醫用電子耳溫儀的易發故障分析與處理

施初明

杭州市富陽區第一人民醫院設備科 （浙江杭州 311400）

偉倫WelchAllyn Pro4000醫用電子耳溫儀因其體積小巧、測量便捷、結果準確等優點受到臨床醫護人員的歡迎，特別在基層醫院應用廣泛。但是該電子耳溫儀經過1～2年頻繁使用后會出現測溫結果偏差明顯增大、更換耳套后無法初始化等故障，影響正常使用。現就其易發故障進行分析，并提出處理方法。現報道如下。

1 故障一

1.1 故障現象

醫護人員反映偉倫WelchAllyn Pro4000醫用電子耳溫儀的檢測結果出現較大偏差。

1.2 故障分析

通過檢查發現該電子耳溫儀電池使用年限較長，電力供應較差導致耳溫儀的檢測結果出現較大偏差。經過反復實驗發現：雜牌電池或原裝電池電量剩余一格時，溫度測量偏差均明顯增大。更換溫度紅外傳感器，該故障并無改善。進一步實驗發現，電子耳溫儀的供電低于2.5 V時，測溫結果偏差較大；而電壓在2.6～3.2 V，則測溫結果穩定且誤差在允許范圍內。因此，得到結論：該醫用電子耳溫儀要求電池供電容量大、內阻小，在電量將耗盡時仍然要求有較大的電流輸出和很小的內阻。

同時，對耳溫儀運行時的電流進行測試：休眠，35 μA；待機，15 mA；開機初始化，20～300 mA；紅外探頭工作電流，260 mA；液晶顯示屏工作電流，15 mA；測溫狀態，300 mA，持續15 s左右。由此可知，紅外傳感器的工作電流很大，對電池的要求高。采用普通干電池（如雙鹿電池）測試，當電池在放電末端并處于低溫時，因放電電流大輸出電壓下降，引起測溫誤差偏大。

1.3 故障處理

廠家推薦該醫用電子耳溫儀使用優質堿性干電池（如金霸王、雙鹿等品牌），但費用較貴（單節費用5元以上），可使用時間不長（7 d左右），而且極易出現低電量時測溫誤差偏大而影響臨床使用。

因此，我們選擇一種型號為STL18650的磷酸鐵鋰動力電池（容量為1100 mAh）。該電池最小放電率為0.5 C，最大放電率為10 C（表1），其特征是放電過程中電壓平穩，只有快到終止放電電壓時，電壓才明顯下降。在0.5～10 C的放電率范圍內，輸出電壓2.7～3.2 V，這說明該電池有很好的放電特性。同時，該電池的放電區間為2.6～3.4 V，容量是普通電池的5～6倍，可循環充電使用2 000次以上。使用在耳溫儀上，單節磷酸鐵鋰動力電池可替代2節干電池，電量充滿可使用近1個月，循環使用壽命可達7～8年。

表1 小型標準磷酸鐵鋰動力電池參數

2 故障二

2.1 故障現象

醫護人員反映更換一次性耳套后，電子耳溫儀不能初始化，無法正常測溫，液晶屏未顯示“- - -”。

2.2 故障分析

分析該故障原因為，隨著使用時間和次數的增加，焊盤難免氧化磨損造成接觸不良，從而產生故障。拆解電子耳溫儀，發現彈簧片由磷銅片制作而成，該材料與不銹鋼類似，不會生銹和損壞。而主板的銅盤經過金手指工藝抗處理，有一定的抗氧化和耐磨性，但隨著耳溫儀使用時間和次數的增加，難免造成磨損，磨損后接觸電阻的增加使主板CPU不能接收到一次性耳套安裝到位的短接信號，從而發生故障。嘗試對銅盤進行重新金手指工藝抗處理，但無論是電鍍還是化學鍍金都將損壞電路板上的元件，造成主板損壞不能使用。

2.3 故障處理

清潔和調整處理很難從根本上解決該故障。因此，我們為主板增加1個感應開關，作為機械開關的補充，對該儀器的主體電路和結構不做任何改變。感應開關由高性能低功耗的芯片構成，芯片內嵌入程序，經測試準確率達99.96%。感應開關的工作電流小于5 mA、待機電流小于10 μA，相對耳溫儀的工作電流50～200 mA、待機電流8 mA，可以忽略不計；其工作電壓為2.4～5.0 V；同時該模塊的體積非常小，約為3 mm×3 mm，可嵌入機殼內。

電子耳溫儀觸摸模塊的設計見圖1。芯片的選擇要求如下。（1）利用晶體管的導通與截止，起到開關作用，要求開關接通時輸出低電平，開關斷開為高電平。（2）耗能：為了盡可能不影響主電路，要求模塊工作電流不大于5 mA，待機電流不大于1 mA，休眠電流越小越好。（3）穩定性：電路誤動作不能大于500 ppm。（4）為便于觸摸芯片能放置在耳溫儀狹小的內部空間內，要求電路芯片的體積越小越好。（5）選型：通過查找和分析對比，觸摸專用芯片BS812A-1AR101-C較為適合。

圖1 采用AR101芯片的電路原理

3 小結

本研究探討了偉倫WelchAllyn Pro4000電子耳溫儀日常使用過程中的易發故障，通過測試和分析原裝電池性能缺點，并經過反復實驗選用磷酸鐵鋰電池，可確保其保持較長的測試耐用時間；針對儀器更換耳溫套后無法初始化的問題，通過設計觸摸模塊解決儀器無法正常使用的問題。

總之，通過適當的維修和改進可以延長耳溫儀使用壽命，并完全滿足臨床測量需求。