应志创
(浙江省浦江县中医院,浙江浦江322200)
德国WOLF2232气腹机故障实例分析与维修
应志创
(浙江省浦江县中医院,浙江浦江322200)
本文主要对德国WOLF气腹机的气路及部分电路常见故障进行分析与解说。
减压阀;压力传感器;流量传感器;比例流量阀
气腹机是腹腔镜手术时进行人工气腹的主要设备,通常使用CO2气体将腹壁与腹腔脏器隔开,形成手术操作空间。德国WOLF气腹机最大流量为42L/min,预设腹压为3-25mmHg,可动态监控气腹流速、气腹压力及流量,具有声光报警装置,当操作失误及发生故障时有错误代码显示,便于纠正和维修。
德国WOLF气腹机主要有气路和电路两大部分组成,工作原理如图1所示。
图1 工作原理图
气路部分工作过程: CO2从钢瓶通过机内一级减压阀DM1减压到3.3bar,然后通过二级减压阀DM2减压到70mmHg作为气腹机的气源,通过比例阀V1后接入压力及流量监测,最后通过V2阀输出到腹腔内。当腹腔内压力到达控制压力时,V1阀截止,停止供气,而当腹腔内压力超过设定值时,压力通过V3阀释放。
电路部分工作过程:交流电源通过开关变压器变成主板所需的各路直流电送入主板,一级减压阀DM1进气部分接一个30bar和一个3bar的压力开关作为CO2钢瓶的压力检测,主板送出三路电磁阀的控制信号控制各电磁阀工作。气路中接入一个流量传感器来检测流量及流速;两路压力传感器来监测气路中的压力;流量及流速、压力通过显示面板显示。
开机自检时,V1阀按程序设定的脉宽和周期打开,V2阀关闭,V3阀全开,此时可听到间隙的气流声,主板CPU即时检测自检时的流量及气路压力,如果与存储器内的设定值一致,则执行下一步检测。下一步V1阀按从小到大的打开,CPU检测流量测量的线性,通过检测后,机器转入待用状态,等待用户输入参数。如果在自检过程中,测得的值超出了存储器中值的误差范围,机器则在自检过程中出现声光报警,自检结束后显示错误代码。当机器在自检中检测到严重错误时,自检过程中会产生连续的声光报警,并在自检结束后显示错误代码。
2.1 故障例一:开机后报警,显示错误代码E10。
分析与检修:E10代码主要提示为CO2流量太小。造成CO2流量太小的原因通常是废气排放口有异物挡住,造成排放不畅;或者是二级减压阀性能下降,造成输出流量不够。
根据上述原因,参照图2,首先检查气体排放口,由于排放口的位置比较低,因此当机器的防滑底座缺失的时候经常会造成E10的故障,维修时该机的底座齐全,因此排除第一种可能。于是打开机器,从主板侧拔下四根硅胶管,其中两根细硅胶管用一个三通连到压力测量装置上(可以用压力表或血压计),然后拔下V1阀的控制连线,在控制脚上加直流24V的电压,两根粗硅胶管用手堵住,观察压力表或血压计的读数,应该在70mmHg左右,放开被堵的粗硅胶管,观察压力下降的程度,如果压力下降很多,说明该减压阀流量特性已经变差,需要更换或维修。
图2 减压阀结构图
当进气口压力增高时,减压室压力随着增高,橡胶薄膜向上移动,带动杠杆关小进气嘴开口,使减压室内压力下降,达到平衡;当进气口压力下降时,减压室内压力下降,橡胶薄膜向下移动,带动杠杆增大进气嘴开口,使减压室内压力上升,达到平衡。减压阀主要有两个特性,压力特性和流量特性。调节螺栓、弹簧及橡胶薄膜决定减压阀的压力特性;进气嘴和阀垫影响减压阀的流量特性。因此,当进气嘴部分有赃物及阀垫老化变形会影响减压阀的流量特性。
减压阀维修方法:打开DM2减压阀,首先观察内部是否清洁,如有脏污,用无水酒精清洁。随着机器的长时间使用,阀垫会老化增厚,此时,可以用细砂纸轻轻打磨阀垫,减少阀垫的厚度,再用酒精清洗干净,装回试机观察机器工作状态。如果还报E10,说明打磨程度还不够。正常状态下,当流量设定在30L时,用高通量供气模式,实际显示流量应该在28-32之间。如果达不到这个值,说明该机的二级减压阀流量特性已经变差。
2.2 故障例二:开机后报警,显示错误代码E06。
分析与检修:E06代码主要提示为机器压力检测出错。造成压力检测出错的原因通常是压力测量回路上存在问题,或是二级减压阀输出的压力不正确,或是测量电路有问题。
首先,按故障例一的方法确定减压阀的输出压力,观察压力是否正常。在电路上,该机设置了两路压力测量电路,两路压力传感器各通过一个运算放大器放大后输入到CPU(80C552)的AD转换输入端,在主板上有两个测试点MP12和MP13分别可以测到该两个压力值。
打开机器,测量压力输出在正常范围内,用示波器测量MP12、MP13两点的电压波形,发现MP12测到的是一个固定电平,没有随着机器压力的变化而相应变化,因此怀疑压力传感器有问题,更换同型号的压力传感器(SDX01G2)后,机器恢复正常。
2.3 故障例三:开机后报警,显示错误代码E04。
分析与检修:E04代码主要提示为流量测量缺陷、V1缺陷、V3缺陷。从气路的框图分析,自检过程中参与流量监测的有V1、V3和流量传感器测量电路。当V1开放不足、V3脏堵等情况出现,势必会影响流量监测。电路上,流量监测电路由流量传感器基准电压供给集成电路(L4940V10)提供10V的电压给流量传感器(AWM3300V)供电,传感器输出电压输入到CPU的AD输入端,在主板的MP11测试点可以测量到流量的波形。
首先,排除电路上的原因,测量传感器供电,10V电压正常。再测量流量波形,发现呈一固定电平,没有随着流量的变化而变化。更换流量传感器后,机器恢复正常。
在维修过程中,值得注意的是V1阀属于比例流量阀,它是根据阀线圈上的电压大小改变阀体的开闭程度,从而控制流量的大小。该阀在阀芯顶端有一个螺栓可以调节流量的大小,一般在出厂时已经调好,轻易不要去调节该螺栓,一旦调动后,没有专业的测量工具,很难调到精确位置。
[1]黄宗翔,彭达明,陈跃龙.德国WOLF-2232二氧化碳气腹机故障检修1例 [J].医疗设备信息,2004,9 : 86.
[2] 杨源泉主编. 阀门设计手册[M]. 机械工业出版社, 1992.
2014-06-20
TH776+.1
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1002-2376(2014)09-0112-02