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。

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 3

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 3

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。

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。