北京时间2013年03月04日消息,宝威科技网，电容触控感测在医疗照护的应用将更为多元。藉由电容数位转换(CDC)技术，电容触控感测器不仅可顺利量测外部电容变化值，亦可将其转换成数位讯号，提供给主处理器，进而确保感测器的可靠性，有助扩大电容触控感测器于医疗照护领域的应用。
 
        近年来，电子科技的进步已经使医疗照护产业中的许多创新想法获得实现与改善。医疗照护设备的挑战包括开发新的诊断与治疗方法、实现远端监测与在家医疗照护装置、改善品质与可靠度及加强弹性与易用性。本文将会讨论电容数位转换器(CDC)技术，如何让医疗照护应用使用高性能电容触控感测的目标得以实现。

        提供新颖使用输入模式　电容触控感测控制器露锋芒

        电容触控感测器能够以按钮、滑动条(Slider Bar)、滚轮或是其他类似于图1中所示的提供使用者介面型态。

图1 触控感测器布局范例

        每个灰色的几何区域都代表一个在印刷电路板(PCB)上的感测器电极，结合后则形成虚拟电容器的板子；另一个板子则是由使用者的手指所形成，基本上为接地的感测器输入，为启动与介接电容触控感测器所设计的电容触控感测控制器，量测来自于单电极感测器的电容变化。该元件首先会输出一组触发讯号对电容器板进行充电。而当有一个物体，如使用者的手指靠近感测器时，虚拟电容器就会形成，而使用者就会成为第二组电容器板(图2)。电容量的量测是利用CDC进行。 

图2 电容感测示范与典型的响应

        能够感测外部感测器电容变化的CDC利用此资讯来启动一组感测器。分别拥有十三组与八组电容感测器输入的电容触控感测控制器，都具有晶片内建的校正逻辑，能对周围环境改变所导致的量测变化进行补偿，进而确保外部感测器不会因温度或湿度改变，而导致假触发。
 
        电容触控感测控制器提供不同的作业模式、使用者可编程的转换定序，以及非常弹性化的控制特点。这些特点使它们很适用于高解析度的触控感测器功能，如滑动条或滚轮等，且具有最少的软体需求。此外，按钮感测器的应用也可以完全利用晶片内建的数位逻辑实现，毋需任何软体。

        CDC元件会将一个触发讯号送至一组电容板上，并量测储存于电容器中的电荷，接着其数位结果就可以提供给外部主机。图4展现四种类型的电容感测器，其差别在于触发讯号送入的方式。

        电容感测五大医疗应用

        虽然电容感测的可能应用方式只会受到使用者创意的限制，不过这裡有一些适合在医疗照护现场的应用概念。 
 
        液位监测自动化

        在许多应用装置当中，如输血所使用的液体量必须量测，或是其流动必须在点滴瓶滴完之前关闭。为节省医疗人员的时间，自动化的液位监测(Liquid Level Monitoring)功能，将有助于消除手动检查的需要。

        以一个紧密依附在点滴瓶外壁上的板子建构平行板电容器，并延伸至接近瓶子的底部。当注射液体的位准改变时，介于两块板之间的电介质材料的量会产生变化，进而产生电容量的改变。为能以不同的电介质常数使用于不同的注射物质，设置在靠近底部的第二电容感测器会被当成一个参考通道，用以生成比例量测。具有两组电容量测通道的24位元CDC对于这类型的应用装置非常的有用。

        电极与人体间的连接性侦测

        对于想要在接近人体皮肤处作业的装置而言，在装置启动或是量测进行之前，能够取得装置表面区域与病患皮肤间接触品质的资讯，往往是相当有益的。终端使用的范围包括须要放在皮肤上的医疗探针、生物电电极感测器或是将导管维持在定位的封装盒等。

        为了要获得此额外的资讯，可将数个电容感测器电极(图4的深灰色部分)在生产的射出成型阶段，即直接嵌入装置的塑料外壳中。一旦取得电极资讯，就可使用运行于主要控制器当中的简单演算法，来判定所有的感测器电极是否都有和皮肤适当的接触。

        汗水侦测

        在某些医疗与健身测试设备当中，须要量测来自于人体的汗水，这通常是由量测皮肤的电导率来执行。然而，若量测作业须在没有电流接触的情况下执行，那麽此功能就可透过利用电容感测器去侦测人体周边湿度的方式执行。

        当人们流汗时，靠近人体皮肤的湿度(电介质常数)会提高；在此邻近区域的未接触电极，就可用来量测所造成的电容变化。

        增加第二个电容感测器来量测周遭湿度，并利用其做为共模补偿会相当有用。

        呼吸频率量测

        呼吸频率的量测是病患监测系统中的一个重要模组。一般而言，触发板被放置在病患背部；而感测器电极带则绑在病患胸部的适当位置上。随着肺部的吸气与吐气，所造成的胸部移动会改变两块板子之间的距离。在呼吸时，电介质常数也会因为複杂的生理活动而改变，这些电容变化可以透过CDC元件加以量测。

        感测器电极被设置在主体胸部适当位置的原因是，这个位置会受到最少来自于其他生理活动的冲击。然而，将多重感测器电极设置在病患胸部的不同位置上，即可取得更多关于身体功能的资讯。这是一个值得进一步研究的有趣主题。

        血压量测

        在使用膨胀式压脉袋(Inflatable Cuff)的血压量测应用装置中，有一项重要的任务就是量测空气阀的压力。电容感测器可轻易的使用在这类型的压力感测应用装置当中。