嬰兒培養箱的校準及常見故障分析

【摘要】嬰兒培養箱作為嬰幼兒臨床治療中的關鍵醫療設備，為病危兒、新生兒及早產兒提供了全面的醫療護理支持。一旦其出現異常，可能會導致嚴重的醫療事故。因此，對嬰兒培養箱進行定期校準和及時處理潛在故障顯得尤為重要。本文旨在深入研究嬰兒培養箱的校準方法以及常見問題，從報警系統、電氣安全性以及氧分析器的示值誤差等方面對嬰兒培養箱的校準進行了深入探討，并針對嬰兒培養箱在運行過程中存在的氧電池失效、濕度過低報警以及氣溫過低報警等故障，提出了相應的解決策略。

【關鍵詞】嬰兒培養箱；校準；故障分析

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.070

Calibration and Common Fault Analysis of Infant Incubator

ZHAO Ziyan， YU Hairong， MO Haiyan， LIU Yang

（Shandong Institute of Metrology， Jinan 250014， China）

Abstract： Infant incubators， as crucial medical equipment in the clinical treatment of infants and young children， provide comprehensive medical care support for critically ill infants， newborns， and premature babies. Any malfunction can lead to serious medical accidents. Therefore， regular calibration and prompt troubleshooting of infant incubators are particularly important. This article aims to conduct an in-depth study on the calibration methods and common problem for infant incubators. It delves into the calibration of infant incubators from aspects such as the alarm system， electrical safety， and the indicated error of the oxygen analyzer. Additionally， it proposes corresponding strategies to address issues that may arise during the operation of infant incubators， such as the failure of oxygen batteries， low humidity alarms， and low temperature alarms.

Keywords： infant incubator； calibration； fault analysis

孕婦在受孕期間若遭受意外因素，可能會增加分娩后胎兒成為低體重兒、病危兒、早產兒的風險。嬰兒培養箱作為在現代醫學發展過程中出現的成熟的醫療設備，其能夠為這些特殊嬰兒提供體溫復蘇、輸液等醫療服務，不僅可以維持患兒的體溫始終處于正常狀態，還能有效預防病菌感染。嬰兒培養箱在臨床治療中的應用日益廣泛。因此，嬰兒培養箱的任何故障都可能對嬰幼兒的安全造成嚴重影響。本文通過分析嬰兒培養箱的校準要點，并針對常見的故障提出針對性的解決策略，為嬰兒培養箱的校準及故障處理提供參考。

1嬰兒培養箱的原理分析

嬰兒培養箱可以分為箱體和嬰兒艙兩個部分。嬰兒艙位于箱體的上部，由有機玻璃制造而成，其主要是讓醫護人員就患兒的實際狀況進行全方位觀察。下方的艙體則是以各種醫療管路的進出口、獨立操作艙門和其他設備為主，大致的組成部分包括風機、控制器、加熱器等。

在嬰兒培養箱正常運轉的過程中，外部的空氣會由風機引入艙體內部，經過內部的過濾系統處理后，再由加熱器進行加熱處理，隨后與水箱頂部的蒸汽共同濕化，在此之后便可進入艙體中與氧氣進行混合[1]。內部設置的控制器可以根據傳感器實時采集的相關數據，針對數據的輸出量進行調整，保障嬰兒培養箱的運行指標能夠滿足預先設置的要求。另外，部分嬰兒培養箱也設置了超溫監控傳感器，其主要功能是對溫度數值的變化進行監測，并且會在溫度異常時發出各種聲光警報。熱保護裝置在警報響起時會自動開啟，并關閉嬰兒培養箱的加熱器，確保嬰兒培養箱內部的溫度數值能夠始終保持穩定。

2嬰兒培養箱校準工作的要點分析

2.1報警功能校準

嬰兒培養箱在日常使用過程中，如果出現運行數據異常，應能及時發出聲光警報。這意味著報警系統是嬰兒培養箱不可或缺的安全模塊。醫護人員能夠及時對培養箱的運行狀態進行監控和干預，從而防止對患兒生命安全構成威脅。在校準嬰兒培養箱的報警功能時，校準人員將主要對電源中斷報警、風機報警和過熱報警等指標進行校準。

嬰兒培養箱在正常運轉的過程中，校準人員應先切換到外部供電方可進行校準。需要注意的是，嬰兒培養箱一般都安裝了備用電池，甚至部分嬰兒培養箱還設置了UPS不間斷電源系統，因而校準人員阻斷了外部供電后，嬰兒培養箱依舊能維持正常的工作狀態，反而不會立即觸發報警現象。為了避免在校準過程中出現結論判斷失誤的問題，針對這些特殊的嬰兒培養箱，校準人員需要先拆卸備用電池或針對UPS設備進行阻斷處理，然后再針對電源中斷報警進行驗證[2]。部分較為陳舊的嬰兒培養箱尚未設置風機報警功能模塊，如果校準人員選擇使用阻擋進風口的方法進行校準，有可能會造成硬件燒毀。具有風機模塊的嬰兒培養箱，在校準過程中校準人員可以對其風機模塊進行拆卸，并就風機的報警功能進行驗證。嬰兒培養箱過熱報警校準需要利用加熱設備對嬰兒培養箱內部設置的超溫監控傳感器進行加熱處理，但部分嬰兒培養箱的艙體內部存在一定濃度的氧氣，為了避免在校準過程中出現風險，可以選擇使用常見的硅膠筆套，將其在60℃的熱水中先浸泡一段時間，然后直接覆蓋在超溫監控傳感器的表面上，通過這樣的方法對過熱報警功能進行驗證。

2.2電氣安全校準

通過對嬰兒培養箱電氣安全進行校準能夠有效規避因為各種非功能性電流對患兒及醫護人員帶來的電擊傷害。在校準過程中，校準人員應優先進行保護接地電阻測試，將嬰兒培養箱的電源插頭和分析儀的設備插座連接起來，然后將分析儀器調整到對應的測試模式，調零接線柱轉頭需要插入調零的插孔中，并且分析儀的輸入插孔需要和線纜一端進行連接，利用測試夾進行固定，實施相應的操作可以在抵消接地線纜電阻之后，對接地的電阻數據進行讀取、記錄，且這一數值不得超過0.1Ω。在此之后，校準人員需要對機殼漏電流進行測試，并將分析儀器調整到對應的工作模式上，分析儀器的輸入插孔需要插入線纜一端，測試夾需要在機殼金屬部分進行固定。隨后校準人員便可以打開電源測試機殼漏電流，該數值要始終控制在100μA[3]。如果機殼有分散的金屬部位，同樣需要對這些部位進行逐一檢測，并對其數值進行記錄，以此為基礎就機殼漏電流的最大數值進行測試。在此之后，校準人員需要將嬰兒培養箱的皮膚溫度傳感器和分析儀器進行連接，對患者漏電流進行檢測。在電源開啟之后，校準人員需要在交直流模式下不斷進行切換，對兩種模式下的測量數值進行精準記錄。

2.3氧分析器示值誤差以及濃度監測報警校準

部分嬰幼兒在出生時因受到多種因素的影響，必須在嬰兒培養箱內生活一段時間，由嬰兒培養箱為其提供相應的氧氣。但過量吸入氧氣可能增加嬰幼兒視網膜病變的風險，影響視力，甚至導致失明。因此，必須對培養箱內的氧氣濃度進行精確調控。嬰兒培養箱內部的控制器可以通過傳感器實時監測并調整氧氣濃度。在校準過程中，氧分析器的示值誤差是一個重要的校準項目。校準人員向艙體內通入30%～40%體積分數的氧標準氣體，并控制氧氣通入流量在300 mL/min左右，完成3次測量工作。各種氧分析器的檢測探頭應設置在嬰兒托架上方，與嬰兒口鼻處于同一高度[4]。如果嬰兒培養箱配備了氧氣輸入裝置，該設備應包含氧濃度報警功能，并需定期校準以確保及時響應。根據已有的規范規定，氧分析器的允許示值誤差不得超過5%。在校準氧濃度報警功能時，校準人員需要將嬰兒培養箱內部的氧氣濃度調至35%，而當設備穩定后，再快速將氧氣濃度下調至29%，以檢測報警器在氧濃度低于30%時是否可以發出聲光警報。做完上述檢測之后，將氧氣體積濃度再恢復到35%，待設備穩定后，將濃度快速升至41%，以檢測報警器在氧濃度高于40%時是否可以發出聲光警報。

2.4嬰兒艙內的噪聲校準

嬰兒培養箱作為精密的醫療器械，各部分組件在運行過程中會產生一定的噪聲，這可能會對嬰兒的聽力和神經系統功能產生不利的影響。當嬰兒培養箱處于非運行狀態時，背景噪聲（如心電監護儀、呼吸機、醫護人員交談聲音及嬰兒哭鬧聲等）就會變得十分明顯。嬰兒培養箱正常運行時的噪聲包括背景噪聲和工作噪聲兩部分。在嬰兒培養箱運行過程中，風機是噪聲的主要來源。如果風道發生阻塞，風機可能會調整功率以控制進風量，但這時噪聲水平也會進一步提高。在校準過程中，校準人員可以根據噪聲的來源進行檢測，保障噪聲水平符合規范文件中的具體要求。測試得到的噪聲數值應準確記錄，不得進行任何形式的修正。

3嬰兒培養箱運行過程中的常見故障及處理方法

3.1氧電池失效

在嬰兒培養箱正常使用的過程中，培養箱內的氧含量可以通過其自帶的氧濃度調節功能進行精確控制。校準人員對氧氣傳感器進行調整，確保其能夠達到室內空氣的氧濃度水平，如果校準程序失敗意味著電池可能已經失效。該電池的使用壽命通常為一年，因而校準人員應及時更換電池。在解決故障問題時，維修人員首先取出傳感器模塊，然后將氧電池從固定板上拆卸，完成更換后，按照之前的校準程序重新進行校準，以確保相關的校準結果能夠符合已有標準的要求。

3.2濕度過低報警且濕度無法達到設定數值要求

嬰兒培養箱內部設置了增濕器，其儲水槽容量為1 L，且儲水槽通常會被安裝在嬰兒培養箱的機殼前部，便于校準人員及醫護人員在使用過程中監測水位變化。在嬰兒培養箱使用的過程中，增濕器的蒸發器通過加熱產生蒸汽，逐漸提升箱內水分含量，從而維持所需的相對濕度水平。為了精確控制濕度，傳感器模塊配備了多個濕度傳感器，控制系統根據檢測到的相對濕度值調節蒸發器加熱功率，以調整蒸發速率。若蒸發器溫度異常升高，其表面的溫度傳感器會觸發安全機制，自動斷電以防止過熱。此外，如果增濕系統檢測到培養箱內濕度持續低于預設值超過15 min，系統將啟動聲光警報，提示濕度過低。

在校準過程中，校準人員首先應檢查嬰兒培養箱的儲水槽水位，并及時解決任何缺水問題，若水位始終保持正常，需要將內置的增濕器進行拆卸并進行故障診斷。如果是因為蒸餾水長時間加熱或蒸發器耐高溫密封元件老化引起的故障，應拆卸并清理蒸發器，同時對密封元件進行檢查，及時更換已損壞現象的元件；如果是因為溫度傳感器過熱保護彈片彈出而引發的故障，應按下復位鍵以恢復設備正常功能；如果是因為溫度傳感器老化或蒸發器加熱器損壞引發的故障，應立即進行更換這些部件，并在重新開機后進行檢測[5]。

3.3氣流過低報警

當嬰兒培養箱內部空氣流通不順暢時，會發出氣流過低警報。此時，維修人員應關閉嬰幼兒培養箱并打開防護罩，將其中的托盤取出，并檢查葉輪室內部是否混入了雜物。使用后的葉輪需進行清潔，但在重新安裝時，有可能會出現葉輪安裝不到位的情況，這將導致葉輪無法正常旋轉。維修人員在清理葉輪安裝恢復后，應啟動系統自檢模式，并在主屏幕上觀察葉輪轉速信息。當防護罩觀察板關閉或開啟時，葉輪的轉速需要分別控制在1500 r/min和2000 r/min，如果轉速始終為0或是明顯不滿足轉速標準的要求，維修人員應立即拆卸電機進行檢查。

4結束語

嬰兒培養箱在病危兒或早產兒的照顧、醫治等方面發揮著十分重要的作用。為保障其安全有效運行，校準人員需定期對其電氣安全、報警功能以及噪聲檢測等多個方面的性能參數進行校驗。在校準過程中，若發現存在氧電池失效、氣流過低報警等故障時，相關人員應立即按照規范文件的要求進行檢查，并采取相應措施處理，以確保嬰兒培養箱始終處于安全穩定的運行狀態。

【參考文獻】

[1]林俊廷.嬰兒培養箱質量控制技術初探[J].海峽科學，2023（2）：87-90.

[2]何俊明.嬰兒培養箱校準和性能的探討[J].計量與測試技術，2019，46（11）：46-48.

[3]陳盛標.嬰兒培養箱噪聲校準結果測量不確定度評定[J].現代商貿工業，2019，40（24）：199.

[4]萬小梅.嬰兒培養箱的臨床應用質量控制及安全性[J].醫療裝備，2019，32（3）：51-53.

[5]葉劍飛.嬰兒培養箱校準中存在問題及列入強檢探討[J].計量與測試技術，2017，44（3）：57-58.

【作者簡介】

趙紫艷，女，1989年出生，工程師，學士，研究方向為醫學計量、生物計量。

（編輯：李加鵬）