盧貞燕 何光彤 李松陽 石 磊 陳 建*

醫(yī)用負(fù)壓終端流量檢測裝置的研制*

盧貞燕①何光彤①李松陽①石 磊①陳 建①*

醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)；負(fù)壓終端；流量；檢測

隨著我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)在醫(yī)院的應(yīng)用越來越廣泛。實(shí)踐證明，醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定、操作簡便、無噪聲、清潔以及便于管理等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)特別是在搶救危重患者和手術(shù)方面更能發(fā)揮特殊的作用，是現(xiàn)代化醫(yī)院不可缺少的重要醫(yī)療設(shè)施。

目前，醫(yī)院的中心吸引系統(tǒng)不具有相應(yīng)的流量檢測裝置，在終端處只有一個(gè)負(fù)壓表作為計(jì)量器具，如果負(fù)壓表失準(zhǔn)、系統(tǒng)計(jì)量參數(shù)及安全指標(biāo)不合格將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不正常，影響患者的治療與康復(fù)，嚴(yán)重者危及患者生命。中心吸引系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中，一旦出現(xiàn)問題醫(yī)生及工程師都不能迅速判斷出是系統(tǒng)內(nèi)部出問題還是終端處負(fù)壓表等計(jì)量器具出問題，這樣無疑增加了維修工程師的工作難度，也為臨床科室搶救患者增加了阻礙。因此，設(shè)計(jì)一套醫(yī)用負(fù)壓終端檢測裝置具有重要意義[1-2]。

1 醫(yī)用負(fù)壓終端檢測裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)

1.1 工作原理

根據(jù)國家“醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0186－94醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件”的要求[3]，每個(gè)終端接頭(不包括吸引器)制氣速率，在大氣環(huán)境下應(yīng)≥30 L/ min。本設(shè)計(jì)主要是為了在負(fù)壓值一定的情況下，測量出抽速B，計(jì)算出B，與標(biāo)準(zhǔn)值做比較，即可判斷負(fù)壓系統(tǒng)的終端是否存在泄漏或者堵塞(公式1)[4]。

B＝dv/dt (1)

其體積和時(shí)間都是變化量，根據(jù)克拉伯方程式(公式2)：

PV=nRT (2)

由公式2得到公式3：

V=nRT/P (3)

在公式3中，n=摩爾質(zhì)量，R=常數(shù)，T=溫度，P=氣體壓強(qiáng)，在實(shí)際環(huán)境中，壓強(qiáng)和溫度都不是一個(gè)恒定值，所以求出的誤差往往比較大。且由于氣體的體積變化憑肉眼觀察是無法看出來的，因此采用以水為媒介，測試在相同時(shí)間、相同壓強(qiáng)、相同流速下儲(chǔ)水瓶流到顯示瓶的實(shí)際體積來檢測其是否達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)要求的體積，如果達(dá)到則抽速足夠，反之則抽速不足[5]。

醫(yī)用負(fù)壓終端流量檢測裝置原理圖如圖1所示：

圖1 醫(yī)用負(fù)壓終端流量檢測裝置原理圖

1.2 醫(yī)用負(fù)壓終端檢測裝置結(jié)構(gòu)

本裝置由箱體、顯示瓶和儲(chǔ)水瓶組成?？刂葡潴w內(nèi)包括真空表、時(shí)間繼電器、電磁閥、電源及需要連接它們的軟管、三通和快速接頭等。顯示瓶為裝入水的瓶子，為透明體，以保證里面有足夠的水作為媒介。儲(chǔ)水瓶為空瓶，當(dāng)裝置開始工作，根據(jù)壓力平衡，顯示瓶中的水將流入到儲(chǔ)水瓶中去，儲(chǔ)水瓶中的體積即為抽走真空的體積(如圖2所示)。

圖2 醫(yī)用負(fù)壓終端檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖

2 總體設(shè)計(jì)思路

圖2顯示，負(fù)壓終端處用快速接頭連接需要檢測的中心吸引系統(tǒng)，用時(shí)間繼電器控制電磁閥工作的時(shí)間。電磁閥為常閉型，當(dāng)電磁閥開始工作時(shí)負(fù)壓終端抽氣，真空通過三通接頭，一部分用于真空表的測試，一部分進(jìn)入中心吸引系統(tǒng)。當(dāng)儲(chǔ)水瓶中的空氣被抽走后根據(jù)內(nèi)外壓力平衡的條件，顯示瓶中的水將流入到儲(chǔ)水瓶中，在特定時(shí)間特定壓強(qiáng)下，根據(jù)公式4即可求出負(fù)壓終端的實(shí)際流量。

B=V/t (4)

根據(jù)“醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件”標(biāo)準(zhǔn)[3]要求，制氣速率應(yīng)≥30 L/min，將實(shí)際流量與標(biāo)準(zhǔn)值比較。為方便起見，在固定時(shí)間下根據(jù)其流速可測出體積，并將最小體積刻于儲(chǔ)水瓶上，當(dāng)檢測體積大于最低標(biāo)準(zhǔn)值則正常，反之則為中心吸引系統(tǒng)泄漏或堵塞[5-7]。

2.1 材料選擇及電路設(shè)計(jì)

(1)電磁閥的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選用的電磁閥用于對(duì)抽真空的控制，其壓力范圍要求為負(fù)壓0.07～0.03 MPa，且由于整個(gè)工作的時(shí)間都很短而用秒計(jì)算，因此應(yīng)選擇響應(yīng)時(shí)間短的電磁閥。本設(shè)計(jì)選用的是ZCA型常閉型真空電磁閥[8]。

(2)時(shí)間繼電器：要求定時(shí)器的時(shí)間能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)定時(shí)，且能精確到0.1 s。根據(jù)其特點(diǎn)選用歐姆龍的固態(tài)定時(shí)器H3CA-8H。

(3)負(fù)壓裝置：做實(shí)驗(yàn)時(shí)需要標(biāo)準(zhǔn)負(fù)壓源提供負(fù)壓，以標(biāo)準(zhǔn)負(fù)壓為前提做出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方為有效數(shù)據(jù)，可用作以后臨床的實(shí)際檢測。因此，做實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇好負(fù)壓源尤其重要，本實(shí)驗(yàn)選用驗(yàn)收后的中心吸引系統(tǒng)。

(4)顯示瓶及儲(chǔ)水瓶：選用均為透明、密封性好的顯示瓶和儲(chǔ)水瓶，能夠隨時(shí)觀察水量的變化。

電路圖如圖3所示。

圖3 醫(yī)用負(fù)壓終端流量檢測裝置的電路圖

2.2 安全性及氣密性檢查

(1)電氣安全檢查：①線路檢查，根據(jù)原理圖及結(jié)構(gòu)圖檢查制作裝置是否布線正確；②電氣接地檢查，檢查電路是否接地；③絕緣性檢查，檢查電氣裸露帶電部分是否有絕緣防護(hù)，用電表檢測是否有漏電現(xiàn)象；④通電檢查，通電、打開開關(guān)、查看繼電器是否工作[11-12]。

(2)氣密性檢查：①電磁閥到負(fù)壓端口間的檢查，用大空針從負(fù)壓端口處抽氣，放開空針，如果空針能回到原刻度則不漏氣；②儲(chǔ)水瓶到電磁閥間的檢查，將儲(chǔ)水瓶與顯示瓶的接口處及各個(gè)有可能漏氣的地方涂抹上肥皂水通電、接上負(fù)壓、查看涂抹處是否有肥皂泡沫出現(xiàn)，如果沒有則不漏氣[13]。

3 數(shù)據(jù)采集及分析

本實(shí)驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)負(fù)壓為0.07～0.03 MPa時(shí)測量相應(yīng)體積時(shí)間分別為3 s，4 s，5 s，每種情況測量3組數(shù)據(jù)求平均值，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差公式求出每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差(公式5)[9]。

其標(biāo)準(zhǔn)差的結(jié)果見表1。

表1 檢測裝置不同時(shí)間、壓強(qiáng)下的標(biāo)準(zhǔn)差

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)差越小，偏離平均值也越小，從而測得值更精確，對(duì)所選取的時(shí)間相比較，5 s測得值更準(zhǔn)確，因此選定5 s做為以后實(shí)驗(yàn)的時(shí)間固定值。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)?shù)?.03 MPa時(shí)，測量平均值已大于最小值，因此將顯示瓶的下限刻度選為2500 ml，當(dāng)在時(shí)間為5 s 時(shí)負(fù)壓壓強(qiáng)為0.07～0.03 MPa時(shí)，如果顯示瓶中的水沒有達(dá)到下限刻度，則判定負(fù)壓系統(tǒng)抽速不足，可能存在泄漏或堵塞，反之則抽速正常。

4 討論

判斷負(fù)壓終端好壞的條件有2個(gè)，即負(fù)壓值和抽速。該研制將檢測裝置兩者合為一體，能快速的檢測出負(fù)壓及抽速，改變了傳統(tǒng)的只能測量負(fù)壓的不足，且不但快捷、方便，還可為醫(yī)院工程師判斷故障提供維修依據(jù)，從而為患者減少了不必要的麻煩，為醫(yī)院提供了必要的后勤保障(如圖4所示)。

圖4 檢測裝置展示圖

5 結(jié)語

目前的醫(yī)療計(jì)量器具基本不具有負(fù)壓流量檢測功能，因此醫(yī)用負(fù)壓終端流量檢測裝置為適應(yīng)社會(huì)需要、滿足醫(yī)院需求而研制，該裝置使用快捷、方便，生產(chǎn)成本低，在市場上有很大的優(yōu)勢。只需一套裝置即能在任意負(fù)壓終端快速、精確地進(jìn)行檢測，用此檢測負(fù)壓終端將會(huì)給醫(yī)院帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[14-16]。

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[2]趙志平.淺談醫(yī)院中心供氧系統(tǒng)[J].醫(yī)療裝備,2007,20(7):20-21.

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[4]楊斌,張美,龐晏慶.醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)平均抽氣速率的計(jì)算[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2009,24(5):60-61.

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Development of a device for detection of medical negative pressure terminal flow

/LU Zhenyan, HE Guang-tong, LI Song-yang, et al// China Medical Equipment,2012,9(11):13-15.

Objective: To design a rapid and accurate device for detection of medical negative pressure flow to detect the blockage or leakage in the hospital central absorbing system to timely remove the faults. Methods: According to the standard requirement, each terminal connector (not including the absorber) gasification rate in atmospheric environment should be under no less than 30 L/min, pressure and fixed in the fixed time, use formula B = V/T, calculation flow rate. Via comparing measured value with standard one, greater than the normal standard work means it is blocked, otherwise, it is leaked. Results: The device could quickly tell whether internal problems or external equipment caused the breakdwon. Conclusion: This device is not only low in cost, small in volume, and easy to use but also helps to shorten the maintenance time, providing stability to the medical work and effectively safeguarding medical engineering.

Medical central absorbing system; Negative pressure terminal; Flow; Detection

Department of Equipment Management, the Affiliated Hospital of Luzhou Medical College, Luzhou 646000, China.

1672-8270(2012)11-0013-03

TH77

A [摘要] 目的：設(shè)計(jì)一套能快速、準(zhǔn)確檢測醫(yī)用負(fù)壓終端流量的裝置，從而檢測醫(yī)院中心吸引系統(tǒng)內(nèi)的堵塞或泄漏問題，以便及時(shí)排除故障。方法：根據(jù)“醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件”標(biāo)準(zhǔn)要求，每個(gè)吸引系統(tǒng)終端接頭(不包括吸引器)制氣速率在大氣環(huán)境下應(yīng)≥30 L/min，在固定壓強(qiáng)和固定時(shí)間內(nèi)利用公式B=V/t計(jì)算流速。將測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較而判斷吸引系統(tǒng)正常與否。結(jié)果：該檢測裝置能快速判斷出是醫(yī)院中心吸引系統(tǒng)內(nèi)部問題還是外接設(shè)備問題。結(jié)論：該裝置成本低、體積小、使用方便，且縮短了維修時(shí)間，為醫(yī)療工作提供了穩(wěn)定、有效的醫(yī)學(xué)工程保障。

2012-05-18

瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院科研課題(院發(fā)[2011]43號(hào))“關(guān)于醫(yī)用負(fù)壓終端流量檢測裝置的改進(jìn)創(chuàng)新研究”①瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院設(shè)備科 四川 瀘州 646000

*通訊作者：13608282560@163.com

盧貞燕,女,(1985- ),本科學(xué)歷，助理工程師。四川瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院設(shè)備科，從事醫(yī)療設(shè)備維修管理工作。

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