Tuttnauer Elara-11 台式预真空脉动蒸汽灭菌器的工作原理与故障排除

2020-09-21孟凡有

医疗装备 2020年15期

孟凡有

赤峰市医院医学工程部（内蒙古赤峰 024000）

Elara-11是基于以色列腾氏（Tuttnauer）公司上一代产品NOVA3进行技术优化而全新设计的台式预真空蒸汽灭菌器，全部依照EN 13060的B 级标准进行制造，技术上同时满足多次预真空和后真空干燥，确保B 级灭菌结果。本研究介绍Tuttnauer Elara-11台式预真空脉动蒸汽灭菌器的工作原理与故障排除方法，以供同行参考。

1 Tuttnauer Elara-11 台式预真空脉动蒸汽灭菌器的基本工作原理

Tuttnauer Elara-11台式预真空脉动蒸汽灭菌器在注入灭菌介质蒸汽前，先抽空灭菌器内的所有空气，再注入蒸汽，这个抽真空的过程叫作预真空[1]。在预真空的基础上，先往灭菌舱内注入蒸汽，然后抽真空，再注入蒸汽，重复上述过程3次或者多次，以实现脉动真空的工作模式[2]。与非预真空脉动灭菌工作模式比较，预真空脉动灭菌模式的优势在于通过预真空、反复抽真空注入蒸汽的过程，可以达到灭菌器内残留空气的最小化，从而保证灭菌效果[3]。与常规台式预真空蒸汽灭菌器相比，Tuttnauer Elara-11灭菌器的技术独特性和对应的基本工作原理如下。

1.1 电子和机械双重锁定

与传统预真空蒸汽灭菌器采用的单纯机械式快开门锁不同，Elara-11同时采用电子和机械双重锁定。Elara 的门锁采用了快开机械装置，操作人员可以在1 s 以内完成开门或者关门。双重锁止装置即可以确保门未正确关闭的情况下开启程序，也可以确保在灭菌腔内有压力和高温的情况下禁止门被意外打开。门未正确锁止前程序不能启动，灭菌腔内有压力时双重锁止装置防止腔门意外开启，自动安全断电装置在过热时自动切断电源，以保护腔体和整机电源；同时，腔体和蒸汽发生器均配备安全阀，以避免过压[4]。

1.2 简洁而实用的工作界面

全自动菜单引导的面板和3个按键完美结合，可以显示更多的设备信息，同时为操作者提供了极简的操作方案，一键开启；新型的数码中央控制器可以为客户完成所有自动化操作，客户只需要关门和按下开始键，其他一切留给设备自动运行。

1.3 热转换和热能回收再利用技术

通过增大5倍热交换器的交换表面积，实现有效的热转换和热能回收再利用，使得产品的能耗峰值下降了30%，峰值功率降低到2 300 W，充分体现了以色列产品节能的特点，减少了对环境的热能排放，给使用者提供了一个更加友好的工作环境。

1.4 更高真空度的真空泵

Tuttnauer Elara-11 台式预真空脉动蒸汽灭菌器采用了更高真空度的真空泵，极限真空和泵流量都明显增加，使得抽真空的时间更短，真空干燥更有效。

2 常见故障

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

屏幕出现故障信息提示Err：002，故障代码含义为温度过低。

2.1.2 故障分析

温度过低的报警反映在预定的时间内灭菌舱温度未到达设定的数值。故障原因可能来自温度传感器自身，也可能来自实际的灭菌舱温度过低[5]。

分析原因可能为：（1）加热元件（2×1 100 W 电热管）未得到正常的工作电压，如控制电路故障，或电极未探测到水，从而不启动加热，或功率中继元件失效，如继电器或者固态继电器等；（2）加热元件损坏，不能加热；（3）蒸汽发生器加热器有严重水垢，降低了加热效率；（4）灭菌舱或者管路漏气，纯净水桶到蒸汽发生器间管路泄漏，水泵坏，检查阀坏[6]；（5）灭菌舱壁PT100温度传感器未校准或损坏。

2.1.3 故障排除

按照先静态后动态、先简单后复杂、尽可能不通电测试的检修原则，首先，测试两只电热管阻值，实测的冷态电阻值与按照功率、额定电压的参数关系测算的阻值相近，两只电热管冷态电阻值基本相同，从而排除两只电热管损坏；其次，观察两只电热管表面光滑无明显水垢，排除由加热效率变低导致；最后，测量灭菌舱壁PT100温度传感器室温下的电阻值，按照PT100温度传感器的阻值-温度对照表，其温度在20 ℃时阻值应为109.79 Ω，但是实测值为无穷大，即可认定为传感器内部断路[7]，更换同尺寸PT100温度传感器，故障排除。

PT100温度传感器是一种以铂制成的电阻式温度传感器，具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，被广泛应用于各类加热设备的温度控制[8]。PT100温度传感器属于正电阻系数，其阻值和温度变化的关系式为阻值会随着温度上升而呈近似匀速的增长[9]，但并不是简单的正比关系，而更应该趋近于一条抛物线[10]。PT100温度传感器温度在0 ℃时，阻值为100 Ω，温度在100 ℃时，阻值为138.51 Ω，一般只要在室温下测量其阻值并与PT100温度传感器的阻值-温度对照表中的标准值比对，即可判断该传感器是否损坏[11]。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

屏幕出现故障信息提示Err：008，故障代码含义为压力过低。

2.2.2 故障分析

Err：008压力过低故障报警来源于压力传感器给主板的输入电压信号异常，故障可能发生在压力传感器自身、蒸汽管路、灭菌舱，或者蒸汽管路、灭菌舱与大气连通的各种阀门，具体分析如下：（1）门密封圈有脏污或破损，清理或更换门密封圈；（2）管路有泄漏，查找泄漏点并处置，重点排除空气阀泄漏、干燥阀泄漏、蒸汽阀泄漏及安全阀泄漏；（3）灭菌舱壁压力传感器损坏；（4）蒸汽发生器内压力传感器损坏。

2.2.3 故障排除

询问该灭菌器操作使用人员得知门密封圈更换仅2个月，其使用时未见灭菌舱门处漏蒸汽及有异响，再开机试用，观察蒸汽通道各阀门工作状态，未观察到有蒸汽泄漏，从而排除蒸汽管道漏气原因；测试灭菌舱壁压力传感器的输出值，发现灭菌舱内压力升高时输出数值无变化，从而判定该压力变送器失效，更换Tecsis 3296型压力传感器，Err：008故障排除；对压力传感器进行校准确认后，再行BD 脉动实验，合格后交付使用科室。

压力变送器原理见图1，压力作用在敏感元件两侧的隔离膜片上，通过隔离膜片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力变送器由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器，当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号[12]。压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系，所以变送器输出的电压或电流随压力增大而增大。

图1 压力变送器原理图

3 小结

Tuttnauer Elara-11预真空脉动蒸汽灭菌器属于机电一体化产品，其加热配合温度控制、压力控制及电磁阀/锁联动，因工作于高温、高压环境且使用频率高，所以实际故障率较高。该机型电路故障多集中于温度控制和压力控制等电路环节，机械故障也多集中于门锁、过滤器阀芯等环节，只要临床工程师对该机型内部机械结构与电路控制基本原理有较全面的了解，即可以较快找出故障原因并及时排除故障。由于预真空灭菌器属于感染控制类产品，是事关医疗用品灭菌效果的直接决定性因素，所以更换的压力和温度传感器一定要符合要求，且在维修结束后一定要做BD 测试，合格后方可投入使用，否则会出现严重的不良后果。

［参考文献］

［1］周忠慈.蓝野脉动真空蒸汽灭菌器工作原理和常见故障[J].中国医疗设备，2015，30（1）：156-158.

［2］柴海荣，杨玲玲，张亮.温度压力检测仪测试医院脉动真空灭菌器灭菌性能的研究[J].河北医科大学学报，2018，39（6）：725-728.

［3］姜涛.脉动真空灭菌器的故障及灭菌效果[J].医疗装备，2016，29（21）：39-40.

［4］黄世安，上官林峰，于巍.T＆S17B 型脉动真空灭菌器故障维修3例[J].北京生物医学工程，2018（3）：330.

［5］焦进保，王秀容.脉动真空灭菌器的工作流程与维护[J].医疗装备，2015，28（15）：58-59.

［6］邹鹏辉.脉动真空蒸汽灭菌器原理及故障分析[J].建材发展导向，2015，13（23）：281-282.

［7］顾吉林，刘淼，耿杨，等.基于PT100的高精度温度测量电路的设计[J].测控技术，2018，37（5）：108-110.

［8］张粉祝，杨晓燕，蔡武德.基于铂热电阻的温度检测及报警电路设计[J].科技风，2019（30）：8.

［9］袁帅，韩啸，李建宇.Pt100型铂电阻温度传感器测量结果不确定度评定[J].科技风，2018（27）：196，200.

［10］路傲轩，刘品宽.基于Pt1000的量程可控高分辨率测温系统[J].自动化与仪表，2018（6）：71-75，98.

［11］王青.基于PT100的温度测控系统的设计与仿真[J].计算机测量与控制，2019（9）：47-50.