醫(yī)療設(shè)備電氣控制線路的各種隔離與技術(shù)措施分析

摘 要：醫(yī)院是我國(guó)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的重要組成部分，關(guān)系到我國(guó)民生問(wèn)題和社會(huì)內(nèi)部的穩(wěn)定性，更是保證我國(guó)居民正常工作生活的基礎(chǔ)，就當(dāng)前我國(guó)的醫(yī)療體制發(fā)展情況來(lái)看，其整體正向著信息化、統(tǒng)一化、公共化方向發(fā)展，其中以信息化的發(fā)展進(jìn)程之快最為搶眼。醫(yī)療體制信息化發(fā)展的重要基礎(chǔ)是電氣設(shè)備，保證醫(yī)療電氣設(shè)備正常持久運(yùn)轉(zhuǎn)不僅僅是醫(yī)療機(jī)構(gòu)開(kāi)展日常工作的基礎(chǔ)更是醫(yī)療信息化的前提，要保證醫(yī)療電氣設(shè)備的有效運(yùn)行就要降低外界或內(nèi)部的各種干擾，對(duì)控制線路采取隔離技術(shù)是其中一個(gè)重要方式。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療設(shè)備；電氣控制線；隔離；技術(shù)

隨著社會(huì)體制的不斷發(fā)展，醫(yī)療電氣設(shè)備已經(jīng)成為各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)的組成基礎(chǔ)，隨著醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)部信息化網(wǎng)絡(luò)的完善，醫(yī)院內(nèi)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系的確立，醫(yī)療設(shè)備也越來(lái)越明顯得顯示出其多樣化的特點(diǎn)，隨著醫(yī)院內(nèi)部的電氣設(shè)備越來(lái)越多就不可避免一個(gè)問(wèn)題——電氣設(shè)備之間、電氣設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象，如DST，磁共振，CT等電氣設(shè)備是醫(yī)療診斷的必要前提，在工作中需要一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境，而來(lái)自電氣設(shè)備內(nèi)部或外部的噪聲干擾、信號(hào)干擾也成了醫(yī)療工作中的“小毛病”，要想治愈這個(gè)“小毛病”我們就要找對(duì)方法，對(duì)電氣設(shè)備控制線采用隔離技術(shù)就是一種有效的抗干擾的方式。

1 控制線隔離技術(shù)——信號(hào)隔離技術(shù)

信號(hào)隔離技術(shù)是控制線隔離技術(shù)中的一種，其作用原理是將干擾信號(hào)的產(chǎn)生源——電通路給隔離，從而減少因?yàn)殡姶抛饔?、電流作用等所引起的聲音干擾或信號(hào)干擾，而是使用信號(hào)傳輸方式來(lái)完成操作現(xiàn)場(chǎng)與控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系。信號(hào)隔離技術(shù)主要有：脈沖變壓隔離法、繼電隔離法、布線隔離法以及光電隔離法。

1.1 脈沖變壓隔離法

脈沖變壓隔離法是采用脈沖式變壓器裝置作為脈沖式信號(hào)的隔離控制組件，脈沖式變壓器之所以可以被用作于電氣設(shè)備的隔離組件是因?yàn)樵摲N變壓器內(nèi)電線的匝數(shù)較少，變壓器內(nèi)一次燒、二次燒組均纏繞于鐵氧體的磁芯兩側(cè)，這種技術(shù)會(huì)使變壓器的分布電容較小，僅僅是幾pF，因此該類型變壓器可以被用作于脈沖式信號(hào)的隔離組件。脈沖式變壓器在傳入、輸出脈沖式信號(hào)這個(gè)過(guò)程中不傳輸直流分量，而PLC所使用的控制設(shè)備在輸入、輸出信息這一過(guò)程中所采用的信號(hào)模式是數(shù)字量形式信號(hào)，對(duì)直流分量形式的傳遞不做要求，所以脈沖變壓隔離法能在醫(yī)療系統(tǒng)中得到較為廣泛的應(yīng)用。

1.2 繼電隔離法

繼電隔離法的使用原理是因?yàn)槔^電器內(nèi)部的觸電與線圈不是通過(guò)電氣方式來(lái)進(jìn)行連接的，所以在繼電器內(nèi)部線圈接收信號(hào)時(shí)同時(shí)可以利用繼電器內(nèi)部的觸電來(lái)傳送和發(fā)出控制信號(hào)，這樣就能夠有效地避免弱電信號(hào)和強(qiáng)電之間直接接觸，從而實(shí)現(xiàn)了干擾隔離這一目的。

1.3 布線隔離法

布線隔離法是指將容易滋生噪聲干擾的控制線路與微弱的信號(hào)電路相互分開(kāi)，使兩個(gè)線路不產(chǎn)生接觸并且保證兩者具有一定的有效距離。布線隔離法的基本內(nèi)容是較強(qiáng)的電控制線、電源控制線必須要與信號(hào)控制線相互分開(kāi)設(shè)置，并保證兩個(gè)之間具有一定的有效距離。在配線和布線過(guò)程中要注意區(qū)分直接電源線、交流電源線、數(shù)字式信號(hào)線、模擬式信號(hào)線、負(fù)載驅(qū)動(dòng)線等，總體來(lái)說(shuō)降低干擾的最佳效果是控制線之間無(wú)限遠(yuǎn)、信號(hào)線長(zhǎng)度無(wú)限小，但受實(shí)際環(huán)境所限無(wú)法做到這一點(diǎn)，因此在實(shí)際操作中只要保證線路間隔、長(zhǎng)度設(shè)置不會(huì)產(chǎn)生干擾即可。

1.4 光電隔離法

光電隔離法的作用原理是在不采用以電路為信號(hào)傳播媒介的條件下，用光做為信號(hào)傳播的主要媒介達(dá)到電氣設(shè)備與主控制系統(tǒng)之間的相互交流目的。電是噪聲、干擾信號(hào)等干擾源的產(chǎn)生之源，因此將電隔絕于外就能有效降低電氣運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的噪聲污染、信號(hào)干擾等情況。光信號(hào)傳播方式有著諸多優(yōu)良的特點(diǎn)，如信號(hào)保真度高、信息傳遞線路更安全、信號(hào)的辨別力好、使用壽命長(zhǎng)、傳播速度快等等一系列優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，因此光電隔離法已經(jīng)推出就受到了各大醫(yī)療機(jī)構(gòu)的青睞，并且光電隔離法所使用的設(shè)備體積小、操作簡(jiǎn)單、抗干擾力強(qiáng)，這使其在有強(qiáng)弱接口的電氣設(shè)備中頗受歡迎，在微機(jī)控制系統(tǒng)的前、后信息通道中更是應(yīng)用廣泛。

2 控制線隔離技術(shù)——電源系統(tǒng)隔離技術(shù)

電源是電干擾和電磁干擾的主要來(lái)源，也是電氣系統(tǒng)中必不可少的組成元件，因此如何使用正確的方式方法在電源電路處進(jìn)行隔離處理也是電氣設(shè)備的控制線隔離技術(shù)所面臨的一個(gè)難題，同樣也是一個(gè)必經(jīng)的發(fā)展階段。電源中電干擾的主要來(lái)源是電源設(shè)備內(nèi)部的變壓器系統(tǒng)，為了能夠降低電源所產(chǎn)生的電干擾一般在電氣設(shè)備內(nèi)部采用隔離變壓器這一方式，而且要求隔離變壓器要比普通變壓器大一點(diǎn)二倍到一點(diǎn)五倍。在使用過(guò)程中需對(duì)隔離變壓器進(jìn)行良好的接地設(shè)置，變壓器內(nèi)的次級(jí)線圈的連接線要采用雙絞線形式，這樣能夠有效降低變壓器在工作時(shí)產(chǎn)生的電干擾，如果醫(yī)院條件允許應(yīng)在電源輸入、輸出線路中加入濾波裝置，其抗干擾效果則會(huì)更好。

2.1 交流電源供電系統(tǒng)隔離法

交流電源中存在著諸多電干擾源，如交流電源在工作時(shí)產(chǎn)生的數(shù)量巨大的諧波、高頻波、雷擊浪涌等一系列干擾噪聲，所以在以交流式電源為主要供電設(shè)備的電氣系統(tǒng)中其電源系統(tǒng)均應(yīng)該采取抗干擾措施，隔離電源變壓器就是一個(gè)較為有效的電源抗干擾裝置，該裝置能夠有效地防止電源工作中由電流產(chǎn)生的噪聲干擾。隔離電源變壓器的運(yùn)作原理是在電壓器內(nèi)部的加入了隔離層，并且變電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了相應(yīng)的調(diào)整，之所以一般的交流變器不論如何概念其內(nèi)構(gòu)都無(wú)法達(dá)到這種效果是因?yàn)榧词故棺儔浩鲀?nèi)的一次燒和二次燒組件絕緣不產(chǎn)電流流動(dòng)，但由于交流電流的作用變壓器中會(huì)有分布電容（鐵心與燒組之間，燒組與燒組之間，層匝之間以及引線與引線之間）存在，這樣交流電網(wǎng)之中就會(huì)有電容耦合存在，從而產(chǎn)生噪聲。因此采用隔離電壓變壓器才能有效對(duì)交流電源進(jìn)行有效的噪音隔離。

2.2 直流電源供電系統(tǒng)隔離法

直流電源供電系統(tǒng)雖然與交流電源供電系統(tǒng)比起來(lái)在工作過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲較小，而且直流電產(chǎn)生的噪聲污染也比較好控制，但在工作中如對(duì)直流電源供電系統(tǒng)不加以控制和預(yù)防其產(chǎn)生噪聲也會(huì)有較明顯的影響作用。直流電源供電系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生干擾主要來(lái)自直流電源系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間相互的作用影響或是子系統(tǒng)內(nèi)部自身的影響，導(dǎo)致直流供電系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲，要想對(duì)直流電源供電系統(tǒng)做噪聲隔離就要在直流變壓器中的各個(gè)子系統(tǒng)間添加隔離膜，或者直接采用隔膜變壓器也能有效降低直流變壓器在工作是產(chǎn)生的噪聲。

3 總結(jié)

隨著醫(yī)院信息化進(jìn)程的不斷加快，電氣系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院開(kāi)展醫(yī)療工作的重要基礎(chǔ)，要想持久有效地發(fā)展我國(guó)的醫(yī)療體制就必須營(yíng)造一個(gè)良好穩(wěn)定的醫(yī)院內(nèi)部工作環(huán)境，其中電氣設(shè)備的降噪抗干擾工作則是一項(xiàng)較為重要的日常工作，在對(duì)醫(yī)院電氣系統(tǒng)進(jìn)行隔離處理時(shí)要根據(jù)不同電氣設(shè)備的不同電氣特點(diǎn)而有針對(duì)性的采用隔離技術(shù)，使其發(fā)揮出最大的降噪抗干擾的作用。

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