热器模块8。
本发明的加热器模块可以是，例如，在国际公开号WO 2005/065193中公开的输液系统。因此，省略输液系统的详细描述。
图2示出根据本发明第一个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的层压结构。根据本发明第一个示例性实施例的用于加热器的加热器模块8包括绝缘基底101、层压在绝缘基底101的一面或者两面上的电阻图案103、层压在电阻图案103的上表面上的第一绝缘体层105、层压在第一绝缘体层105的上表面上的导体层107以及层压在导体层107的上表面上的保护层109。
形成层压在绝缘基底101的一面或者两面上的电阻图案103使其具有以长度和截面面积设置的电阻值，并且在被供给电力时作为产生设定电阻值的热量的加热元件操作。
电阻图案103可由包括铜、铁、镍、铬等的纯金属或者合金构成，所述合金是预定的比例的两种或更多种金属的混合物。
电阻图案103同时形成在绝缘基底101的两个部分上，并且通过通孔相互电连接，并且因此绝缘基底101的大小可以是最小化的并且可最大化获得热量。
通过预定的方法，第一绝缘体层105被涂布在电阻图案103的上表面上，以保护电阻图案103并使电阻图案103绝缘，并且可包括比如绿色或者白色的颜色。
通过掩模，第一绝缘体层105对于在电阻图案103中构成的接地端的一部分不涂布而是暴露。
第一绝缘体层105可包括比如绿色或者白色的颜色，以与电阻图案103相区别。
通过预定的方法，在第一绝缘体层105的上表面上涂布导体层107，使得暴露在表面上的电阻图案103的接地端与导体层107可相互自然接触。
导体层107可由包括铝、铜等的金属材料制成，并且可沉积在第一绝缘体层105的上表面上。
保护层109被涂布在导体层107的上表面上以使导体层107的沉积稳定，提供绝缘属性和电防水性，并且提供对化学材料或者氧化的极好的防护。
保护层109由无害材料构成，并且作为薄膜保护层形成。
当给患者输入的液体或者血液200通过使用用于具有上述层压结构的加热器的加热器模块被加热到体温时，在由金属物体构成的电阻图案103与导体层107之间的绝缘体层105中产生电容，并且产生的电容通过导体层107流向电阻图案103上形成的接地端。
因此，由于电容不通过被注入到患者的液体或者血液流向人体，并且不影响通过用于测量生物电信号的设备测量的信号，提供了稳定和可靠的生物电信号的测量。
图3是根据本发明第一个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的制造过程的流程图。根据本发明第一个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的制造过程执行如下。
通过以预定的方法在绝缘基底101上涂布包括铜、铁、镍、铬等的纯金属或者合金来形成薄金属板(S101)，所述合金是预定的比例的两种或更多种金属的混合物。
当步骤S101中薄金属板被形成在绝缘基底101的一面或者两面上时，在薄金属板的上表面上安装用于形成具有预定的电阻值的电阻图案103的掩模(S102)。
在掩模中，如图6所示，进一步包括通过金属箔的长度或者截面面积设置加热所需的电阻值的图案500，以及比如电力供给端子510、测量端子530、用于测量注入的液体或者血液的温度的温度传感器的安装位置550和暴露的接地端570的图案。
当步骤S102中完成薄金属板上表面上的掩模的安装时，通过在掩模上部以预定的方法涂布比如硫酸的化学材料预定的时间从而腐蚀除了具有掩模图案的部分之外的金属部分来执行蚀刻过程(S103)。
进一步，蚀刻过程可通过将安装有掩模的薄金属板浸入比如硫酸的化学材料中预定的时间的方法执行。
当完成步骤S103的蚀刻过程时，通过移除掩模并且随后用纯水清洗，暴露具有预定的电阻值的电阻图案103，并且通过以预定的方法在电阻图案103的上表面上涂布第一绝缘体使电阻图案103被保护并且与外部电绝缘(S104)。
当第一绝缘体被涂布到电阻图案103的上表面上时，应用掩模使得第一绝缘体不被涂布在温度传感器的安装位置550以及暴露的接地端570。
因此，当步骤S104中完成第一绝缘体的涂布时，温度传感器通过焊接被贴附到温度传感器的安装位置550，并且在温度传感器的上部涂布环氧树脂以使其绝缘(S105)。
当步骤105中完成温度传感器的贴附时，通过在第一绝缘体的上表面上沉积由包括铝、铜等的金属材料制成的导体，可使暴露的接地端570和导体相互自然地电接触。
当步骤S106中的导体沉积完成时，用无害材料在导体的上表面上沉积薄膜保护层，以使导体的沉积稳定并且提供与外部的电绝缘、防水性和耐腐蚀性/耐化学性(S107)。
图4是示出根据本发明的第二个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的层压结构的图。在根据本发明第二个示例性实施例的用于加热器的加热器模块中，将绝缘基底101和在绝缘基底101的一面或者两面上的电阻图案103层压，第一绝缘体层105被层压在电阻图案103的上表面上，导体层107层压在第一绝缘体层105的上表面上，第二绝缘体层111层压在导体层107的上表面上，并且保护层109被层压在第二绝缘体层111的上表面上。
形成层压在绝缘基底101的一面或者两面上的电阻图案103使其具有由长度或者截面面积设定的电阻值，并且在被供给电力时作为产生设定电阻值的热量的加热元件操作。
电阻图案103可由包括铜、铁、镍、铬等的纯金属或者合金构成，所述合金是预定的比例的两种或者更多种金属的混合物。
电阻图案103在绝缘基底101的上表面和下表面上同时形成，并且通过使用通孔相互电连接，并且因此，可最小化绝缘基底101的大小并且可最大化获得加热量。
第一绝缘体层105通过预定的方法被涂布在电阻图案103的上表面上，以保护电阻图案103并使电阻图案103绝缘，并且可包括比如绿色或白色的颜色。
通过掩模，第一绝缘体层105对于在电阻图案103中构成的接地端的一部分不涂布而是暴露。
导体层107通过预定的方法被涂布在第一绝缘体层105的上表面上使得电阻图案103的暴露的接地端与导体层107可相互自然接触。
导体层107可由包括铝、铜等的金属材料制成，并且可沉积在第一绝缘体层105的上表面上。
第二绝缘体层111通过预定的方法被涂布在导体层107的上表面上以使导体层107的沉积稳定并且使导电层107与外部绝缘。
保护层109被涂布在第二绝缘体层111的上表面上，以提供与外部的绝缘属性、防水性以及对化学材料和氧化的防护能力。
保护层109由无害材料构成，并且作为薄膜保护层而形成。
当使用具有上述层压结构的用于加热器的加热器模块将注入到患者的液体或者血液加热到体温时，在由金属物体构成的电阻图案103和导体层107之间的第一绝缘体层105中产生电容，并且产生的电容通过导体层107流向在电阻图案103上形成的接地端。
因此，由于电容不通过注入到患者的液体或者血液流向人体，并且不影响在用于测量生物电信号的设备中测量的信号，所以提供了生物电信号的稳定且可靠的测量。
图5是根据本发明第二个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的制造过程的流程图。根据本发明第二个示例性实施例的用于加热器的加热器模块的制造过程执行如下。
通过以预定的方法在绝缘基底101的一面或两面上涂布包括铜、铁、铝、镍、铬等的纯金属或者合金形成薄金属板，所述合金是预定的比例的两种或者更多种金属的混合物(S201)。
当步骤S201中薄金属板被形成在绝缘基底101的一面或者两面上时，在薄金属板的上表面上安装用于形成具有预定的电阻值的电阻图案103的掩模(S202)。
如图6所示，在掩模中，进一步包括通过金属箔的长度和截面面积设置加热所需的电阻值的图案500，以及比如电力供给端子510、测量端子530、用于测量注入的液体或者血液的温度的温度传感器的安装位置550、以及暴露的接地端570的图案。
当步骤S202中完成薄金属板上表面上的掩膜的安装时，通过在掩模的上部以预定的方法涂布比如硫酸的化学材料预定的时间从而腐蚀除了具有掩模图案的部分之外的金属部分来执行蚀刻过程(S203)。
进一步，蚀刻过程可通过将安装掩膜的薄金属板浸入比如硫酸的化学材料中预定的时间的方法执行。
当步骤S203中的蚀刻过程完成时，通过移除掩模并且随后用纯水清洗，暴露具有预定的电阻值的电阻图案103，并且通过以预定的方法在电阻图案103的上表面上涂布第一绝缘体使电阻图案103被保护并且与外部电绝缘(S204)。
当第一绝缘体被涂布到电阻图案103的上表面上时，应用掩模使得第一绝缘体不被涂布在温度传感器的安装位置550以及暴露的接地端570。
因此，当步骤S204中完成第一绝缘体的涂布时，温度传感器通过焊接被贴附到温度传感器的安装位置550，并且在温度传感器的上部涂布环氧树脂以使其绝缘(S205)。
当步骤S205中完成温度传感器的贴附时，通过在第一绝缘体的上表面上沉积由包括铝、铜等的金属材料制成的导体107，可使暴露的接地端570和沉积的导体相互自然地接触(S206)。
当步骤S206中的导体沉积完成后，通过预定的方法在导体的上表面上涂布第二绝缘体使导体与外部绝缘(S207)。
当步骤S207中第二绝缘体的涂布完成后，用无害材料在第二绝缘体的上表面上沉积薄膜保护层(保护膜)，以提供与外部的电绝缘、防水性和耐腐蚀性/耐化学性(S208)。
已经证明，当具有第一个示例性实施例和第二个示例性实施例的层压结构的用于加热器的加热器模块以及用于测量生物电信号的设备同时使用时，在稳定的状态下检测所测量的生物电信号，不产生波形失真。
也就是说，当使用具有上述层压结构的用于加热器的加热器模块加热注入患者的液体或者血液时，在由金属物体构成的电阻图案和导体层之间的绝缘体层中产生的电容通过绝缘体层流向电阻图案形成的接地端。
因此，由于电容不通过注入患者的液体或者血液流入人体，并且不影响用于测量生物电信号的设备中测量的信号，提供了生物电信号的稳定且可靠的测量。
尽管已经结合当前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，应当理解本发明不限于公开的实施例，相反的，旨在覆盖包括在随附的权利要求中的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (8)

1.一种用于输液装置的加热器的加热器模块，包括：
层压结构的绝缘基底；
电阻图案，用纯金属或者合金层压在所述绝缘基底的一面上，所述合金是预定的比例的两种或者更多种金属的混合物，所述电阻图案具有以具备长度和截面面积的图案设置的电阻值；
第一绝缘体层，通过预定的方法涂布在所述电阻图案的上表面上以保护所述电阻图案并使所述电阻图案绝缘；
导体层，在所述导体层中金属材料通过预定的方法被沉积在所述第一绝缘体层的上表面上；以及
薄膜保护层，沉积在所述导体层的上表面上，以提供与所述导体层的绝缘、防水性、耐腐蚀性和耐化学性。
2.根据权利要求1所述的加热器模块，其中
所述电阻图案在被供给电力时作为根据预定的电阻值产生热量的加热元件操作。
3.根据权利要求1所述的加热器模块，其中
在所述第一绝缘体层的涂布中，通过掩模，在所述电阻图案中构成的接地端的一部分保持暴露状态，并且
沉积在所述第一绝缘体层的上表面上的所述导体层电接触暴露的接地端。
4.一种用于输液装置的加热器的加热器模块的制造方法，所述方法包括：
通过以预定的方法在绝缘基底的一面或者两面上涂布纯金属或者其合金形成薄金属板；
在所述薄金属板的上表面上安装用于形成具有预定的加热量的电阻图案的掩模；
通过使上面安装有所述掩模的所述薄金属板暴露在化学材料中预定的时间，腐蚀除了具有掩模图案的部分之外的金属部分；
通过移除所述掩模并且随后用纯水清洗，使所述电阻图案、温度传感器的安装位置、以及接地端口暴露，并且在所述电阻图案的上表面上涂布第一绝缘体，以使所述电阻图案绝缘；
通过焊接安装温度传感器，并且在所述第一绝缘体的上表面上沉积由金属材料制成的导体；并且
在所述导体的上表面上沉积薄膜保护层，使所述导体与外部电绝缘、防水、耐腐蚀并且具有耐化学性。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中
在掩模中，以图案形成通过金属箔的长度和截面面积设置加热所需的电阻值的电阻图案、电力供给端子、测量端子、用于测量被加热的液体或者血液的温度的温度传感器的安装位置、以及暴露的接地端。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其中：
在所述第一绝缘体的涂布期间，在所述接地端口和所述温度传感器的安装位置，所述绝缘体不被涂布而是通过掩模被暴露，并且
在所述导体的沉积期间，暴露的接地端口和所述导体相互电接触。
7.一种用于输液装置的加热器的加热器模块，包括：
绝缘基底；
加热层，根据电力供给产生预定的热量，所述加热层中金属体以图案设置在所述绝缘基底上；
第一绝缘体层，涂布在所述加热层的上表面上使所述加热层绝缘；
导体层，由金属材料制成，并且沉积在所述第一绝缘体层的上表面上，以与形成在所述加热层上的接地端电连接；
第二绝缘体层，沉积在所述导体层的上表面上使所述导体层绝缘；以及
薄膜保护层，沉积在所述第二绝缘体层的上表面上，以提供绝缘、防水性、耐腐蚀性和耐化学性。
8.一种用于输液装置的加热器的加热器模块的制造方法，所述方法包括：
通过在绝缘基底的一面或者两面上涂布金属体形成薄金属板；
在所述薄金属板的上表面上安装用于形成具有预定的电阻值的电阻图案的掩模；
通过使上面安装有所述掩模的所述薄金属板暴露在化学材料中预定的时间，腐蚀除了具有掩模图案的部分之外的金属部分；
通过移除所述掩模并且随后用纯水清洗，暴露所述电阻图案、温度传感器的安装位置、以及接地端口，并且在所述电阻图案的上表面上涂布第一绝缘体；
通过在所述温度传感器的安装位置焊接安装温度传感器，并且在所述第一绝缘体的上表面上沉积由金属材料制成的导体，电连接暴露的接地端口和所述导体；
通过在所述导体的上表面上涂布第二绝缘体使所述导体电绝缘；并且
在所述第二绝缘体的上表面上沉积薄膜保护层。
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