浙大系列微量注射泵工作原理及常见故障案例分析

张 伟

浙大系列微量注射泵工作原理及常见故障案例分析

张 伟①

张伟，男，(1985- )，大专，技师。第四军医大学西京医院器材设备科，从事医疗仪器维修及管理工作。

微量注射泵是临床救治危重患者不可缺少的医疗仪器。随着住院患者的不断增多，危重和急救患者也随之有所增加。据统计，仅西京医院已有近千台微量注射泵，医院各科室大量的微量注射泵在投入使用过程中难免遇到一些常见问题和故障，给医护人员和患者带来不便，通过介绍浙大系列微量注射泵的结构与工作原理、特点和常见故障分析与排除供同行参考。

1 微量注射泵的结构与工作原理

1.1 主机外形和系统结构概述

浙大WZ-50C6微量注射泵是光、机、电一体化产品，主机外形结构主要由数字设置键、停止键、启动键、快进键、总量查询键、静音键、选择键、功能菜单控制键、压力检测系统、LED数码管、LCD液晶块，管径检测组件以及长度检测组件等13部分组成。压力传感器组成的压力检测系统具备多等级的压力报警功能，增加了使用的安全性[1]。WZ-50C6微量注射泵的压力检测系统是用电阻式传感器，其工作原理是将被测的非电量转换成电阻值，通过测量此电阻值达到测量非电量的目的，该电路采用的电桥构成测量电压，是一种具有较高灵敏度的测量方法[2]。无差压时，电桥两臂平等。差压信号加到4个陶瓷压敏电阻上，压敏电阻的阻值随压差而变化，引起电桥失衡。电桥失衡引起电流的变化，通过运放LM2904进行电流的放大在后面接ADC0834模块转换芯片，把模拟信号转化为数字信号，再传输至CPU进行处理(如图1所示)。

1.2 微量注射泵的工作原理

微量注射泵由步进电机及其驱动器、丝杆和支架等构成，具有往复移动的丝杆、螺母、因此也称丝杆泵，螺母与注射器的活塞相连，注射器里盛放药物液，工作时单片机系统发出控制脉冲使步进电机启动旋转，而步进电机带动丝杆将旋转运动变成直线运动，推动注射器中的药液通过管路输入人体。通过设定螺杆的旋转速度就可以调整其对注射器针栓的推进速度，从而达到调整所给的药物剂量(如图2所示)[3-5]。

图2 工作原理图

2 微量注射泵的特点

(1)微量注射泵可以将药物精确、均匀、持续输入人体内，严格控制药物的用量，保证药物最佳的有效浓度，可以合理轻便的调节药物的注射速度，连续输注各种急需的药物[6]。

(2)在抢救危重患者时能够减轻工作量，提高效率、准确、安全有效地配合医生抢救工作，为生命垂危的患者抢救争取了有效的抢救时间。

(3)具有完整的报警系统，带有蓄电池，连接交流电后可自行对蓄电池充电，充电12 h可连续使用3～5 h。在交流电中断时可自动转为电池模式，不因停电或转送患者而中断给药治疗，为临床护理服务提供了便捷，省时省力，用药剂量准确无误的效果。

(4)在临床应用中，除可自动识别注射器规格，还可以显示总液量，快速输液控制，流量控制方便，流量设置键可锁定，市电及内置电源可显示及各种声光报警。

3 常见故障案例分析与排除

3.1 故障案例一

(1)故障现象。科室送修一台浙大四通道微量注射泵(WZ-50S2-D2)。开机2通道的数码显示管第四位数字自动从0到9自动变化，开机启动走液正常。

(2)故障分析与排除。这种数码管显示不正常的故障很少遇见，首先考虑是否数码管损坏，其次考虑是否供给数码管的电压出现异常现象。如仍无法排除故障就考虑其他元器件以及限流保护元器件。用M4“十”字螺丝刀将外壳固定的螺丝取出，使泵前后壳分开，仔细观察2通道的数码显示管，反复开机试验发现，只要开机数码管就一直在闪烁不定，正常情况下应该是开机后数码显示管一直是长亮，这时用开启的烙铁取下故障数码显示管，用同型号的更换之后故障仍然存在。用数字万用表测试了更换的数码显示管的阻值和供给数码显示管的电压均是正常的，接下来考虑旁路电路的限流及保护元器件，用数字万用表测量了供给电路的元器件R74，R69，R11，R12电阻及RP4排阻，最后测量完R12电阻时发现其中RP7(图3所示)排阻表面有细小的裂纹，仔细查看型号是A512J的五脚排阻，测量了阻值有异常，正常的阻值应该是5.1K，更换了新的A512J五脚排阻，再次开机启动，故障排除，正常运行走液。

图3 电路图

3.2 故障案例二

(1)故障现象。开机ERR报警。

(2)故障分析与排除。开机报警是微量注射泵的常见故障现象，一般主要有：阻塞报警，注射器报警，注射完毕报警，残留液体报警，电池欠压报警等。首先要观察微量注射泵外观及数码管显示提示是否在以上常见故障范围之内的报警现象。其次，打开微量注射泵使泵体前后外壳分离，手按电源启动键发现电机没有正常运转，这时给微量注射泵插上220V交流电源，用数字万用表测试了电机的电压在正常范围内，怀疑是电机已损坏，更换了同型号的步进电机，开机故障依旧存在，故判断步进电机正常，再仔细观察是否拉杆的丝扣与电机轴的丝杆齿轮没有完全齿合及齿轮内壁上面卡有异物和丝杆顶端一侧脱落等，用手扶住推杆作往返动作及手动转动步进电机时发现很难转动步进电机，这时发现齿轮内壁上面卡有异物阻挡了齿轮的正常运转，用长夹子把异物取出，然后重新开机启动，故障排除，正常走液体。

3.3 故障案例三

(1)故障现象。WZS-50F2型微量注射泵开机提示电池欠压报警，但是可以正常走液体。

(2)故障分析与排除。这种故障现象一般是在医护人员繁忙时忘记给电池充电，使电池长时间得不到维护所致。同时，存在给电池充电时间过长，电池过充损坏；还有可能是交流保险已烧坏。给微量注射泵插上220V交流电，开机按启动按键，再按报警静音按键，数秒钟后又开始提示电池欠压报警，最初考虑电池没有得到正常充电，这时给电池充了5个小时电，之后再开机测试，故障未排除，仍在报警电池欠压。将电池从泵内取出更换新电池，开机仍因电池欠压报警。打开泵的前后外壳用数字万用表测量电池充电电路显示，无12V电压，最后发现泵的交流指示灯未亮，用M4螺丝刀取出交流保险，用数字万用表的通断挡测量了保险已烧断，更换新的保险后开机交流指示灯亮，电池欠压报警声音消除，故障排除。

3.4 故障案例四

(1)故障现象。开机走液体无注射器的规格显示(如10 ml→20 ml→30 ml→50 ml)。

(2)故障分析与排除。在正常情况下，向外拉动压注射器的压块拉杆就会在泵的左上方清楚看见注射器的规格显示灯依次按照10 ml→20 ml→30 ml→50 ml亮起来。导致无注射器规格显示的故障原因有：①微动转换开关损坏；②微动转换开关位置发生偏离。用数字万用表的通断挡位测量微动转换开关时，如果转换开关闭合状态时2、3导通，转换开关断开状态时1、3导通，若有其中一脚不正常，应考虑微动转换开关损坏，更换新的故障即可排除。如果微动转换开关完好，则考虑微动转换开关位置发生偏离，此时只需打开泵的前后外壳，调整好微动转换开关位置，直到转换的最佳正确状态即可排除故障。

4 小结

浙大系列微量注射泵应在相对于干燥且远离强磁场的环境下进行操作使用，工作台面应保证绝源良好[7]。维修时应防止机械部件划伤皮肤，如有不慎应及时消毒处理，以免发生感染[8]。

由于浙大系列微量注射泵采用交流、直流电源交替供电，因此维修工程技术人员应随时防止触电、短路等事故发生，在进行电气部分拆装、焊接时应断开一切电源；裸机通电调试时应避免线路板之间、线路板与机械部分之间相碰，并且线路板应远离金属制品等[9]。为了使微量注射泵处于良好的工作状态、降低故障率，应按照操作规程操作和维护保养，做到防患于未然[10]。

[1]吴伟明.传感器应用与发展[J].电子制作，2007(4)：1-2.

[2]杨少春.传感器原理及其应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

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[4]王小明.电动机的单片机控制[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002.

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[6]李朝伟，李晓东.注射泵一般原理和故障处理[J].医疗装备，2007，20(3)：54-55.

[7]阮兴云.医疗设备实践与探索[M].昆明：云南科技出版社，2005.

[8]李晓红.临床使用微量注射泵存在的安全隐患及对策[J].全科护理，2011，9(5)：409-410.

[9]张彬.微量注射泵临床使用的常见问题及对策[J].心理医生(下)，2011(8)：951-952.

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1672-8270(2014)05-0109-03

R197.39

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10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.05.041

2013-12-18

①第四军医大学西京医院器材设备科 陕西 西安 710032