医疗设备电气控制线路的各种隔离与技术措施分析

医疗设备电气控制线路的各种隔离与技术措施分析

医院是我国社会发展过程中的重要组成部分，关系到我国民生问题和社会内部的稳定性，更是保证我国居民正常工作生活的基础，就当前我国的医疗体制发展情况来看，其整体正向着信息化、统一化、公共化方向发展，其中以信息化的发展进程之快最为抢眼。医疗体制信息化发展的重要基础是电气设备，保证医疗电气设备正常持久运转不仅仅是医疗机构开展日常工作的基础更是医疗信息化的前提，要保证医疗电气设备的有效运行就要降低外界或内部的各种干扰，对控制线路采取隔离技术是其中一个重要方式。

标签：医疗设备；电气控制线；隔离；技术

随着社会体制的不断发展，医疗电气设备已经成为各大医疗机构的组成基础，随着医疗机构内部信息化网络的完善，医院内部计算机系统体系的确立，医疗设备也越来越明显得显示出其多样化的特点，随着医院内部的电气设备越来越多就不可避免一个问题——电气设备之间、电气设备内部产生的干扰现象，如DST，磁共振，CT等电气设备是医疗诊断的必要前提，在工作中需要一个稳定的工作环境，而来自电气设备内部或外部的噪声干扰、信号干扰也成了医疗工作中的“小毛病”，要想治愈这个“小毛病”我们就要找对方法，对电气设备控制线采用隔离技术就是一种有效的抗干扰的方式。

1 控制线隔离技术——信号隔离技术

信号隔离技术是控制线隔离技术中的一种，其作用原理是将干扰信号的产生源——电通路给隔离，从而减少因为电磁作用、电流作用等所引起的声音干扰或信号干扰，而是使用信号传输方式来完成操作现场与控制系统之间的联系。信号隔离技术主要有：脉冲变压隔离法、继电隔离法、布线隔离法以及光电隔离法。

1.1 脉冲变压隔离法

脉冲变压隔离法是采用脉冲式变压器装置作为脉冲式信号的隔离控制组件，脉冲式变压器之所以可以被用作于电气设备的隔离组件是因为该种变压器内电线的匝数较少，变压器内一次烧、二次烧组均缠绕于铁氧体的磁芯两侧，这种技术会使变压器的分布电容较小，仅仅是几pF，因此该类型变压器可以被用作于脉冲式信号的隔离组件。脉冲式变压器在传入、输出脉冲式信号这个过程中不传输直流分量，而PLC所使用的控制设备在输入、输出信息这一过程中所采用的信号模式是数字量形式信号，对直流分量形式的传递不做要求，所以脉冲变压隔离法能在医疗系统中得到较为广泛的应用。

1.2 继电隔离法

继电隔离法的使用原理是因为继电器内部的触电与线圈不是通过电气方式来进行连接的，所以在继电器内部线圈接收信号时同时可以利用继电器内部的触

电来传送和发出控制信号，这样就能够有效地避免弱电信号和强电之间直接接触，从而实现了干扰隔离这一目的。

1.3 布线隔离法

布线隔离法是指将容易滋生噪声干扰的控制线路与微弱的信号电路相互分开，使两个线路不产生接触并且保证两者具有一定的有效距离。布线隔离法的基本内容是较强的电控制线、电源控制线必须要与信号控制线相互分开设置，并保证两个之间具有一定的有效距离。在配线和布线过程中要注意区分直接电源线、交流电源线、数字式信号线、模拟式信号线、负载驱动线等，总体来说降低干扰的最佳效果是控制线之间无限远、信号线长度无限小，但受实际环境所限无法做到这一点，因此在实际操作中只要保证线路间隔、长度设置不会产生干扰即可。

1.4 光电隔离法

光电隔离法的作用原理是在不采用以电路为信号传播媒介的条件下，用光做为信号传播的主要媒介达到电气设备与主控制系统之间的相互交流目的。电是噪声、干扰信号等干扰源的产生之源，因此将电隔绝于外就能有效降低电气运作时产生的噪声污染、信号干扰等情况。光信号传播方式有着诸多优良的特点，如信号保真度高、信息传递线路更安全、信号的辨别力好、使用寿命长、传播速度快等等一系列优质特点，因此光电隔离法已经推出就受到了各大医疗机构的青睐，并且光电隔离法所使用的设备体积小、操作简单、抗干扰力强，这使其在有强弱接口的电气设备中颇受欢迎，在微机控制系统的前、后信息通道中更是应用广泛。

2 控制线隔离技术——电源系统隔离技术

电源是电干扰和电磁干扰的主要来源，也是电气系统中必不可少的组成元件，因此如何使用正确的方式方法在电源电路处进行隔离处理也是电气设备的控制线隔离技术所面临的一个难题，同样也是一个必经的发展阶段。电源中电干扰的主要来源是电源设备内部的变压器系统，为了能够降低电源所产生的电干扰一般在电气设备内部采用隔离变压器这一方式，而且要求隔离变压器要比普通变压器大一点二倍到一点五倍。在使用过程中需对隔离变压器进行良好的接地设置，变压器内的次级线圈的连接线要采用双绞线形式，这样能够有效降低变压器在工作时产生的电干扰，如果医院条件允许应在电源输入、输出线路中加入滤波装置，其抗干扰效果则会更好。

2.1 交流电源供电系统隔离法

交流电源中存在着诸多电干扰源，如交流电源在工作时产生的数量巨大的谐波、高频波、雷击浪涌等一系列干扰噪声，所以在以交流式电源为主要供电设备的电气系统中其电源系统均应该采取抗干扰措施，隔离电源变压器就是一个较为有效的电源抗干扰装置，该装置能够有效地防止电源工作中由电流产生的噪声干扰。隔离电源变压器的运作原理是在电压器内部的加入了隔离层，并且变电器内部结构做了相应的调整，之所以一般的交流变器不论如何概念其内构都无法达到

这种效果是因为即使使变压器内的一次烧和二次烧组件绝缘不产电流流动，但由于交流电流的作用变压器中会有分布电容（铁心与烧组之间，烧组与烧组之间，层匝之间以及引线与引线之间）存在，这样交流电网之中就会有电容耦合存在，从而产生噪声。因此采用隔离电压变压器才能有效对交流电源进行有效的噪音隔离。

2.2 直流电源供电系统隔离法

直流电源供电系统虽然与交流电源供电系统比起来在工作过程中产生的噪声较小，而且直流电产生的噪声污染也比较好控制，但在工作中如对直流电源供电系统不加以控制和预防其产生噪声也会有较明显的影响作用。直流电源供电系统内部产生干扰主要来自直流电源系统中的子系统，各个子系统之间相互的作用影响或是子系统内部自身的影响，导致直流供电系统产生噪声，要想对直流电源供电系统做噪声隔离就要在直流变压器中的各个子系统间添加隔离膜，或者直接采用隔膜变压器也能有效降低直流变压器在工作是产生的噪声。

3 总结

随着医院信息化进程的不断加快，电气系统已经成为医院开展医疗工作的重要基础，要想持久有效地发展我国的医疗体制就必须营造一个良好稳定的医院内部工作环境，其中电气设备的降噪抗干扰工作则是一项较为重要的日常工作，在对医院电气系统进行隔离处理时要根据不同电气设备的不同电气特点而有针对性的采用隔离技术，使其发挥出最大的降噪抗干扰的作用。

参考文献

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