二氧化碳培养箱是现代化医院必备设备, 可提供恒定温度及适宜的CO2体积分数, 主要用于病原生物及组织细胞的培养, 以及临床工作中肿瘤、心脑血管疾病研究、遗传工程及试管婴儿等众多领域。在医学院校的教学与科研中, 二氧化碳培养箱也得到了广泛应用[1]。目前, 我校各实验室有多种规格的二氧化碳培养箱, 既有Thermo等进口型号, 又有博讯等国产设备。各型号二氧化碳培养箱在运行中可能出现无法通过自检、CO2体积分数不准、温度控制失灵等故障, 如不及时排除将会影响正常工作。本文以国产上海博讯BC-J160-S二氧化碳培养箱 (水套红外) 为例, 对其运行过程中出现的3例故障进行分析排除, 并给出相应建议, 以为其他国产二氧化碳培养箱的维修工作提供参考。
开机后, 二氧化碳培养箱自检正常, 温控稳定, 湿度检测等均无异常, 当CO2体积分数达到5%以后, 如不打开培养箱门则CO2体积分数暂时保持稳定;如打开培养箱门则CO2体积分数上升至5%后仍然继续上升, 超过6%后出现报警音, 最高可达近10%, 无法正常使用。
CO2传感器故障、进气通路故障等均可导致CO2体积分数控制失灵。对上述方面进行分析以寻找故障原因。首先断电后再次开机, 培养箱自检正常, 进入加温及进气程序。随后, 对进气通路进行检测, 气压显示正常, 可排除该部分所致故障。初步判断故障点可能在CO2传感器和进气通路相关器件上。
首先对CO2传感器进行检测。将传感器拆卸后进行检测, 内部无明显锈蚀及损坏, 外观良好, 因无备件替换, 故通过进气和排气改变CO2体积分数进行判断。开机自检完毕后, CO2体积分数能随进气动作升高, 关机后打开培养箱门, 体积分数能逐渐下降, 初步认为CO2传感器故障可能性较小。因在1.2章节中已检测气压正常, 故下一步主要检查进气通路。拆机检测CO2进气管, 管路无明显泄露;随后检测进气阀, 该培养箱进气阀为高砂电气有限公司生产的WTB2R1/4UFH8 CO2隔膜阀, 更换备件后, 培养箱工作正常。但约15 min后又出现CO2体积分数过高报警。拆机检测CO2体积分数控制模块, 未发现问题, 维修陷入困境。遂从头开始分析, 在检查CO2钢瓶时发现, 根据厂家要求, CO2减压阀二级气压应低于0.05 MPa, 但钢瓶配套的CO2减压阀 (YQTS-711) 二级气压显示为0.1 MPa。调节气压至二级气压表显示0.03 MPa, 再次开机检测, 发现故障出现时间明显延后, 但仍有体积分数过高现象, 判断可能减压阀部分失效。更换减压阀备件, 再次开机检测, 培养箱连续工作12 h, 故障排除。
本例故障特殊之处在于, 培养箱使用中未注意调节CO2气压, 导致培养箱进气通路长期处于过压状态, 随后引起CO2隔膜阀故障。日常运行中, CO2减压阀长时间使用后减压效果降低, 导致减压后二级气压过高, 故此又加重了隔膜阀的负担, 长期形成恶性循环导致综合故障。该故障维修过程提示在日常实验室管理中, 要加强仪器设备使用培训, 确保设备正常运行[2]。
该型号二氧化碳培养箱设计了灭菌功能, 内置紫外灯, 可通过紫外线照射进行箱内消毒灭菌。按下灭菌按钮, 指示灯亮, 但开箱观察, 紫外灯不亮, 无法进行灭菌。
因培养箱温度控制、CO2体积分数控制等功能均正常, 故主要分析紫外灯模块及其控制电路部分。
分别对消毒灯控制电路和紫外灯模块进行检测。该培养箱使用了8 W T5紫外灯, 镇流模块与灯管集成在一起, 通过8字插座与培养箱内8字电源接口相连。按下灭菌按钮后, 检测培养箱内8字电源接口, 发现有220 V电压输出, 初步证明控制电路工作正常, 问题可能出在紫外灯模块上。更换同规格一体化紫外灯后, 灯管点亮, 故障消失。然而, 培养箱运行3周后使用灭菌功能故障再次出现。分析其原因在于, 该型号培养箱所采用的紫外灯未作防水处理, 为保证细胞正常生长, 培养箱内需要较高的湿度[3], 长期处于潮湿环境下导致紫外消毒灯内部镇流模块损坏。为保证该功能长期正常使用, 笔者将该紫外灯改为鱼缸用防水型紫外灯, 取得了较好效果, 长期处于高湿度环境工作下未出现故障。建议厂家在后继设备的生产中对该部分进行防水处理, 以提高设备工作的稳定性。
关闭培养箱门后仍显示“门开了”, 培养箱无法正常运行。
该二氧化碳培养箱在右侧门上方设置了微动开关, 通过关门动作按压开关, 检测培养箱门是否关闭, 故此故障排查应从该开关及其电路入手。
本着从易到难的原则, 首先对培养箱门上方的微动开关进行检测。反复进行开关门动作, 发现培养箱门左侧有一个挂钩, 该挂钩通过螺纹与门外的塑料把手相连, 由于连接松动, 导致培养箱门关闭时与箱体间隙过大, 微动开关不能按压到位, 因此相应检测电路判断培养箱门没有关好, 出现“门开了”的提示。紧固挂钩后故障消失, 工作正常。后以强力胶固定连接处, 长期使用后未见故障重现。由于该挂钩仅通过螺纹与门上的塑料件相连, 长期反复开门极易松动, 故建议厂家在后继设备生产中对此细节进行改进, 以提高设备的可靠性。
博讯BC-J160-S二氧化碳培养箱 (水套红外) 是我校日常工作中使用较多的国产设备之一, 对其出现的各种故障进行检修时, 应本着从易到难的原则进行分析, 从外围逐一排查故障以避免维修中走弯路;对于有备件的疑似损坏部件可采用替换法检测, 依据二氧化碳培养箱的工作原理, 仔细分析排查, 通常都能找到故障点。除了检修排除故障外, 建立完善的实验室管理制度, 让所有人员都熟悉仪器设备的操作规程并严格执行, 是仪器设备正常运行的重要保证。
