粪便分析仪EMC核心技术解析

01 国际和国内标准内容

1.1 国际标准号及名称

1.2 国内标准号及名称

1.3 其它国家和主体标准要求

02标准的电子部份电磁兼容EMC内容

2.1 国际标准中的电子部分EMC内容

在国际标准IEC 60601- 1- 2中，对电子部分的电磁发射要求十分严格

规定设备在射频范围内的传导发射和辐射发射都不能超过规定限值，防止对周围电子设备如医疗监护仪、通信设备等造成干扰。在抗扰度方面，要求设备能够承受一定强度的静电放电、射频电磁场辐射、电快速瞬变脉冲群等电磁干扰，确保设备在受到这些干扰时不会出现功能异常、数据错误或损坏等情况

2.2 国内标准中的电子部分EMC内容

YY/T 1745-2021《粪便分析仪行业标准》

适用范围：中国粪便分析仪专用标准，明确引用 GB/T18268 系列作为EMC依据国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心

核心 EMC 内容：合规要求

仪器主机需同时符合 GB/T18268.1-2010（通用要求）和 GB/T18268.26-2010（IVD 专项要求）的I组A类设备标准国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心

测试方法：按上述标准进行 EMC 测试，包括抗扰度（ESD、EFT、射频场等）和发射限值（传导、辐射）国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心

临床符合率：EMC测试中设备需保持≥80% 的阳性检出符合率（与人工镜检对比）国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心

抗干扰能力：在典型医疗电磁环境（如Wi-Fi、高频电刀）下，设备需稳定运行，无数据误判国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心

03粪便分析仪在实际应用过程的问题

3.1 痛点问题 电磁干扰导致检测数据不稳定

例如: 附近的大型医疗设备如核磁共振仪在运行时，其强大的电磁场可能耦合到粪便分析仪的电路中，导致检测信号出现波动，使检测结果出现偏差，影响医生对患者病情的准确判断

工频磁场（如附近变压器、MRI 设备）导致的基线漂移

现象：

设备在“空白对照”测试（检测纯生理盐水样本）时，本应显示“0 干扰物”，却持续出现“疑似杂质”的基线波动（数值在0-5之间反复跳动）；长期使用后，校准用的标准品检测值偏差超过10%（如标准值100，实测90 或110）。

原因：

50Hz工频磁场（强度超过30A/m）干扰光学检测系统的光电二极管，导致输出信号的直流分量偏移，影响数据校准的稳定性

3.2 痛点问题 抗静电能力不足

实际操作中，操作人员与设备接触时可能产生静电放电现象

由于粪便分析仪部分部件抗静电能力不足，静电放电可能会干扰设备内部电路，导致设备死机、重启或者检测程序出错,这不仅影响检测效率，还可能造成样本检测中断，需要重新进行检测，增加了时间成本和样本损耗

现象：

医护人员佩戴橡胶手套接触设备操作面板（如触摸屏、按键）时，设备突然出现显示屏闪烁、菜单乱码，或已输入的样本编号、检测模式被自动篡改；严重时可能触发设备 “误报警”（无故障却提示 “系统错误”）

原因：

人体静电（尤其干燥环境下）通过接触或空气放电耦合到设备的控制电路，干扰微处理器的信号处理，导致逻辑判断错误

3.3 痛点问题 电源干扰敏感

医院的供电系统可能存在电压波动、谐波等电源干扰问题;粪便分析仪如果对电源干扰敏感，当电源出现波动时，可能会导致设备工作异常，如检测参数不准确、传感器工作不稳定等;这使得在电源质量不佳的环境下，粪便分析仪难以提供可靠的检测结果

电快速瞬变脉冲群（EFT）导致的机械传动故障

现象：

设备在自动进样过程中，机械臂突然卡顿（停在样本架上方不动），或样本针（吸取粪便悬液的部件）偏离预设轨迹，戳到样本管外壁；部分设备会出现 “样本混匀搅拌器” 转速忽快忽慢，导致样本未充分混匀，影响检测均匀性。

原因：

电网中因电机启动、开关动作产生的高频脉冲（5kHz）通过电源线耦合到设备的电机驱动电路，干扰步进电机的控制信号，导致机械运动精度下降

3.4 痛点问题 雷击浪涌损坏

浪涌干扰（如雷击、电网切换）导致的设备宕机或硬件损坏

现象：

雷雨天气或医院配电室切换供电线路后，设备突然黑屏、无任何响应（无法开机）；或重启后提示 “传感器通信失败”，拆开后发现光学检测模块的电路板烧蚀（有焦痕）

原因：

浪涌电压（线 - 地间可达 4kV）击穿设备电源模块的防雷击保护电路，直接损坏敏感电子元件（如运算放大器、传感器接口芯片）

基于NASA、世界气象组织等权威机构的最新研究，全球雷电活动最频繁的前三名国家及地区如下：

第一名：委内瑞拉・马拉开波湖地区 闪电密度：年均 232.52 次 / 平方公里（全球最高）

第二名：刚果民主共和国・卡巴雷区（Kabare） 闪电密度：年均 205.31 次 / 平方公里（非洲最高）

第三名：刚果民主共和国・坎佩内（Kampene） 闪电密度：年均 176.71 次 / 平方公里（赤道地区高频区）

04对外I/O接口及显示屏解决方案

AC电源接口EMC及可靠性设计

AC 电源接口：用于连接外部220V交流输入

12V/24V DC电源接口EMC及可靠性设计

DC 电源接口：用于连接外部 12V/24V DC电源输入， 为内部模块供电（如电机、传感器）。

USB-2.0接口EMC及热插拔可靠性设计

USB-2.0接口： USB 2.0旨在提供更快的数据传输速度和更好的设备兼容性；并且在接口速度上实现了飞跃，将其从最初的最大12 Mbps提升至480 Mbps；这使得USB接口能够满足更多高带宽设备的需求，如高速打印机、扫描仪、外部存储设备和多媒体设备等。

USB 3.0接口EMC及热插拔可靠性设计

USB 3.0 接口：

USB 3.0 接口具有高速数据传输能力，广泛应用于机器与外部存储设备、传感器等的连接。其高速模式下的数据传输速率可达5Gbps，能快速传输大量数据，如机器视觉图像数据；具备即插即用特性，方便用户随时连接和更换设备，提高机器使用的便捷性，在各类机器应用场景中发挥着关键作用。

RS-232 接口EMC及热插拔可靠性设计

RS232 接口： 是常用的串行通信接口之一， RS232适用于短距离设备互联（如打印机、鼠标等），但需通过电平转换芯片（如 MAX232 ）适配不同逻辑电平。

RS-485 接口EMC及热插拔可靠性设计

RS485 接口： RS-485 是一种串行通信标准，可以支持多个设备通过同一条串行总线进行通信；且适用于中长距离通信，具有较好的抗干扰能力和数据传输稳定性。

以太网接口EMC及热插拔可靠性设计

以太网 接口：

支持有线网络连接；以太网接口为机器提供稳定的网络连接，支持远程控制和数据交互。通过以太网，机器可实时上传工作数据至云端，接受远程指令，实现智能化远程操作；其传输速率可达1000Mbps甚至更高，满足机器在自动化、智能化等领域对高速、稳定数据传输的需求。