論傳感器在醫(yī)院電氣設(shè)備維護(hù)中的應(yīng)用

【摘 要】就當(dāng)前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，微型傳感器已經(jīng)對大量不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航空、遠(yuǎn)距離探測、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領(lǐng)域的信號探測系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響；而傳感器在醫(yī)院電氣設(shè)備中的應(yīng)用逐漸走進(jìn)了大眾的視野，其關(guān)乎眾多貴重醫(yī)療設(shè)備及手術(shù)、ICU用電，一旦電力系統(tǒng)癱瘓或貴重醫(yī)療檢測設(shè)備發(fā)生故障后果不堪設(shè)想，而通過傳感器對醫(yī)院各大電氣設(shè)備的故障偵測、實(shí)時監(jiān)控預(yù)判事故就顯的尤為重要。

【關(guān)鍵字】傳感器 醫(yī)院 電氣設(shè)備

傳感技術(shù)是利用物理定律和物質(zhì)的物理、化學(xué)或生物特性，將被測量（電量，如電壓、電流、電磁等，或非電量，如位移、速度、加速度、力等）信息轉(zhuǎn)換成有用的電信號的技術(shù)。在設(shè)備維護(hù)中與傳感技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行實(shí)時的狀態(tài)檢測，對設(shè)備的溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動和噪聲等多種參數(shù)進(jìn)行長期的動態(tài)監(jiān)測并進(jìn)行數(shù)據(jù)收集整理，以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況，加強(qiáng)故障預(yù)防，達(dá)到早期診斷的目的，有助于避免嚴(yán)重的突發(fā)事故，保證設(shè)備和人員的安全，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。下文我將在醫(yī)院電氣設(shè)備實(shí)時檢測中常用到的幾種傳感器以及其在醫(yī)院電力設(shè)備檢測中的應(yīng)用進(jìn)行闡述：

一、主要的幾種傳感器介紹

熱敏傳感器利用轉(zhuǎn)換元件電磁參量隨溫度變化的特性，對溫度及與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測的裝置。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，主要有以下幾種選用：熱電偶，是利用材料的熱電效應(yīng)（即接觸效應(yīng)和溫差效應(yīng)）進(jìn)行測量；熱電阻，是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的原理進(jìn)行測量的；光纖溫度傳感器，是溫度對光纖的作用會引起光波特征參量（振動、相位、頻率、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，利用這些參量隨外界因素的變化關(guān)系，制作傳感元件來檢測對應(yīng)物理量的變化。

濕敏傳感器是能感受外界濕度變化，并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，將濕度換成可用信號的器件或裝置。

紅外傳感器，任何溫度高于絕對零度的物體，都在不停的進(jìn)行紅外輻射。紅外傳感器是利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理量測量的一種傳感器。

電磁參量是最能反映電力絕緣狀態(tài)如：電壓，電流，電阻，電感，電容等常規(guī)量。

氣敏傳感器就是能夠感知環(huán)境中氣體成分及其濃度的一種敏感器件，它將氣體的種類及其濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成電信號，根據(jù)這些電信號的強(qiáng)弱便可獲得與待測氣體在環(huán)境中存在的情況有關(guān)的信息。

濕敏傳感器是能感受外界濕度變化，并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，將濕度換成可用信號的器件或裝置。

此外，應(yīng)用較多的還有壓力、振動與位移傳感器。在電力設(shè)備檢測中，檢測設(shè)備的振動或位移，發(fā)電機(jī)線棒端部的振動，來判斷設(shè)備是否正常工作。

二、傳感器在電氣設(shè)備維護(hù)中的具體應(yīng)用

目前在機(jī)器、發(fā)動機(jī)和設(shè)備器材等醫(yī)療及保障設(shè)施上放置傳感器，用來記錄散發(fā)的熱量、振幅、承壓和發(fā)出的聲音等，從而找出設(shè)備的異常點(diǎn)，同時了解設(shè)備運(yùn)行狀況，以及找出設(shè)備的易損易耗單元，統(tǒng)計單元平均壽命提前更換確保設(shè)備完好率，提早檢修保養(yǎng)防患于未然，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致延誤醫(yī)療工作。通過收集所有的數(shù)據(jù)，我們可以預(yù)先捕捉到事物要出故障的信號，比方說發(fā)動機(jī)的嗡嗡聲、引擎過熱都說明他們可能要出故障了。系統(tǒng)把這些異常情況與正常情況進(jìn)行對比，就會知道什么地方出了毛病。通過盡早發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)可以提醒我們在故障之前更換零件或者修復(fù)問題。常用的應(yīng)用如下：

（1）電力系統(tǒng)中大量設(shè)備需要檢測溫度信息，從而確定電力設(shè)備的運(yùn)行情況，以便運(yùn)行調(diào)度人員及時采取措施，消除異常，避免設(shè)備的損壞和事故的發(fā)生。應(yīng)用分布式光纖溫度傳感器和光纖光柵溫度傳感器對高壓開關(guān)柜的溫度監(jiān)測是當(dāng)前的一種新的溫度監(jiān)測方法，能避免強(qiáng)電磁場的干擾，且耐高壓、耐輻射，能有效提高高壓開關(guān)柜的可靠性。

（2）鍋爐狀態(tài)檢測。光纖溫度與壓力混合傳感器用于鍋爐高溫、壓力監(jiān)測，利用光纖光柵實(shí)現(xiàn)濕蒸汽的濕度、溫度以及壓力測量，利用壓力傳感器在蒸汽管道中的監(jiān)測對管道爆裂或破損情況進(jìn)行偵探，通過此手段實(shí)時掌握鍋爐運(yùn)行情況以及蒸汽管道供應(yīng)情況。

（3）大型電纜井設(shè)備室火災(zāi)監(jiān)控，配電房及設(shè)備間內(nèi)大量的高壓電氣設(shè)備都是通過電纜連接的，這些電纜都敷設(shè)在配電房及設(shè)備間下的電纜隧道。于電纜隧道環(huán)境比較惡劣，且電纜數(shù)量較多，容易由于根電纜的絕緣損壞、局部放電而引起大面積的火災(zāi)事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。將分布式光纖測溫系統(tǒng)應(yīng)用到電纜隧道可實(shí)時檢測光纖沿線溫度，測溫準(zhǔn)確，分辨率較高，報警等各項指標(biāo)設(shè)置靈活，可實(shí)現(xiàn)多條件報警設(shè)置。

（4）高壓電力電纜負(fù)荷安全監(jiān)測。對重要的高壓動力電纜用分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)和光纖光柵測溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電纜溫度監(jiān)控。分布式光纖測溫根據(jù)光纖安置往電纜上位置分為內(nèi)置式與表貼式兩種。內(nèi)置式所測溫度基本等于電纜芯溫度，但其需要特殊生產(chǎn)，且敷設(shè)復(fù)雜，常在電力電纜上使用表貼式光纖測溫系統(tǒng)。光纖測溫系統(tǒng)測得電纜表皮溫度后，結(jié)合實(shí)時電流計算出電纜線芯溫度， 可進(jìn)一步推算出動態(tài)載流量并模擬各種運(yùn)行狀態(tài)。電纜溫度監(jiān)測可以在電纜全長度范同內(nèi)發(fā)現(xiàn)過熱點(diǎn)和異常行為點(diǎn)，包括快速升溫點(diǎn)和慢性升溫點(diǎn)等，能發(fā)現(xiàn)限制電纜載流量的瓶頸點(diǎn)的溫度與位置信息，預(yù)防電纜故障的同時為電力調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。

（5）傳感器已普遍應(yīng)用在各種監(jiān)護(hù)儀器中，不僅在醫(yī)療過程中起到舉足輕重的作用，同時對醫(yī)療器械的狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)判起到很好的作用。此外，傳感器技術(shù)正在不斷地優(yōu)化其靈敏度、精確度、可靠性、穩(wěn)定性和時漂，這使得傳感器的應(yīng)用能使病人在治療過程中感覺到更加舒適，器械的使用更加安全可靠，性能也更穩(wěn)定，同時也能大大地提高醫(yī)療器械的成本效益，降低污染風(fēng)險和延長使用壽命，間接的為設(shè)備維護(hù)剩下一大筆人力和物力成本。

隨著現(xiàn)代醫(yī)院的發(fā)展，在設(shè)備維護(hù)工作中對電氣設(shè)備的監(jiān)測將會越來越受到重視。作為現(xiàn)代科學(xué)“耳目”的傳感器系統(tǒng)，正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后，隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展，未來的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化，傳感器的應(yīng)用必將進(jìn)一步得到社會各界的普遍關(guān)注。

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