脈動(dòng)真空滅菌器及其故障的熱力分析暨機(jī)電一體化設(shè)備的維修特點(diǎn)

馮偉強(qiáng)

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 設(shè)備科，南寧 530021)

1 高壓蒸汽滅菌

1.1 飽和水蒸汽

水沸騰時(shí)的溫度叫做沸點(diǎn)，也叫做飽和溫度。沸點(diǎn)狀態(tài)下的水稱為飽和水。水的沸點(diǎn)隨著其外部壓力的升高或降低而相應(yīng)地升高或降低。沸水汽化所生成的蒸汽，其溫度與沸水相同，這種蒸汽叫做飽和蒸汽。飽和蒸汽的壓力稱為飽和壓力。在工業(yè)鍋爐中，飽和蒸汽通常是在定壓沸騰狀態(tài)下產(chǎn)生的，所以也有將飽和蒸汽定義為在定壓沸騰中產(chǎn)生的、未經(jīng)歷過(guò)熱處理的蒸汽，或簡(jiǎn)言之未經(jīng)過(guò)熱處理的蒸汽。

飽和蒸汽具有以下特性:

(1)不含有水分的飽和蒸汽叫做干飽和蒸汽，而含有水分的飽和蒸汽叫做濕飽和蒸汽。含有的水分以飽和水滴或水霧的形式存在。1kg濕飽和蒸汽中含有干飽和蒸汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為干度，它說(shuō)明濕飽和蒸汽的干燥程度，以符號(hào) x表示。x的值為0～1。

(2)對(duì)于飽和蒸汽來(lái)說(shuō)，壓力和溫度有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)壓力一定時(shí)，溫度也就確定下來(lái)，反之亦然。通過(guò)控制蒸汽的壓力就可以方便地得到所需要溫度的蒸汽。反過(guò)來(lái)說(shuō)，所需要的溫度可通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(3)在管道輸送過(guò)程中或使用中，飽和蒸汽損失能量而發(fā)生狀態(tài)變化后，依然未脫離飽和狀態(tài)，只是與變化前的壓力、溫度相比較低而處于新的飽和狀態(tài)。

濕飽和蒸汽多是在輸送和使用中形成的。例如從鍋爐送出的飽和蒸汽經(jīng)過(guò)管道較長(zhǎng)距離的輸送，就會(huì)有部分蒸汽程度不等地變成水滴水霧而成為濕飽和蒸汽。在滅菌器系統(tǒng)中，一般不會(huì)發(fā)生飽和蒸汽變成過(guò)熱蒸汽，因?yàn)闆](méi)有較大幅度快速減壓的條件。

1.2 高壓蒸汽滅菌

利用沸水或飽和水蒸汽使細(xì)菌原生質(zhì)中蛋白質(zhì)凝固變性，并破壞細(xì)菌存活所必需的酶系統(tǒng)，進(jìn)而殺滅細(xì)菌，叫做濕熱滅菌。利用壓力大于常壓的飽和蒸汽釋放的潛熱進(jìn)行滅菌的方法稱為高壓滅菌法或熱壓滅菌法。它是濕熱滅菌方法之一，為目前研究最多的可靠而有效的滅菌方法。

濕熱滅菌法有以下兩種關(guān)系:

(1)溫度與時(shí)間的關(guān)系。溫度越高，滅菌作用越強(qiáng)，所需的時(shí)間就越短。

(2)濕度與水分的關(guān)系。濕熱滅菌比干熱滅菌容易殺滅細(xì)菌，其特點(diǎn)就是有水分。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的凝固需要水分存在，如果有適當(dāng)?shù)乃执嬖?，即使溫度不高，也可促使蛋白質(zhì)很快凝固。

在進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)。

(1)利用高壓蒸汽滅菌，需全部滅菌載物達(dá)到規(guī)定的溫度后，才能開(kāi)始計(jì)算時(shí)間。因此，這就需要有一個(gè)預(yù)熱過(guò)程，即載物開(kāi)始升溫直至達(dá)到所需的滅菌溫度。另外，若滅菌過(guò)程中止，或蒸汽壓力下降，或停止供汽，則應(yīng)自恢復(fù)溫度與壓力后重新計(jì)時(shí)。

(2)必須將滅菌器內(nèi)的空氣排盡。一是因?yàn)楸M管通過(guò)飽和蒸汽的壓力升高而使蒸汽溫度相應(yīng)提高，但最終是依靠溫度而不是壓力來(lái)達(dá)到滅菌目的;如果滅菌器內(nèi)存在殘余空氣，設(shè)定壓力下的滅菌室內(nèi)溫度不能達(dá)到滅菌溫度，造成滅菌失敗。二是因?yàn)榭諝獾慕^緣性會(huì)阻礙飽和蒸汽向滅菌載物釋放潛熱，削弱飽和蒸汽的滅菌效果。

(3)在高壓蒸汽滅菌時(shí)，往往只注意達(dá)到所需壓力后滅菌溫度的維持時(shí)間，而忽視升溫與冷卻速度。在達(dá)到滅菌溫度前的預(yù)熱升溫速度有快有慢，達(dá)到滅菌溫度后，冷卻的速度也有快有慢，升溫與冷卻的時(shí)間都會(huì)對(duì)滅菌效果產(chǎn)生影響，因此在滅菌操作中對(duì)升溫與冷卻時(shí)間都有嚴(yán)格要求。

2 脈動(dòng)真空滅菌器

2.1 機(jī)電一體化視角

脈動(dòng)真空滅菌器是典型的現(xiàn)代高壓蒸汽滅菌器。它的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是雙門隧道式設(shè)計(jì)、夾套結(jié)構(gòu)、殼體外附著立式管道。滅菌腔室配備蒸汽伴熱夾套，夾套外有保溫性能良好的材料，對(duì)滅菌室有良好的保溫和加熱作用。裝載門和卸載門均采用電動(dòng)門升降、氣壓密封結(jié)構(gòu)，并有安全聯(lián)鎖裝置。當(dāng)門進(jìn)入主體齒孔位置時(shí)，門才能升降;當(dāng)門下降到正常密封位置時(shí)，壓縮空氣經(jīng)過(guò)門密封閥進(jìn)入密封槽，將硅橡膠密封圈頂出而緊靠門的內(nèi)側(cè)面，實(shí)現(xiàn)門的密封。

機(jī)電一體化設(shè)備由機(jī)械本體和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)兩大部分組成。脈動(dòng)真空滅菌器屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品，它的“機(jī)械本體”除了隧道式殼體 (滅菌室和夾套)、密封門之外，還有蒸汽管道、真空管道、冷凝水排放管道、凈化空氣管道、壓縮空氣管道等系統(tǒng)。一塊CPU板和一塊繼電器板完成PLC功能，采用觸摸屏作為人機(jī)界面 (也可視為上位機(jī))，它們與傳感器 (溫度傳感器、門限開(kāi)關(guān)等)和執(zhí)行器 (繼電器、接觸器、電動(dòng)機(jī)、各種管道上的電磁閥、電動(dòng)閥等)一起組成計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。

脈動(dòng)真空滅菌器的工作過(guò)程或工作實(shí)質(zhì)，就是在PLC的程序控制之下，“機(jī)械本體”的各個(gè)組成部分按順序協(xié)調(diào)地動(dòng)作，使得滅菌室內(nèi)的熱力狀態(tài)按照預(yù)定的方案變化。

2.2 幾個(gè)重要工步的熱力解析

以日本櫻花Nss－G12W機(jī)型及其織物滅菌程序?yàn)槔?，圖1是織物程序工作曲線圖，現(xiàn)對(duì)幾個(gè)重要的工步作一些解析。

圖1 織物程序工作曲線圖

(1)夾套進(jìn)汽。夾套溫度的控制是將夾套溫度探頭檢測(cè)值與滅菌溫度T比較，讓夾套溫度始終被控制在T附近。參看圖2，當(dāng)檢測(cè)值小于T時(shí)，開(kāi)啟電磁閥S進(jìn)汽;當(dāng)檢測(cè)值大于T時(shí)，關(guān)閉S。為了避免檢測(cè)值在T附近時(shí)閥門的抖動(dòng)，加數(shù)秒的延時(shí)。

設(shè)備通電后，開(kāi)啟其上的手動(dòng)蒸汽閥，這時(shí)探頭的檢測(cè)值為常溫，故開(kāi)啟S進(jìn)汽。蒸汽夾套技術(shù)是工業(yè)上的常用技術(shù)，作用為加熱、保溫。此時(shí)進(jìn)汽是預(yù)熱設(shè)備。

夾套疏水閥保持持續(xù)疏水狀態(tài)，但沒(méi)有研究表明這是為了維持夾套蒸汽處于飽和狀態(tài)，倒可能是防止滅菌時(shí)濕包。在脈動(dòng)進(jìn)汽和升溫時(shí)，夾套蒸汽壓力下降較快，殘留冷凝水會(huì)因此沸騰，水滴水霧被夾進(jìn)滅菌室。還有一種可能是節(jié)能考慮，因較低溫度的冷凝水會(huì)消耗蒸汽。

停機(jī)時(shí)，夾套中的蒸汽將自然冷凝并從疏水閥中排出。再開(kāi)機(jī)時(shí)，夾套內(nèi)有常溫下的飽和蒸汽(如果夾套密封不佳可能還有滲入的空氣)。這些空氣在脈動(dòng)時(shí)會(huì)隨蒸汽進(jìn)入滅菌室。總之，夾套的密閉性也很重要。

(2)脈動(dòng)。脈動(dòng)真空技術(shù)是在下排空氣式、預(yù)真空等技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，又經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的實(shí)踐檢驗(yàn)，其排除滅菌室內(nèi)空氣比較徹底。因?yàn)楫?dāng)有空氣混存，滅菌器內(nèi)溫度低于同樣壓力下由飽和蒸汽產(chǎn)生的溫度，所以真空程度越高，滅菌器能夠達(dá)到的滅菌溫度越高。

(3)升溫。脈動(dòng)之后，飽和蒸汽經(jīng)進(jìn)汽電動(dòng)閥從夾套進(jìn)入滅菌室對(duì)滅菌載物持續(xù)加熱升溫，夾套也自動(dòng)補(bǔ)充蒸汽，保證滅菌室外界穩(wěn)定的熱環(huán)境。室內(nèi)蒸汽壓力依靠進(jìn)汽閥的PID調(diào)節(jié)控制逐步穩(wěn)定上升，載物的溫度也隨之上升。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到滅菌溫度的設(shè)定值后，延時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，繼續(xù)對(duì)載物加熱升溫，保證所有載物的溫度真正達(dá)到設(shè)定滅菌溫度值。因?yàn)檩d物的的實(shí)際溫度與室內(nèi)溫度常有一定偏差，故PID調(diào)節(jié)升溫配合延遲計(jì)時(shí)，是現(xiàn)代蒸汽滅菌工藝可靠性的重要手段。

此時(shí)，滅菌室底部的疏水閥及時(shí)排出蒸汽冷凝水。一是防止在排汽時(shí)由于室內(nèi)壓力較快下降滅菌室底部有冷凝水沸騰，造成濕包;二是防止冷凝水浸泡位于滅菌室底部的滅菌室溫度探頭，造成溫度檢測(cè)不準(zhǔn)。

(4)滅菌。滅菌工步是一個(gè)熱力系統(tǒng)的保溫過(guò)程。在滅菌計(jì)時(shí)過(guò)程中，軟件監(jiān)測(cè)控制滅菌室溫度。此時(shí)，夾套蒸汽自然起著保溫、加熱的作用。軟件的監(jiān)控作用，首先表現(xiàn)在軟件的自動(dòng)溫度修正功能上。室內(nèi)溫度探頭檢測(cè)室內(nèi)溫度，與設(shè)置滅菌溫度T比較，偏差經(jīng)軟件的PID運(yùn)算形成控制量，調(diào)節(jié)進(jìn)汽電動(dòng)閥的開(kāi)度，即是否補(bǔ)汽和補(bǔ)充多少。在正常情況下，進(jìn)汽閥通過(guò)PID調(diào)節(jié)，滅菌室溫度的控制是非常精確的。

軟件上還設(shè)置了一些判定條件及其相應(yīng)地應(yīng)對(duì)措施，以便在非常情況下之用。例如，溫度偏差比較大超出了PID的控制范圍，則可以復(fù)位計(jì)時(shí)，或者在屏上報(bào)警“蒸汽供給異?！钡?。軟件的這部分比較復(fù)雜，不同廠家、機(jī)型也不盡相同。如果手上缺乏資料，就應(yīng)該仔細(xì)觀察設(shè)備運(yùn)行和故障現(xiàn)象，反復(fù)揣摩。

(5)真空干燥。進(jìn)入此工步，排汽三通電動(dòng)閥打開(kāi)，排出室內(nèi)蒸汽;當(dāng)室內(nèi)壓力降低到設(shè)定值后，真空泵啟動(dòng)持續(xù)對(duì)室內(nèi)抽真空。在真空下，載物中的冷凝水沸點(diǎn)下降，又在夾套加熱的情況下，冷凝水很容易沸騰變?yōu)槎握羝?，通過(guò)電動(dòng)閥換向被抽出室外。真空持續(xù)一段時(shí)間，載物即干燥。

(6)平衡。凈化空氣經(jīng)進(jìn)汽三通電動(dòng)閥換向進(jìn)入滅菌室，室內(nèi)壓力回升;當(dāng)室內(nèi)壓力達(dá)到外界大氣壓力值時(shí)，進(jìn)汽閥關(guān)閉。此法還可以確保滅菌完畢后載物無(wú)污染。實(shí)際上，真空干燥和平衡也是一個(gè)載物冷卻過(guò)程。

3 故障案例

〔案例 1〕設(shè)置滅菌溫度 135℃，壓力0.22Mpa，滅菌時(shí)間 (維持時(shí)間)10min。滅菌器的B－D試驗(yàn)合格，脈動(dòng)、升溫正常，滅菌計(jì)時(shí)正常開(kāi)始，但滅菌進(jìn)行到第8min時(shí)，運(yùn)行畫(huà)面自動(dòng)切換回滅菌計(jì)時(shí)開(kāi)始的畫(huà)面，即重新計(jì)時(shí)。

經(jīng)向代理商咨詢，得知該設(shè)備為了保證滅菌效果，在軟件上有滅菌過(guò)程中滅菌室內(nèi)溫度低于下限值時(shí)復(fù)位重新計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)。因此，發(fā)生重新計(jì)時(shí)故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)可能引發(fā)室內(nèi)溫度下降的因素由易到難地作排查。首先查看滅菌器進(jìn)汽壓力表和機(jī)上減壓閥后的壓力表 (也是夾套壓力表)，蒸汽供給正常。再查滅菌室的進(jìn)汽、排汽、疏水管道以及設(shè)備周圍，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蒸汽外泄漏。進(jìn)一步檢查壓縮空氣管道，判斷方法就是在發(fā)生故障時(shí)，關(guān)閉壓縮空氣儲(chǔ)氣罐向兩扇門的密封槽供氣管道上的手動(dòng)閥門，如果其后的壓力表讀數(shù)快速下降，說(shuō)明因?yàn)殛P(guān)閉后沒(méi)有補(bǔ)充，壓縮空氣由密封圈處很快泄漏進(jìn)滅菌室了。

拆下裝載門和卸載門的硅橡膠密封圈，仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)其中一條在壓入密封槽一側(cè)有一小裂口，更換后滅菌器工作恢復(fù)正常。

〔案例2〕觀察設(shè)備運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)在滅菌時(shí)間上在排汽管道與滅菌器外壁的連接法蘭處 (參看圖3)有少量蒸汽外泄漏，但設(shè)備工作正常。過(guò)后拆開(kāi)檢查，原來(lái)為石棉墊片破損。

4 案例分析

4.1 基本理論

將滅菌室視為一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)刻，室內(nèi)的飽和蒸汽處于一種熱力平衡態(tài)。此時(shí)，壓力為0.22MPa，溫度135℃，體積定值，蒸汽質(zhì)量一定。如果發(fā)生故障，系統(tǒng)的平衡態(tài)將被破壞。

本文的討論有兩個(gè)基本點(diǎn): (1)如果壓力和溫度變化得不多，飽和蒸汽發(fā)生變化后未脫離飽和狀態(tài)，只是與變化前的壓力、溫度不同而處于一種新的飽和狀態(tài)。(2)飽和蒸汽的壓力和溫度有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;兩者有一發(fā)生了改變，說(shuō)明蒸汽已變化到新的飽和狀態(tài)。

按照道爾頓定律，混合氣體的總壓力等于各組成氣體的分壓之和，而每一組成氣體的分壓力等于該氣體獨(dú)占混合氣體原有體積時(shí)的壓力，或者說(shuō)，與混合氣體有相同的溫度體積時(shí)的壓力。設(shè)混合氣體含有n種氣體，即

滅菌室內(nèi)的飽和蒸汽可以看作n個(gè)質(zhì)量組成，也可以寫(xiě)成積分M=∫dM。這樣一來(lái)，就可以說(shuō)，飽和蒸汽的總壓力等于若干個(gè)或無(wú)數(shù)個(gè)組成質(zhì)量的分壓力之和。

由于室內(nèi)溫度與常溫相比不算低，壓力與常壓相比不算高，所以也可以理想氣體狀態(tài)方程來(lái)作定性說(shuō)明。設(shè)總質(zhì)量M=M1+M2+M3+…+Mn，即

由此可見(jiàn)，減去一些組成質(zhì)量，或者加上一些等溫或高溫組成質(zhì)量，飽和蒸汽的總壓力會(huì)發(fā)生下降或上升，溫度會(huì)相應(yīng)地發(fā)生下降或上升，系統(tǒng)因此變成另一個(gè)飽和狀態(tài)。如果有少量冷空氣進(jìn)入系統(tǒng)，則必有部分蒸汽向冷空氣釋放潛熱并轉(zhuǎn)化為冷凝水，系統(tǒng)損失蒸汽質(zhì)量而溫度因此下降。這相當(dāng)于一些冷空氣置換了部分蒸汽。

4.2 熱力模型和故障成因

圖2為滅菌器的熱力示意圖。滅菌器的裝載門和卸載門各有一條硅橡膠密封圈，工作方式相同。如圖2所示，無(wú)論裝載門或卸載門，隔著密封圈，蒸汽與大氣相鄰，還與壓縮空氣相鄰;經(jīng)過(guò)三位三通電動(dòng)閥、單向閥及凈化空氣管道，可與凈化空氣相通;經(jīng)過(guò)三位三通電動(dòng)閥及進(jìn)汽管道，可與夾套內(nèi)的蒸汽相通;經(jīng)過(guò)滅菌室疏水管道、疏水閥、單向閥，或排汽管道、單向閥、三位三通電動(dòng)閥，可與大氣相通。隔著不銹鋼板，滅菌室內(nèi)的蒸汽與夾套內(nèi)的蒸汽相鄰。

圖3為滅菌室的熱力模型。這是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)。圖中給出了系統(tǒng)與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的三種可能。如果滅菌室與密封槽之間的密封隔離不良，則有壓縮空氣向室內(nèi)泄漏。如果密封圈頂向內(nèi)門板的那個(gè)面有破損或者臟，造成密封隔離不良，則有蒸汽向大氣泄漏。如果進(jìn)汽、排汽、疏水管道和相關(guān)閥門存在內(nèi)漏或外漏，則室內(nèi)蒸汽也會(huì)向大氣泄漏。通過(guò)進(jìn)汽電動(dòng)閥，夾套可向滅菌室供汽。

圖2 滅菌器的熱力示意圖

圖3 滅菌室的熱力模型

假設(shè)由于某種原因滅菌室進(jìn)了少量壓縮空氣(冷空氣)，待充分平衡后空氣與蒸汽等溫。這時(shí)，由于損失了部分飽和蒸汽，故室內(nèi)蒸汽 (處于另一個(gè)飽和狀態(tài))壓力下降，系統(tǒng)溫度下降了些許，而室內(nèi)總壓力等于蒸汽分壓與空氣分壓之和。再有少量冷空氣滲入室內(nèi)，又待充分平衡后這些空氣與混合氣體等溫，系統(tǒng)溫度再次下降……如此重復(fù)不已，滲入空氣的質(zhì)量越來(lái)越大，損失的蒸汽質(zhì)量越來(lái)越多;系統(tǒng)總壓力中空氣分壓越來(lái)越高，而蒸汽分壓越來(lái)越低;系統(tǒng)溫度越來(lái)越低。

壓縮空氣的泄漏是持續(xù)的，冷空氣不斷地進(jìn)入室內(nèi)，混合氣體的溫度持續(xù)下降。另一方面，夾套內(nèi)的飽和蒸汽有溫度控制，其溫度始終被控制在滅菌溫度135℃附近，壓力為0.22Mpa。當(dāng)室內(nèi)溫度下降時(shí)，夾套蒸汽會(huì)通過(guò)不銹鋼板向室內(nèi)傳遞熱。熱傳遞的效果一是直接使混合氣體的溫度上升，二是讓一些冷凝水產(chǎn)生二次蒸汽，結(jié)果是混合氣體溫度回升。更重要的是，當(dāng)室內(nèi)溫度下降時(shí)，室內(nèi)溫度的PID控制會(huì)通過(guò)電動(dòng)閥M由夾套補(bǔ)充蒸汽，促使混合氣體溫度溫度回升。(同時(shí)，夾套溫度控制也會(huì)打開(kāi)電磁閥S向夾套補(bǔ)充蒸汽)。由此可見(jiàn)，當(dāng)存在壓縮空氣向室內(nèi)泄漏時(shí)，有三個(gè)因素共同作用于室內(nèi)的混合氣體。

滅菌效果是滅菌溫度和滅菌時(shí)間共同作用的結(jié)果。如果泄漏量比較弱小，那么上述三個(gè)因素共同作用的結(jié)果是，室內(nèi)溫度被控制于能夠保證滅菌效果的滅菌溫度附近，或者混合氣體的溫度下降得非常緩慢，從而僥幸通過(guò)滅菌工步。如果泄漏量稍大些，那么三個(gè)因素共同作用的結(jié)果是，室內(nèi)這個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)就要經(jīng)歷一個(gè)非平衡過(guò)程，不斷地產(chǎn)生一些溫度較低、更低的混合氣體，而且不斷地聚集到位于滅菌室底部的溫度傳感器附近。滅菌器在滅菌計(jì)時(shí)過(guò)程中，軟件監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫度，利用軟件的自動(dòng)溫度修正功能來(lái)保證滅菌效果。當(dāng)溫度低于保證滅菌效果的下限時(shí)，軟件就會(huì)復(fù)位重新計(jì)時(shí)。這就是案例1的情形。

由于密封圈、閥門、管道等密封不良，而出現(xiàn)的飽和蒸汽向大氣泄漏是持續(xù)的，蒸汽質(zhì)量的流失是連續(xù)的。根據(jù)基本理論，室內(nèi)的壓力、溫度下降是持續(xù)的、連續(xù)的。顯然，與上面壓縮空氣泄漏情形的討論非常相似，只是將壓縮空氣泄漏影因素?fù)Q成飽和蒸汽泄漏因素而已，而且情況沒(méi)有那么復(fù)雜，因?yàn)槭菃我粴怏w問(wèn)題。如果泄漏量比較弱小，那么滅菌器勉強(qiáng)通過(guò)滅菌工步。這是案例2的情形。

4.3 小結(jié)

無(wú)論是壓縮空氣泄漏還是飽和蒸汽泄漏，事實(shí)上，如果泄漏量比較大，恐怕連B－D試驗(yàn)都通過(guò)不了 (或者不合格)。如果泄漏量比較小，則BD、滅菌都能夠通過(guò)，只是存在一種故障隱患而已，例如案例2。如果泄漏量在這兩者之間，那么可能B－D合格但滅菌通不過(guò)，作為一種故障表現(xiàn)，例如案例1。這是因?yàn)锽－D的保溫時(shí)間較短(例如 3.5min)，而滅菌時(shí)間較長(zhǎng) (例如 8～10min)。對(duì)于這種故障，各個(gè)廠家、機(jī)型的軟件設(shè)計(jì)、處理不盡相同，這一點(diǎn)在維修工作中應(yīng)當(dāng)注意。

對(duì)于案例1，筆者一直有一些糾結(jié)。當(dāng)初，由于缺乏經(jīng)驗(yàn)和資料，在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有注意查看滅菌室的壓力表。根據(jù)滅菌室壓力表的讀數(shù)、飽和蒸汽的壓力與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系、分壓原理和具體設(shè)備對(duì)壓力與溫度的控制、處置方式，綜合分析，應(yīng)該能夠敏銳地意識(shí)到這是壓縮空氣泄漏問(wèn)題，然后就可以進(jìn)一步核查。這樣進(jìn)行診斷的原理和方法前面都已涉及。此為應(yīng)用熱力分析來(lái)幫助診斷故障的問(wèn)題。

5 機(jī)電一體化設(shè)備的維修特點(diǎn)

機(jī)電一體化設(shè)備都有故障自診斷功能，一般情況下發(fā)生故障時(shí)都有報(bào)警信息出現(xiàn)，按照說(shuō)明書(shū)中的故障處理方法檢查，大多數(shù)的故障都能找到解決辦法。但在實(shí)際工作中，也會(huì)遇到一些故障沒(méi)有報(bào)警信息。這類故障有時(shí)診斷起來(lái)比較困難，需要仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析各種動(dòng)作的順序關(guān)系和在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)各個(gè)動(dòng)作所必須滿足的邏輯條件。

為了細(xì)化無(wú)報(bào)警故障的維修原則，從維修的角度考慮，可以將機(jī)電一體化設(shè)備分為機(jī)械本體和計(jì)算機(jī)測(cè)控兩大部分。熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，分析各種動(dòng)作，首先應(yīng)該對(duì)設(shè)備的機(jī)械本體有一個(gè)比較深刻的理解。應(yīng)當(dāng)注意的是，機(jī)電一體化發(fā)展到今天，機(jī)械本體已經(jīng)是一個(gè)廣義的概念。例如，它不僅僅限于作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，還可能作其它物理運(yùn)動(dòng)和化學(xué)運(yùn)動(dòng)等，而其它物理運(yùn)動(dòng)又可能是熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)等，現(xiàn)在使用機(jī)械本體這個(gè)詞只是歷史沿用而已。要比較深刻地理解機(jī)械本體，需要一定的相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)械工程、熱力工程、電磁場(chǎng)工程、放射性醫(yī)學(xué)工程等工程應(yīng)用有較好的理解。

計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)主要有傳感器、計(jì)算機(jī)、執(zhí)行器等組成部分。對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件組成和工作原理，對(duì)軟件中的流程、功能、設(shè)置等內(nèi)容，盡管不需要達(dá)到設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，但還是有一定的要求。對(duì)于傳感器和執(zhí)行器，它們的安裝位置、功能作用和動(dòng)作原理，應(yīng)該清楚。

由于機(jī)電一體化技術(shù)具有綜合性和系統(tǒng)性，新的技術(shù)、元器件層出不窮，所以一般地說(shuō)，機(jī)電一體化設(shè)備的維修遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、熱力設(shè)備、電氣設(shè)備、電子設(shè)備以及電氣線路、電子電路、管道等的維修復(fù)雜。這在本文的案例中也略見(jiàn)一斑。但是，科學(xué)技術(shù)是具有繼承性的。長(zhǎng)期以來(lái)在維修傳統(tǒng)設(shè)備及電路、管道過(guò)程中積累起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、方法，在維修機(jī)電一體化設(shè)備中還是非常有用的。關(guān)鍵是要充分地認(rèn)識(shí)機(jī)電一體化設(shè)備的新特點(diǎn)，充分地運(yùn)用傳統(tǒng)維修的經(jīng)驗(yàn)和方法。只有這樣，在機(jī)電一體化設(shè)備的維修中才可能比較順利。

［1］程代京，劉銀河.蒸汽凝結(jié)水的回收及利用 ［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007:7–12

［2］徐榮周，繆立德，薛大權(quán)，夏鴻林.藥物制劑生產(chǎn)工藝與注解［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008:149–151

［3］李津，俞詠霆，董德祥.生物制藥設(shè)備和分離純化技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:91－98

［4］唐欣昀，張明，趙海泉，周隆義，陳曉琳.高壓蒸汽滅菌器中溫度與壓力的關(guān)系 ［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2003，30(3)14－17.

［5］劉大明，石 棣，彭景峰，程 安.高壓蒸汽滅菌器的溫度控制 ［J］.甘肅科技縱橫，2011，40(4)33－34

［6］洪漢彪，王順捷.壓力蒸汽滅菌器檢測(cè)方法的探討［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2011，38(3)57－58

［7］紀(jì)綱.流量測(cè)量應(yīng)用技術(shù)—蒸汽相變對(duì)流量測(cè)量的影響 (一) ［J］.醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)雜志，2001，22(1)37－39

［8］常勤信.蒸汽流量測(cè)量誤差來(lái)源及解決方法探討(上) ［J］.工業(yè)計(jì)量，2010，20(5)32－35

［9］張豪.機(jī)電一體化設(shè)備維修實(shí)訓(xùn) ［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010:53