德尔格暖箱维修实例

阮明 夏燕红 杭州市儿童医院 （浙江 杭州 310014）

内容提要：随着新生儿的医疗护理水平不断提高，新生儿监护室的病死率明显降低。由于新生儿免疫功能不全，极易受环境的影响而引发感染，所以预防新生儿医院感染仍然是新生儿病房的首要任务。新生儿暖箱作为大部分新生儿出生后第一时间居住的“家”，已成为新生儿监护室内使用率最高的仪器设备之一，同时也是新生儿监护室基础设备之一。暖箱目前分为密闭式暖箱和长颈鹿多功能培养箱。在半年一次的预防性维护中发现本院有两台暖箱存在运行故障，其中一台长颈鹿多功能培养箱表现为噪音较大，另一台密闭式暖箱表现为湿化故障，湿度无法上升。文章通过对故障现象进行分析，查找故障原因，并采用替换法修复设备，使其恢复到正常工作状态。

新生儿暖箱又称为新生儿培养箱，或婴儿保温箱，是一种经过精密设计的、有利于新生儿生长发育的“体外子宫”。大部分需要进入暖箱的新生儿都是属于早产婴儿、低出生体重儿。这类婴儿不像足月婴儿，身体各方面发育都不完全，当离开了母亲的子宫后，无法快速地适应外部的新环境，需要进入暖箱进行培育，使身体各功能都能有充足的时间来进一步成长，以便能在后续成长中适应外部的新环境。因此，设备维护人员应严格确保暖箱贴近新生儿的成长需求，根据风险分析评分结果的原则制定预防性维护制度，并严格执行。

1.故障一：噪音过大

1.1 故障描述

在使用福禄克（Fluke）的INCU暖箱检测仪进行预防性维护时，发现一台长颈鹿多功能培养箱的噪音过大[1]。最大分贝达到了81dB，最小分贝达到了71.4dB，平均值更是达到了77dB，远远超过规定的噪音值60dB。见图1。噪音属于声音污染，由于婴儿器官发育并不完善，如果存在长时间受到噪声污染，可能直接影响听力，导致听力下降，危害性较大。

图1.更换电机前噪音

1.2 故障分析

由底部电机通过轴承转动携带风扇转动带动气流，从而产生噪声污染。①由于风扇扇叶损坏，或者灰尘分布不均，造成风扇的左右不对称，造成电机轴承高速转动时的轻微摇摆，产生的高频振动噪音[2]。②电机属于轻微振动元器件，所以在固定电机的四个脚上都会垫上橡胶缓冲垫[3]。当橡胶缓冲垫老化变硬，或者损坏遗失的时候同样会由于碰撞从而产生噪音。③电机中的轴承在转动中，本身就会存在一个比较小的噪音，长时间不断地转动更是加速了轴承的磨损，当轴承的磨损达到一定的程度以后，就会产生一个比较大的噪音。

1.3 解决方案

拆下电机以及风扇查看，发现扇叶完好无损，同时扇叶上布满灰尘。初步判断为风扇扇叶上存在灰尘，可能灰尘分布不均，导致扇叶高速转动时动平衡水平较差，从而产生轴承高频振动噪音[4]。基本的处理方法是用棉签蘸无水乙醇后缓慢仔细清洁扇叶，确保每一片扇叶都没有灰尘。清洁完扇叶以后（见图2），开机测试，噪声污染似乎小了一点，但仍存在并远远大于规定值。由此判断，此噪音并不完全是由于风扇扇叶上的灰尘分布不均造成的。

图2.清洁完后的扇叶

继续检查固定电机脚上的四个橡胶缓冲垫，发现四个缓冲垫外观完好，用手按压，回弹明显且迅速，说明四个橡胶缓冲垫完好，不需要更换。见图3。

图3.完好的橡胶缓冲垫

排除扇叶灰尘和橡胶缓冲垫后，判断噪音可能由轴承自身造成，需更换轴承后继续检查[5]。该款长颈鹿多功能培养箱的生产厂家（美国通用电气公司）告知不单独提供轴承配件，只能更换整个电机以及风扇，报价为8000元人民币。由于维修价格过于昂贵，为了降低维修成本，根据原装轴承的型号规格，并没有找到相同型号规格的轴承，通过不断地转速比对、噪音比对，最终选定进口的NMB R188ZZ轴承进行替换测试。此款轴承标称在极限转速下噪音<30dB，远远小于规定值60dB[6]。

长颈鹿多功能培养箱在更换R188ZZ轴承后开机测试，电机风扇工作正常，采用Fluke的INCU检测工具进行噪音检测，平均噪音<60dB。具体结果见图4，符合临床要求[7]。此次维修费用合计≤10元，大大降低了维修成本，并且缩短了维修时间，大大增加了设备的使用率。

图4.副厂轴承噪音

解决噪音问题以后，再次使用FLUKE的INCU暖箱检测仪对该设备进行检测。检测结果显示，虽然噪音问题得到了解决，但是出现了暖箱的温度上升时间过长，上下波动幅度过大，并且温度无法到达预设的36˚C，不符合暖箱的质量要求的问题，暖箱失去了最基本的恒温效果。见图5。

图5.副厂轴承加温效果

经分析认为，暖箱升温异常和更换轴承相关，为保证设备使用安全，需要进一步检查分析。

暖箱升温系统见图6，风扇连着轴承，电机通过轴承把动力传给风扇，使风扇转动，带动气流，通过加热块，带走加热块的热量，把热量均匀地散布在整个暖箱内。经过不断的分析讨论，最终发现不同型号的轴承由于其动摩擦系数不同，在规定电功率下，其输出的转速发生变化，导致风扇转速不同，进而导致排热速率偏离设计值。暖箱内的加热和排热是一个动态平衡过程，若改变排热量，则会造成温控系统的硬件环境，直接导致温控控制参数失调，从而造成系统超调和振荡。因此暖箱的温度无法得到有效的提升，且到达设定温度时间过长，过程极不稳定。

图6.升温系统

经过多次不断反复测试不同型号轴承，发现加热稳定效果都不太理想，很难兼顾升温与噪音。最终暂时放弃更换同规格轴承的维修方案，只能选择更换原装电机。待找到摩擦系数相近的轴承后再度另行试验。

经更换原厂电机后，使用Fluke的INCU暖箱检测仪进行检测，发现噪音和温度控制都符合要求，如图7、图8所示。

图7.原厂轴承噪音

图8.原厂轴承加温效果

2.故障二：设备湿度一直无法上升

2.1 故障描述

设备湿度一直无法上升。

2.2 故障分析及解决方案

暖箱是通过储水罐存储纯水，纯水通过单向控制阀控制进水量，然后通过加热棒使纯水蒸发成水蒸气，继而通过蒸发器使水蒸气散布在一定的空间中，通过风扇使蒸汽通过盖板边上的两边气口吹向暖箱的密闭式箱体空间[8]。

首先打开暖箱，见图9，发现风扇转速正常，有些许灰尘，用棉签蘸取无水酒精缓慢进行清理，清理完成后发现故障依旧存在。其次发现蒸发器加温正常，继而需要查找的是进水问题，水路示意图见图10。

图9.暖箱内部图

图10.水路示意图

检查储水箱，发现水量正常，其连接至单向阀装置的小型蓄水箱水量正常。然后打开加热水箱，发现了大量水垢（见图11），水垢堵住了进水口，导致纯水无法进入加热水箱。加热棒加热一定时间后，达到了额定温度以后，温度传感器感受到温度以后就会断开加热棒，使加热棒无法继续加热，保护加热棒不被损坏。纯水无法进入加热水箱，无法通过加热棒加热形成水汽，导致暖箱湿度无法上升。

图11.水垢清洁前

通过询问厂家工程师得知，需要更换这个湿化器，报价为24000元。由于价格过于昂贵，决定自己拆修清洁，在清洁过程中发现这可能不是单纯的水垢，本院用的是注射用水，里面可能会含有比较丰富的各种无机离子，猜测有可能是各种离子的堆积，同时把水垢的问题反映给厂家[9]。厂家工程师经过检测发现这些水垢确实是大量无机离子的堆积。

加热水箱清洁完成后见图12[10]。注意在清洁的过程中不要弄湿加热管的通电接触口，以免直接短路。重新安装回机器后加湿测试，发现暖箱湿化正常。

图12.水垢清洁后

3.讨论

新生儿暖箱主要有以下作用：①为有需要的新生儿提供适宜的生存环境。新生儿暖箱的主要特点是恒温、恒湿。进入暖箱的婴儿的体温调节系统发育尚不完善，很容易体温过高或者过低。新生儿暖箱可以通过肤温传感器接触宝宝的皮肤，以此来获取宝宝的体温，从而调节暖箱内环境温度，使宝宝处在一个适宜的温度中，达到更好地控制宝宝体温的目的。②让新生儿与外界相对隔绝，以减少感染的机会。相对来说需要进入暖箱的新生儿都是比较脆弱的，因为他们的免疫系统尚未发育完善，需要更加细心地呵护。暖箱中的空气都是通过过滤网进入暖箱，此类滤网可以有效地过滤细菌，从而使箱体内部空气更加洁净。③暖箱给婴儿提供适宜的生存环境的同时，更有利于医护人员对新生儿的观察和治疗。暖箱的箱体都是透明的，医护人员可以直接观察到暖箱内部宝宝的情况，及时地给予相对应的治疗，对于黄疸的宝宝在做好防护的同时可以直接执行蓝光照射。同时暖箱还预留了很多操作孔，方便各种医疗器械进入操作。

经采用不同厂家和型号的轴承虽然成功修复了噪音故障，但带来了新的故障，设备的温度控制效果不佳，其可能的原因为力学参数差异较大。同时，每次维修完成以后必须用暖箱检测仪对暖箱进行全面细致的检查确认，以免造成不必要的医疗事故。

在维修过程中发现故障原因以后，要试着自己去解决而不是一味地寻求厂家配件的替换。解决故障后要积极思考产生故障原因，预防再次产生相同故障或延长故障的生成时间。在一些通用设备或者配件上，自行更换替代配件可以大幅提高维修效率和降低维修成本。对一些精度高，无法找到同型号配件的设备，更换完之后应通过专业检测设备对相关参数进行监控，如发现参数偏离，应及时联系厂家，更换原厂配件，确保医疗安全。

在本文第一例故障中，解决完噪音问题，却引入了温度控制问题。这提醒工程师应从整体角度系统思考医疗设备的维修问题。在工作中应加强对设备工作原理、系统模块架构的学习研究，维修时掌握好局部故障与整体工作状态的关系，加强维修后的检测观察，除了关注局部故障是否排除之外，更应该从整体运行的高度来考察维修效果。

在湿化故障修复完成后，使用纯水，经过一年的使用，打开蒸发箱，发现水垢很少，与使用注射用水相比差距明显。至此，可以证明是注射用水加速了水垢的形成。于是建议临床使用纯水，不再使用注射用水。