醫用冷光源原理與維修實例

徐 杰　雍 帥　王 旭　梁科俊　劉 超

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醫用冷光源原理與維修實例

徐 杰①雍 帥①王 旭①梁科俊①劉 超①

[關鍵詞]冷光源；散熱；典型故障

①武警四川總隊醫院醫學工程科 四川 樂山 614000

徐杰,男,(1987-),本科學歷，助理工程師。武警四川總隊醫院醫學工程科，從事醫療設備維修工作。

冷光源在各種腔鏡手術和檢查中是必不可少的設備，尤其是在手術室和耳鼻咽喉科、消化科，如果無冷光源，絕大部分手術和檢查治療無法進行。冷光源屬于高電壓、大電流及高發熱類醫療設備，在使用過程中極易損壞。為此，以桐廬尖端冷光源為例介紹冷光源基本結構，工作原理和典型故障以及維修體會經歷，就醫用冷光源的維修問題進行探討。

1　醫用冷光源原理

醫用冷光源是利用氙氣燈，通過高壓轟擊后使燈內的惰性氣體電離，主放電回路導通，此時通過一個較低的電壓使燈泡維持發亮。由于燈泡功率大、亮度高且體積小，因此產生大量的熱能，過高溫度的光源不能通過光路直接輸送至人體，一方面會灼傷人體組織黏膜和操作者；另一方面會損壞光路、腔鏡和攝像頭等部件，因此冷光源輸出光源之前，必須濾除熱能。故在非球面反光鏡的內表面，采用真空鍍膜的辦法，鍍多層介質膜(如用硫化鋅、氟化鎂交替多次真空鍍膜)，當鍍膜到一定厚度時，投射到非球面反光鏡上光線中的紅外線就會被吸收，而不致聚焦傳導到光纖中去，即達到制造冷光的目的[1]。在反光杯罩背部安裝一個散熱風扇，以防止反光杯溫度過高而引起炸裂。

2　醫用冷光源結構

冷光源由主電源電路、點火電路、亮度調節電路、散熱系統以及調焦系統構成。

(1)主電源電路：該部分是冷光源電路部分的核心，為其

他各個電路系統提供電源。電源接通后，通過開關電源為各部輸送所需電壓。

(2)點火電路：點火電路與主輸出端口相連接，主電源電路接通瞬間輸出端口得通電，點火電路工作，產生23000 V以上的高壓轟擊燈泡內的惰性氣體，使其電離，燈泡放電回路開始工作，燈泡發出亮度穩定的光后，點火系統停止工作[2]。

(3)亮度調節電路：該電路通過單片機控制一個在光源輸出口的遮光片動作，也就是控制遮光片遮擋輸出口的位置來達到調節目的。現在很多進口光源還通過電子控制輸出電流的大小來實現調節亮度。

(4)散熱系統：散熱系統包括散熱風扇和反光杯罩。一方面為主電源電路中的大功率元件散熱，另一方面為反光杯罩吸收光源中的熱能，而風扇直接為杯罩散熱[3]。

(5)調焦系統：調焦系統直接安裝在放置燈泡的裝置，通過調節上面的螺絲，微調燈泡位置，使反射光能夠全部通過輸出口。在國產的光源中，定位做得不夠好，燈泡安裝好正常發亮后，不能直接使用，還需要進行調焦，否則輸出光亮度不夠，不能達到臨床要求。進口光源中位置已經固定，直接安裝好燈泡即可直接使用。

3　典型故障維修實例

3.1故障案例一

(1)故障現象。一臺GL-250光源在使用過程中炸泡。

(2)故障分析處理。通過現場了解到，該光源使用頻繁，且上一次更換燈泡是一年之前。拆開檢查后，電路板無明顯損壞，不安裝燈泡通電檢查主放電回路，一直聽到“啪啪啪”的放電聲音，該聲音是點火電路一直在工作和主放電回路正常。于是估計問題出現在燈泡上，檢查破碎的燈泡，發現一端有燒黑的痕跡，判斷是燈泡長期使用后老化，導致有少量氣體進入燈泡內部所致。用一只舊燈泡安裝好開機測試，燈泡點亮，開機連續測試2 h未發現異常。

3.2故障案例二

(1)故障現象。桐廬尖端GL-350E冷光源開機后有指示，無反應。

(2)故障分析處理。開機后各指示燈亮，無點火電路動作聲音。故障點很可能發生在點火電路和主電源電路。拆機檢查，點火電路各元件無明顯故障，各焊點也無虛焊現象。通電檢查輸出，主電路回路無輸出，故障在主電路回路。通電用手輕輕搖動輸出端250 V/2200 UF電解電容，發現點火電路動作了一下，燈泡閃動一下。判斷是因為大電容長期放電導致焊點出現虛焊所致。斷電小心取出電路板，可以明顯看出該電容引腳已經松動，將電容取下，做放電處理如果不放電，在安裝回去時接線的瞬間會打火，容易引發觸電事故。放電完成后重新安裝并焊接牢固，同時把其他大功率、高電壓及大電流元件引腳也加錫焊接。完成后正確安裝好開機測試，故障消除。

3.3故障案例三

(1)故障現象。桐廬尖端GL-350E冷光源，開機后燈泡閃爍，主電源電路發出比較明顯的電流聲和“嚓嚓”聲。

(2)故障分析處理。燈泡閃爍，推斷是燈泡壽命已到，換上新燈泡后故障不消除，去掉負載，空載開機運行，電路板上異常聲音未消除。取下電路板2個開關管和快恢復二極管單獨測量，正常，測量大電容充放電情況，正常。重新安裝好后更換SG3525芯片開機測試，故障不消除，但是異常聲音指向了高壓部分。為了避免引起二次損害，將開關管IRFP460A，恢復二極管MUR3040PT以及輸出端的充電電容250 V/2200 UF、SG3525芯片同時換掉后開機，故障消除。推測是由于大功率元件處于損壞邊緣，測量值雖然正常，但是已經不能正常工作。因此會產生“嚓嚓”聲音，且不能點亮光源燈泡。

4　小結

通過以上3例醫用冷光源典型故障的分析處理發現，對于醫用冷光源，尤其是國產冷光源，應注意：①注意燈泡的使用時間、及時更換燈泡，部分國產冷光源無記時電路，使用壽命達到后未提示，有些質量不過關燈泡達到規定使用時間后繼續使用，導致炸泡，因此最好將更換燈泡的時間記下，根據使用情況確定下次更換燈泡時間，提前更換；②冷光源主電路板通過的電流電壓均比較高，長時間的使用會引起焊點虛焊，大功率元件老化和損壞，因此在主電路出現故障時，如果能確定是哪個具體的元件出現故障最好，在不能確定的情況下，最好全部換掉，以防引起二次損壞；③冷光源調焦過程中，難免帶電操作，此時一定要非常小心，防止人體觸電，同時防止短路引發設備其他部件損壞。

參考文獻

[1]何金圣.300W醫用內窺鏡冷光源維修1例[J].醫療衛生裝備，2011，32(11)：147.

[2]官麗梅.醫用冷光源原理和結構簡介[J].醫療衛生裝備，2004，25(6)：52.

[3]周文光，孔悅，王春飛，等.便攜式內窺鏡冷光源系統設計[J].中國醫學裝備，2015，12(1)：38-40.

收稿日期：2015-05-11

作者簡介

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.03.047

[文章編號]1672-8270(2016)03-0149-02

[中圖分類號]R197.39

[文獻標識碼]B