伟伦 ThermoScan Pro4000 耳道体温计工作原理与故障维修

　 2019-10-24

鼓膜温度作为人体核心温度，测量准确度高、受环境影响小，红外温度计测量鼓膜温度优势突出，被临床广泛认可和应用。伟伦 ThermoScanPro 4000型红外式耳道体温计是一款具有医疗器械注册证的测温设备，具备重复性好、测量准确度高等优点 ，被广泛应用于各医院护理部，成为目前市面上各家医院保有量较大的一款耳道体温计。但它的故障率高、质量控制困难、普通维修难以彻底解决问题等缺点困扰着很多医院的设备维修人员。

工作原理简介

结构组成

ThermoScan Pro 4000 型红外式耳道体温计是由红外温度探头、主板、液晶显示模块和机身外壳构成，整机拆解结构。

红外温度传感器是温度信号的接收和换能部件，它装在探头外壳之内；液晶显示模块与主板贴合，主要显示温度等参数；耳道体温计主板则负责接收开机、测温等指令，解析传感器数据并进行显示；外壳上具有一些机械结构，与主板按键功能等相对应 。

工作原理

ThermoScan Pro 4000 型耳道体温计使用了红外传感器作为温度探头采集耳道体温，采集到的耳温数据交由主板上的传感器调节器芯片 U2520YA 进行解析，最后由主控 IC 芯片 MYS 789326 进行总体控制与显示。在正常操作流程中，按下“I/O”按钮开机，耳道体温计显示“- - ”，提示套上一次性探头帽。当探头帽安装到位时，顶到探头下方红色圆点。该红色小圆点整体是一个细长推杆，受到探头帽下压后向后顶住“Ψ”形金属弹片，使金属弹片左右两端触点与主板上相对位置的金色贴片接触并导通。此时，耳道体温计主界面将显示“-- -”，提示可以按下机身背后的测量按钮进行温度测量。进行测量时，测量按钮上方指示灯闪烁三次，蜂鸣器长鸣一声后测量结束，液晶显示模块显示测得的温度。

红外温度传感器型号为 6022077/PE-XX，最后两位 XX 为 01-50 之内的数字，作为耳道体温计中最重要的传感器元件，通过将接收到的红外热辐射信号精准地转换为电信号，为系统提供了可靠的温度数据采集。其头端是一层高通红外光的黑色硅介质滤光片，下方是用于接收红外光转换为电信号的黑体和热电堆，基座与主板之间使用柔性排线相连接。

常见故障与处理

常见故障现象

第一，按下“I/O”键后，所有图标共同显示并闪烁几次后消失，无法正常开机；

第二，耳道体温计开机后显示“Err”，无法进入测量界面；

第三，带上一次性探头帽后，显示无法从“- -”转换为“- - -”，不能测量；

第四，显示“- - -”后，机身背后测量按钮按下无反应；

第五，测量结束后，蜂鸣器短鸣两声，显示“POS”“LO”或“HI”。

故障分析

伟伦耳道体温计的一大特点是带上一次性探头帽之后，准备状态的两道横杠“- -”变为就绪状态的三道横杠“- - -”。由此作为判断故障位置的分水岭，将故障现象分为三类进行分析：第一，开机异常，机器不能进入准备状态，即无法显示两道横杠“-- ”；第二，开机正常，机器能够进入准备状态，可以显示两道横杠“- - ”，但是不能显示三道横杠“- --”或者第三道横杠闪烁，不能稳定显示；第三，机器带上探头帽后能够进入就绪状态，稳定显示三道横杠“- - -”，但不能正常完成测量或测量值不准确。

根据设备工作原理，分别针对上述三类故障现象进行分析：第一，开机自检不能通过，多数是由于红外传感器的状态异常；第二，就绪状态不能进入，原因是“Ψ”形金属弹片与主板贴片接触不到位；第三，测量不能完成或测量不准确，可能是测量按钮故障或者传感器数据采集异常。

首先，红外传感器状态异常分为自身状态异常和环境温度异常两种。由于红外传感器测量具有特定的量程范围，所以当环境温度超过该量程范围后极易引发自检不通过的问题，表现为“Err”报错。其次，红外传感器测量对于环境条件要求较高，温度、湿度、灰尘等环境因素的剧烈变化也会造成自检不通过的情况。

其次，机器就绪状态不能进入和“Ψ”形金属弹片有着密切的关系，金属弹片多次使用后，两端触点位置可能发生形变，使之与主板金色贴片接触不良，导致耳道体温计认为探头帽并未装上，不能进行温度测量。

最后，测量无法正常完成，如果是测量指示灯不闪烁的情况，应为测量按钮内部污损，导致按钮按下后测量开关不导通，主板未接收到测量指令；如果出现“POS”“LO”或者“HI”等情况，主要考虑红外传感器及其调节器芯片出现性能偏移，导致测量到的体温数值偏差过大。

故障处理

根据故障分析，基本能判断故障位置，然后进行快速有效的修复处理，保证临床正常使用。针对第一类故障现象，打开电池仓盖抠掉电池使其关机，用手捂住整个探头外壳约 30 秒后，重新装回电池并开机，一般能够解决。其原理是在保证红外传感器硅介质滤光片洁净的基础上，将环境温度、湿度迅速控制到与耳道内相类似的条件下，使耳道体温计自检通过，然后进行测量。

针对第二类故障现象，处理方式一般分为两种：其一，使“Ψ”形金属弹片两端触点向后形变一段距离，来补偿与主板金色贴片距离的不足，保证两者能够稳定接触；其二，拆下主板，在金色贴片位置镀上一层焊锡，增加厚度，使金属弹片的触点更容易接触到主板。处理之后，将探头帽套上进行测试，如果仍然存在相同故障，可用手指将“小红点”位置压下，使得体温计进入就绪的“- - -”状态，根据力度判断是否需要增加金属弹片形变量和锡层厚度。

针对第三类故障现象，处理方式也分两种：其一，测量按钮内部污损，可卸下电池，取下后壳，使用 100% 酒精对测量按钮进行清洗，清洗过程中不断按下，使酒精能渗入按钮内部进行清洁，最后使用风枪吹干或自然晾干后，进行耳温测量；其二，在红外温度传感器和传感器调节器芯片出现故障的情况下，一般使用 100% 酒精对红外温度传感器进行浸泡清洗处理，因其处于设备前端，且一次性探头帽可能存在破损情况，使致细小颗粒物渗入红外传感器内部，导致其性能异常。浸泡清洗后，须彻底晾干才能进行测试。如此处理，仍有可能无法解决故障，此时，考虑更换相同编号的红外温度传感器，譬如故障的传感器编号为“6022077/PE-37”，替换的传感器编号最好能保持一致，因为出厂校准时红外传感器和传感器调节器芯片是匹配在一起校准的，所以即使更换了相同编号的传感器，还是可能由于传感器之间存在差异导致调节器芯片解析误差，耳道体温测量值不准。

在故障处理完成之后，须要保证耳道体温计测量值精确度，有条件的情况下可购买伟伦原厂生产的红外耳道体温计校准测试仪 9600 PLUSCLAIBRATION TESTER，在耳道体温计的“CAL”模式下分别对 36.0℃、37.5℃、41℃三个温度点进行测试，误差在±0.2℃以内认定为合格。进入“CAL”模式须要在“- - -”界面长按“I/O”键，直至蜂鸣器长鸣一声，界面显示“CAL”，此过程中“OFF”闪烁 10 次。如无伟伦原厂测试仪，可使用恒温水浴锅和FLUKE标准温度计来替代，由于水的比热容较大，温度维持较稳定，一次性套头帽能够防水，便于探头伸入水中测量温度。具体方法如下，使用 FLUKE标准温度计显示水温，使其在 36.0℃ ~41℃范围内，均匀选择三个温度间隔进行测试，与 FLUKE 温度计误差在 ±0.2 摄氏度以内合格。测试时应注意，探头入水必须低于探头帽覆盖范围。

伟伦 ThermoScan Pro 4000 型耳道体温计在日常使用中的故障现象仍有很多，各类外壳部件的破损、温度测量的不准确等都是临床常见的使用问题。针对外壳部件的破损导致的功能缺失，可根据原有完好部件作图后交由第三方公司 3D 打印后进行替换，但是目前针对温度测量不准确的问题，仍无良好的解决办法，由于红外传感器和传感器调节器 U2520YA 芯片匹配校准出厂，单独更换两者其中任意一个都有可能造成测量温度超出允许误差范围。考虑到传感器调节器芯片可能存在故障情况，互联网查询 ZMDI 生产的 U2520YA 芯片，并无相关资料，经查 ZMDI 公司已于 2015 年被 IDT 公司收购，故目前该款芯片应只提供给伟伦厂家使用，并不对外销售，不能购买进行测试。所以，今后对伟伦红外耳道体温计的维修的重点方向在于红外温度传感器与传感器调节器的维修处理。

最后，在日常使用中，能正确按照产品说明书进行操作，可以进一步减少故障发生的次数。譬如，探头帽尽可能一次性使用，减少因探头帽顶端薄膜破损导致红外传感器受到耳垢污损的可能；定期使用酒精对红外传感器滤片进行清洁，可以避免滤片脏污对温度测量造成的负面影响；在患者正确体位进行体温测量，将耳道尽可能拉直，让传感器直面鼓膜方向，能排除测量时由于患者体位和护理人员操作方法带来的误差。总而言之，正确的操作流程、快速有效的故障分析处理和定期的维护工作能做到进一步降低故障发生率，保障伟伦耳道体温计的稳定工作，提高临床一线工作人员的使用体验。

节选自本刊2019年9期

作者:黄亨杰 陈双双 李均 陈斯尧 冯靖祎/浙江大学医学院附属第一医院医学工程与物资部

图来源：浙江大学医学院附属第一医院官网 与文无关