MR810呼吸湿化器的电路原理及维修

刘勇，卢中凯，张红侠

山东大学齐鲁儿童医院 设备科，山东 济南 250022

MR810呼吸湿化器的电路原理及维修

刘勇，卢中凯，张红侠

山东大学齐鲁儿童医院 设备科，山东 济南 250022

本文介绍了MR810呼吸湿化器的电路原理及在临床中的应用，分析了湿化器在使用过程中易出现的故障及维修方法。

呼吸机；电路原理；呼吸湿化器 ；微处理器；医疗设备维修

呼吸湿化器是呼吸机的重要组成器件，以物理加热的方法为干燥的空氧混合气体而提供恰当的温度及湿度。利用呼吸湿化器对用呼吸机治疗的患者气体进行加温及加湿是治疗过程中重要的措施。如呼吸湿化器出现故障，将直接影响患者治疗效果，故障严重则会对患者造成伤害。

1 呼吸湿化器使用现状

目前，医疗机构使用的呼吸机都配有呼吸湿化器，大部分都是新西兰费雪派克公司生产的。该公司的系列产品有MR410,MR480,MR700,MR720,MR810,MR850等型号。早期的呼吸机配置MR410型湿化器，随着技术进步，逐渐被MR810型或MR850型呼吸湿化器所取代。

2 MR810型呼吸湿化器技术参数和使用环境

MR810型呼吸湿化器是给予需要无创通气或持续气流气体的患者提供加温、加湿的气体。湿化器有低、中和高3档，开机时的默认状态是高档湿度，见表1。

表1 MR810型呼吸湿化器技术参数和使用环境

2.1 电器规格

供电电压：230V交流电，50～60HMz；电流：230V交流电时最大0.8A。加热板：230V，150W，温度过高切断(93±6)℃。加热丝：22V交流电，1.36A，30W。

2.2 电路原理

MR810型呼吸湿化器电路主要由5个模块构成：电源电路，双路并行温度传感器，双伺服加热电路，信号处理、运算电路，中央控制电路。

电源电路由电源线、保险管、滤波电路、过载保护器、隔离变压器、整流电路等元器件组成。为加热电路提供220V和22V电压，为信号处理、运算电路及中央控制电路提供工作电压。

双路并行温度传感器是精密的热敏电阻，其安装部位紧贴在加热底盘的下方，阻值随加热底盘温度升高而降低。环境温度23℃，阻值约为10KΩ。为了保证湿化器使用的安全，MR810型呼吸湿化器的设计为双路并行温度传感器，只要任何一只温度传感器出现故障，湿化器就不能正常工作。

双伺服加热电路有非加热丝模式和加热丝模式两种。使用加热丝模式，如绿灯点亮则表明加热丝连接线正确地连接到加热丝管路上。如果没有连接加热管路，则非加热丝模式启动。

信号处理、运算电路。温度采集电路采集温度传感器的数据是模拟电压的形式。温度变化引起温度传感器上电压的变换，通过4运算放大器（LM324）将现场温度传至单片机。单片机通过自身集成的 A/D转换器将模拟电压转化为控制系统可用的数字量。单片机结合现场温度与用户设定的目标温度，按照已经编程固化程序控制算法计算出实时控制量。控制量使能光电隔离驱动电路，决定加热电路的工作状态，当被加热物达到设定的温度时，中央控制电路输出相应的电平控制加热电路断开，停止加热。如此反复，使被加热物的温度稳定在所需要的温度附近。

中央控制电路由微处理器ATmega8 16AU及附属电路组成。微处理器ATmega8 16AU是ATMEL公司推出的基于AVR RISC结构的高档Flash型单片机。其核心是将32个工作寄存器和指令集连接在一起，所有工作寄存器都与ALU（算术逻辑单元）直接相连，实现了1个时钟周期执行1条指令同时访问（读写）2个独立寄存器的操作。这种结构提高了代码效率，使得大部分指令的执行时间仅为1个时钟周期。因此，ATmega8具有接近1 MI /s/MHz的性能，运行速度比普通CISC单片机高10倍。单片机内集成了执行速度为2个时钟周期的硬件乘法器、8KB的Flash程序存储器、512字节的E2PROM、2个具有比较模式的8位定时器、1个具有比较和捕获模式的16位定时器、3路最大精度为16位的PWM输出、8通道10位A/D转换器，SPI/TWI同步串口及USART异步串口。在设计的过程中，通过软件编程简化硬件电路。

各引脚作用：1脚为外部中断1信号输入，是外部中断源；32脚为外部中断0信号输入脚，是外部中断源，电平发生合适的变化，终端也触发，是控制双路加热信号的输入端；2脚为外部时钟输入／输出；3脚、5脚、21脚为电源负脚；4脚、6脚、18脚为电源正脚；7脚为芯片时钟振荡器引脚2；8脚为芯片时钟振荡器引脚1；9脚为外部计数器输入脚；10脚为模拟比较器正输入脚；11脚为模拟比较器负输入脚；12脚为输入捕获引脚；13脚为输出比较输出脚；14脚为从机选择输入脚；15脚为SPI通道主机数据输出、从机数据输入脚；16脚为SPI通道主机数据输入、从机数据输出脚；17脚为SPI总线的主机时钟输入；19脚、22脚为A/D转换器的模拟输入；20脚为A/D模拟基准输入引脚；23脚为ADC数据输入通道0脚；24脚为ADC数据输入通道1脚；25脚为ADC数据输入通道2脚；26脚为ADC数据输入通道3脚；27脚为ADC数据输入通道4、两线串行总线数据输入／输出脚；28脚为ADC数据输入通道5、两线串行总线数据时钟脚；29脚为复位脚；3 0脚为通用同步异步数据接收引脚；31脚为通用同步异步数据发送引脚。

3 故障分析及维修

3.1 故障一

开启湿化器电源后，听到继电器的频繁动作声音，底盘不加热，温度湿度指示灯不亮，红灯闪烁。分析及维修：继电器频繁动作，可能是继电器接点老化导致不能接通电源而产生的。更换同型号继电器，开启湿化器，设备工作正常。

3.2 故障二开启湿化器电源后，听到继电器的动作声音，底盘不加热，温度湿度指示灯不亮，红灯闪烁。分析及维修：打开机器，电路板保险丝F1,F2,F3均正常，表明电路元件未发生短路现象。分析原因可能为：①加热丝断开；②加热底盘过载保护器常开； ③温度传感器故障；④电路元件故障；⑤微处理器故障或程序丢失。经检查，双路并行温度传感器其中一路出现故障，更换温度传感器，湿化器工作正常。

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MR810 Breathing a Wet Process, the Circuit Principle and the Maintenance

LIU Yong,LU Zhong-kai,ZHANG Hong-xia
Equipment Department, Qilu Hospital of Shandong University Children,Jinan Shandong 250022 ,China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.057

1674-1633(2011)07-0139-02

2011-04-17

作者邮箱：ly6838@163.com