蔣秋桃 李瑩周豐良

示波器測(cè)量醫(yī)用電器剩余電壓的方法探討

蔣秋桃1李瑩2周豐良3

1 上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院 湖南省食品藥品監(jiān)督管理局 (長(zhǎng)沙 410007) 2 中國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會(huì) (北京 100088) 3 湖南愛(ài)威科技實(shí)業(yè)有限公司 (長(zhǎng)沙 410013)

通過(guò)對(duì)用示波器法測(cè)量剩余電壓進(jìn)行方法探討，對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，討論了電容性剩余電壓的測(cè)量及輸入阻抗的影響。

醫(yī)用電器 剩余電壓 測(cè)試方法

1 剩余電壓

剩余電壓residual voltage，是指用插頭連接電源的設(shè)備在拔掉插頭的瞬時(shí)，插頭上各插腳之間的殘余電壓；或者是當(dāng)斷開(kāi)電氣設(shè)備電網(wǎng)供電的瞬間內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件( 如電容)上的殘余電壓。

標(biāo)準(zhǔn)GB9706.1-2007《醫(yī)用電氣設(shè)備第一部分：安全通用要求》15章規(guī)定：用插頭與供電網(wǎng)連接的設(shè)備，必須設(shè)計(jì)成在拔斷插頭之后1s時(shí)，各電源插腳之間以及每一電源插腳與設(shè)備外殼之間的電壓不超過(guò)60V?；蛘咴谠O(shè)備電源切斷后立即打開(kāi)在正常使用時(shí)用的調(diào)節(jié)孔蓋就可觸及的電容器或與其相連的電路帶電部件上的剩余電壓，不得超過(guò)60V，若電壓超過(guò)此值，則剩余能量不得超過(guò)2m J。

制定剩余電壓、剩余能量的限值是為了保護(hù)患者、操作者或他人的人身安全，防止在斷電瞬間觸及帶電部件而發(fā)生危險(xiǎn)。故國(guó)家對(duì)此項(xiàng)指標(biāo)非常重視，為了避免剩余電壓的過(guò)高，必須對(duì)剩余電壓進(jìn)行測(cè)試。

2 剩余電壓的測(cè)量

剩余電壓檢測(cè)的難點(diǎn)在于剩余能量有限，為準(zhǔn)確地測(cè)量出剩余電壓，需要有一個(gè)輸入阻抗極高的測(cè)量裝置，否則剩余電量會(huì)通過(guò)測(cè)量裝置的內(nèi)阻釋放，導(dǎo)致檢測(cè)不到剩余電壓或者是實(shí)際測(cè)量值比真實(shí)值低。

測(cè)量剩余電壓的方法一般有兩種:一種是用極高輸入阻抗(大于50MΩ) 的專用測(cè)試設(shè)備；一種是用示波器。剩余電壓測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵是測(cè)量設(shè)備的輸入阻抗要高,否則會(huì)影響測(cè)量值甚至測(cè)不出剩余電壓。一般地，專用的剩余電壓測(cè)試儀均有極高的輸入阻抗，關(guān)于儀器的測(cè)量已有較多的相關(guān)報(bào)道。本文僅對(duì)示波器測(cè)量剩余電壓的方法進(jìn)行探討。

3 測(cè)量方法、過(guò)程

該方法采用存儲(chǔ)示波器和高輸入阻抗高壓探頭來(lái)測(cè)試剩余電壓，且用刀閘的拉合來(lái)模擬電源插頭的插拔，因該方法是一種簡(jiǎn)便直觀的檢驗(yàn)方法，該方法的檢測(cè)連線如圖1所示。

測(cè)試前先準(zhǔn)備一根測(cè)試用帶插頭的標(biāo)準(zhǔn)3芯電源線，先將標(biāo)準(zhǔn)3芯電源線的雙重絕緣外層去掉，露出3根互相絕緣導(dǎo)線，并分別在零線上A點(diǎn)和火線上B點(diǎn)除處絕緣層。即可以檢測(cè)UA-B；UA-C；UB-C 3個(gè)電壓值。目前使用的高輸入阻抗高壓探頭見(jiàn)附表。

在實(shí)際剩余電壓檢測(cè)時(shí)，所測(cè)到的數(shù)據(jù)會(huì)有多種情況，如圖2(a)和圖2(b)所示為1s時(shí)電容性剩余電壓測(cè)試圖，圖2(a)數(shù)據(jù)為在正弦波下降過(guò)程所測(cè)，如A點(diǎn)、B點(diǎn)等，如果拔插頭時(shí)不在峰值A(chǔ)點(diǎn)處，必需要重測(cè)，然后看拔插頭后1s的電壓UA是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖2(b)數(shù)據(jù)為在正弦波上升過(guò)程所測(cè)，如C點(diǎn)、D點(diǎn)等，如果拔插頭時(shí)不在峰值C點(diǎn)處，必需要重測(cè)，然后看拔插頭后1s的電壓UC是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 存儲(chǔ)示波器測(cè)量設(shè)備剩余電壓連接

附表 目前使用的高輸入阻抗高壓探頭

4 測(cè)量方法分析

4.1 用示波器法測(cè)量剩余電壓的優(yōu)點(diǎn)

(1)測(cè)試過(guò)程直接明了。

(2)測(cè)試方法簡(jiǎn)單。

(3)測(cè)試數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，而且被絕大多數(shù)測(cè)試機(jī)構(gòu)認(rèn)可。

4.2 用示波器測(cè)量剩余電壓的缺點(diǎn)

(1)需要有專用的高輸入阻抗高壓探頭，而且最好使用差分高輸入阻抗高壓探頭，其成本較高。

(2)測(cè)試結(jié)果需要許多次的重復(fù)測(cè)量才能得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的值。

(3)測(cè)試步驟較多，都需要人工檢測(cè)，既需要不斷開(kāi)被測(cè)設(shè)備總電源開(kāi)關(guān)情況下的UA-B；UA-C；UB-C三個(gè)數(shù)據(jù)，還要斷開(kāi)被測(cè)設(shè)備總電源開(kāi)關(guān)情況下的UA-B；UA-C；UB-C三個(gè)數(shù)據(jù)。

(4)當(dāng)所使用的高輸入阻抗高壓探頭的輸入阻抗小于340 MΩ時(shí)，所測(cè)數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)有偏差。需要對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

4.3 輸入阻抗對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

RC電路放電公式 ：

公式中： UT為在時(shí)間T時(shí)的電壓 ； US為電容充滿電時(shí)的電壓，R為RC放電電路中的放電電阻；C為RC放電電路中的儲(chǔ)能電容 。

如果RC放電電路中的放電電阻為R1，放電時(shí)間為T(mén)， 則：

如果RC放電電路中的放電電阻為R2，放電時(shí)間為T(mén)，則：

如果認(rèn)為用輸入阻抗為R2=400MΩ高輸入阻抗高邀請(qǐng)外籍模特、著名魔術(shù)師現(xiàn)場(chǎng)表演，吸引了現(xiàn)場(chǎng)觀眾紛紛駐足觀看，超聲產(chǎn)品專員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了精彩的產(chǎn)品講解及提問(wèn)，觀眾踴躍上臺(tái)搶答，現(xiàn)場(chǎng)氣氛非常熱烈。藍(lán)韻展臺(tái)人潮涌動(dòng)，成為主展館的亮點(diǎn)之一。

藍(lán)韻借第63屆醫(yī)博會(huì)在深圳舉行之際，力盡“地”主之宜，舉辦了一系列的市場(chǎng)推廣活動(dòng)。 4月18日晚舉辦了“合作雙贏 共創(chuàng)輝煌”國(guó)內(nèi)代理商晚宴，在互惠互利合作共贏的歡快氣氛中，公司主要領(lǐng)導(dǎo)與代理商負(fù)責(zé)人廣泛交流并加深友誼，為藍(lán)韻產(chǎn)品在全國(guó)的深入推廣工作奠定了更加堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。4月19日晚舉辦海外代理商晚宴，現(xiàn)場(chǎng)健康良好的氣氛，預(yù)示著藍(lán)韻海外銷售的良好發(fā)展勢(shì)頭，藍(lán)韻產(chǎn)品必將劈波斬浪、加速駛向國(guó)際化的成功彼岸。4月20日，由中華醫(yī)學(xué)會(huì)深圳南山分會(huì)、深圳市南山區(qū)衛(wèi)生局主辦，藍(lán)韻承辦的首屆深圳國(guó)際醫(yī)學(xué)影像交流會(huì)在藍(lán)韻科技園成功舉行，此次學(xué)術(shù)交流會(huì)邀請(qǐng)了美國(guó)南加州大學(xué)神經(jīng)放射學(xué)教授、南山醫(yī)院放射專家進(jìn)行專題講座。專家們興致勃勃地參觀了藍(lán)韻科技園，對(duì)藍(lán)韻自主研發(fā)的科技成果以及現(xiàn)代化的生產(chǎn)車間紛紛贊嘆。此次學(xué)術(shù)交流會(huì)增加了藍(lán)韻與學(xué)術(shù)界的科技成果交流，體現(xiàn)了本次藍(lán)韻參展醫(yī)博會(huì)的“科技”主題。

醫(yī)博會(huì)提供給了醫(yī)療行業(yè)一個(gè)最新、最全的信息、技術(shù)交流平臺(tái)。藍(lán)韻將加快科技創(chuàng)新的步伐，不斷將先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)與最新產(chǎn)品帶給業(yè)界驚喜。藍(lán)韻相信，醫(yī)療與科技強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，將給人類的未來(lái)帶來(lái)福祉。 ■

A Discussion about Measurement of Medical Device Residual Voltage Using Oscilloscope

JIANG Qiu-tao LI Ying ZHOU Feng-liang

1006-6586(2010)05-0039-03

R197.39

A

2010-04-27

李瑩，中國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)