医用电子耳温仪的易发故障分析与处理

施初明

杭州市富阳区第一人民医院设备科 （浙江杭州 311400）

伟伦WelchAllyn Pro4000医用电子耳温仪因其体积小巧、测量便捷、结果准确等优点受到临床医护人员的欢迎，特别在基层医院应用广泛。但是该电子耳温仪经过1～2年频繁使用后会出现测温结果偏差明显增大、更换耳套后无法初始化等故障，影响正常使用。现就其易发故障进行分析，并提出处理方法。现报道如下。

1 故障一

1.1 故障现象

医护人员反映伟伦WelchAllyn Pro4000医用电子耳温仪的检测结果出现较大偏差。

1.2 故障分析

通过检查发现该电子耳温仪电池使用年限较长，电力供应较差导致耳温仪的检测结果出现较大偏差。经过反复实验发现：杂牌电池或原装电池电量剩余一格时，温度测量偏差均明显增大。更换温度红外传感器，该故障并无改善。进一步实验发现，电子耳温仪的供电低于2.5 V时，测温结果偏差较大；而电压在2.6～3.2 V，则测温结果稳定且误差在允许范围内。因此，得到结论：该医用电子耳温仪要求电池供电容量大、内阻小，在电量将耗尽时仍然要求有较大的电流输出和很小的内阻。

同时，对耳温仪运行时的电流进行测试：休眠，35 μA；待机，15 mA；开机初始化，20～300 mA；红外探头工作电流，260 mA；液晶显示屏工作电流，15 mA；测温状态，300 mA，持续15 s左右。由此可知，红外传感器的工作电流很大，对电池的要求高。采用普通干电池（如双鹿电池）测试，当电池在放电末端并处于低温时，因放电电流大输出电压下降，引起测温误差偏大。

1.3 故障处理

厂家推荐该医用电子耳温仪使用优质碱性干电池（如金霸王、双鹿等品牌），但费用较贵（单节费用5元以上），可使用时间不长（7 d左右），而且极易出现低电量时测温误差偏大而影响临床使用。

因此，我们选择一种型号为STL18650的磷酸铁锂动力电池（容量为1100 mAh）。该电池最小放电率为0.5 C，最大放电率为10 C（表1），其特征是放电过程中电压平稳，只有快到终止放电电压时，电压才明显下降。在0.5～10 C的放电率范围内，输出电压2.7～3.2 V，这说明该电池有很好的放电特性。同时，该电池的放电区间为2.6～3.4 V，容量是普通电池的5～6倍，可循环充电使用2 000次以上。使用在耳温仪上，单节磷酸铁锂动力电池可替代2节干电池，电量充满可使用近1个月，循环使用寿命可达7～8年。

表1 小型标准磷酸铁锂动力电池参数

2 故障二

2.1 故障现象

医护人员反映更换一次性耳套后，电子耳温仪不能初始化，无法正常测温，液晶屏未显示“- - -”。

2.2 故障分析

分析该故障原因为，随着使用时间和次数的增加，焊盘难免氧化磨损造成接触不良，从而产生故障。拆解电子耳温仪，发现弹簧片由磷铜片制作而成，该材料与不锈钢类似，不会生锈和损坏。而主板的铜盘经过金手指工艺抗处理，有一定的抗氧化和耐磨性，但随着耳温仪使用时间和次数的增加，难免造成磨损，磨损后接触电阻的增加使主板CPU不能接收到一次性耳套安装到位的短接信号，从而发生故障。尝试对铜盘进行重新金手指工艺抗处理，但无论是电镀还是化学镀金都将损坏电路板上的元件，造成主板损坏不能使用。

2.3 故障处理

清洁和调整处理很难从根本上解决该故障。因此，我们为主板增加1个感应开关，作为机械开关的补充，对该仪器的主体电路和结构不做任何改变。感应开关由高性能低功耗的芯片构成，芯片内嵌入程序，经测试准确率达99.96%。感应开关的工作电流小于5 mA、待机电流小于10 μA，相对耳温仪的工作电流50～200 mA、待机电流8 mA，可以忽略不计；其工作电压为2.4～5.0 V；同时该模块的体积非常小，约为3 mm×3 mm，可嵌入机壳内。

电子耳温仪触摸模块的设计见图1。芯片的选择要求如下。（1）利用晶体管的导通与截止，起到开关作用，要求开关接通时输出低电平，开关断开为高电平。（2）耗能：为了尽可能不影响主电路，要求模块工作电流不大于5 mA，待机电流不大于1 mA，休眠电流越小越好。（3）稳定性：电路误动作不能大于500 ppm。（4）为便于触摸芯片能放置在耳温仪狭小的内部空间内，要求电路芯片的体积越小越好。（5）选型：通过查找和分析对比，触摸专用芯片BS812A-1AR101-C较为适合。

图1 采用AR101芯片的电路原理

3 小结

本研究探讨了伟伦WelchAllyn Pro4000电子耳温仪日常使用过程中的易发故障，通过测试和分析原装电池性能缺点，并经过反复实验选用磷酸铁锂电池，可确保其保持较长的测试耐用时间；针对仪器更换耳温套后无法初始化的问题，通过设计触摸模块解决仪器无法正常使用的问题。

总之，通过适当的维修和改进可以延长耳温仪使用寿命，并完全满足临床测量需求。