智能数字温度控制器在设备改造维修中的应用

涂阳

四川大学华西第二医院 设备物资部，四川 成都 610061

智能数字温度控制器在设备改造维修中的应用

涂阳

四川大学华西第二医院 设备物资部，四川 成都 610061

本文介绍了智能数字温度控制器和利用智能数字温度控制器对几种不同类型的设备进行技术改造的应用实例。

智能数字温度控制器；温度传感器；报警器；设备改造

0 前言

在大型医院的临床科室和实验室中有温度控制功能的设备很多，这些设备普遍价格昂贵，其中的进口设备更是如此。零部件成本过高会增加医院和使用部门的经济负担，而一些使用年限较长的设备在发生故障后甚至根本就买不到匹配的零件，长期闲置甚至提前报废也就成了不得已的选择。有没有一种简单易行的方法可以解决上述问题？答案是肯定的，就是利用智能数字温度控制器对设备进行改造维修。

1 智能数字温度控制器介绍

“智能数字温度控制器”产品的各项技术目前已经非常成熟，它的体积小巧，内置一只微型CPU处理器和一些电子元件。这类控制器通常使用热电偶或铂电阻做输入，至少带有两个输出端口：一个是继电器输出，其最大触点电流可达3～5A，电气寿命高达10万次；另一个是温度报警输出，可以连接各种报警装置。这类控制器基本都具有数据显示功能，在使用中可以很方便地通过仪器面板上的操作按键来完成参数设定和修改。它一般采用220V交流电源，且待机功耗极低，同时稳定性和抗干扰能力强，最重要的是它低廉的成本和完善的售后服务渠道。

2 设备维修中的几个应用实例

在前期设备维修工作中，我们利用智能数字温度控制器对几种不同类型的设备进行技术改造并取得了很好的效果，为了与同行共享成果，现将改造情况作一简述并希望得到一些好的建议以便共同提高。

2.1 在进口冷冻离心机维修中的应用

我院实验中心有一台20世纪90年代美国原产贝克曼冷冻离心机，仅因为一只热敏电阻损坏，该离心机因温度控制部分不能正常工作而无法使用。虽然已和贝克曼公司的工程师取得联系，但是由于该型号机早已停产，所以目前已无法找相同温度特性的热敏电阻。按贝克曼工程师的说法,如果一定要维修只能更换其他型号的控制板，其成本要上万元，并且因为新控制板尺寸和接口差异使安装改造工作也很烦琐，因此该冷冻离心机被长期闲置不用，造成很大的资源浪费。从分析该冷冻离心机温度控制原理得知，该机是靠主板上的CPU通过时时检测一只放在离心机腔体内的热敏电阻阻值随温度的变化，经过计算后再去控制主板上一个继电器，离心机制冷压缩机220V工作电源由该继电器上的一个常开触点来提供，这样离心机上的CPU就可以通过控制该继电器触点的断、开来实现对制冷压缩机的开停的控制，从而实现对冷冻离心机腔体内温度的控制。清楚了这些，试想如果我们选用一只固定电阻来代替损坏的热敏电阻，阻值的选取使得离心机主板上继电器触点始终处于接通状态，再串接一个小型智能温度控制器去控制离心机上的制冷压缩机的开停，这同样也能够达到控制离心机腔体温度的目的。

经过筛选我们选择了由成都怡腾自动化科技有限公司生产的CH6智能数字温度控制器。并采用通用性较好的Pt100铂电阻作CH6的输入。因为离心机上的制冷压缩机功率只有一百多瓦，因此我们可以直接将制冷压缩机电源连接在温度控制器的继电器输出端子上。打开冷冻离心机后盖，将连接制冷压缩机的两根电源线中的任意一根剪断，剪断的两端再分别接到一根（2×1.5）mm2导线上。用手钻在离心机后盖上钻一小孔，先将导线引出离心机接至CH6继电器输出端子上，再将离心机上的热敏电阻从原来位置上取下并换上Pt100铂电阻，导线直接接在CH6的信号输入端子上。在离心机主板上原温度信号输入端可用一只20kΩ普通电阻代替，使离心机制冷压缩机的220V电源始终处于接通状态,这样制冷压缩机的开停完全就由CH6控制。整个改造工作只用了半个多小时就全部完成。接通CH6温度控制器的电源，将温度设定在（4±2）℃，运行30min后离心机腔体温度就已稳定在2～6℃之间，用时和原来差不多。CH6具有记忆功能，上次设定的参数，下次开机仍然保持，因此使用非常简单方便。大半年过去了，从实验室老师那里了解到，改造后的冷冻离心机使用情况良好，CH6智能温度控制器工作稳定性也非常出色，使用至今未发生过一次故障。

2.2 对报废设备的重新改造利用

该实验中心经常需要饲养一些小动物来进行实验，比如实验鼠、兔等。一些进口实验鼠价格很贵，在冬季也要求饲养温度保持在25℃以上。因为需要进行解剖实验的老鼠数量不是太多，因此没有必要建造专门的饲养间，此时医院新生儿科正好有几台婴儿暖箱要进行报废处理，将报废暖箱改造成实验鼠饲养箱的想法随即产生。挑选一台成色较好的暖箱，该暖箱虽控制主板损坏但加热和空气循环系统是完好的。还是选择一台CH6控制器并使用Pt100铂电阻作输入。因为暖箱加热功率比较大，因此CH6继电器输出触点不易直接驱动，需增加一个交流接触器。先在暖箱面板上开一个长方形的孔，将CH6镶进去，然后将Pt100铂电阻放置在暖箱箱体的中间，这样CH6面板上显示的温度基本就是暖箱的平均温度，接着将加热的220V电源接在交流接触器触点上，并将交流接触器控制端通过两根导线连接到CH6继电器输出端子上，最后使用摇表对改造后的暖箱进行电气绝缘检查，确保设备电气安全。将CH6温度控制器温度设定在（25±2）℃，经过大约20多分钟的运行，暖箱内的温度就稳定在23～27℃。总花费不到300元的改造暖箱立即就派上了用场，使用情况很好，在实验室整个冬季箱温记录本上未发现温度异常情况。

2.3 制作婴儿暖箱温度报警器

婴儿暖箱是很多医院新生儿科必备的设备，医院对暖箱温度控制要求很严格，尤其不能超温，否则会对新生儿造成严重伤害。虽然无论是国产还是进口婴儿暖箱都有超温自动保护和报警功能，但还是不能完全避免超温故障的发生。在国内的一些医院已经发生过因箱温过高造成新生儿死亡的重大医疗事故。我院新生儿科暖箱使用数量非常大，并且是全年365天，每天24h不间断工作，医护人员承担了很大的身体和心理压力。在和他们的交往中了解到，担心暖箱超温后不报警是她们最大的心病，另外无论国产还是进口暖箱，报警功能都不是很理想，一般只有声报无光报，且暖箱温度显示屏位置太低，数字太小。试想在一间有好几十台婴儿暖箱的房间内，仅靠声音来查找报警的暖箱也比较麻烦，而只有走近暖箱才能看清楚暖箱温度也的确不方便。为了减轻医护人员的工作压力，改造暖箱在报警方面的不足，增加一套独立的温度报警装置就显得十分必要。采用智能温度控制器无疑是一种很好的选择，它既安装方便又不会改变原有暖箱的结构，而且它和暖箱是各自独立工作的，它的一个输出端口可以直接连接报警器，当暖箱超温就发出声光报警。两套独立的超温报警装置同时工作无疑大大提高了报警的可靠性，高亮度LED显示屏十几米开外都可以清晰地看见暖箱温度，极大地方便了医护人员的日常巡查。为了使这些更有说服力，我们选用CH6控制器试制了一台婴儿暖箱温度报警器样机。为使结构紧凑，我们将外购的一只能够发出声、光报警的报警灯安装在CH6仪器外壳上，再将整个报警装置摆放在暖箱的玻璃面罩上面，这样无论是查看暖箱温度还是报警更加方便和清楚。经过一段时间的试用，婴儿暖箱温度报警器的工作情况很稳定，医护人员对此评价非常好。接下来，在经医院领导及相关部门批准之后，我们准备大规模地在新生儿科推广使用这种智能温度报警器。

3 下一步的工作计划

以上是几个应用小型智能温度控制器在设备维修和改造中的应用实例。通过这些成功应用实例我们越来越感觉到，这种小型智能温度控制器在我们今后的工作中还大有用武之地，充分利用这种控制器来为我所用是我们的最终目标。

3.1 改进普通电冰箱的温度控制精度

我院是西南地区规模最大的集医疗、教学、科研为一体的妇产儿童专科医院，不仅拥有大量临床科室还有检验科、病理科、药剂科以及众多科研实验室。这些部门都大量使用各种低温冷藏设备存储药品、试剂等。经统计，目前全院共有200多台低温冷冻冷藏设备，而且数量还在不断增加，其中使用数量最多的是普通电冰箱。从一些使用部门反馈的意见知道，很多这类电冰箱冷藏室温度都超出了医院要求的2～8℃的温度范围，从这些部门的电冰箱日常温度记录中可以发现这一点。温度范围超标意味存放的药品、试剂有可能提前失效或变质，其后果是很严重的，但是按照国家相关标准，普通电冰箱的冷藏室温度在一个完整制冷周期内只要温度的变化在0～10℃之间都属正常，目前国内各电冰箱厂家生产的普通电冰箱都是按照这个标准生产的，调节电冰箱温控器强弱改变的只是冷藏室的平均温度，对温差的改变作用不明显。实际使用情况也是如此，虽然和一些电冰箱厂家工程师进行过交流但始终没有一个好的解决办法。如果采用小型智能温度控制器来控制冰箱箱内温度，上述问题都能够彻底解决，因为小型智能温度控制器控制温度和温差均可以通过仪器面板进行设定，完全可以将冰箱温度控制在医院要求的2～8℃范围之内。由于有前期冷冻离心机和暖箱的改造经验，具体实施起来应该很简单，因此有很大的推广价值。

3.2 制作电冰箱温度报警器

婴儿暖箱报警器的成功改造经验使我们想到，将这种温度报警器使用在一些存放贵重药品、试剂的电冰箱上是十分必要的。我们知道，使用中的电冰箱突发故障不外乎是下面两种结果：制冷系统不制冷会使冰箱温度升高，而温控系统不能使压缩机停机又会造成冰箱温度过低。从不少科室电冰箱报修的情况来看，大多数医护人员是在看见电冰箱已经化水后，或者冷藏室内的物品都已接冰之后才通知设备科，这时的箱温已经发生了很大的变化，这必然会造成一定的物质损失。如果我们在一些存放比较贵重药品、试剂的电冰箱上增加一套由CH6制成的温度报警装置，一旦冰箱箱温超出设定值就会发出报警，这样就可以避免损失。这种电冰箱温度报警器结构完全和婴儿暖箱报警器相同，只须在CH6上将相关的温度参数进行修改即可。

3.3 其他

一些进口低温冰箱在我们医院的实验室大量使用，其温度控制系统一但发生故障维修成本可想而知，采用智能温度控制器应该是一种很好的解决办法。另外像恒温水槽，生化培养箱、高压蒸汽灭菌器、冷冻离心机等设备在我们医院也大量使用，这些设备都有温度控制功能，这就为我们利用CH6提供了广泛的应用空间。

4 结束语

我们目前所作的工作仅仅是个开始，实际上这种智能控制器的功能远不止我们所用的这些，它不仅可以进行比较简单的开、停式的温度控制，而且还可以进行控温精度很高的PID 控制，它的一些系列产品还具有网络通讯功能，这样就可以对设备进行集中监控。当然，随着我们对这类控制器技术的更进一步认识，相信它一定会在今后医院设备维修和设备改造中发挥越来越大的作用。

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Application of Intelligent Digital Temperature Controller in Equipment Modification and Troubleshooting

TU Yang
Department of Equipment and Material,West China Second University Hospital,Chengdu Sichuan 610061,China

TP273

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.033

1674-1633(2011)02-0102-03

2010-07-18

2010-11-25

作者邮箱：ty80779360@126.com

Abstract:This paper describes the use of intelligent digital temperature controllers and intelligent digital temperature controller for several different types of equipment for technological transformation of the application examples.

Key words:intelligent digital temperature controller；temperature sensor; alarm；equipment modification