MR810呼吸濕化器的電路原理及維修

劉勇，盧中凱，張紅俠

山東大學齊魯兒童醫院 設備科，山東 濟南 250022

MR810呼吸濕化器的電路原理及維修

劉勇，盧中凱，張紅俠

山東大學齊魯兒童醫院 設備科，山東 濟南 250022

本文介紹了MR810呼吸濕化器的電路原理及在臨床中的應用，分析了濕化器在使用過程中易出現的故障及維修方法。

呼吸機；電路原理；呼吸濕化器 ；微處理器；醫療設備維修

呼吸濕化器是呼吸機的重要組成器件，以物理加熱的方法為干燥的空氧混合氣體而提供恰當的溫度及濕度。利用呼吸濕化器對用呼吸機治療的患者氣體進行加溫及加濕是治療過程中重要的措施。如呼吸濕化器出現故障，將直接影響患者治療效果，故障嚴重則會對患者造成傷害。

1 呼吸濕化器使用現狀

目前，醫療機構使用的呼吸機都配有呼吸濕化器，大部分都是新西蘭費雪派克公司生產的。該公司的系列產品有MR410,MR480,MR700,MR720,MR810,MR850等型號。早期的呼吸機配置MR410型濕化器，隨著技術進步，逐漸被MR810型或MR850型呼吸濕化器所取代。

2 MR810型呼吸濕化器技術參數和使用環境

MR810型呼吸濕化器是給予需要無創通氣或持續氣流氣體的患者提供加溫、加濕的氣體。濕化器有低、中和高3檔，開機時的默認狀態是高檔濕度，見表1。

表1 MR810型呼吸濕化器技術參數和使用環境

2.1 電器規格

供電電壓：230V交流電，50～60HMz；電流：230V交流電時最大0.8A。加熱板：230V，150W，溫度過高切斷(93±6)℃。加熱絲：22V交流電，1.36A，30W。

2.2 電路原理

MR810型呼吸濕化器電路主要由5個模塊構成：電源電路，雙路并行溫度傳感器，雙伺服加熱電路，信號處理、運算電路，中央控制電路。

電源電路由電源線、保險管、濾波電路、過載保護器、隔離變壓器、整流電路等元器件組成。為加熱電路提供220V和22V電壓，為信號處理、運算電路及中央控制電路提供工作電壓。

雙路并行溫度傳感器是精密的熱敏電阻，其安裝部位緊貼在加熱底盤的下方，阻值隨加熱底盤溫度升高而降低。環境溫度23℃，阻值約為10KΩ。為了保證濕化器使用的安全，MR810型呼吸濕化器的設計為雙路并行溫度傳感器，只要任何一只溫度傳感器出現故障，濕化器就不能正常工作。

雙伺服加熱電路有非加熱絲模式和加熱絲模式兩種。使用加熱絲模式，如綠燈點亮則表明加熱絲連接線正確地連接到加熱絲管路上。如果沒有連接加熱管路，則非加熱絲模式啟動。

信號處理、運算電路。溫度采集電路采集溫度傳感器的數據是模擬電壓的形式。溫度變化引起溫度傳感器上電壓的變換，通過4運算放大器（LM324）將現場溫度傳至單片機。單片機通過自身集成的 A/D轉換器將模擬電壓轉化為控制系統可用的數字量。單片機結合現場溫度與用戶設定的目標溫度，按照已經編程固化程序控制算法計算出實時控制量。控制量使能光電隔離驅動電路，決定加熱電路的工作狀態，當被加熱物達到設定的溫度時，中央控制電路輸出相應的電平控制加熱電路斷開，停止加熱。如此反復，使被加熱物的溫度穩定在所需要的溫度附近。

中央控制電路由微處理器ATmega8 16AU及附屬電路組成。微處理器ATmega8 16AU是ATMEL公司推出的基于AVR RISC結構的高檔Flash型單片機。其核心是將32個工作寄存器和指令集連接在一起，所有工作寄存器都與ALU（算術邏輯單元）直接相連，實現了1個時鐘周期執行1條指令同時訪問（讀寫）2個獨立寄存器的操作。這種結構提高了代碼效率，使得大部分指令的執行時間僅為1個時鐘周期。因此，ATmega8具有接近1 MI /s/MHz的性能，運行速度比普通CISC單片機高10倍。單片機內集成了執行速度為2個時鐘周期的硬件乘法器、8KB的Flash程序存儲器、512字節的E2PROM、2個具有比較模式的8位定時器、1個具有比較和捕獲模式的16位定時器、3路最大精度為16位的PWM輸出、8通道10位A/D轉換器，SPI/TWI同步串口及USART異步串口。在設計的過程中，通過軟件編程簡化硬件電路。

各引腳作用：1腳為外部中斷1信號輸入，是外部中斷源；32腳為外部中斷0信號輸入腳，是外部中斷源，電平發生合適的變化，終端也觸發，是控制雙路加熱信號的輸入端；2腳為外部時鐘輸入／輸出；3腳、5腳、21腳為電源負腳；4腳、6腳、18腳為電源正腳；7腳為芯片時鐘振蕩器引腳2；8腳為芯片時鐘振蕩器引腳1；9腳為外部計數器輸入腳；10腳為模擬比較器正輸入腳；11腳為模擬比較器負輸入腳；12腳為輸入捕獲引腳；13腳為輸出比較輸出腳；14腳為從機選擇輸入腳；15腳為SPI通道主機數據輸出、從機數據輸入腳；16腳為SPI通道主機數據輸入、從機數據輸出腳；17腳為SPI總線的主機時鐘輸入；19腳、22腳為A/D轉換器的模擬輸入；20腳為A/D模擬基準輸入引腳；23腳為ADC數據輸入通道0腳；24腳為ADC數據輸入通道1腳；25腳為ADC數據輸入通道2腳；26腳為ADC數據輸入通道3腳；27腳為ADC數據輸入通道4、兩線串行總線數據輸入／輸出腳；28腳為ADC數據輸入通道5、兩線串行總線數據時鐘腳；29腳為復位腳；3 0腳為通用同步異步數據接收引腳；31腳為通用同步異步數據發送引腳。

3 故障分析及維修

3.1 故障一

開啟濕化器電源后，聽到繼電器的頻繁動作聲音，底盤不加熱，溫度濕度指示燈不亮，紅燈閃爍。分析及維修：繼電器頻繁動作，可能是繼電器接點老化導致不能接通電源而產生的。更換同型號繼電器，開啟濕化器，設備工作正常。

3.2 故障二開啟濕化器電源后，聽到繼電器的動作聲音，底盤不加熱，溫度濕度指示燈不亮，紅燈閃爍。分析及維修：打開機器，電路板保險絲F1,F2,F3均正常，表明電路元件未發生短路現象。分析原因可能為：①加熱絲斷開；②加熱底盤過載保護器常開； ③溫度傳感器故障；④電路元件故障；⑤微處理器故障或程序丟失。經檢查，雙路并行溫度傳感器其中一路出現故障，更換溫度傳感器，濕化器工作正常。

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MR810 Breathing a Wet Process, the Circuit Principle and the Maintenance

LIU Yong,LU Zhong-kai,ZHANG Hong-xia
Equipment Department, Qilu Hospital of Shandong University Children,Jinan Shandong 250022 ,China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.057

1674-1633(2011)07-0139-02

2011-04-17

作者郵箱：ly6838@163.com