CN215639800U - 一种电磁屏蔽型医用红外热像仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种红外热像仪，具体涉及一种电磁屏蔽型医用红外热像仪，其目的是解决现有红外热像仪存在内部含有辐射功率较大的芯片，为强辐射源，且整机包含对外电气接口，容易向外传导辐射干扰，不满足医疗器械电磁屏蔽安全标准的技术问题，提供一种电磁屏蔽型医用红外热像仪。其共设计有三级屏蔽防护措施。第一级屏蔽防护措施为对强辐射特性的芯片进行屏蔽防护；第二级屏蔽防护措施为对设备中的全部PCBA电子电路进行屏蔽防护；第三级屏蔽防护措施为对设备整机进行屏蔽防护。

Description

一种电磁屏蔽型医用红外热像仪

技术领域

本实用新型涉及一种红外热像仪，具体涉及一种电磁屏蔽型医用红外热像仪。

背景技术

医用红外热像仪，是一种无辐射、非接触的疾病诊断设备，是医用可视化重要工具。医用红外热像仪由光学防护窗口、红外光学镜头、红外探测器、图像处理电路和结构零件组成，能够准确呈现高精度人体红外热图。专业医疗人员或者是大数据系统能够通过红外热图判断人体的健康状态。医用红外热像仪作为医疗器械中的后起之秀，在疾病诊断方面具有安全和高效的技术优势。

医用红外热像仪的推广使用，必须满足医疗器械行业中《YY 0505-2012医用电气设备第1-2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求和试验》标准的各项电磁屏蔽要求。医疗器械电磁屏蔽安全包括：设备应同时满足抵抗外界干扰以及自身辐射不影响外界设备的两方面要求。

医用红外热像仪的特点是：所包含的光学防护窗口(透光光学窗口)，既要满足透光性能，又要满足屏蔽效果；设备内部含有辐射功率较大的芯片，为强辐射源，并且整机包含对外电气接口，容易对外传导辐射干扰。而现有常规的红外热像仪应用在安防监控和探测等领域，常常安装在人体难以触及的部位，电磁屏蔽安全只满足安防行业标准等，其屏蔽安全性能不满足医疗器械电磁屏蔽安全标准的要求。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有红外热像仪存在内部含有辐射功率较大的芯片，为强辐射源，且整机包含对外电气接口，容易向外传导辐射干扰，不满足医疗器械电磁屏蔽安全标准的技术问题，提供一种电磁屏蔽型医用红外热像仪。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术解决方案如下：

一种电磁屏蔽型医用红外热像仪，包括光学防护窗口、红外光学镜头、红外探测器、图像处理电路、电源连接器、信号连接器和接地柱；

其特殊之处在于：包括底板和底部敞口的壳体，二者共同形成屏蔽防护外壳；

所述屏蔽防护外壳内设有PCBA防护壳体和元器件防护壳体，以及依次设置的红外光学镜头、红外探测器、图像处理电路；

所述红外探测器和图像处理电路均封装在PCBA防护壳体内；

所述红外探测器包括第一PCB电路以及设置在第一PCB电路上的红外探测器本体；

所述图像处理电路包括第二PCB电路以及设置在第二PCB电路上的芯片；

所述元器件防护壳体将芯片封装在相应第二PCB电路表面；

所述PCBA防护壳体与所述底板内表面固连；

所述红外光学镜头通过支架固连于所述底板内表面；所述第一PCB电路与该支架固连；

所述光学防护窗口设置于所述壳体上靠近红外光学镜头的前壳壁上，且与红外光学镜头相对设置；

所述电源连接器、信号连接器和接地柱均设置于所述壳体上远离红外光学镜头的后壳壁上；

所述图像处理电路的输出端穿出PCBA防护壳体后经由电源连接器和信号连接器穿出屏蔽防护外壳，并分别通过电源线缆和信号线缆引出。

进一步地，所述图像处理电路的第二PCB电路上芯片安装位置的四周设有封闭的接地导电铜，接地导电铜上设有安装孔；

所述元器件防护壳体上设有与所述安装孔对应的管脚，用于元器件防护壳体安装后，从第二PCB电路背面将管脚与第二PCB电路固连。

进一步地，所述光学防护窗口的内表面设置有金属网栅格，其所屏蔽电磁波频率段为500MHz～10GHz，屏蔽效能为20dB，光学透过波段为8μm～14μm，光学透过率为90％，最大导电电阻为0.5Ω。

进一步地，所述底板和壳体之间填充有导电密封胶条；

所述光学防护窗口内表面与所述壳体之间填充有导电密封胶条；

所述光学防护窗口外表面被设置于所述壳体上的限位结构a限位。

进一步地，所述图像处理电路包括多个第二PCB电路以及设置在每个第二PCB电路上的芯片，各第二PCB电路之间通过紧固件固定。

进一步地，所述底板、壳体和PCBA防护壳体均采用导电阳极化处理。

进一步地，所述电源连接器和信号连接器分别与所述壳体之间均设有屏蔽垫。

进一步地，所述电源线缆和信号线缆均采用满足电磁屏蔽安全标准要求的屏蔽线缆。

本实用新型相比现有技术具有的有益效果：

1、为了解决医用红外热像仪的电磁屏蔽困难，本实用新型提供了一种全面屏蔽防护的电磁屏蔽安全的医用红外热像仪，本实用新型中通过应用第一级屏蔽—屏蔽芯片，即使用防护壳体把辐射性和敏感性芯片屏蔽防护，通过对具有强辐射特性的芯片屏蔽防护，降低芯片对环境的辐射干扰；第二级屏蔽—屏蔽PCBA电子电路，即使用PCBA防护壳体，对设备的全部PCBA电子电路屏蔽防护，降低PCBA电子电路对环境的辐射干扰，同时降低环境电磁场对PCBA电子电路的辐射干扰；第三级屏蔽—屏蔽整机，即使用光学网栅格(即金属网栅格)保护光学防护窗口(窗口应用)、结构壳体屏蔽设计(导电阳极化处理、导电密封胶条)、电气接口屏蔽设计、整机接地设计等手段制造一个完全密封防护的屏蔽防护外壳，实现整机屏蔽防护，使得红外热像仪满足医疗器械安全标准要求的电磁兼容性能。本实用新型的医用红外热像仪，满足医疗器械电磁屏蔽安全标准，可以在医疗器械领域广泛推广使用。

2、本实用新型提供的电磁屏蔽型医用红外热像仪，使用光学网栅格(即金属网栅格)保护光学防护窗口(窗口应用)，降低设备通过光学窗口对环境进行辐射干扰，同时降低环境电磁场通过光学窗口对设备造成辐射干扰。

3、本实用新型提供的电磁屏蔽型医用红外热像仪，采用屏蔽防护外壳，可以降低设备对环境进行辐射干扰，同时降低环境电磁场对设备造成辐射干扰。

4、本实用新型提供的电磁屏蔽型医用红外热像仪，使用屏蔽接插件(电源连接器和信号连接器)和屏蔽线缆，降低设备对环境进行传导干扰，同时可以降低环境电磁场对设备造成传导干扰。

附图说明

图1为本实用新型电磁屏蔽型医用红外热像仪的外部结构图一；

图2为本实用新型电磁屏蔽型医用红外热像仪的结构示意图，图中未示出PCBA防护壳体、屏蔽防护外壳和红外光学镜头的支架；

图3为本实用新型电磁屏蔽型医用红外热像仪的结构示意图，图中未示出屏蔽防护外壳；

图4为本实用新型电磁屏蔽型医用红外热像仪中图像处理电路处的结构示意图；

图5为本实用新型电磁屏蔽型医用红外热像仪的外部结构图二；

图6为本实用新型电磁屏蔽型医用红外热像仪的外部结构图三；

附图标记说明：

1-图像处理电路、2-元器件防护壳体、3-红外光学镜头、4-红外探测器、5-PCBA防护壳体、6-光学防护窗口、7-屏蔽防护外壳、8-电源连接器、9-接地柱、10-信号连接器、11-电源线缆、12-信号线缆、13-屏蔽垫、1-1-芯片、a-限位结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地说明。

本实用新型的电磁屏蔽型医用红外热像仪包括光学防护窗口6、红外光学镜头3、红外探测器4、图像处理电路1、电源连接器8、信号连接器10和接地柱9；还包括底板和底部敞口的壳体，二者共同形成屏蔽防护外壳7；所述屏蔽防护外壳7内设有PCBA防护壳体5和元器件防护壳体2，以及依次设置的红外光学镜头3、红外探测器4、图像处理电路1；所述红外探测器4和图像处理电路1均封装在PCBA防护壳体5内；所述红外探测器4包括第一PCB电路以及设置在第一PCB电路上的红外探测器4本体；所述图像处理电路1包括第二PCB电路以及设置在第二PCB电路上的芯片1-1；所述芯片1-1通过元器件防护壳体2封装在相应第二PCB电路表面；所述PCBA防护壳体5与所述底板内表面固连；所述红外光学镜头3通过支架固连于所述底板内表面；所述第一PCB电路与该支架固连；所述光学防护窗口6设置于所述壳体上靠近红外光学镜头3的前壳壁上，且与红外光学镜头3相对设置；所述电源连接器8、信号连接器10和接地柱9均设置于所述壳体上远离红外光学镜头3的后壳壁上；所述图像处理电路1的输出端穿出PCBA防护壳体5后经由电源连接器8和信号连接器10穿出屏蔽防护外壳7，并分别通过电源线缆11和信号线缆12引出。

所述图像处理电路1的第二PCB电路上芯片1-1安装位置的四周设有封闭的接地导电铜，接地导电铜上设有安装孔；所述元器件防护壳体2上设有与所述安装孔对应的管脚，用于元器件防护壳体2安装后，从第二PCB电路背面将管脚与第二PCB电路固连(焊接)。所述图像处理电路1包括多个第二PCB电路以及设置在每个第二PCB电路上的芯片1-1。

所述底板、壳体和PCBA防护壳体5均采用导电阳极化处理，有效降低导电电阻率。所述底板和壳体之间填充有导电密封胶条；所述光学防护窗口6内表面与所述壳体之间填充有导电密封胶条；所述光学防护窗口6外表面被设置于所述壳体上的限位结构a限位。所述电源连接器8和信号连接器10分别与所述壳体之间均设有屏蔽垫13。所述电源线缆11和信号线缆12均采用满足电磁屏蔽安全标准要求的屏蔽线缆。

所述光学防护窗口6的内表面设置有金属网栅格，其所屏蔽电磁波频率段为500MHz～10GHz，屏蔽效能为20dB，光学透过波段为8μm～14μm，光学透过率为90％，最大导电电阻为0.5Ω。

具体而言，为满足医疗器械电磁屏蔽安全标准的要求，本实用新型的电磁屏蔽型医用红外热像仪，共设计有三级屏蔽防护措施。第一级屏蔽防护措施为对强辐射特性的芯片1-1进行屏蔽防护；第二级屏蔽防护措施为对设备中的全部PCBA电子电路进行屏蔽防护；第三级屏蔽防护措施为对设备整机进行屏蔽防护。

第一级屏蔽防护：强辐射芯片1-1是图像处理电路1中具有较强辐射特性的元器件。第二PCB电路设计中，在强辐射芯片1-1四周设计封闭的接地导电铜和焊接用安装孔，并匹配设计带有安装焊接用管脚的元器件防护壳体2。在装配时，强辐射芯片1-1焊接确认后，把元器件防护壳体2的管脚插进第二PCB电路的焊接用安装孔内，使元器件防护壳体2的安装面与第二PCB电路中的接地导电铜无缝贴紧，再使用电烙铁焊接元器件防护壳体2的每一个管脚。

第二级屏蔽防护：医用红外热像仪中包含红外探测器4、图像处理电路1等多个PCBA电子电路。根据每个PCBA电子电路的结构特点，以及相邻PCBA电子电路连接方式的特点，设计相应形状的PCBA防护壳体5零件。在安装过程中，除对外连接器(电源连接器8和信号连接器10)之外，把每个PCBA电子电路都内包安装在PCBA防护壳体5中，相邻零件之间无缝隙配合，并使用标准紧固件(螺栓)固定。红外光学镜头3安装固定在PCBA防护壳体5的红外探测器4一端。

第三级屏蔽防护：医用红外热像仪的最外层屏蔽防护措施由光学防护窗口6、屏蔽防护外壳7、电源连接器8、接地柱9、信号连接器10、电源线缆11和信号线缆12共同组成。其中屏蔽防护外壳7由底部敞口的壳体和底板两部分组成，除必须的安装接口外，均采用密封设计，并且在配合安装处均采用导电密封胶条填充处理，强化电磁屏蔽效能。屏蔽防护外壳7上安装有接地柱9，在医用红外热像仪使用过程中，通过接地导线把接地柱9和电源地可靠连通，使屏蔽防护外壳7与电源地共电平。

其中光学防护窗口6，在内表面设计加工金属网栅格，其所屏蔽电磁波频率段为500MHz～10GHz，屏蔽效能为20dB，光学透过波段为8μm～14μm，光学透过率为90％，最大导电电阻为0.5Ω，能够同时满足电磁屏蔽要求和光学通透性要求。在安装过程中，光学防护窗口6内表面通过导电密封胶条填充后，与屏蔽防护外壳7的前壳壁紧密贴合，再使用结构零件压块把光学防护窗口6外表面压紧，确保光学窗口的导电密封屏蔽效能。

医用红外热像仪通过电源连接器8、信号连接器10、电源线缆11和信号线缆12完成电气连接。电源连接器8和信号连接器10安装在屏蔽防护外壳7上，如图4所示。其中，在电源连接器8和信号连接器10安装过程中，使用屏蔽垫13填充，确保电源连接器8和信号连接器10和屏蔽防护外壳7导电连接，确保连接器位置密封屏蔽效能。电源线缆11和信号线缆12均采用满足电磁屏蔽安全标准要求的屏蔽线缆，有效降低电磁传导干扰。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所保护技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电磁屏蔽型医用红外热像仪，包括光学防护窗口(6)、红外光学镜头(3)、红外探测器(4)、图像处理电路(1)、电源连接器(8)、信号连接器(10)和接地柱(9)；

其特征在于：包括底板和底部敞口的壳体，二者共同形成屏蔽防护外壳(7)；

所述屏蔽防护外壳(7)内设有PCBA防护壳体(5)和元器件防护壳体(2)，以及依次设置的红外光学镜头(3)、红外探测器(4)、图像处理电路(1)；

所述红外探测器(4)和图像处理电路(1)均封装在PCBA防护壳体(5)内；

所述红外探测器(4)包括第一PCB电路以及设置在第一PCB电路上的红外探测器(4)本体；

所述图像处理电路(1)包括第二PCB电路以及设置在第二PCB电路上的芯片(1-1)；

所述元器件防护壳体(2)将芯片(1-1)封装在相应第二PCB电路表面；

所述PCBA防护壳体(5)与所述底板内表面固连；

所述红外光学镜头(3)通过支架固连于所述底板内表面；所述第一PCB电路与该支架固连；

所述光学防护窗口(6)设置于所述壳体上靠近红外光学镜头(3)的前壳壁上，且与红外光学镜头(3)相对设置；

所述电源连接器(8)、信号连接器(10)和接地柱(9)均设置于所述壳体上远离红外光学镜头(3)的后壳壁上；

所述图像处理电路(1)的输出端穿出PCBA防护壳体(5)后经由电源连接器(8)和信号连接器(10)穿出屏蔽防护外壳(7)，并分别通过电源线缆(11)和信号线缆(12)引出。

2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述图像处理电路(1)的第二PCB电路上芯片(1-1)安装位置的四周设有封闭的接地导电铜，接地导电铜上设有安装孔；

所述元器件防护壳体(2)上设有与所述安装孔对应的管脚，用于元器件防护壳体(2)安装后，从第二PCB电路背面将管脚与第二PCB电路固连。

3.根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述光学防护窗口(6)的内表面设置有金属网栅格，其所屏蔽电磁波频率段为500MHz～10GHz，屏蔽效能为20dB，光学透过波段为8μm～14μm，光学透过率为90％，最大导电电阻为0.5Ω。

4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述底板和壳体之间填充有导电密封胶条；

所述光学防护窗口(6)内表面与所述壳体之间填充有导电密封胶条；

所述光学防护窗口(6)外表面被设置于所述壳体上的限位结构a限位。

5.根据权利要求4所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述图像处理电路(1)包括多个第二PCB电路以及设置在每个第二PCB电路上的芯片(1-1)，各第二PCB电路之间通过紧固件固定。

6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述底板、壳体和PCBA防护壳体(5)均采用导电阳极化处理。

7.根据权利要求6所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述电源连接器(8)和信号连接器(10)分别与所述壳体之间均设有屏蔽垫(13)。

8.根据权利要求7所述的电磁屏蔽型医用红外热像仪，其特征在于：

所述电源线缆(11)和信号线缆(12)均采用满足电磁屏蔽安全标准要求的屏蔽线缆。

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