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美國PB840呼吸機氣路原理及故障分析

2013-10-17

 

PB840; 氣路原理;分析
引言
PB840是美國萬靈科(Puritan Bennett)公司1998年推出的旗艦級的高端呼吸機。這款機器的性能優越,使用范圍廣泛(可對500g的嬰兒進行正常通氣),已在國內獲得較好的認可,并占有一定的高端呼吸機市場。雖然,這款機器推出市場將近1O年,但是PB公司通過對機器軟件的不斷升級,使該機器保持很好的優勢。目前,可選配的軟件有:PAV+ (壓力輔助通氣)、BiLevel、(雙水平呼吸)Volume Ventilation Plus、Tube Compensation(插管補償)、NeoMode(新生兒模式)。
呼吸機作為重癥監護室的極為重要的生命支持系統,在安全性和可靠性上的要求極為嚴格。呼吸機的使用率也是十分高的醫療產品。醫院ICU病房,使用率高達90%,相當于每臺呼吸機每天工作23 h。在這種高強度的使用頻率下,呼吸機的故障率也會不同程度的提高。PB840的整個電路多為多層板設計,并采用了大量的貼片元器件。因此,對電路板的維修,難度較高。但該機的氣路部分,設計的比較經典。并且在日常維修中,我們發現,機器幾乎70%以上的故障出現在氣路部分。因此,通過對該機氣路部分的研究和學習,將很大程度上的幫助我們提高對呼吸機的維修和故
障恢復水平。
1 氣路原理及故障分析
1.1 吸人單元
圖1所示的是NPB840的吸人單元的示意圖。
空氣通過空氣過濾芯 和F4,再經過壓力調節閥REG2后,到達流量傳感器Q2;氧氣通過氧氣過濾芯F1、F3、,再經過壓力調節閥GEG1,到達流量傳感器Q1。隨后,空氣和氧氣分別經過比例電磁閥PSOL2和PSOL1后,在Os處混合成固定比例的空氧混合氣體??昭趸旌掀髟诮涍^吸人過濾器的過濾后,進人病人回路。

 

 

單元功能分析:sV是安全閥。當呼吸機工作不正常時,例如:開機自檢(POST)、掉電、空氧氣源故障、機器軟硬件故障,為保證病人通氣安全,將自動打開,使病人回路直接通向大氣,避免窒息事故的發生。CV2和CV4為開關電磁閥??蓪獗煤椭醒牍膺M行空氣氣源的選擇性轉換。
Fl~F5能有效地濾除氣體中的灰塵等雜質。WT1則有效地過濾了氣體中的水氣,從而起到對流量傳感器和比例電磁閥的保護作用。REG具有降低壓力的作用,通常把輸入的35~100 PSI的氣體減小到9~12PSI。這對氣體的精度和安全性起到重要的保障作用。流量傳感器和PSOL閥相互協調作用,組成了呼吸機高精度的空氧混合器。特別指出的是PSOL的設計,它得益于美國產戰斗機的噴油控制技術。SOL1是校零電磁閥,機器在工作狀態SOL1將定時打開,進行吸入壓力傳感器P1的校正以及吸入壓力的檢測。OS為氧電池,實現對氧濃度的實時檢測。PA為大氣壓校零壓力傳感器。
故障舉例:Q1、Q2兩個流量傳感器是840的易損害部件之一。通常與氣路中雜質和水氣含量過高和過度連續使用有關。SOL1由于其設計位置在下,因此也容易被積水所堵塞,引起device alert。
夏季由于空氣濕度高,更容易產生積水。
1.2 病人回路與呼出單元
圖2所示的NPB840的病人回路和呼出單元。
混合氣體進入病人回路以后,經過濕化器(Humid—ifier)的加熱和濕化作用,進入病人氣道。病人在呼氣相,呼出氣體通過呼出過濾器 (EXPIR TO—RY r~_LTER),再通過呼出流量傳感器Q3,**經過主動呼氣閥EV,排除體外。PE為呼氣壓力傳感器,通過電磁閥SOL2的定時打開,實現對呼出氣體動態壓力的檢測。

 

 

故障例舉:濕化加熱器的水位過高,有可能導致回路積水過多。這時,誤操作甚至會使得水倒灌入比例電磁閥等核心部件。積水杯和呼出過濾器等位置的密封不良,將導致回路產生漏氣,直接影響病人呼吸?;芈冯s質和水氣也可能導致流量傳感器Q3故障。
提示:流量傳感器故障通常導致較高的維修費用。在EST發現FlowsensorFailed的情況之下,可將機器放置一段時間,等待水氣蒸發后,再對Flowsensor進行定標。通過后再進行EST。這種排除故障的方法,筆者通過多次實踐,也有一定的成功率。
1.3 壓縮泵單元
圖3所示的是NPB840的壓縮泵單元。M/C為馬達和壓縮單元,是空壓機的核心的部件。F12為空壓機的進氣過濾器。RV為壓力調節閥,當泵的壓力高于36PSI時,放出多余氣體。HE為熱交換裝置,有助于氣體中水份的排除。WT2為排水裝置。WT2中的水位上升到一定位置,水自動排出到HB。F13為類似F12的空氣過濾器,也具有對干燥棒DRYER的降噪作用。SOL3為電磁閥,保證儲器罐Accumulator中的氣體不會回流到Dryer。FIO為空氣過濾器。PC為泵的壓力檢測裝置。

 

 


功能分析:F12、Ft0、F13均是為保證氣體的純凈度而設計的過濾器。當氣泵產生的氣體壓力過高,RV打開放出多余的高壓氣體。HE的設計將有效的使空氣排除水份,并通過排水閥WT2排出。
HE為儲器罐,起到緩沖和存儲壓縮空氣的作用。
故障例舉:sF為250小時更換件。過長時間使用使得sF過臟,氣阻增大。**引起泵過熱而停止工作。泵內有個單項塑料氣罐,一旦破損,導致壓力不足。而泵長時間工作,會過熱保護。再BDU上有一個泵的保護開關。按下重啟泵后,可恢復工作。
2 總結
NPB840良好的性能,受到醫護工作者的喜愛。
然而,長時間的使用,使得PB840故障頻繁發生。通過對氣路的構造的靈活運用,可以分析判斷氣路故障的情況,并作出合理的處理。再次,如果我們平時做好對呼吸機的PM工作,將使機器能很大程度的延長使用壽命,降低維修費用。


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