德国SIGMA2-16PK离心机温度骤降故障维修

德国SIGMA2-16PK离心机可利用离心力使混合液中的悬浮 微粒快速沉淀,借以分离不同比重的各种物质成 分。在医学检验实验室中,低速离心机常作为分 离血清、血浆,沉淀蛋白质、尿沉渣的仪器,是 医学检验、教学、科研不可缺少的基础仪器。离 心萃取和样本裂解是低速离心机最重要的工作步 骤。而离心腔温度对离心萃取和样本裂解效果起 着至关重要的作用,并可直接影响检验结果和疾 病的诊断结果。由此可见,低速离心机离心腔温 度的稳定性十分重要。我中心在用的一台德国SIGMA2-16PK离心机在离心即将结束、转速开 始下降时,其离心腔温度会瞬间下降(与预设温 度相差可达 5 ~ 12 ℃)  ,进而影响检验结果的准 确性。本研究介绍德国SIGMA2-16PK离心机 的温度控制原理,并对该仪器温度骤降故障的维 修过程进行总结,以供参考。

SIGMA3k15离心机
SIGMA3k15离心机

1    温度控制原理

德国SIGMA2-16PK离心机主要由驱动系 统、制冷系统、电器控制系统及离心腔组成。其温 度控制原理为:离心腔为密闭环境,其内的转子高 速运转,转子体与空气摩擦以及机械摩擦生热,进 而使转子温度和腔内温度均升高,转子温度上升, 试管中样品的温度也随之升高 [1] ;而制冷系统利用 位于离心机后下方的压缩机的运转及围绕在离心腔 周围的蒸发器可冷却离心腔,达到冷却转子和样品 温度的目的;转子和冷却系统的相互作用使样品温 度保持在预设范围内。由此可见,样品的温度直接 与转子的温度相关 [2] 。而测量旋转中的转子实际温度 极为困难,国内外厂家均采用固定在离心腔底部的 热敏元器件间接测量转子温度和样品温度,即 t样品 =

t 离心腔 补偿 ,其中补偿与转子的类别、转速及运行时 间有关。根据样品温度要求,仪器微处理器计算所需 要的离心腔温度,并通过设定所使用的转子补偿值以 达到转子温度的要求 [3] :在运转期间显示的转子温度应在设定值的 ±2 ℃误差范围内(补偿以后值)。

2  温度骤降故障的维修

2.1  故障现象

仪器离心过程中温度平稳(保持在预设温度的 ±2 ℃误差范围内)  ;当转速开始下降时,离心腔 温度会瞬间(2 ~ 4 s)下降(与预设温度相差可达

5 ~ 12 ℃)  ,且随着转速继续下降,温度会继续下 降 1 ~ 2 ℃。

2.2  故障分析与处理

仪器能正常进行离心工作,且离心过程中温度 均符合要求,说明仪器的主板(即微处理器)是正 常的;整个离心过程中及转速下降时,压缩机均能 正常运行,持续压缩,显示有温度下降的情况,说 明制冷系统可正常工作。根据仪器的温度控制原理, 维修人员进行如下步骤维修。

首先,为了验证转子降速对显示温度的影响, 用纯水作为试液进行如下实验:调整仪器转子的降 速(仪器升速、降速均共 10 挡可调,常规降速为 8 挡)  ,发现升速、降速均为 7 挡时(见图 1)  ,  在离心运行倒计时 1 min 时显示温度开始下降,共 进行 3 次实验,温度下降情况见表 1;而后经过多 次挡位(7 挡以下) 调整,  显示温度仍有下降现象, 但并不会出现 10 ℃以下的情况,说明转子降速对 显示温度(即样品温度)存在一定影响,但不会导 致温度骤降故障。

表 1   升速、降速均为 7 挡时的温度下降情况( ℃ )

实验预设      显示温度        试液   显示温度与 试液温度与

 

温度   (即样品温度) a      温度 b   预设温度差 显示温度差

实验 1 实验 2 实验 323

 

23

10

15.7

 

16.7

3.4

17.1

 

19.9

7.6

– 7.3

 

– 6.3

– 6.6

1.4

 

3.2

4.2

注:  a 显示温度是经微处理器计算的样品温度,b 试液温度 由液体温度计测得

其次,由于温度骤降幅度过大,考虑调高预设 温度以通过初始温度补偿温度下降幅度大的情况, 并观察离心腔温度下降情况:将预设温度调至≥ 25 ℃,发现试液温度与显示温度差大于 2 ℃(见 表 2)  ,已超过误差范围,说明初始温度的高温不足以补偿温度骤降的影响。需要注意的是:实际操 作中,高温会影响样本的特性,进而影响离心萃取 和样本裂解的结果,所以该操作不能满足实际需 要;此外,调高预设温度还会造成较大的温度显示 误差,不适宜在实际操作中使用。该仪器的使用说 明书明确指出,如果离心腔温度超过 50 ℃或温度 传感器损坏, 则会报温度故障, 转子将减速或停机。 再次证明,通过调高预设温度补偿离心结束时试液 低温的方法是不可行的 [4]。

表 2   调高预设温度的温度下降情况( ℃ )

实验预设      显示温度        试液   显示温度与 试液温度与

 

温度   (即样品温度) a      温度 b   预设温度差 显示温度差

实验 1 实验 2 实验 325

 

26

28

18.6

 

20.8

19.9

15.4

 

16.2

16.6

– 6 . 4

 

– 5 . 2

– 8 . 1

3.2

 

4.6

-3.3

注:  a 显示温度是经微处理器计算的样品温度,b 试液温度 由液体温度计测得

最后,排查固定在离心腔底部的热敏元器件:  热敏元器件直接裸露在离心腔内,长时间外露会导 致其表面存在污垢或氧化老旧等情况,进而影响其 检测灵敏性,使其出现无法识别或延迟识别温度变 化的情况, 导致无法传输指令到相关功能的执行 [5]。 经检查发现,故障仪器的热敏元器件表面存在污垢,  用乙醇擦拭后,在预设温度 23 ℃,升速、降速均 为 7 挡的条件下,多次离心实验显示离心腔温度和 试液温度均能保持在 ±2 ℃误差范围内, 故障解决。

SIGMA1-16离心机
SIGMA1-16离心机

3  小结

低速离心机作为检验科的基础仪器,在医学检 验工作中的应用越来越广泛。但随着使用频率的升高 和使用年限的延长,仪器部件的老化和氧化现象也随 之增多,进而易出现故障,影响正常使用。通过本次 维修发现,日常保养对仪器的性能具有至关重要的作 用。因此,日常工作中出现样品洒落、容量过高等情 况,应及时处理,并对关键部件的日常清洁、转子的 检查进行规范管理。仪器性能的稳定性和可靠性对医 疗工作的开展至关重要,日常工作中要多观察仪器的 运行情况, 规范使用仪器, 注重保养细节, 定期检查, 同时对仪器定期计量,以保证符合实验要求。

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