智能數字溫度控制器在設備改造維修中的應用

涂陽

四川大學華西第二醫院 設備物資部，四川 成都 610061

智能數字溫度控制器在設備改造維修中的應用

涂陽

四川大學華西第二醫院 設備物資部，四川 成都 610061

本文介紹了智能數字溫度控制器和利用智能數字溫度控制器對幾種不同類型的設備進行技術改造的應用實例。

智能數字溫度控制器；溫度傳感器；報警器；設備改造

0 前言

在大型醫院的臨床科室和實驗室中有溫度控制功能的設備很多，這些設備普遍價格昂貴，其中的進口設備更是如此。零部件成本過高會增加醫院和使用部門的經濟負擔，而一些使用年限較長的設備在發生故障后甚至根本就買不到匹配的零件，長期閑置甚至提前報廢也就成了不得已的選擇。有沒有一種簡單易行的方法可以解決上述問題？答案是肯定的，就是利用智能數字溫度控制器對設備進行改造維修。

1 智能數字溫度控制器介紹

“智能數字溫度控制器”產品的各項技術目前已經非常成熟，它的體積小巧，內置一只微型CPU處理器和一些電子元件。這類控制器通常使用熱電偶或鉑電阻做輸入，至少帶有兩個輸出端口：一個是繼電器輸出，其最大觸點電流可達3～5A，電氣壽命高達10萬次；另一個是溫度報警輸出，可以連接各種報警裝置。這類控制器基本都具有數據顯示功能，在使用中可以很方便地通過儀器面板上的操作按鍵來完成參數設定和修改。它一般采用220V交流電源，且待機功耗極低，同時穩定性和抗干擾能力強，最重要的是它低廉的成本和完善的售后服務渠道。

2 設備維修中的幾個應用實例

在前期設備維修工作中，我們利用智能數字溫度控制器對幾種不同類型的設備進行技術改造并取得了很好的效果，為了與同行共享成果，現將改造情況作一簡述并希望得到一些好的建議以便共同提高。

2.1 在進口冷凍離心機維修中的應用

我院實驗中心有一臺20世紀90年代美國原產貝克曼冷凍離心機，僅因為一只熱敏電阻損壞，該離心機因溫度控制部分不能正常工作而無法使用。雖然已和貝克曼公司的工程師取得聯系，但是由于該型號機早已停產，所以目前已無法找相同溫度特性的熱敏電阻。按貝克曼工程師的說法,如果一定要維修只能更換其他型號的控制板，其成本要上萬元，并且因為新控制板尺寸和接口差異使安裝改造工作也很煩瑣，因此該冷凍離心機被長期閑置不用，造成很大的資源浪費。從分析該冷凍離心機溫度控制原理得知，該機是靠主板上的CPU通過時時檢測一只放在離心機腔體內的熱敏電阻阻值隨溫度的變化，經過計算后再去控制主板上一個繼電器，離心機制冷壓縮機220V工作電源由該繼電器上的一個常開觸點來提供，這樣離心機上的CPU就可以通過控制該繼電器觸點的斷、開來實現對制冷壓縮機的開停的控制，從而實現對冷凍離心機腔體內溫度的控制。清楚了這些，試想如果我們選用一只固定電阻來代替損壞的熱敏電阻，阻值的選取使得離心機主板上繼電器觸點始終處于接通狀態，再串接一個小型智能溫度控制器去控制離心機上的制冷壓縮機的開停，這同樣也能夠達到控制離心機腔體溫度的目的。

經過篩選我們選擇了由成都怡騰自動化科技有限公司生產的CH6智能數字溫度控制器。并采用通用性較好的Pt100鉑電阻作CH6的輸入。因為離心機上的制冷壓縮機功率只有一百多瓦，因此我們可以直接將制冷壓縮機電源連接在溫度控制器的繼電器輸出端子上。打開冷凍離心機后蓋，將連接制冷壓縮機的兩根電源線中的任意一根剪斷，剪斷的兩端再分別接到一根（2×1.5）mm2導線上。用手鉆在離心機后蓋上鉆一小孔，先將導線引出離心機接至CH6繼電器輸出端子上，再將離心機上的熱敏電阻從原來位置上取下并換上Pt100鉑電阻，導線直接接在CH6的信號輸入端子上。在離心機主板上原溫度信號輸入端可用一只20kΩ普通電阻代替，使離心機制冷壓縮機的220V電源始終處于接通狀態,這樣制冷壓縮機的開停完全就由CH6控制。整個改造工作只用了半個多小時就全部完成。接通CH6溫度控制器的電源，將溫度設定在（4±2）℃，運行30min后離心機腔體溫度就已穩定在2～6℃之間，用時和原來差不多。CH6具有記憶功能，上次設定的參數，下次開機仍然保持，因此使用非常簡單方便。大半年過去了，從實驗室老師那里了解到，改造后的冷凍離心機使用情況良好，CH6智能溫度控制器工作穩定性也非常出色，使用至今未發生過一次故障。

2.2 對報廢設備的重新改造利用

該實驗中心經常需要飼養一些小動物來進行實驗，比如實驗鼠、兔等。一些進口實驗鼠價格很貴，在冬季也要求飼養溫度保持在25℃以上。因為需要進行解剖實驗的老鼠數量不是太多，因此沒有必要建造專門的飼養間，此時醫院新生兒科正好有幾臺嬰兒暖箱要進行報廢處理，將報廢暖箱改造成實驗鼠飼養箱的想法隨即產生。挑選一臺成色較好的暖箱，該暖箱雖控制主板損壞但加熱和空氣循環系統是完好的。還是選擇一臺CH6控制器并使用Pt100鉑電阻作輸入。因為暖箱加熱功率比較大，因此CH6繼電器輸出觸點不易直接驅動，需增加一個交流接觸器。先在暖箱面板上開一個長方形的孔，將CH6鑲進去，然后將Pt100鉑電阻放置在暖箱箱體的中間，這樣CH6面板上顯示的溫度基本就是暖箱的平均溫度，接著將加熱的220V電源接在交流接觸器觸點上，并將交流接觸器控制端通過兩根導線連接到CH6繼電器輸出端子上，最后使用搖表對改造后的暖箱進行電氣絕緣檢查，確保設備電氣安全。將CH6溫度控制器溫度設定在（25±2）℃，經過大約20多分鐘的運行，暖箱內的溫度就穩定在23～27℃。總花費不到300元的改造暖箱立即就派上了用場，使用情況很好，在實驗室整個冬季箱溫記錄本上未發現溫度異常情況。

2.3 制作嬰兒暖箱溫度報警器

嬰兒暖箱是很多醫院新生兒科必備的設備，醫院對暖箱溫度控制要求很嚴格，尤其不能超溫，否則會對新生兒造成嚴重傷害。雖然無論是國產還是進口嬰兒暖箱都有超溫自動保護和報警功能，但還是不能完全避免超溫故障的發生。在國內的一些醫院已經發生過因箱溫過高造成新生兒死亡的重大醫療事故。我院新生兒科暖箱使用數量非常大，并且是全年365天，每天24h不間斷工作，醫護人員承擔了很大的身體和心理壓力。在和他們的交往中了解到，擔心暖箱超溫后不報警是她們最大的心病，另外無論國產還是進口暖箱，報警功能都不是很理想，一般只有聲報無光報，且暖箱溫度顯示屏位置太低，數字太小。試想在一間有好幾十臺嬰兒暖箱的房間內，僅靠聲音來查找報警的暖箱也比較麻煩，而只有走近暖箱才能看清楚暖箱溫度也的確不方便。為了減輕醫護人員的工作壓力，改造暖箱在報警方面的不足，增加一套獨立的溫度報警裝置就顯得十分必要。采用智能溫度控制器無疑是一種很好的選擇，它既安裝方便又不會改變原有暖箱的結構，而且它和暖箱是各自獨立工作的，它的一個輸出端口可以直接連接報警器，當暖箱超溫就發出聲光報警。兩套獨立的超溫報警裝置同時工作無疑大大提高了報警的可靠性，高亮度LED顯示屏十幾米開外都可以清晰地看見暖箱溫度，極大地方便了醫護人員的日常巡查。為了使這些更有說服力，我們選用CH6控制器試制了一臺嬰兒暖箱溫度報警器樣機。為使結構緊湊，我們將外購的一只能夠發出聲、光報警的報警燈安裝在CH6儀器外殼上，再將整個報警裝置擺放在暖箱的玻璃面罩上面，這樣無論是查看暖箱溫度還是報警更加方便和清楚。經過一段時間的試用，嬰兒暖箱溫度報警器的工作情況很穩定，醫護人員對此評價非常好。接下來，在經醫院領導及相關部門批準之后，我們準備大規模地在新生兒科推廣使用這種智能溫度報警器。

3 下一步的工作計劃

以上是幾個應用小型智能溫度控制器在設備維修和改造中的應用實例。通過這些成功應用實例我們越來越感覺到，這種小型智能溫度控制器在我們今后的工作中還大有用武之地，充分利用這種控制器來為我所用是我們的最終目標。

3.1 改進普通電冰箱的溫度控制精度

我院是西南地區規模最大的集醫療、教學、科研為一體的婦產兒童專科醫院，不僅擁有大量臨床科室還有檢驗科、病理科、藥劑科以及眾多科研實驗室。這些部門都大量使用各種低溫冷藏設備存儲藥品、試劑等。經統計，目前全院共有200多臺低溫冷凍冷藏設備，而且數量還在不斷增加，其中使用數量最多的是普通電冰箱。從一些使用部門反饋的意見知道，很多這類電冰箱冷藏室溫度都超出了醫院要求的2～8℃的溫度范圍，從這些部門的電冰箱日常溫度記錄中可以發現這一點。溫度范圍超標意味存放的藥品、試劑有可能提前失效或變質，其后果是很嚴重的，但是按照國家相關標準，普通電冰箱的冷藏室溫度在一個完整制冷周期內只要溫度的變化在0～10℃之間都屬正常，目前國內各電冰箱廠家生產的普通電冰箱都是按照這個標準生產的，調節電冰箱溫控器強弱改變的只是冷藏室的平均溫度，對溫差的改變作用不明顯。實際使用情況也是如此，雖然和一些電冰箱廠家工程師進行過交流但始終沒有一個好的解決辦法。如果采用小型智能溫度控制器來控制冰箱箱內溫度，上述問題都能夠徹底解決，因為小型智能溫度控制器控制溫度和溫差均可以通過儀器面板進行設定，完全可以將冰箱溫度控制在醫院要求的2～8℃范圍之內。由于有前期冷凍離心機和暖箱的改造經驗，具體實施起來應該很簡單，因此有很大的推廣價值。

3.2 制作電冰箱溫度報警器

嬰兒暖箱報警器的成功改造經驗使我們想到，將這種溫度報警器使用在一些存放貴重藥品、試劑的電冰箱上是十分必要的。我們知道，使用中的電冰箱突發故障不外乎是下面兩種結果：制冷系統不制冷會使冰箱溫度升高，而溫控系統不能使壓縮機停機又會造成冰箱溫度過低。從不少科室電冰箱報修的情況來看，大多數醫護人員是在看見電冰箱已經化水后，或者冷藏室內的物品都已接冰之后才通知設備科，這時的箱溫已經發生了很大的變化，這必然會造成一定的物質損失。如果我們在一些存放比較貴重藥品、試劑的電冰箱上增加一套由CH6制成的溫度報警裝置，一旦冰箱箱溫超出設定值就會發出報警，這樣就可以避免損失。這種電冰箱溫度報警器結構完全和嬰兒暖箱報警器相同，只須在CH6上將相關的溫度參數進行修改即可。

3.3 其他

一些進口低溫冰箱在我們醫院的實驗室大量使用，其溫度控制系統一但發生故障維修成本可想而知，采用智能溫度控制器應該是一種很好的解決辦法。另外像恒溫水槽，生化培養箱、高壓蒸汽滅菌器、冷凍離心機等設備在我們醫院也大量使用，這些設備都有溫度控制功能，這就為我們利用CH6提供了廣泛的應用空間。

4 結束語

我們目前所作的工作僅僅是個開始，實際上這種智能控制器的功能遠不止我們所用的這些，它不僅可以進行比較簡單的開、停式的溫度控制，而且還可以進行控溫精度很高的PID 控制，它的一些系列產品還具有網絡通訊功能，這樣就可以對設備進行集中監控。當然，隨著我們對這類控制器技術的更進一步認識，相信它一定會在今后醫院設備維修和設備改造中發揮越來越大的作用。

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Application of Intelligent Digital Temperature Controller in Equipment Modification and Troubleshooting

TU Yang
Department of Equipment and Material,West China Second University Hospital,Chengdu Sichuan 610061,China

TP273

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.033

1674-1633(2011)02-0102-03

2010-07-18

2010-11-25

作者郵箱：ty80779360@126.com

Abstract:This paper describes the use of intelligent digital temperature controllers and intelligent digital temperature controller for several different types of equipment for technological transformation of the application examples.

Key words:intelligent digital temperature controller；temperature sensor; alarm；equipment modification