浙大系列微量注射泵工作原理及常見故障案例分析

張 偉

浙大系列微量注射泵工作原理及常見故障案例分析

張 偉①

張偉，男，(1985- )，大專，技師。第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院器材設(shè)備科，從事醫(yī)療儀器維修及管理工作。

微量注射泵是臨床救治危重患者不可缺少的醫(yī)療儀器。隨著住院患者的不斷增多，危重和急救患者也隨之有所增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅西京醫(yī)院已有近千臺(tái)微量注射泵，醫(yī)院各科室大量的微量注射泵在投入使用過程中難免遇到一些常見問題和故障，給醫(yī)護(hù)人員和患者帶來不便，通過介紹浙大系列微量注射泵的結(jié)構(gòu)與工作原理、特點(diǎn)和常見故障分析與排除供同行參考。

1 微量注射泵的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 主機(jī)外形和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

浙大WZ-50C6微量注射泵是光、機(jī)、電一體化產(chǎn)品，主機(jī)外形結(jié)構(gòu)主要由數(shù)字設(shè)置鍵、停止鍵、啟動(dòng)鍵、快進(jìn)鍵、總量查詢鍵、靜音鍵、選擇鍵、功能菜單控制鍵、壓力檢測(cè)系統(tǒng)、LED數(shù)碼管、LCD液晶塊，管徑檢測(cè)組件以及長度檢測(cè)組件等13部分組成。壓力傳感器組成的壓力檢測(cè)系統(tǒng)具備多等級(jí)的壓力報(bào)警功能，增加了使用的安全性[1]。WZ-50C6微量注射泵的壓力檢測(cè)系統(tǒng)是用電阻式傳感器，其工作原理是將被測(cè)的非電量轉(zhuǎn)換成電阻值，通過測(cè)量此電阻值達(dá)到測(cè)量非電量的目的，該電路采用的電橋構(gòu)成測(cè)量電壓，是一種具有較高靈敏度的測(cè)量方法[2]。無差壓時(shí)，電橋兩臂平等。差壓信號(hào)加到4個(gè)陶瓷壓敏電阻上，壓敏電阻的阻值隨壓差而變化，引起電橋失衡。電橋失衡引起電流的變化，通過運(yùn)放LM2904進(jìn)行電流的放大在后面接ADC0834模塊轉(zhuǎn)換芯片，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再傳輸至CPU進(jìn)行處理(如圖1所示)。

1.2 微量注射泵的工作原理

微量注射泵由步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、絲桿和支架等構(gòu)成，具有往復(fù)移動(dòng)的絲桿、螺母、因此也稱絲桿泵，螺母與注射器的活塞相連，注射器里盛放藥物液，工作時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制脈沖使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，而步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)注射器中的藥液通過管路輸入人體。通過設(shè)定螺桿的旋轉(zhuǎn)速度就可以調(diào)整其對(duì)注射器針?biāo)ǖ耐七M(jìn)速度，從而達(dá)到調(diào)整所給的藥物劑量(如圖2所示)[3-5]。

圖2 工作原理圖

2 微量注射泵的特點(diǎn)

(1)微量注射泵可以將藥物精確、均勻、持續(xù)輸入人體內(nèi)，嚴(yán)格控制藥物的用量，保證藥物最佳的有效濃度，可以合理輕便的調(diào)節(jié)藥物的注射速度，連續(xù)輸注各種急需的藥物[6]。

(2)在搶救危重患者時(shí)能夠減輕工作量，提高效率、準(zhǔn)確、安全有效地配合醫(yī)生搶救工作，為生命垂危的患者搶救爭(zhēng)取了有效的搶救時(shí)間。

(3)具有完整的報(bào)警系統(tǒng)，帶有蓄電池，連接交流電后可自行對(duì)蓄電池充電，充電12 h可連續(xù)使用3～5 h。在交流電中斷時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)為電池模式，不因停電或轉(zhuǎn)送患者而中斷給藥治療，為臨床護(hù)理服務(wù)提供了便捷，省時(shí)省力，用藥劑量準(zhǔn)確無誤的效果。

(4)在臨床應(yīng)用中，除可自動(dòng)識(shí)別注射器規(guī)格，還可以顯示總液量，快速輸液控制，流量控制方便，流量設(shè)置鍵可鎖定，市電及內(nèi)置電源可顯示及各種聲光報(bào)警。

3 常見故障案例分析與排除

3.1 故障案例一

(1)故障現(xiàn)象。科室送修一臺(tái)浙大四通道微量注射泵(WZ-50S2-D2)。開機(jī)2通道的數(shù)碼顯示管第四位數(shù)字自動(dòng)從0到9自動(dòng)變化，開機(jī)啟動(dòng)走液正常。

(2)故障分析與排除。這種數(shù)碼管顯示不正常的故障很少遇見，首先考慮是否數(shù)碼管損壞，其次考慮是否供給數(shù)碼管的電壓出現(xiàn)異常現(xiàn)象。如仍無法排除故障就考慮其他元器件以及限流保護(hù)元器件。用M4“十”字螺絲刀將外殼固定的螺絲取出，使泵前后殼分開，仔細(xì)觀察2通道的數(shù)碼顯示管，反復(fù)開機(jī)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要開機(jī)數(shù)碼管就一直在閃爍不定，正常情況下應(yīng)該是開機(jī)后數(shù)碼顯示管一直是長亮，這時(shí)用開啟的烙鐵取下故障數(shù)碼顯示管，用同型號(hào)的更換之后故障仍然存在。用數(shù)字萬用表測(cè)試了更換的數(shù)碼顯示管的阻值和供給數(shù)碼顯示管的電壓均是正常的，接下來考慮旁路電路的限流及保護(hù)元器件，用數(shù)字萬用表測(cè)量了供給電路的元器件R74，R69，R11，R12電阻及RP4排阻，最后測(cè)量完R12電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)其中RP7(圖3所示)排阻表面有細(xì)小的裂紋，仔細(xì)查看型號(hào)是A512J的五腳排阻，測(cè)量了阻值有異常，正常的阻值應(yīng)該是5.1K，更換了新的A512J五腳排阻，再次開機(jī)啟動(dòng)，故障排除，正常運(yùn)行走液。

圖3 電路圖

3.2 故障案例二

(1)故障現(xiàn)象。開機(jī)ERR報(bào)警。

(2)故障分析與排除。開機(jī)報(bào)警是微量注射泵的常見故障現(xiàn)象，一般主要有：阻塞報(bào)警，注射器報(bào)警，注射完畢報(bào)警，殘留液體報(bào)警，電池欠壓報(bào)警等。首先要觀察微量注射泵外觀及數(shù)碼管顯示提示是否在以上常見故障范圍之內(nèi)的報(bào)警現(xiàn)象。其次，打開微量注射泵使泵體前后外殼分離，手按電源啟動(dòng)鍵發(fā)現(xiàn)電機(jī)沒有正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)給微量注射泵插上220V交流電源，用數(shù)字萬用表測(cè)試了電機(jī)的電壓在正常范圍內(nèi)，懷疑是電機(jī)已損壞，更換了同型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)，開機(jī)故障依舊存在，故判斷步進(jìn)電機(jī)正常，再仔細(xì)觀察是否拉桿的絲扣與電機(jī)軸的絲桿齒輪沒有完全齒合及齒輪內(nèi)壁上面卡有異物和絲桿頂端一側(cè)脫落等，用手扶住推桿作往返動(dòng)作及手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)很難轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，這時(shí)發(fā)現(xiàn)齒輪內(nèi)壁上面卡有異物阻擋了齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，用長夾子把異物取出，然后重新開機(jī)啟動(dòng)，故障排除，正常走液體。

3.3 故障案例三

(1)故障現(xiàn)象。WZS-50F2型微量注射泵開機(jī)提示電池欠壓報(bào)警，但是可以正常走液體。

(2)故障分析與排除。這種故障現(xiàn)象一般是在醫(yī)護(hù)人員繁忙時(shí)忘記給電池充電，使電池長時(shí)間得不到維護(hù)所致。同時(shí)，存在給電池充電時(shí)間過長，電池過充損壞；還有可能是交流保險(xiǎn)已燒壞。給微量注射泵插上220V交流電，開機(jī)按啟動(dòng)按鍵，再按報(bào)警靜音按鍵，數(shù)秒鐘后又開始提示電池欠壓報(bào)警，最初考慮電池沒有得到正常充電，這時(shí)給電池充了5個(gè)小時(shí)電，之后再開機(jī)測(cè)試，故障未排除，仍在報(bào)警電池欠壓。將電池從泵內(nèi)取出更換新電池，開機(jī)仍因電池欠壓報(bào)警。打開泵的前后外殼用數(shù)字萬用表測(cè)量電池充電電路顯示，無12V電壓，最后發(fā)現(xiàn)泵的交流指示燈未亮，用M4螺絲刀取出交流保險(xiǎn)，用數(shù)字萬用表的通斷擋測(cè)量了保險(xiǎn)已燒斷，更換新的保險(xiǎn)后開機(jī)交流指示燈亮，電池欠壓報(bào)警聲音消除，故障排除。

3.4 故障案例四

(1)故障現(xiàn)象。開機(jī)走液體無注射器的規(guī)格顯示(如10 ml→20 ml→30 ml→50 ml)。

(2)故障分析與排除。在正常情況下，向外拉動(dòng)壓注射器的壓塊拉桿就會(huì)在泵的左上方清楚看見注射器的規(guī)格顯示燈依次按照10 ml→20 ml→30 ml→50 ml亮起來。導(dǎo)致無注射器規(guī)格顯示的故障原因有：①微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)損壞；②微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)位置發(fā)生偏離。用數(shù)字萬用表的通斷擋位測(cè)量微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)，如果轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合狀態(tài)時(shí)2、3導(dǎo)通，轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開狀態(tài)時(shí)1、3導(dǎo)通，若有其中一腳不正常，應(yīng)考慮微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)損壞，更換新的故障即可排除。如果微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)完好，則考慮微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)位置發(fā)生偏離，此時(shí)只需打開泵的前后外殼，調(diào)整好微動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)位置，直到轉(zhuǎn)換的最佳正確狀態(tài)即可排除故障。

4 小結(jié)

浙大系列微量注射泵應(yīng)在相對(duì)于干燥且遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下進(jìn)行操作使用，工作臺(tái)面應(yīng)保證絕源良好[7]。維修時(shí)應(yīng)防止機(jī)械部件劃傷皮膚，如有不慎應(yīng)及時(shí)消毒處理，以免發(fā)生感染[8]。

由于浙大系列微量注射泵采用交流、直流電源交替供電，因此維修工程技術(shù)人員應(yīng)隨時(shí)防止觸電、短路等事故發(fā)生，在進(jìn)行電氣部分拆裝、焊接時(shí)應(yīng)斷開一切電源；裸機(jī)通電調(diào)試時(shí)應(yīng)避免線路板之間、線路板與機(jī)械部分之間相碰，并且線路板應(yīng)遠(yuǎn)離金屬制品等[9]。為了使微量注射泵處于良好的工作狀態(tài)、降低故障率，應(yīng)按照操作規(guī)程操作和維護(hù)保養(yǎng)，做到防患于未然[10]。

[1]吳偉明.傳感器應(yīng)用與發(fā)展[J].電子制作，2007(4)：1-2.

[2]楊少春.傳感器原理及其應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[3]楚娜莎.微量泵臨床應(yīng)用中常見的問題及護(hù)理[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2005，26(9)：172.

[4]王小明.電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

[5]段明娟.運(yùn)用算術(shù)簡化式計(jì)算微量注射泵的藥物流出流速[J].護(hù)理研究：下旬版，2010(2)：515.

[6]李朝偉，李曉東.注射泵一般原理和故障處理[J].醫(yī)療裝備，2007，20(3)：54-55.

[7]阮興云.醫(yī)療設(shè)備實(shí)踐與探索[M].昆明：云南科技出版社，2005.

[8]李曉紅.臨床使用微量注射泵存在的安全隱患及對(duì)策[J].全科護(hù)理，2011，9(5)：409-410.

[9]張彬.微量注射泵臨床使用的常見問題及對(duì)策[J].心理醫(yī)生(下)，2011(8)：951-952.

[10]周桂蓮.微量注射泵應(yīng)用中的安全問題及對(duì)策[J].臨床合理用藥雜志，2011，4(8)：125.

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第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院器材設(shè)備科 陜西 西安 710032