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              全球告急的呼吸機,需要這些核心器件!

              2020-04-13 09:27 全球物聯網觀察

              導讀:呼吸機被優先安排給60歲以下的病人,因呼吸機數量有限,醫生必須要在誰能得到‘救命設備’上做出取舍。

              日前,一位在意大利工作的醫生講述了意大利醫院的現狀。

              海外疫情的發展超出預期,醫療物資缺口大得驚人,新冠肺炎重癥患者維持生命所必須依靠的呼吸機也在各地被接連告急。目前,全球的呼吸機制造商都在滿負荷運轉。

              國務院聯防聯控機制于3月30日舉行新聞發布會,工業和信息化部產業政策與法規司司長許科敏介紹,疫情發生以來,我國呼吸機主要生產企業第一時間都恢復生產。截至3月29日,主要呼吸機企業累計向全國供應呼吸機2.7萬多臺,其中有創呼吸機3000多臺。此外,在保障國內需求的同時,我國也在不斷向國外提供呼吸機。

              天眼查數據顯示,截至目前,我國呼吸機企業共有1002家。2020年2月1日-4月2日,我國共新增12家呼吸機企業,與2019年同期相比增長100%。

              (圖片來源:新華網)

              上游供應鏈緊張

              呼吸機是一種能代替、控制或改變人正常生理呼吸的裝置,它能增加患者肺部通氣量,改善呼吸功能,節約心臟儲備能力。呼吸機供應商究竟處于什么近況?

              “現在我每天都接到很多購買呼吸機的電話,公司成立至今17年,這是第一次遇到這種情況。”一家醫療器械公司的員工在媒體采訪時說明,目前生產速度有限的原因在于缺少零部件,一些配件需要從歐洲、日本等地進口,但是現階段各地航班減少,物流不暢,導致呼吸機組裝進度遇阻,交貨期無法確定。

              呼吸機制造商魚躍醫療此前表示,即便公司在疫情前、疫情中都已經做了大量的供應鏈穩定與拓展工作,但呼吸機的產能仍然受制于上游廠商原材料的供應量

              據了解,呼吸機產品涉及供應鏈較長,組成部件主要包括壓縮機、渦輪、流量傳感器、電路板、過濾器和閥門等。

              目前,整個產業鏈都在滿負荷運轉。例如霍尼韋爾作為呼吸機零部件傳感器的制造商,也收到了來自客戶呼吸機生產廠家魚躍醫療科技有限公司與深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司緊急供貨要求,向其提供相關呼吸機產品的傳感器元器件。據了解,霍尼韋爾南京工廠也以最快的速度在復工并加速生產。

              氣體流量傳感器是關鍵

              氣體流量傳感器,作為呼吸機氣路系統中至關重要的一個部件,負責將吸入和呼出的氣體流量轉換成電信號,可以計算出吸入和呼出潮氣量、每分鐘通氣量等,監控系統和醫護人員可以由此判斷是否有異常。

              此類傳感器監測患者的呼吸狀況,然后在患者開始呼氣時發送信號通知睡眠呼吸機以降低風扇的速度,減少患者呼氣時的阻力,以免患者覺得呼吸時好像自己在跟機器“對抗”而產生不適感。呼吸機使用氣體質量流量傳感器來檢測呼吸循環,令患者感到更為舒適,因此比沒有此項功能的機器更為常用。

              用在呼吸機中的氣體質量流量傳感器需要提供高分辨率和精確的傳感能力,以便感應較弱的氣流變化,更精準地控制輸送給患者的空氣流量。這些傳感器需要能夠精確測量提供的空氣流量,并感知氣流的存在與否。

              還有一個重要的考量是功耗。低電壓損耗使得呼吸機可由電池供電,這賦予患者更大的使用靈活性和自由度。

              此外,呼吸機發出的聲音也是關注點之一,在患者試圖入睡時,應控制呼吸機電機發出的噪音。電機噪音或嗡嗡聲過大都會影響患者睡眠,這與呼吸機的初衷相悖。如果壓降(壓降等于傳感器的電阻)靈敏性過高,電機工作就比較費力,因此需要氣體質量流量傳感器和相對較低的壓降,否則將會增加噪音且縮短電機的使用壽命。

              那么,我國有哪些氣體流量傳感器主要廠商?本文只列舉少數企業,歡迎指正補充。

              01、漢威科技(300007)

              漢威科技是國內生產半導體類、催化燃燒類、電化學類、紅外光學類等主要種類氣體傳感器的企業。

              近日,漢威科技董秘辦公室工作人員向相關媒體表示,每臺呼吸機上約用到兩只流量傳感器。受疫情影響,漢威科技的微流量傳感器可應用于呼吸機,目前主要客戶為國內醫療呼吸機、供氧機、制氧機等廠商,短期內有關呼吸機傳感器的訂單確有大比例增長。該工作人員表示,公司正在調動可以匹配呼吸機的傳感器條線,員工加班加點生產,目前流量傳感器產能充足。

              (圖片來源:漢威科技官網)

              此外,漢威圍繞物聯網產業,將感知傳感器、智能終端、通訊技術、地理信息和云計算、大數據等技術緊密結合,打造漢威云,建立完整的物聯網產業鏈,結合環保治理、節能技術,以客戶價值為導向,為智慧城市、安全生產、環境保護、民生健康提供完善的解決方案。

              02、奧松電子

              奧松電子是國內溫濕度、氣體、流量等傳感器的研發和制造商。經過了三次技術創新,奧松從真空鍍膜技術到磁控濺射,再到半導體工藝,并打造國內首條半導體自動化MEMS生產線。

              (圖片來源:奧松電子官網)

              AFM3000系列傳感器是奧松電子的氣體流量計,專為呼吸機應用而設計。它以高超的精確度測量空氣,氧氣和其他非侵蝕性氣體的流量。風道內采用特殊設計,使得通過傳感器的流動體的壓損非常低,使其性能適用于各種苛刻的應用場景,例如醫療通風和呼吸應用。

              03、煒盛電子

              鄭州煒盛電子科技有限公司生產的F1031微流量傳感器等,可以應用于呼吸機上,用來監測控制氣流、壓力等指標。

              (圖片來源:煒盛電子官網)

              F1031 微流量傳感器是利用熱力學原理對流道中的氣體介質進行流量檢測,具有很好的精度與重復性。F1031微流量傳感器內置有溫度傳感器,每只都進行專有的溫度補償校準;同時具有線性模擬電壓輸出,方便使用。

              04、四方光電

              四方光電股份有限公司2003年成立于“武漢-中國光谷”,是一家專業從事氣體傳感器、氣體分析儀器及基于核心傳感器的物聯網解決方案的國家高新技術企業。

              (圖片來源:四方光電官網)

              日前,四方光電氣體傳感器生產線建設項目竣工,項目達產后年生產氣體傳感器500萬只。

              呼吸機中還需這些傳感技術

              除了流量傳感器,呼吸機中還需應用到壓力傳感器等。在呼吸機中壓力傳感器主要是將氣道壓力轉化為差動信號,并將測量值交給電路MCU準確做出吸氣和呼氣判斷。之后由MCU發出指令控制進氣泵,增大或者減小管道壓強。使患者呼吸自然順暢,不會產生抵觸感。

              測量呼吸壓力對于系統運作至關重要。操作期間,帶泵的呼吸機可檢測到呼吸壓力的變化和振動,如打鼾。呼氣期間的二氧化碳水平可以使用差壓傳感器進行計算。通過使用可以測量2英寸水柱壓力差的差壓傳感器,CPAP系統可以更好地了解患者的二氧化碳輸出以調節輸入壓力。

              01、森霸傳感(300701)

              森霸傳感科技股份有限公司的主要產品為熱釋電紅外傳感器系列和可見光傳感器系列兩大類。

              2019年11月,森霸傳感收購了美國阿爾法公司(Alpha Instruments,Inc.)100%股權。據收購公告介紹,阿爾法公司是一家微差壓傳感器專業供應商,在核心材料、結構設計、加工工藝等方面具有獨特核心技術。

              (圖片來源:森霸傳感官網)

              森霸傳感在互動平臺中表示,從理論上分析,阿爾法公司生產的微差壓傳感器可應用于呼吸機,但客戶的實際應用情況尚不清楚。

              02、西人馬

              西人馬聚焦于MEMS與高端傳感器芯片的研發、生產、檢測、銷售, 可以為能源、航空、軌道交通、精密儀器、工業自動化、物聯網等領域提供各類MEMS芯片及傳感器,同時為全球客戶提供MEMS芯片OEM服務。

              (圖片來源:西人馬官網)

              近期為支持國際社會共同防控疫情,西人馬推出了TYZV系列壓力傳感器TYZV08和TYZV10。西人馬TYZV系列傳感是基于薄膜的壓阻式壓力傳感器具有優異的穩定性和靈敏度,內部采用獨特的補償技術,使得其具有卓越的精度,可以精準的測量微小壓力。

              03、上海芯敏微系統技術有限公司(SIMST)

              上海芯敏微系統技術有限公司主要傳感器產品包括壓力、氣體傳感器模塊等。作為專業的MEMS傳感器廠商,芯敏微系統多次承擔863項目并在MEMS壓力傳感器及MEMS紅外熱堆的研發、設計、生產能力達到國內領先水平。

              (圖片來源:SIMST官網)

              芯敏建立了擴散硅的DIE-壓力傳感器芯片-壓力傳感器模塊的完整產品線,能為客戶提供壓力傳感器die(裸片 )、so-8和產品線,能為客戶提供壓力傳感器die(裸片 )、so-8和dip-6的塑封芯片、高精度寬溫壓力傳感器模組,在電子血壓計、胎壓計、汽車進氣壓力傳感器等細分市場處于國內領先地位。

              04、北京青鳥元芯

              北京青鳥元芯的主要傳感器產品有壓力、紅外傳感器等。它是目前國內第一家采用MEMS技術批量生產微型傳感器的高科技企業。該公司已經批量生產系列化微型濕度傳感器及模塊、MEMS壓力傳感器芯片、MEMS壓力傳感器、加速度傳感器及相關傳感器模塊和解決方案。

              (圖片來源:青鳥元芯官網)

              05、深圳華美澳通傳感器有限公司

              由深圳電通緯創微電子股份有限公司與美國ALL SENSORS公司合資組建的高新技術企業,專業從事MEMS壓力傳感器及應用模組的研發,生產及銷售,并提供應用解決方案。

              (圖片來源:華美澳通官網)

              此外,壓電薄膜傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等也會選用在呼吸機中。

              寫在最后

              世界傳感器市場以持續穩定的增長之勢向前發展,美國、德國、日本依然占主導,亞太地區、東歐、加拿大成為傳感器市場增長最快的地區。相較而言,我國傳感器市場由于起步較晚、先天產業結構不足等問題在智能化發展道路上的收受到制約。

              目前,海外疫情形勢依然嚴峻,各國對呼吸機的需求急劇攀升。美國、意大利、西班牙、以色列等國家均在向我國采購呼吸機,必將帶動相關產業鏈發展。這將為包括傳感器在內的供應鏈提供了占領市場的機會。



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