过氧化氢低温等离子灭菌器工作原理与故障处理

徐 杰，赵志勇，雍 帅，王 旭，梁科俊

过氧化氢低温等离子灭菌器工作原理与故障处理

徐 杰，赵志勇，雍 帅，王 旭，梁科俊

0 引言

等离子是物质的第四态，由正负带电粒子、中性离子所形成的物质，具有能量密度高、化学活性成分丰富等特点。利用过氧化氢（H2O2）等离子体进行灭菌，具有低温、干燥、快速、无毒等优越性[1]，很多医院手术室都配备了等离子灭菌器。现就我院配置的一台白象PS-120 H2O2低温等离子灭菌器的工作原理和灭菌过程作一介绍，并根据维修实例探讨该类仪器的维修、维护要点，以供同行参考。

1 H2O2等离子灭菌原理

1.1等离子体的形成

常见的物质状态有三态，即固态、液态、气态，而随着科学技术的进步，发现了物质的第四态，即等离子态[2]。其产生条件比较特殊，需要在接近真空且以极低的气压环境中，加上特定电磁场的作用，使某些特殊的中性气体分子产生连续不断的电离，形成等量正负电子共存的物质状态，当电离率与复合率达到动态平衡，这种稳定的物质状态就是等离子态。

1.2 H2O2等离子体灭菌原理

H2O2作为消毒液，广泛用于医院消毒。实验表明，利用过氧化氢等离子体进行灭菌，只要在常温（50～55℃）条件下，在真空低压环境中施加特定电磁场即可灭菌，而且效果很好，因此等离子灭菌器基本上都是利用过氧化氢产生等离子进行灭菌。等离子灭菌是综合因素所致，主要包括温度、紫外线、高能粒子和活性自由基等[3]。

（1）带电粒子高速运动产生的击穿作用。在等离子状态下，存在大量的带电子粒子，由于灭菌器内电磁场的作用，使带电粒子产生高速运动，从而使灭菌容器内部细菌菌体与病毒被击得千疮百孔，实现灭菌目的。

（2）紫外线杀菌作用。在H2O2被激发成等离子状态过程中，因为其特殊的物理过程，从而产生大量的高能紫外线，微生物和病毒吸收紫外线后，分子结构发生改变失去活力，在极短的时间内杀死微生物，达到灭菌目的[4]。

（3）化学作用。H2O2等离子体中大量的活性阳离子、高能自由基团成分，极易与细菌、霉菌、芽孢、病毒中的蛋白质和核酸物质发生化学反应从而变性，导致微生物死亡，这也是H2O2等离子灭菌最主要的灭菌方式[5]。

1.3 白象PS-120 H2O2灭菌器灭菌过程

开机进入程序选择界面，选择灭菌方式，包括标准灭菌和增强灭菌，如果温度低于50℃，则需要预热。灭菌条件达到后，点击所需的灭菌方式启动，系统自动开始灭菌。灭菌过程如下：

（1）真空阶段。把腔体内气压抽至设定压力，为H2O2液体变成等离子态提供条件。

（2）注液阶段。通过注液系统把灭菌剂注入腔体内部，灭菌剂瞬间气化均匀扩散到腔体各部。

（3）灭菌阶段。气化的H2O2在真空环境和电磁场环境中形成等离子体，并达到动态平衡，此时对腔体内的器械进行灭菌。

（4）充气阶段。待一次灭菌过程完成后停止电磁场工作，等离子体转化成发、水和氧分子。打开通气阀，空气进入灭菌舱，即完成一次灭菌动作，然后又开始抽真空、注液、灭菌、充气动作。标准灭菌程序循环2次，增强灭菌程序循环3次，灭菌时打印机同时工作，灭菌结束后，系统会将结果打印出来，以供医护人员参考。

2 等离子灭菌器的故障处理

前面利用大量的篇幅介绍等离子灭菌器原理和灭菌过程，目的是为了更好地了解该仪器的工作流程，为我们维修判断做好充分的理论基础。下面将几个典型的维修实例做如下分析。

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

开机进入系统，选择好灭菌程序后启动系统，在抽真空阶段，开始比较快，到1 000 Pa左右时，下降速度极慢，有时第1次可以达到预定值，有时则不能达到。在进行第2次或者第3次循环时，则报灭菌异常，故障代码为“ER51”，退出程序。

2.1.2 故障分析

根据现象，可以判断故障可能为真空系统故障，而且厂家提供的故障代码信息指向真空系统故障，因此重点检查真空系统。

2.1.3 故障处理

抽真空达到一定值后，下降速度很慢，因此怀疑真空泵、通气阀、传感器出现故障。首先检查真空泵，运转时动作也比较正常，而且真空泵刚换过一次油，出现问题的可能性较小。其次检查通气阀，进入编辑页面，打开调试功能，测试通气阀，动作正常，然后将各个连接位置的螺钉拧紧，以防漏气。完成上述2个步骤后空锅试了一次，故障依旧，排除真空泵、通气阀、漏气的可能性。最后怀疑传感器出现异常。通过与厂家工程师联系后得知，该传感器使用时间过长后可能会出现偏移，需要对传感器进行校正。具体校正方法为：（1）任选一个程序进入编辑模式，输入管理密码，进入公共参数，把预真空压力和H2O2真空压力设置成30 Pa；（2）返回灭菌模式任选一程序并启动，抽真空约6 min后暂停；（3）打开机盖，找到压力传感器顶部一个细小的孔，用细针头按下里面的复位开关不松手超过3 s；（4）在屏幕上点击“取消”，退出灭菌模式，进入编辑模式，修改回原来的系统参数，即完成压力传感器校正。校正后该故障消失，至今该设备运行状态非常好，未再出现该故障。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

开机进入系统，选择好灭菌类型后启动，无任何声音，真空泵不动作。

2.2.2 故障分析

引起该现象的原因比较复杂，主要有：（1）控制问题；（2）电源问题；（3）真空泵故障。

2.2.3 故障处理

如果点击启动后，能听见交流接触器的吸合声音，那说明故障出现在交流接触器到真空泵这一段。很显然，该处没有听见任何声音，说明接触器没有得电。拆机，检查缺相保护器，没有动作；检查驱动电路，发现一可控硅已经裂开。更换相同型号的可控硅后连上线路，开机试运行，故障排除。该驱动板一直使用至今，未再出现过故障。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

开机运行一小段时间后突然停止并伴随一股浓烈的糊味和油味。空气开关动作，打开腔体的门，腔体内部到处布满油污，检查真空泵，真空泵发烫且有糊味。

2.3.2 故障分析

真空泵非常烫且散发糊味，说明泵短路烧毁的可能性非常大。腔体内的泵油说明真空泵因反转导致泵油逆流而进入腔体。此外，空气过滤器和油雾分离器也全是油，检查真空泵油位液面，泵内油只剩小半，印证了泵反转引起的故障。通过营房办了解，医院停电后利用本院发电机供电，输出的三相电相序改变，导致电动机反转，从而引发这一严重后果。

2.3.3 故障处理

取下电动机，测量各个绕组，阻值无限大，说明绕组已经烧断，电动机损坏。开机，测量其他模块功能，正常。因此只处理泵直腔体这一段的油污，处理方法是利用纱纺反复擦净腔体和管路。由于空气滤芯和油雾分离器已严重污染，只能和真空泵一起更换，更换后仪器功能恢复。值得强调的是，如果因为相序改变而导致电动机反转，可以在电源输入端安装一个相序保护器，便可避免该故障。

3 等离子灭菌器的维护保养

在等离子灭菌器的维修保养过程中，做好日常保养，可以减少仪器故障率。检查项目包括：（1）主电源线是否牢固；（2）地线是否接好；（3）灭菌剂是否用完；（4）液位开关是否正常；（5）压力是否正常；（6）检查真空泵工作是否正常；（7）泵油是否浑浊或低于标准液位线；（8）空气滤芯是否堵塞等。

最好制作一个检查表标上所有查看项目，每次巡检时依次检查，可以节省检查时间和避免漏检。

4 小结

在接触一个新的设备时，如果没有在验收设备时了解到该仪器设备的知识，我们可以通过各种途径学习该设备的工作原理、基本结构以及维护和保养的方法，在每一次拆机过程中再认真观察其结构，大体了解该仪器的主要功能模块和运行动作，为接下来的维修夯实理论基础。其次，遇到故障需要维修，我们利用已有的知识进行逻辑判断，对于一些技术和密钥上的问题，可以请教厂家工程师远程指导，这样我们便能在最短的时间内，做出最科学的维修策略，提高维修效率，降低因停机造成的损失。

[1]陈大农.低温等离子消毒机理及应用技术[J].中国医疗器械杂志，2000，24（5）：287-294.

[2]国家自然科学基金委员会.自然科学学科发展战略研究报告之十四：等离子体物理学[J].科学导报，1994（5）：16-19.

[3]练向群.低温等离子灭菌器的原理与安全使用[J].医疗卫生装备，2013，34（12）：142-143.

[4]童繁富.等离子过氧化氢灭菌技术与实现[D].上海：同济大学电子与信息工程学院，2010.

[5]顾健.过氧化氢低温等离子体灭菌新技术[J].中国消毒学杂志，2010，27（6）：736-738.

（收稿：2014-11-10 修回：2015-04-20）

R318.6；TH771.4

B

1003-8868（2015）09-0149-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.09.149

614000四川乐山，武警四川省总队医院医学工程科（徐 杰，雍 帅，王 旭，梁科俊），医务处（赵志勇）