Differenzdrucksensor

Empfindlicher Sensor reagiert, sobald die Eigenatmung einsetzt

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Differenzdrucksensor | Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen den Medizintechnikern von Fritz Stephan und First Sensor zeigt, dass eine langfristige Partnerschaft mit externen Spezialisten für beide Seiten Vorteile bringen kann. Bei dem Beatmungsgerät Eve hilft beispielsweise ein spezieller Durchfluss-Sensor, die Kosten zu senken.

Dr. Adriano Pittarelli, First Sensor, Puchheim

Eve – das ist der klangvolle Name eines mobilen Lebensretters. Das Beatmungsgerät der Gackenbacher Fritz Stephan GmbH ist seit 2015 auf dem Markt und für die komplette Kette vom Notfalltransport, also vom Unfallort, bis zur Intensivstation zugelassen. Ein großer Vorteil, denn Patienten müssen auf dem Weg in das Krankenhaus und den OP – per Hubschrauber oder Rettungswagen – nicht mehr an unterschiedliche Beatmungsgeräte angeschlossen werden. Ein weiterer Vorteil: Eve misst so genau, dass das Gerät auch für Neugeborene und Frühgeborene eingesetzt werden kann. Kurzum: ein mobiles Gerät, mit dem der Spezialist für Beatmungs- und Anästhesie-Systeme technologisch Maßstäbe setzt.
„Wir entwickeln unsere Produkte intern und mit eigenen Teams – auch die Elektronik. Aber natürlich sind wir bei einigen Bauteilen auf die Zusammenarbeit mit Spezialisten angewiesen. Das gilt insbesondere für Sensoren, die zentrale Komponenten unserer Geräte sind“, erläutert Jens Amberg, Projektleiter in der Entwicklung bei Fritz Stephan. Wichtiger Zulieferer und Technologiepartner bei den Sensoren ist die First Sensor AG.
Als Anbieter verfügt das Unternehmen aus Puchheim nicht nur über ein breites Portfolio an Sensoren, sondern kann diese zudem auf die jeweilige Anwendung anpassen – mit anderen Bauformen, speziellen Gütetests oder bei Anschlüssen, Protokollen und Ausgängen. Und: First Sensor ist nach ISO 13485 für medizintechnische Produkte zertifiziert, was Anwendern wie Fritz Stephan bei der Zulassung der eigenen Geräte hilft. So haben beide Unternehmen schon in zahlreichen Projekten zusammengearbeitet. „Haben unsere Entwickler die Produktidee und die Anforderungen an die Sensorik spezifiziert, gehen wir auf unsere Ansprechpartner bei First Sensor zu. Als Team sprechen wir darüber, wie und mit welchen Sensoren sich unsere Anforderungen erfüllen lassen. Da hilft es natürlich, wenn der Partner und seine Experten unsere Prozesse und Anforderungen kennen, Branchenerfahrung haben und auch wirklich mitdenken. So wissen wir schnell, ob ein Standard-Sensor reicht oder es Anpassungen oder sogar eine Neuentwicklung braucht“, beschreibt Projektleiter Amberg die gemeinsame Arbeit.
Spezieller Durchfluss-Sensor mit MEMS-Technologie
Von diesem Mitdenken seines Sensorik-Partners profitierte das Medizintechnikunternehmen auch bei der Entwicklung von Eve. Hier hatte man zunächst, den Spezifikationen gemäß, einen klassischen Durchflusssensor vorgesehen. Die Layouts von Elektronik, Anschlüssen und Produkt standen praktisch bereits. Dann stellte First Sensor dem Entwickler-Team aber einen neuentwickelten Differenzdrucksensor vor. Die LDE/LME-Serie basiert auf einer MEMS-Sensortechnologie, die den Strömungskanal im 2 mm x 2 mm großen Halbleiter integriert. In diesem Kanal ist ein Heizelement zwischen zwei temperaturempfindlichen Widerständen angebracht. Kleinste Schwankungen im Gas-Strom verändern das Temperaturprofil und erzeugen ein zum Massendurchfluss proportionales Spannungssignal.
„Beatmungsgeräte müssen reagieren, wenn die Eigenatmung des Patienten einsetzt. Bei Neugeborenen können dies ganz schwache Ströme sein, die aber unser Beatmungsgerät zuverlässig triggern muss“, erklärt Jens Amberg. „Der LDE/LME-Niedrigstdrucksensor hat in dieser mobilen Anwendung ganz entscheidende Vorteile, weil er klein, sehr präzise und unempfindlich gegen äußere Faktoren ist. Gleichzeitig muss das Signal, anders als klassische Sensoren, nicht alle vier Sekunden für eine Kalibrierung nulliert werden, weil beim LDE/LME der Nullpunkt messtechnisch fix ist.“
Das bewirkt nicht nur eine präzise, langzeitstabile Messung, sondern erlaubte es bei Eve zugleich, die für die Kalibrierung und Nullierung bisher erforderlichen Bauteile, darunter vier Ventile, einzusparen. Amberg: „Auch aus Supply Chain-Perspektive sind wir auf Partner angewiesen, die sich auf unseren Markt einstellen.“ Die meisten Medizintechnikprodukte würden in kleinen bis moderaten Stückzahlen, dafür aber über einen sehr langen Zeitraum verkauft. „Weil auch kleinste Änderungen bei Design und Bauteilen aufwendige Zulassungen erfordern, haben wir uns mit First Sensor einen Partner gesucht, der auch kleinere Mengen bedarfsgerecht liefert und für die verbauten Sensoren sehr langfristige Lieferbarkeitszusagen gibt.“ Während in der Computer- oder Unterhaltungselektronik die Lebenszyklen von Bauteilen nur wenige Monate betragen, sichern Unternehmen wie First Sensor als Spezialisten im Bereich der Industrie- und Medizintechnik ihren Kunden oft eine Lieferbarkeit von über zehn Jahren zu. ■

Zum Sensor-Spezialisten
Im Wachstumsmarkt Sensorik entwickelt und produziert die First Sensor AG kundenspezifische Lösungen für die stetig zunehmende Zahl von Anwendungen in den drei Zielmärkten Industrial, Medical und Mobility. Basierend auf bewährten Technologieplattformen entstehen Produkte vom Chip über Komponenten und Sensoren bis zum komplexen Sensorsystem. Mit seinen Produkten ist das Unternehmen bereits auf 33 Märkten weltweit präsent. Im Geschäftsjahr 2016 wurde insgesamt ein Umsatz von 150,1 Mio. Euro erwirtschaftet, das Umsatzwachstum betrug 9 %. Da Forschung und Entwicklung in hohem Maße entscheidend sind für die künftige Leistungsfähigkeit von Technologieunternehmen, investierten die Puchheimer im vergangenen Jahr rund 8,8 Mio. Euro in diesen Bereich.


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