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      MR810呼吸濕化器的電路原理及維修

      2011-11-16 09:36:16劉勇盧中凱張紅俠
      中國醫(yī)療設(shè)備 2011年7期
      關(guān)鍵詞:化器雙路溫度傳感器

      劉勇,盧中凱,張紅俠

      山東大學(xué)齊魯兒童醫(yī)院 設(shè)備科,山東 濟(jì)南 250022

      MR810呼吸濕化器的電路原理及維修

      劉勇,盧中凱,張紅俠

      山東大學(xué)齊魯兒童醫(yī)院 設(shè)備科,山東 濟(jì)南 250022

      本文介紹了MR810呼吸濕化器的電路原理及在臨床中的應(yīng)用,分析了濕化器在使用過程中易出現(xiàn)的故障及維修方法。

      呼吸機(jī);電路原理;呼吸濕化器 ;微處理器;醫(yī)療設(shè)備維修

      呼吸濕化器是呼吸機(jī)的重要組成器件,以物理加熱的方法為干燥的空氧混合氣體而提供恰當(dāng)?shù)臏囟燃皾穸取@煤粑鼭窕鲗τ煤粑鼨C(jī)治療的患者氣體進(jìn)行加溫及加濕是治療過程中重要的措施。如呼吸濕化器出現(xiàn)故障,將直接影響患者治療效果,故障嚴(yán)重則會對患者造成傷害。

      1 呼吸濕化器使用現(xiàn)狀

      目前,醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的呼吸機(jī)都配有呼吸濕化器,大部分都是新西蘭費(fèi)雪派克公司生產(chǎn)的。該公司的系列產(chǎn)品有MR410,MR480,MR700,MR720,MR810,MR850等型號。早期的呼吸機(jī)配置MR410型濕化器,隨著技術(shù)進(jìn)步,逐漸被MR810型或MR850型呼吸濕化器所取代。

      2 MR810型呼吸濕化器技術(shù)參數(shù)和使用環(huán)境

      MR810型呼吸濕化器是給予需要無創(chuàng)通氣或持續(xù)氣流氣體的患者提供加溫、加濕的氣體。濕化器有低、中和高3檔,開機(jī)時(shí)的默認(rèn)狀態(tài)是高檔濕度,見表1。

      表1 MR810型呼吸濕化器技術(shù)參數(shù)和使用環(huán)境

      2.1 電器規(guī)格

      供電電壓:230V交流電,50~60HMz;電流:230V交流電時(shí)最大0.8A。加熱板:230V,150W,溫度過高切斷(93±6)℃。加熱絲:22V交流電,1.36A,30W。

      2.2 電路原理

      MR810型呼吸濕化器電路主要由5個(gè)模塊構(gòu)成:電源電路,雙路并行溫度傳感器,雙伺服加熱電路,信號處理、運(yùn)算電路,中央控制電路。

      電源電路由電源線、保險(xiǎn)管、濾波電路、過載保護(hù)器、隔離變壓器、整流電路等元器件組成。為加熱電路提供220V和22V電壓,為信號處理、運(yùn)算電路及中央控制電路提供工作電壓。

      雙路并行溫度傳感器是精密的熱敏電阻,其安裝部位緊貼在加熱底盤的下方,阻值隨加熱底盤溫度升高而降低。環(huán)境溫度23℃,阻值約為10KΩ。為了保證濕化器使用的安全,MR810型呼吸濕化器的設(shè)計(jì)為雙路并行溫度傳感器,只要任何一只溫度傳感器出現(xiàn)故障,濕化器就不能正常工作。

      雙伺服加熱電路有非加熱絲模式和加熱絲模式兩種。使用加熱絲模式,如綠燈點(diǎn)亮則表明加熱絲連接線正確地連接到加熱絲管路上。如果沒有連接加熱管路,則非加熱絲模式啟動。

      信號處理、運(yùn)算電路。溫度采集電路采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)是模擬電壓的形式。溫度變化引起溫度傳感器上電壓的變換,通過4運(yùn)算放大器(LM324)將現(xiàn)場溫度傳至單片機(jī)。單片機(jī)通過自身集成的 A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)可用的數(shù)字量。單片機(jī)結(jié)合現(xiàn)場溫度與用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度,按照已經(jīng)編程固化程序控制算法計(jì)算出實(shí)時(shí)控制量??刂屏渴鼓芄怆姼綦x驅(qū)動電路,決定加熱電路的工作狀態(tài),當(dāng)被加熱物達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí),中央控制電路輸出相應(yīng)的電平控制加熱電路斷開,停止加熱。如此反復(fù),使被加熱物的溫度穩(wěn)定在所需要的溫度附近。

      中央控制電路由微處理器ATmega8 16AU及附屬電路組成。微處理器ATmega8 16AU是ATMEL公司推出的基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的高檔Flash型單片機(jī)。其核心是將32個(gè)工作寄存器和指令集連接在一起,所有工作寄存器都與ALU(算術(shù)邏輯單元)直接相連,實(shí)現(xiàn)了1個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行1條指令同時(shí)訪問(讀寫)2個(gè)獨(dú)立寄存器的操作。這種結(jié)構(gòu)提高了代碼效率,使得大部分指令的執(zhí)行時(shí)間僅為1個(gè)時(shí)鐘周期。因此,ATmega8具有接近1 MI /s/MHz的性能,運(yùn)行速度比普通CISC單片機(jī)高10倍。單片機(jī)內(nèi)集成了執(zhí)行速度為2個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器、8KB的Flash程序存儲器、512字節(jié)的E2PROM、2個(gè)具有比較模式的8位定時(shí)器、1個(gè)具有比較和捕獲模式的16位定時(shí)器、3路最大精度為16位的PWM輸出、8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器,SPI/TWI同步串口及USART異步串口。在設(shè)計(jì)的過程中,通過軟件編程簡化硬件電路。

      各引腳作用:1腳為外部中斷1信號輸入,是外部中斷源;32腳為外部中斷0信號輸入腳,是外部中斷源,電平發(fā)生合適的變化,終端也觸發(fā),是控制雙路加熱信號的輸入端;2腳為外部時(shí)鐘輸入/輸出;3腳、5腳、21腳為電源負(fù)腳;4腳、6腳、18腳為電源正腳;7腳為芯片時(shí)鐘振蕩器引腳2;8腳為芯片時(shí)鐘振蕩器引腳1;9腳為外部計(jì)數(shù)器輸入腳;10腳為模擬比較器正輸入腳;11腳為模擬比較器負(fù)輸入腳;12腳為輸入捕獲引腳;13腳為輸出比較輸出腳;14腳為從機(jī)選擇輸入腳;15腳為SPI通道主機(jī)數(shù)據(jù)輸出、從機(jī)數(shù)據(jù)輸入腳;16腳為SPI通道主機(jī)數(shù)據(jù)輸入、從機(jī)數(shù)據(jù)輸出腳;17腳為SPI總線的主機(jī)時(shí)鐘輸入;19腳、22腳為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入;20腳為A/D模擬基準(zhǔn)輸入引腳;23腳為ADC數(shù)據(jù)輸入通道0腳;24腳為ADC數(shù)據(jù)輸入通道1腳;25腳為ADC數(shù)據(jù)輸入通道2腳;26腳為ADC數(shù)據(jù)輸入通道3腳;27腳為ADC數(shù)據(jù)輸入通道4、兩線串行總線數(shù)據(jù)輸入/輸出腳;28腳為ADC數(shù)據(jù)輸入通道5、兩線串行總線數(shù)據(jù)時(shí)鐘腳;29腳為復(fù)位腳;3 0腳為通用同步異步數(shù)據(jù)接收引腳;31腳為通用同步異步數(shù)據(jù)發(fā)送引腳。

      3 故障分析及維修

      3.1 故障一

      開啟濕化器電源后,聽到繼電器的頻繁動作聲音,底盤不加熱,溫度濕度指示燈不亮,紅燈閃爍。分析及維修:繼電器頻繁動作,可能是繼電器接點(diǎn)老化導(dǎo)致不能接通電源而產(chǎn)生的。更換同型號繼電器,開啟濕化器,設(shè)備工作正常。

      3.2 故障二開啟濕化器電源后,聽到繼電器的動作聲音,底盤不加熱,溫度濕度指示燈不亮,紅燈閃爍。分析及維修:打開機(jī)器,電路板保險(xiǎn)絲F1,F2,F3均正常,表明電路元件未發(fā)生短路現(xiàn)象。分析原因可能為:①加熱絲斷開;②加熱底盤過載保護(hù)器常開; ③溫度傳感器故障;④電路元件故障;⑤微處理器故障或程序丟失。經(jīng)檢查,雙路并行溫度傳感器其中一路出現(xiàn)故障,更換溫度傳感器,濕化器工作正常。

      [1] 郭丹,高虹,汪纓.MR410濕化器的電路原理及維修[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2004,19(12):78-79.

      [2] 黃桃,周發(fā)春,劉瓊,等.呼吸機(jī)加熱濕化器雙伺服加熱方式的臨床應(yīng)用研究[J].重慶醫(yī)學(xué),2009,(20):2537-2539.

      [3] 黃紹光.呼吸機(jī)治療與監(jiān)護(hù)新技術(shù)[M].第1版.北京:人民軍醫(yī)出版社,2002.

      [4] 杜嘉莉.多呼吸機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺的開發(fā)[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(12):19-22.

      MR810 Breathing a Wet Process, the Circuit Principle and the Maintenance

      LIU Yong,LU Zhong-kai,ZHANG Hong-xia
      Equipment Department, Qilu Hospital of Shandong University Children,Jinan Shandong 250022 ,China

      TH789

      B

      10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.057

      1674-1633(2011)07-0139-02

      2011-04-17

      作者郵箱:ly6838@163.com

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