醫用空氣加壓氧艙加壓系統噪聲的控制

吳建軍，張健

(濟南軍區總醫院 醫學工程科，山東 濟南 250031)

醫用空氣加壓氧艙加壓系統噪聲的控制

吳建軍，張健

(濟南軍區總醫院 醫學工程科，山東 濟南 250031)

我院的醫用空氣加壓氧艙在加壓過程中，產生的噪聲大于國標規定。我們針對噪聲產生的原因，對加壓系統進行改造，在加壓閥與艙體之間增加一個過濾器，獲得了顯著的降噪效果。

醫用空氣加壓氧艙；加壓系統；噪聲；過濾器

1 醫用空氣加壓氧艙內的噪聲

醫用空氣加壓氧艙（簡稱氧艙）內的噪聲主要來源于空調系統和加壓系統。經過多年改造，空調系統的噪聲已經可以降到很低的數值，加壓系統的噪聲控制卻只限于對艙內出氣口消聲器的改進，大量在用氧艙的加壓噪聲達不到國家標準的要求。

在高壓氧治療過程中，氧艙內不斷的加壓、減壓和使用各種電動、氣動設備，產生了很大的噪聲。由于氧艙內的噪聲源數量多、功率大，噪聲控制比較困難，國家標準對氧艙內噪聲指標的要求比較寬松，規定“艙內供氣時的噪聲應不大于65dB(A)”,“艙內僅空調工作時的噪聲應不大于60dB(A)”。即使這樣，許多在用氧艙的噪聲值還是不能達標，有的氧艙僅艙內供氣時的噪聲就超出了80dB(A)。

醫院是患者尋求治療和休養的地方，醫院病房屬于噪聲敏感建筑物的A類房間，夜間噪聲不得超過30 dB(A)，白天噪聲不得超過40dB(A)。對照此限值可知，氧艙內的噪聲達到65dB(A)是過于嘈雜的，如果超過80dB(A),治療環境會非常惡劣。過高的噪聲會導致患者情緒煩躁，給治療帶來不利影響；過高的噪聲還會影響艙外的醫技人員與艙內患者的對話交流；影響醫技人員對艙內患者狀況的觀察與治療指導；影響艙內播放音樂和電視節目的效果。因此積極尋找降低噪聲的方法十分必要。

我們通過分析加壓閥產生的噪聲對氧艙的影響，對加壓系統進行改造，取得了顯著的降噪效果。

2 加壓過程中加壓閥產生的噪聲

我們在操艙過程中發現，加壓系統中的噪聲除了與氧艙內出氣口的消聲器有關之外，還與加壓閥有關。加壓閥用來調節加壓系統的加壓速率，國標規定“多人艙的治療艙和手術搶救艙的升降壓速率在0.004～0.02MPa/min范圍內可調，過渡艙升降壓速率在0.008～0.08MPa/min范圍內可調”,最大速率達到最小速率的10倍，因此要求加壓閥具有很大的動態范圍。實際工作中，高速率僅用于特殊情況下的快速加壓，很少使用，而接近下限的低速率則是用于普通治療的常規加壓，幾乎全部高壓氧治療都是使用這種低速率完成的。使用接近下限的低速率，加壓閥的開度小于10%，通常只有0.2%～3%。這時閥芯與閥座之間僅打開了很小的縫隙。大量加壓氣流通過這個縫隙時，造成閥芯和閥座劇烈振動，該振動通過管路傳遞給艙體，引起艙體振動噪聲；大量加壓氣流通過這個縫隙后形成強烈的渦流，該渦流既引起管路振動噪聲又增強了流動氣體的噪聲，使艙內出氣口的噪聲增大。

3 加壓系統的降噪措施

針對加壓閥產生噪聲的原因，對加壓系統進行下述改造，取得了顯著的降噪效果。

3.1 在加壓閥后加裝過濾器

通常過濾器安裝在加壓閥之前的管路上，加壓閥后不再安裝過濾器（如圖1）。過濾器在凈化氣流的同時，還具有消聲作用和減弱渦流的作用，在加壓閥后增加過濾器（如圖2），可以有效地阻擋加壓閥上產生的氣流噪聲，并將閥芯縫隙產生的渦流整理成層流，使后邊管路中的氣流擾動減弱，噪聲減小。

圖1 改造前的空氣加壓系統

圖2 改造后的空氣加壓系統

過濾器是阻抗元件，可以增大管路系統的壓降，從而降低加壓閥上的壓降，這樣，在常規治療過程中加壓閥的開度增大，由原來的0.2%～3%增加到10%～60%，加壓閥產生的的噪聲相應也被減小。

過濾器裝在加壓閥后也有利于氣流凈化。國標要求過濾器后的管路要采用不銹鋼材質，原因是不銹鋼管路不產生銹塵，過濾器前的銹塵被過濾后，可以保證進入艙內的氣體是潔凈的。如果過濾器只裝在加壓閥前，由于許多加壓閥不是不銹鋼材質，還會產生銹塵。

3.2 在加壓閥后的過濾器上并聯截止閥

加壓閥后安裝過濾器，減小了加壓閥的壓降，也減小了加壓閥的動態范圍，使加壓速率達不到原設計的0.02MPa/min,不能滿足特殊情況下快速加壓的要求。因此在加壓閥后的過濾器上并聯一只截止閥，當需要快速加壓時打開該閥，加壓系統恢復到原設計狀態。由于這種特殊情況非常少見，這時的噪聲指標不作為主要考慮因素。

3.3 加壓管路采用不銹鋼管路

不銹鋼管路產生和傳導噪聲的能力低于碳鋼管路，對于采用碳鋼管路的氧艙，改用不銹鋼管路既有利于凈化氣流，也有利于降低噪聲。

3.4 加壓管路與艙體之間加裝隔振接頭

管路系統裝有減壓閥、調節閥，并通過儲氣罐與壓縮機連接，這些設備、元件和管路產生的振動，會通過剛性管路傳導給氧艙。例如在關閉氣源僅操作電動加壓閥時的機械振動，可以使艙內噪聲由39 dB(A)增加到63 dB(A)。在管路和艙體之間安裝隔振接頭，可以減弱這類振動引起的噪聲。

4 艙內噪聲測量

⑴ 被測氧艙的相關數據 ① 形式：二艙四門；② 長度：8.4m；③ 內徑：2800mm；④ 容積：47.3m3。

⑵ 測量儀表 ① 噪聲計：TES-1350A；② 鋼卷尺；③ 溫度表；④ 壓力表。

⑶ 測量方法 儲氣罐儲氣壓力1.0MPa，減壓閥調整壓力0.5MPa。

噪聲計置于治療艙內距離地面1m,且距離出氣口1m處。關閉艙門及遞物筒門，調整加壓閥，使艙內升壓速率為0.01MPa/min，在艙壓由0.02MPa升至0.03MPa的過程中，從觀察窗觀察噪聲計的讀數。

5 結論

按照上述方法對改造前后的加壓系統進行測量，結果見表1。

表1 氧艙加壓系統改造前后測量結果

表中數據表明，加壓閥后安裝過濾器，使氧艙內噪聲下降了16.8dB(A)，降噪效果達到了預期目標，改善了治療環境。當遇到特殊情況需要快速加壓時，打開與過濾器并聯的截止閥，可以恢復加壓系統原有的加壓速率。

[1] GB/T12130-2005,醫用空氣加壓氧艙[S].

[2] GB22337-2008,社會生活環境噪聲排放標準[S].

[3] 孟慶剛,等.高壓氧艙內噪音指標淺談[J].上海生物醫學工程雜志, 1999, 20(1):62.

[4] 且大文.醫用高壓氧工程與技術[M].成都:成都科技大學出版社,1992.

[5] 劉影.高壓氧艙改造[J].中國醫療設備,2008,23(10):83-84.

[6] 洪宗輝,等.環境噪聲控制工程[M].北京:高等教育出版社,2002.

Control of Noise for the Pressurization System in Medical Hyperbaric Oxygen Chamber

WU Jian-jun,ZHANG Jian
(Medical Engineering Department,General Hospital of Jinan Military Region, Jinan Shandong 250031,China)

Noise of medical hyperbaric oxygen chamber in our hospital is greater than the national standard.In view of the cause of noise,we reconstructed the compression system by adding a filter between compression valve and the chamber,thus the noise was remarkably decreased.

medical hyperbaric oxygen chamber;compression system;noise;filter.

R459.6；TH49

B

1674-1633(2010)01-0091-02

2009-05-17

作者郵箱：w_j_j@126.com