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超声雾化器原理和常见故障分析检修实例

超声雾化器原理与常见故障分析检修实例(可供超声波加湿器的检修参考)随着医疗科技迅速发展,人们生活水平的提高,对生存质量特别重视,超声雾化器(简称雾化器①)也进入千家万户。

下面将常见雾化器原理与检修实例提供给同行参考。

雾化器结构比较简单,它是由雾化器外壳、底座、电源变压器、风扇电机(风机)、电路板、换能片(晶片)、储药罐(药杯)、塑料螺纹管、口含管等组成。

其外壳多数是用塑料制成,在雾化出口设有风量调节,面板有定时器、电源开关、雾量调节旋钮以及电源和输出指示灯等(雾化器外形见图1)。

一、工作原理雾化器它是通过换能器(压电晶片,简称晶片)耦合产生高频振荡,并由晶片产生超声波1.7MHz。

在振荡电路中大部分采用单管式输出,有的采用双管式输出,超声波以水为介质,通过水槽底下的谐振发射窗使药杯里的水溶性药物,雾化成微细的雾粒(0. 5-10μm)。

使药物液体由液态转化为气态,产生雾化效果,送风机将药雾通过波纹管输运到患者作为吸入治疗。

该雾化器具有治疗时间控制(0-60分钟),雾量人工调节,还增设了晶片保护装置,即在水槽水位过低时,能瞬间切断电源。

消耗功率不大于60 W。

以JWC-2彩云牌超声波雾化器为例(图2):接通电源,启动定时开关DS,风机M启动旋转。

市电220V经变压器B降压至48V,通过桥式整流和滤波供给整个电路,电源指示灯即发光二极管D1亮,当水槽内的水达到水位线时(K闭合),振荡电路工作。

雾量调节由电位器W1控制,当雾化输出正常时输出指示灯即发光二极管D2亮。

在振荡电路里一般都设有水位限制感应开关,以防止无水或水少过热工作,而烧坏晶片。

水位控制开关K由带磁环浮子和干簧管组成,通过水槽中浮子的移动,控制干簧管的吸合。

在加雾化器水槽中加入一定的水后,带动浮子上升,水位控制开关K闭合。

由晶片JR电容C3、C4、C5和三极管BG1构成电容三点式超声波振荡电路。

晶片JR是一高频陶瓷压电振子,在电路中作电感使用,即是电路的自激元件,又是电路负载。

C1、C2、C6为滤波电容。

调节W1的阻值可改变BG1的基极电压,基极电压上升,振幅度加大,雾量增大,反之,基极电压减小,雾量减小。

二极管D3为继流二极管保护三极管BG1,防止断电时产生反向电势击穿BG1。

图3:水位控制开关是由三极管BG2、BG 3等组成电子开关。

当水槽加入一定水量时(与A点接触),A、B点之间电阻R水阻值极小,使三极管BG3的Ub3↑→Rce3↓→Ub2发光二极管D7水位灯亮。

↑→Rce2↓→Ue2↑→C点得电→三极管BG1启振调节W1可以改变雾量的大小。

当水位下降一定程度时(水位脱离A点)A、B点之间电阻R水阻值增大,使三极管BG3发光二极管D7水位灯熄灭。

的Ub3↓→Rce3↑→Ub2↓→Rce2↑→Ue3↓→C点失电→三极管B G1停振。

图4:增设电源开关K。

送风采用电子调速控制的直流电机,该机器没有设置雾量调节电位器,它是利用调速控制电机转速,间接控制了雾量的大小,其原理:电源变压器降压10V经二极管V5-V8整流。

电容C8滤波后作为供电电源,调节电位器W可改变三极管V13的Ub13的电位大小。

当Ub13↑→Rce13↓→U M↑→电机转速↑;当Ub13↓→Rce13↑→U M↓→电机转速↓。

二、常见故障及检修基本方法三、雾化器日常使用与注意事项1、在使用机器之前应先将水加到规定位置,要用蒸馏水而不能用自来水,将治疗用药液准备好,在加入药杯之前要检查药杯是否有漏药液的现象,要保证药不漏才能把药液加进去。

2、将药液和水槽内的水加好后,连接电源线,在打开电源之前要将雾量控制旋钮调置最小,关闭定时器,然后再打开机器电源,打开定时器,调节雾量控制旋钮使雾量逐渐增大。

不要在雾量调节开关在最大时开启电源,这样容易将振荡管击穿或损坏晶片。

3、用完后的雾化器一定要把水槽内的水倒掉,并进行清洗,用软布擦干晶片上的水。

雾化器①:适用治疗老慢支、支气管扩张、哮喘、咽喉炎、鼻炎、肺部感染等各种呼吸道疾病及家庭保健。

四、常见故障检修实例[例1]:JWC-2型彩云牌波雾化器(见图2),通电后电源指示灯不亮。

分析与检修:此故障多为保险丝BX1或B X2熔断。

先检查BX1是否正常,若熔断,需检查风扇电机M及电源变压器B是否短路。

若BX1正常,测量电源变压次级电压有无48V交流电压,若无,测量电源变压器B初、次级线圈电阻判断其好坏(初、次级线圈正常阻值为100Ω和2Ω左右)。

若次级有48V交流电压,且BX2熔断,需重点检查三极管BG1是否击穿(较常见)。

检查三极管BG1时,断开电源后,将水槽中磁环浮子处于开关断开状态,用万用表R*1 K挡在路测bc、be结正反向电阻,若测bc、be结正反向电阻接近且很小,表明三极管B G1已击穿。

若三极管BG1正常需检查D3、C2是否击穿。

注意:BX1、BX2损坏后,请勿更换新的保险后就管盲目通电,否则不经检查就换新保险管会造成再次熔断。

经查三极管BG1(BU406)损坏,更换后故障排除。

[例2]:机型同上,电源指示灯亮,但无雾。

分析与检修:电源指示灯亮,说明电源部分正常,振荡电路没有工作。

先检查三极管BG1的bc、be结是否开路,若正常的话,应检测雾量调节电位器W1及水位控制开关K是否正常。

检测时,断开电源用手将磁环浮子置于干簧管导通位置,若不导通,表明干簧管已坏,需更换。

若手头没有此配件,可以暂时将水位控制开关短接上(注意无水时切记不能通电工作);若量调节电位器W1及水位控制开关均正常,接通电源后仍无雾,可将保险管BX2取出来,在水槽中加入一定量的水,将万用表置于电流1A档串入保险管座中。

打开定时器DS,W1调至最大测量电流,正常值应在500mA左右。

若无电流,应查电感线圈L1、L2是否开路;若有电流而无雾,应重点查找电容C5、C4、C3等,是否损坏;若没有损坏,再检查晶片J ,检查发现晶片内外环之间阻值为零(正常阻值为∞),需更换;若上述元件均正常但仍不能工作,需检测三极管BG1的放大倍数。

一般可试之,笔者曾遇到一例三极管放大倍数接近为零,造成不工作的故障。

由于雾化器工作频率高,功率大,元件选择要严格,一般BG1用BU406 、Pc>60 w、Bvceo 200V 、β>50。

电容选用GBB 型高频电容,电感线圈有时难购买到,L1可用直径Φ0.69 mm漆包线在直径Φ6圆棒上绕2.5匝脱胎而成,L有Φ0.51mm漆包线在直径10×10 mm的磁芯上绕25匝制成。

[例3]:机型用上(和CWS-2B型见图3),雾量小,调节雾量旋钮有所改善但效果不明显。

分析与检修:此故障较常见,一是雾量调节电位器W1不良;二是晶片J(JR)老化;三是三极管BG1放大倍数下降。

经检查晶片表面发现因长期工作在水中被腐蚀痕迹(表面不光滑),可用专用清洗剂清洗晶片表面,若不行,更换晶片试之,故障可排除。

注:根据多年经验,在没有专用仪器测量晶片质量或好坏时,可用数字电容表置于2 nF档测量它的电容值,来协助分析判断。

若测量结果在1.7nF以上属于正常,否则,晶片不良或损坏。

[例4]:机型用上,雾量极小,调节雾量旋钮没有变化。

分析与检修:打开机壳,仔细观察发现雾量调节电位器W1(10kΩ)接脚处腐蚀严重。

拆下用万用表测量其阻值大于50 kΩ,更换同阻值电位器后故障排除。

此电位器腐蚀后其阻值增大,使三极管BG1基极电流减小,振幅也减小,晶片J得不到足够激发能量,故使雾量效果不好。

[例5]:机型用上,开机工作几分钟雾量逐渐减少到无。

分析与检修:首先检查机器整机电流情况,取下保险管BX2,用万用表监视整机电流。

一开始工作时电流约为520mA,随着雾量的减少而工作电流逐渐增加,并且三极管B G1(BU406)发热。

试更换三极管BG1后,故障依旧。

再观察晶片J表面发现难以看出的均匀水垢,拆下晶片清洗水垢或更换,重新安装好后试机,故障排除。

[例6]:CWS-D型雾化器(见图3),水槽中产生水柱而不能雾化。

分析与检修:首先检测电源变压器的二次电压48V,结果正常,怀疑三极管及晶片可能性能变差所引起的。

用替换方法试之,结果故障依旧。

分析认为超声波振荡电路主要元件参数发生了变化,重点检查L2、C3、R 2、C4、D6元件,发现二极管D6正反向电阻均约为2 kΩ(击穿),更换D6(1N414 8),试机故障排除。

[例7]:机型用上,雾量不足。

分析与检修:在机器通电正常工作状态下,首先将药杯取下,观察水槽中的水有正常的雾化,并且调节雾量旋钮也是正常,故怀疑药杯的底膜片(半透膜)有问题。

经外观检查发现药杯的半透膜中心凸起造型向上(药杯内侧方向),半透膜的正确方向是凸起造型向下。

用手中指轻轻地推一下恢复原位即可(注:此机型药杯与其它机型药杯的半透膜不一样,使用应注意药杯的半透膜)。

[例8]:机型用上,雾量不足,风机不转。

分析与检修:此故障是经常见到的。

拆下机壳,用万用表检查风机线圈电阻阻值正常,再用改锥拨动风叶时,发现风机轴卡住。

将风机转子两端(轴与轴瓦之间)注入润滑油,然后,拨动风叶旋转灵活为止(也可将风机单独送电工作一段时间)。

若风机转子两端锈蚀严重时,只有拆下风机的转子用无水酒精彻底清洗,必要时可用金相砂纸打光转子轴与轴瓦,用无水酒精清洗后,再注入润滑油。

注:每次修理雾化器时,都应将风机轴旋转部件注入适当的润滑油。

指示报警。

分析与检修:根据故障现象,先检查水槽中的水量和水位控制开关,水槽加水满足要求(250ml),但发现浮子没有浮上来,当用手将它提上来时,雾化正常。

停机,检查浮子中导向杆(干簧管)表面有水垢。

经用金相砂纸打光,用手上下活动试验,浮子能够自由地上下移动,经加水后即可浮上来,故障排除。

[例10]:机型同上,有雾但输送不出来。

分析与检修:从外观检查发现风机不工作,拆卸机壳,用改锥拨动电机风叶旋转灵活。

用万用表测量滤波电容C8两端直流电压12 V正常,测量三极管V13(2SC9013)的c 极电压12V正常,e极无电压。

说明此管没有导通,将三极管的ce极用表笔短接后,电机正常旋转起来。

取下V13测量已损坏,更换后故障排除。

注:要想风机通电工作,应焊下主板AC5 0V电源线,使主板停止工作,防止因水槽无水晶片空振而损坏。

电源指示灯不亮。

分析与检修:拆开机壳发现电源变压器腐蚀严重,经检查电源变压器已烧坏和保险丝,并且电路板也有被水腐蚀的痕迹。

重新更换电源变压器及保险丝。

用无水酒精清洗线路板,再用电吹风吹干。

重新将晶片JR 胶垫涂上南大703-705硅橡胶以加强密封。

待硅橡胶固化后方可使用。

此机故障是因机内受潮引起的,多数是由晶片与水槽底座之间的密封不良。

笔者每次维修更换晶片时,采用在胶垫上涂上适当硅橡胶来加强密封。

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