德爾格暖箱維修實例

阮明 夏燕紅 杭州市兒童醫院 （浙江 杭州 310014）

內容提要：隨著新生兒的醫療護理水平不斷提高，新生兒監護室的病死率明顯降低。由于新生兒免疫功能不全，極易受環境的影響而引發感染，所以預防新生兒醫院感染仍然是新生兒病房的首要任務。新生兒暖箱作為大部分新生兒出生后第一時間居住的“家”，已成為新生兒監護室內使用率最高的儀器設備之一，同時也是新生兒監護室基礎設備之一。暖箱目前分為密閉式暖箱和長頸鹿多功能培養箱。在半年一次的預防性維護中發現本院有兩臺暖箱存在運行故障，其中一臺長頸鹿多功能培養箱表現為噪音較大，另一臺密閉式暖箱表現為濕化故障，濕度無法上升。文章通過對故障現象進行分析，查找故障原因，并采用替換法修復設備，使其恢復到正常工作狀態。

新生兒暖箱又稱為新生兒培養箱，或嬰兒保溫箱，是一種經過精密設計的、有利于新生兒生長發育的“體外子宮”。大部分需要進入暖箱的新生兒都是屬于早產嬰兒、低出生體重兒。這類嬰兒不像足月嬰兒，身體各方面發育都不完全，當離開了母親的子宮后，無法快速地適應外部的新環境，需要進入暖箱進行培育，使身體各功能都能有充足的時間來進一步成長，以便能在后續成長中適應外部的新環境。因此，設備維護人員應嚴格確保暖箱貼近新生兒的成長需求，根據風險分析評分結果的原則制定預防性維護制度，并嚴格執行。

1.故障一：噪音過大

1.1 故障描述

在使用福祿克（Fluke）的INCU暖箱檢測儀進行預防性維護時，發現一臺長頸鹿多功能培養箱的噪音過大[1]。最大分貝達到了81dB，最小分貝達到了71.4dB，平均值更是達到了77dB，遠遠超過規定的噪音值60dB。見圖1。噪音屬于聲音污染，由于嬰兒器官發育并不完善，如果存在長時間受到噪聲污染，可能直接影響聽力，導致聽力下降，危害性較大。

圖1.更換電機前噪音

1.2 故障分析

由底部電機通過軸承轉動攜帶風扇轉動帶動氣流，從而產生噪聲污染。①由于風扇扇葉損壞，或者灰塵分布不均，造成風扇的左右不對稱，造成電機軸承高速轉動時的輕微搖擺，產生的高頻振動噪音[2]。②電機屬于輕微振動元器件，所以在固定電機的四個腳上都會墊上橡膠緩沖墊[3]。當橡膠緩沖墊老化變硬，或者損壞遺失的時候同樣會由于碰撞從而產生噪音。③電機中的軸承在轉動中，本身就會存在一個比較小的噪音，長時間不斷地轉動更是加速了軸承的磨損，當軸承的磨損達到一定的程度以后，就會產生一個比較大的噪音。

1.3 解決方案

拆下電機以及風扇查看，發現扇葉完好無損，同時扇葉上布滿灰塵。初步判斷為風扇扇葉上存在灰塵，可能灰塵分布不均，導致扇葉高速轉動時動平衡水平較差，從而產生軸承高頻振動噪音[4]?；镜奶幚矸椒ㄊ怯妹藓炚簾o水乙醇后緩慢仔細清潔扇葉，確保每一片扇葉都沒有灰塵。清潔完扇葉以后（見圖2），開機測試，噪聲污染似乎小了一點，但仍存在并遠遠大于規定值。由此判斷，此噪音并不完全是由于風扇扇葉上的灰塵分布不均造成的。

圖2.清潔完后的扇葉

繼續檢查固定電機腳上的四個橡膠緩沖墊，發現四個緩沖墊外觀完好，用手按壓，回彈明顯且迅速，說明四個橡膠緩沖墊完好，不需要更換。見圖3。

圖3.完好的橡膠緩沖墊

排除扇葉灰塵和橡膠緩沖墊后，判斷噪音可能由軸承自身造成，需更換軸承后繼續檢查[5]。該款長頸鹿多功能培養箱的生產廠家（美國通用電氣公司）告知不單獨提供軸承配件，只能更換整個電機以及風扇，報價為8000元人民幣。由于維修價格過于昂貴，為了降低維修成本，根據原裝軸承的型號規格，并沒有找到相同型號規格的軸承，通過不斷地轉速比對、噪音比對，最終選定進口的NMB R188ZZ軸承進行替換測試。此款軸承標稱在極限轉速下噪音<30dB，遠遠小于規定值60dB[6]。

長頸鹿多功能培養箱在更換R188ZZ軸承后開機測試，電機風扇工作正常，采用Fluke的INCU檢測工具進行噪音檢測，平均噪音<60dB。具體結果見圖4，符合臨床要求[7]。此次維修費用合計≤10元，大大降低了維修成本，并且縮短了維修時間，大大增加了設備的使用率。

圖4.副廠軸承噪音

解決噪音問題以后，再次使用FLUKE的INCU暖箱檢測儀對該設備進行檢測。檢測結果顯示，雖然噪音問題得到了解決，但是出現了暖箱的溫度上升時間過長，上下波動幅度過大，并且溫度無法到達預設的36?C，不符合暖箱的質量要求的問題，暖箱失去了最基本的恒溫效果。見圖5。

圖5.副廠軸承加溫效果

經分析認為，暖箱升溫異常和更換軸承相關，為保證設備使用安全，需要進一步檢查分析。

暖箱升溫系統見圖6，風扇連著軸承，電機通過軸承把動力傳給風扇，使風扇轉動，帶動氣流，通過加熱塊，帶走加熱塊的熱量，把熱量均勻地散布在整個暖箱內。經過不斷的分析討論，最終發現不同型號的軸承由于其動摩擦系數不同，在規定電功率下，其輸出的轉速發生變化，導致風扇轉速不同，進而導致排熱速率偏離設計值。暖箱內的加熱和排熱是一個動態平衡過程，若改變排熱量，則會造成溫控系統的硬件環境，直接導致溫控控制參數失調，從而造成系統超調和振蕩。因此暖箱的溫度無法得到有效的提升，且到達設定溫度時間過長，過程極不穩定。

圖6.升溫系統

經過多次不斷反復測試不同型號軸承，發現加熱穩定效果都不太理想，很難兼顧升溫與噪音。最終暫時放棄更換同規格軸承的維修方案，只能選擇更換原裝電機。待找到摩擦系數相近的軸承后再度另行試驗。

經更換原廠電機后，使用Fluke的INCU暖箱檢測儀進行檢測，發現噪音和溫度控制都符合要求，如圖7、圖8所示。

圖7.原廠軸承噪音

圖8.原廠軸承加溫效果

2.故障二：設備濕度一直無法上升

2.1 故障描述

設備濕度一直無法上升。

2.2 故障分析及解決方案

暖箱是通過儲水罐存儲純水，純水通過單向控制閥控制進水量，然后通過加熱棒使純水蒸發成水蒸氣，繼而通過蒸發器使水蒸氣散布在一定的空間中，通過風扇使蒸汽通過蓋板邊上的兩邊氣口吹向暖箱的密閉式箱體空間[8]。

首先打開暖箱，見圖9，發現風扇轉速正常，有些許灰塵，用棉簽蘸取無水酒精緩慢進行清理，清理完成后發現故障依舊存在。其次發現蒸發器加溫正常，繼而需要查找的是進水問題，水路示意圖見圖10。

圖9.暖箱內部圖

圖10.水路示意圖

檢查儲水箱，發現水量正常，其連接至單向閥裝置的小型蓄水箱水量正常。然后打開加熱水箱，發現了大量水垢（見圖11），水垢堵住了進水口，導致純水無法進入加熱水箱。加熱棒加熱一定時間后，達到了額定溫度以后，溫度傳感器感受到溫度以后就會斷開加熱棒，使加熱棒無法繼續加熱，保護加熱棒不被損壞。純水無法進入加熱水箱，無法通過加熱棒加熱形成水汽，導致暖箱濕度無法上升。

圖11.水垢清潔前

通過詢問廠家工程師得知，需要更換這個濕化器，報價為24000元。由于價格過于昂貴，決定自己拆修清潔，在清潔過程中發現這可能不是單純的水垢，本院用的是注射用水，里面可能會含有比較豐富的各種無機離子，猜測有可能是各種離子的堆積，同時把水垢的問題反映給廠家[9]。廠家工程師經過檢測發現這些水垢確實是大量無機離子的堆積。

加熱水箱清潔完成后見圖12[10]。注意在清潔的過程中不要弄濕加熱管的通電接觸口，以免直接短路。重新安裝回機器后加濕測試，發現暖箱濕化正常。

圖12.水垢清潔后

3.討論

新生兒暖箱主要有以下作用：①為有需要的新生兒提供適宜的生存環境。新生兒暖箱的主要特點是恒溫、恒濕。進入暖箱的嬰兒的體溫調節系統發育尚不完善，很容易體溫過高或者過低。新生兒暖箱可以通過膚溫傳感器接觸寶寶的皮膚，以此來獲取寶寶的體溫，從而調節暖箱內環境溫度，使寶寶處在一個適宜的溫度中，達到更好地控制寶寶體溫的目的。②讓新生兒與外界相對隔絕，以減少感染的機會。相對來說需要進入暖箱的新生兒都是比較脆弱的，因為他們的免疫系統尚未發育完善，需要更加細心地呵護。暖箱中的空氣都是通過過濾網進入暖箱，此類濾網可以有效地過濾細菌，從而使箱體內部空氣更加潔凈。③暖箱給嬰兒提供適宜的生存環境的同時，更有利于醫護人員對新生兒的觀察和治療。暖箱的箱體都是透明的，醫護人員可以直接觀察到暖箱內部寶寶的情況，及時地給予相對應的治療，對于黃疸的寶寶在做好防護的同時可以直接執行藍光照射。同時暖箱還預留了很多操作孔，方便各種醫療器械進入操作。

經采用不同廠家和型號的軸承雖然成功修復了噪音故障，但帶來了新的故障，設備的溫度控制效果不佳，其可能的原因為力學參數差異較大。同時，每次維修完成以后必須用暖箱檢測儀對暖箱進行全面細致的檢查確認，以免造成不必要的醫療事故。

在維修過程中發現故障原因以后，要試著自己去解決而不是一味地尋求廠家配件的替換。解決故障后要積極思考產生故障原因，預防再次產生相同故障或延長故障的生成時間。在一些通用設備或者配件上，自行更換替代配件可以大幅提高維修效率和降低維修成本。對一些精度高，無法找到同型號配件的設備，更換完之后應通過專業檢測設備對相關參數進行監控，如發現參數偏離，應及時聯系廠家，更換原廠配件，確保醫療安全。

在本文第一例故障中，解決完噪音問題，卻引入了溫度控制問題。這提醒工程師應從整體角度系統思考醫療設備的維修問題。在工作中應加強對設備工作原理、系統模塊架構的學習研究，維修時掌握好局部故障與整體工作狀態的關系，加強維修后的檢測觀察，除了關注局部故障是否排除之外，更應該從整體運行的高度來考察維修效果。

在濕化故障修復完成后，使用純水，經過一年的使用，打開蒸發箱，發現水垢很少，與使用注射用水相比差距明顯。至此，可以證明是注射用水加速了水垢的形成。于是建議臨床使用純水，不再使用注射用水。