廖遠培

（玉林市第一人民醫(yī)院設(shè)備科，廣西 玉林 537000）

一、發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)鈥激光因循環(huán)冷卻水系故障引起的問題

在維修工作中，常發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)鈥激光治療機因為缺少冷卻水導(dǎo)致燒壞激光器的情況[1]。鈥激光缺冷卻水后，會引起輸出能量下降，操作人員在手術(shù)中會提高焦耳和頻率條件來滿足手術(shù)的需要，從而使激光腔體內(nèi)部輻射熱量不斷增加而損壞反射層及累及腔體斷裂，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致熱交換器內(nèi)部爆裂造成冷劑和水路相通壓縮機進水，設(shè)備報廢。國產(chǎn)設(shè)備由于其設(shè)計較為簡單，自身只有一個水流開關(guān)加裝在水泵出水管口，只要水泵運行工作該設(shè)備就默認為水路工作正常，有時候還因為水流開關(guān)閥門不能歸位卡死損壞，設(shè)備一直保持在“假”正常的工作狀態(tài)，當(dāng)水位真正低于正常值后就容易造成供給激光器的冷卻水量少，激光器內(nèi)部漫反射層高溫而受損，出現(xiàn)高壓氙燈爆裂、HO YAG晶體斷裂等情況，造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。我國的醫(yī)療激光領(lǐng)域發(fā)展得比較晚，多數(shù)剛由工業(yè)激光機到醫(yī)用激光醫(yī)療機的轉(zhuǎn)變[2]。為了避免此類現(xiàn)象的產(chǎn)生，特地想到如何對循環(huán)水系統(tǒng)做一個精密探測，從而起到保護鈥激光的精密器件、節(jié)約維修成本并與醫(yī)院設(shè)備科的同行們共同探討。

二、了解循環(huán)冷卻水系統(tǒng)并深刻解剖問題

首先介紹一下循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，鈥激光采用推介的是向水箱注入導(dǎo)電阻值大于10M歐姆的過濾純凈水，但在多年的觀察中，設(shè)備使用蒸餾水的效果會比純凈水取值大于10M歐姆略優(yōu)，并且不容易產(chǎn)生多余的離子附著在管道內(nèi)部，設(shè)備開機后水泵將冷卻水從水箱內(nèi)吸出，在水泵出水口安置一個水流開關(guān)，用于探測水路輸送蠕動情況，再經(jīng)過一個5UM左右過濾器去除水路中管道臂或水箱與泵頭脫落出來的細小顆粒，從水流開關(guān)出來后工藝比較好的廠家會在初級過濾器后面并聯(lián)上一個樹脂過濾器，原理是利用離子交換樹脂將水中的離子進行捕捉吸收，起到提高水質(zhì)的目的，樹脂過濾器出來的水常見阻值為11M歐姆左右為佳[3]。過濾水從激光器一端的進水口平行流入另一端流出，高壓氙燈、激光器內(nèi)部反射層都浸泡于水中，其產(chǎn)生的熱量將被冷卻水帶出激光器，流出的熱水進入U型鋁管進行風(fēng)冷（也有部分國產(chǎn)鈥激光是通過壓縮機，使制冷劑在U型鋁管處將熱水進行冷卻），或使用冷熱交換器冷卻，達到快速降溫的目的，經(jīng)過冷卻后的水流回水箱。

有必要強調(diào)，循環(huán)水系統(tǒng)中的兩個過濾器和冷卻水最好一年更換。設(shè)備長期使用中，水中會慢慢產(chǎn)生污垢和沉淀物，將過濾器封堵，導(dǎo)致提供給激光器冷卻的水量少，激光器反射層高溫而受損；若過濾器長期使用，會導(dǎo)致過濾器破損，沉淀物會在激光器內(nèi)部堆積，容易腐蝕激光器接管口出現(xiàn)漏水、腐蝕激光器出現(xiàn)滲水等情況，最后致激光器報廢，若是使用壓縮機制冷也會造成如文章上面所講的嚴(yán)重故障。由此可知冷卻水的量和質(zhì)尤為重要。

三、提出可行性建議解決問題

本次的改進利用凹槽型光電耦合器與電磁閥、蜂鳴器、發(fā)光二極管、LM358運算放大器組成自動閉合控制接通與斷開激光器的高壓前端的供電電路。本論點設(shè)計適用于任何設(shè)備需要用到重要水循環(huán)降溫的設(shè)備，通過改良檢測電路防止主要器件由于低水位或缺水干燒從而達到保護昂貴設(shè)備穩(wěn)定性和安全性目的，相對于傳統(tǒng)水路的檢測，此次的改進使探測水量更加精準(zhǔn)、可靠、安全。本文主要用于醫(yī)用鈥激光治療機。

如圖所示：從激光器出來的管路中串入一截透明方體管玻璃槽，兩側(cè)用于紅外線發(fā)射與接收檢測觀察，放置入光電耦合探測器凹槽口內(nèi)與一控制電路相連接，光耦發(fā)射端串聯(lián)一個20K電阻接到VCC 12V電壓，從12V再引出一路串聯(lián)一個10K電阻的線路，在電阻后并聯(lián)一個5V穩(wěn)壓二極管，另一端接到LM358運算放大器5管腳；光耦接收端直接串聯(lián)200K電阻連到運算放大器6管腳。輸出7管腳接到3管腳，2管腳和4管腳接地。3管腳和7管腳中間線引出一線路，串聯(lián)一個10K電阻接到三極管的基極，集電極接到有繼電器和穩(wěn)壓二極管4148并聯(lián)線路中，并聯(lián)線路的一端接入12V，發(fā)射極接地；1管腳串聯(lián)一個蜂鳴器和一個發(fā)光二極管后接地，8腳接上12V。通過探測對液體的流束，來獲取電信號，驅(qū)動繼電器，從而切斷高壓電源。當(dāng)冷卻水經(jīng)過上述探測器后光電耦合器檢測到方體管玻璃槽內(nèi)有液體束時輸出電壓與方體管玻璃槽內(nèi)空管時的輸出電壓有差異，將差值送入LM358運算放大器進行比較，當(dāng)液體內(nèi)部存在大量氣泡或液面不足時光藕信號發(fā)生變化，比較器輸出高電平驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管閃亮，繼電器工作鎖閉高壓電源的輸出并做出提醒，防止液位過低或缺液對鈥激光激光器造成過熱損傷，或漫反射不良。本設(shè)計具有聲光提示，補充純凈水后設(shè)備就自動恢復(fù)工作，液體經(jīng)過方體管道時探測器探測到管道有液體經(jīng)過且穩(wěn)定，光電耦合器探測到電壓變化，LM358運放電路輸出低電平，電磁繼電器就正常開放，報警解除和設(shè)備正常使用。

四、測試的原理及缺點

原理：探測器自動探測受檢管道內(nèi)液體，引導(dǎo)控制電路做出相應(yīng)的動作，全程自動控制。

液體測試：該電路用于對液體水位的探測，管道輸送冷卻水，測試介質(zhì)有墨水、自來水透明和不透明液體均可適用。

用途：自動聲光提醒，起檢測保護作用。

缺點：只適合透明管道使用，探測器內(nèi)有紅外線發(fā)射管，其他管材會阻礙探測器紅外線的發(fā)射與接收。