嚴(yán)潭，黃向東，陳浩

解放軍第175醫(yī)院 器材科，福建 漳州363000

應(yīng)用磁簧開關(guān)改造醫(yī)用設(shè)備腳踏開關(guān)

嚴(yán)潭，黃向東，陳浩

解放軍第175醫(yī)院 器材科，福建 漳州363000

目的 對(duì)臨床上使用的普通醫(yī)用腳踏開關(guān)進(jìn)行改造，提高腳踏開關(guān)的技術(shù)性能。方法 使用磁簧開關(guān)替代腳踏開關(guān)的接觸器部件，并通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果 改造后的腳踏開關(guān)故障率低于1%，而普通腳踏開關(guān)故障率高于10%。結(jié)論 應(yīng)用磁簧開關(guān)改造醫(yī)用腳踏開關(guān)將使腳踏開關(guān)的工作性能有顯著提高。

磁簧開關(guān)；接觸器；醫(yī)用腳踏開關(guān)

腳踏開關(guān)是一種通過腳踩、踏控制電路通斷的開關(guān)。在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，其被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像采集、吸引器、手術(shù)設(shè)備等醫(yī)療設(shè)備，是醫(yī)務(wù)人員不可或缺的工具。本院臨床上使用的醫(yī)用腳踏開關(guān)（YBLT-EKW/5A/B），因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、使用環(huán)境及方法等方面的問題，故障發(fā)生率較高。

1 普通醫(yī)用腳踏開關(guān)工作原理介紹

圖1～2展示的是YBLT-EKW/5A/B醫(yī)用腳踏開關(guān)的基本構(gòu)造。該腳踏開關(guān)由一根大彈簧頂住上部外殼，接觸器固定在下部外殼，連接來自外部控制電路的連線。這種腳踏開關(guān)適用于交流50～60Hz， AC380V，DC0.16A，LeAC0.8A，1th：5A的控制電路中。

工作原理：如圖3～4，當(dāng)不工作的時(shí)候，上部外殼處于A，接觸器銅片連接3點(diǎn)和4點(diǎn)，其中，3點(diǎn)接地，不導(dǎo)通；當(dāng)踩下開關(guān)，上部外殼壓下來處于B，接觸器銅片連接1點(diǎn)和2點(diǎn)，而1點(diǎn)和2點(diǎn)通過控制線使外部設(shè)備控制電路導(dǎo)通；當(dāng)重新放開時(shí)，上部外殼被彈簧頂回去又處于A，接觸器回到不導(dǎo)通狀態(tài)。

圖1 普通醫(yī)用腳踏開關(guān)外部正面圖

圖2 普通醫(yī)用踏開關(guān)內(nèi)部基本構(gòu)造

圖3 機(jī)械原理圖

分析此腳踏開關(guān)的缺點(diǎn)在于：開關(guān)部分可能因受力不平衡而欠缺穩(wěn)定性；接觸器內(nèi)部接觸點(diǎn)長期暴露在空氣中，可能因氧化而導(dǎo)致接觸不良；控制銅片接觸的彈簧在頻率過高的工作環(huán)境中可能因經(jīng)常受外力擠壓而變形，使其無法正?？刂沏~片的開合，從而導(dǎo)致接觸器無法正常工作；在惡劣的環(huán)境中開關(guān)可能進(jìn)水或受潮，導(dǎo)致內(nèi)部接觸點(diǎn)短路。據(jù)本的統(tǒng)計(jì)，每個(gè)月平均有4個(gè)普通腳踏開關(guān)因無法正常工作或工作不穩(wěn)定而需要更換。這使我們開始考慮能不能對(duì)其進(jìn)行改造，使其更耐久、穩(wěn)定。通過查資料和一系列的實(shí)驗(yàn)改造，我們發(fā)現(xiàn)，用磁簧開關(guān)來代替接觸器，將使腳踏開關(guān)有良好的性能改進(jìn)。磁簧開關(guān)是由中心型干簧管和磁鐵組成的非接觸式開關(guān)元器件。

2 中心型干簧管的構(gòu)造及工作原理

中心型干簧管左右是兩塊金屬簧片，延伸到玻璃管中間成上下疊放但不互相接觸，而玻璃管內(nèi)部是真空的，見圖5。

3 干簧管的技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)

改造時(shí)應(yīng)用的干簧管的一些技術(shù)參數(shù)，見表1：

表1 干簧管的技術(shù)參數(shù)

干簧管結(jié)構(gòu)緊湊、重量小，能夠安裝在極度有限的空間，極適合用于微型化設(shè)備。 干簧管的開關(guān)元器件被氣密式密封于一惰性氣體氣氛中，永遠(yuǎn)不會(huì)與外界環(huán)境接觸，工作壽命長。干簧管沒有采用滑動(dòng)元件，所以不會(huì)出現(xiàn)在所有金屬降級(jí)有關(guān)的金屬疲勞現(xiàn)象，確保實(shí)際上無極限的機(jī)械使用壽命。所以，用磁鐵來控制干簧管工作，是腳踏開關(guān)理想的組合，見圖6。

圖6 磁簧管工作組原理

4 改造后的醫(yī)用腳踏開關(guān)

圖7 干簧管控制部分

圖8 磁鐵安裝位置

干簧管固定在一塊裁剪好的萬能板上，高度約為0.5cm，布置于腳踏開關(guān)底部中間，距離腳踏底部外殼的頭部2cm；干簧管兩腳分別連接來自外部控制電路的連線，見圖7。這一部分替換了腳踏開關(guān)的接觸器，不過只這樣還不能工作，在上部外殼的內(nèi)側(cè)裝上能讓干簧管工作的磁鐵，成為磁簧開關(guān)，見圖8。儀器不工作時(shí)，彈簧支柱頂住上部外殼，干簧管處于不導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)踩下腳踏上殼，磁鐵靠近干簧管，使干簧管內(nèi)部鐵片吸合而導(dǎo)通，則連接的外部計(jì)算機(jī)工作；釋放開關(guān)，上部外殼被頂回去，干簧管內(nèi)部鐵片失磁松開而重新斷開。需要注意的是，在內(nèi)側(cè)安裝的磁鐵應(yīng)考慮到它的厚度和磁力，能讓開關(guān)在松開的時(shí)候，和干簧管完全失磁不導(dǎo)通。另一方面是要使磁鐵覆蓋平衡，才能讓干簧管在工作時(shí)受磁平衡而正常工作。磁鐵的厚度約為0.4cm。當(dāng)不工作時(shí)，磁鐵和干簧管的距離為3cm，干簧管完全脫磁；當(dāng)工作時(shí)，磁鐵和干簧管的距離少于1cm，此時(shí)干簧管受磁平衡。

5 實(shí)驗(yàn)對(duì)比

將改造前和改造后兩類腳踏開關(guān)進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)。考慮到影響腳踏開關(guān)工作的3大因素：力的大小、著力點(diǎn)、環(huán)境，通過用不同的踩踏方法，模擬使用的環(huán)境進(jìn)行性能的對(duì)比。

5.1 實(shí)驗(yàn)方法

（1）正常踩踏：經(jīng)過測(cè)力器測(cè)量，以25.0N的力作用在腳踏開關(guān)圖9的②點(diǎn)上，腳踏開關(guān)上部外殼剛好接觸到下部外殼，此為最佳工作狀態(tài)。

（2）不均勻力度踩踏：22～28N作用于圖9的點(diǎn)②上。

（3）不同著力點(diǎn)：以25N標(biāo)準(zhǔn)的力度輪流作用于圖9的①、②、③點(diǎn)上。

（4）受潮后踩踏：將腳踏開關(guān)泡在水中1周，模擬受潮情況，再用正常踩踏的方式進(jìn)行踩踏。

圖9 受力作用點(diǎn)

5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分別用試驗(yàn)方法（1）～（4）對(duì)兩類腳踏開關(guān)進(jìn)行100次踩踏，統(tǒng)計(jì)正常工作的次數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，見表2。

腳踏開關(guān)廣泛運(yùn)用于臨床，在臨床環(huán)境中使用腳踏開關(guān)，對(duì)腳踏開關(guān)的性能要求是很苛刻的。如醫(yī)生在專注于檢查病人，不會(huì)注意要如何正確地使用腳踏開關(guān)，就是憑著一腳踩下去，不考慮力度如何，有時(shí)也不會(huì)去注意有沒有踩正。另一點(diǎn)腳踏開關(guān)是放在地上的，所以很容易發(fā)生長期進(jìn)水的現(xiàn)象。

表2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比

（1）在正常的踩踏情況下，磁簧開關(guān)本身就比接觸器的穩(wěn)定性能要好的多；

（2）在不同力度下，改造前腳踏開關(guān)有可能因?yàn)榱Χ冗^小或頻繁力度大，彈簧因磨損而使接觸器接觸不良；

（3）接觸器只有頂端一個(gè)小正方形開關(guān)點(diǎn)，所以對(duì)受力點(diǎn)有要求，踩歪就很可能使接觸器無法正常工作；而磁簧開關(guān)穩(wěn)定性優(yōu)越，干簧管受磁平衡，所以就算踩歪，只要能踩到受磁點(diǎn)，干簧管就能受磁工作；

（4）長期泡水之后，接觸器的內(nèi)部接觸點(diǎn)已部分氧化，工作性能差；而干簧管的內(nèi)部接觸點(diǎn)是在真空中工作的，不會(huì)發(fā)生受潮氧化的現(xiàn)象。

目前，改造后的腳踏開關(guān)已全面投入到我院的胃鏡室、五官科、肺科等幾個(gè)科室使用。使用1年以來，從未發(fā)生改造后腳踏開關(guān)故障現(xiàn)象。經(jīng)科室使用人員反饋，改造后的腳踏開關(guān)使用效果比改造前好，且更加耐用，穩(wěn)定性也高。腳踏開關(guān)的改造簡(jiǎn)便易行，不影響臨床的使用習(xí)慣，使用效果好。缺點(diǎn)是抗摔的性能較改造前有所降低，不過總體性能得到了優(yōu)化、提升。

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Using the Reed Switch to Transform the Medical Footswitch

YAN Tan, HUANG Xiang-dong,CHEN Hao
Equipment Department, The No.175 Hospital of PLA, Zhangzhou Fujian 363000, China

Objective Transforming the ordinary medical footswitch used in clinical, improving the technical performance of the footswitch. Methods Using the reed switch to replace the contacts part of the footswitch,and verifying it by comparing with the experiments. Results The failure rate of footswitch transformed is less than 1%, but the ordinary footswitch's failure rate is higher than 10%. Conclusion Using the reed switch to replace the medical footswitch will improve the performance of the footswitch.

reed switch; contactor; medical footswitch

TG333.21

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.01.023

1674-1633(2012)01-0072-03

2011-08-22

2011-12-24

作者郵箱：553205283@qq.com