電磁干擾及其對(duì)醫(yī)療儀器設(shè)備的影響與對(duì)策

隨著醫(yī)療儀器設(shè)備現(xiàn)代化程度的進(jìn)一步提高，由于干擾致使儀器設(shè)備不能正常工作，同時(shí)有損系統(tǒng)的現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)2.4G時(shí)，可以損壞集成電路；如果磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到0.03G時(shí)，可以使無(wú)屏蔽的儀器設(shè)備誤動(dòng)作。為了有效地抑制干擾，提高儀器設(shè)備工作的可靠性，在基層維修人員中宣傳、普及抗電磁干擾知識(shí)，特別是抗電源線上的電磁干擾知識(shí)尤為重要。本文就其進(jìn)行重點(diǎn)討論，誠(chéng)望有所裨益。

1 干擾

1.1 干擾的方式

干擾分為差模干擾、共模干擾和串模干擾。差模干擾又叫常模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ(chēng)干擾，它是指疊加在線路電壓正弦波上的干擾，是載流導(dǎo)體之間的干擾。如電網(wǎng)的過(guò)欠壓、瞬態(tài)突變、尖峰等。共模干擾又叫縱模干擾、不對(duì)稱(chēng)干擾和接地干擾，它是指產(chǎn)生于電網(wǎng)與零線之間的干擾，是載流導(dǎo)體與大地之間的干擾，是由輻射或干擾耦合到電路中來(lái)的。如尖峰干擾、射頻干擾、零線與地線間的穩(wěn)態(tài)電壓等。串模干擾是指外界磁場(chǎng)電場(chǎng)引起的干擾。如變壓器漏磁、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)引起的干擾等。

1.2 干擾的類(lèi)型

電源干擾的類(lèi)型包括電壓降落（如重載接通造成電網(wǎng)電壓下降）、失電（如雷電、變壓器故障或其它因素造成的短時(shí)停電）、頻率偏移（如區(qū)域性電網(wǎng)故障或發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定等）、電氣噪聲（如開(kāi)關(guān)電源或大功率逆變?cè)O(shè)備等產(chǎn)生的電磁騷擾、無(wú)線電信號(hào)、電廠或工業(yè)電弧等）、浪涌（如突然減輕負(fù)載、變壓器抽頭不當(dāng)?shù)龋⒅C波失真（如整流、變頻調(diào)速和開(kāi)關(guān)電源的工作）和瞬變（如雷擊、大功率開(kāi)關(guān)的切換、對(duì)電感性負(fù)載的切換）等。

l.3 干擾對(duì)醫(yī)療儀器設(shè)備的影響

心腦電圖機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷儀、針灸電療儀或銀針直接接觸人體的儀器設(shè)備等，特別是檢測(cè)人體生物電信號(hào)的儀器設(shè)備，由于信號(hào)非常的微弱，如果受到干擾，就會(huì)在檢測(cè)結(jié)果如波形、圖形、圖像上疊加一種類(lèi)似于某些病變的畸變?cè)斐烧`診，同時(shí)還會(huì)引起微電擊，嚴(yán)重時(shí)還有生命危險(xiǎn)。如果是帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備，當(dāng)共模干擾中的尖峰干擾幅度達(dá)到2V～50V，時(shí)間持續(xù)數(shù)微秒時(shí)，可引起計(jì)算機(jī)邏輯錯(cuò)誤、信息丟失等。強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)使顯像管、X線影像增強(qiáng)管顯示圖象變形失真；加速器射線偏移；計(jì)算機(jī)磁盤(pán)、磁卡記錄數(shù)據(jù)破壞；呼吸機(jī)工作失靈；心臟起博器工作失效等。

2 抑制干擾的常用方法

2.1接地

在闡述接地之前，必須弄清地線與零錢(qián)、保護(hù)接地和保護(hù)接零的基本概念。即：地線是指連接地球通向大地的金屬連接線，而零線是我國(guó)電力部門(mén)提供的工作線路；保護(hù)接地是將儀器設(shè)備的金屬外殼接上地線，在外殼由于干擾引起帶電時(shí)，電流沿地線流入大地，達(dá)到保護(hù)人身和儀器設(shè)備安全的目的。而保護(hù)接零是將儀器設(shè)備的金屬外殼與電源的零線連接起來(lái)，在短路時(shí)，立即燒斷保險(xiǎn)，以達(dá)到切斷電源的目的。在這個(gè)問(wèn)題上，不少基層維修人員概念模糊不清，甚至混為一談，必須予以區(qū)別。

2.1.1 儀器設(shè)備的信號(hào)接地

①浮地 把電路的“零”電位或設(shè)備的“零”電位與公共接地系統(tǒng)，或可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線絕緣，即不接地，使此“零”電位相對(duì)于大地的零電位來(lái)說(shuō)是個(gè)懸空的“零”電位。常用的方法有變壓器隔離和光電耦合隔離。浮地的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是靜電積累。當(dāng)電荷積累到一定程度后，在設(shè)備地與公共地之間的電位差可能引起劇烈地靜電放電，而成為破壞性很強(qiáng)的騷擾源。解決的方法是在浮地與公共地間跨接泄放電阻、阻值的大小以不影響設(shè)備漏電流的要求為宜。

②單點(diǎn)接地 電路和設(shè)備中凡需要接地的點(diǎn)都接到被定義的只有一個(gè)物理點(diǎn)為接地參考點(diǎn)的點(diǎn)上就稱(chēng)為單點(diǎn)接地。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)如果采用單點(diǎn)接地，每個(gè)設(shè)備都要有自己的單點(diǎn)接地點(diǎn)，然后各設(shè)備的地再與系統(tǒng)中唯一指定的參考接地點(diǎn)相接。缺點(diǎn)是系統(tǒng)工作頻率很高時(shí)呈某種電抗效應(yīng)，引起接地效果不佳。

③多點(diǎn)接地 多點(diǎn)接地是指設(shè)備中凡需接地的點(diǎn)，都直接接到離它最近的接地平面（底板、專(zhuān)用接地母線等）上。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，高頻駐波小。缺點(diǎn)是維護(hù)量（銹蝕、松動(dòng)）較大。

④混合接地 集單點(diǎn)和多點(diǎn)接地之長(zhǎng)，把需要就近接地的點(diǎn)，就近直接與接地平面相連或?qū)π枰哳l接地的點(diǎn)，通過(guò)旁路電容與接地平面相連接，其余各點(diǎn)均采用單點(diǎn)接地。流通信號(hào)波長(zhǎng)低于0.05λ時(shí)采用單點(diǎn)接地，接地線長(zhǎng)度達(dá)到 0.05λ以上的就應(yīng)采用多點(diǎn)接地。

2.1.2 儀器設(shè)備的接大地

①儀器設(shè)備的接大地 在實(shí)用中除儀器設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)接地外，還要將儀器設(shè)備的信號(hào)地、機(jī)殼和大地接在一起，并以大地作為儀器設(shè)備的接地參考點(diǎn)，從而保證了人身安全和電路工作的穩(wěn)定。

②接大地的方法 接地電阻的大小是衡量接大地的有效性的重要指標(biāo)。它取決于接地電極的制作方式和大地自身的性質(zhì)。通常由于地下金屬管道（如自來(lái)水、暖氣、天然氣管等）與大地有較大的接觸面積，其接地電阻較小，人們習(xí)慣把它作為接地電極。值得注意的是流入管道的故障電流和雜散電流會(huì)對(duì)管道檢修人員造成傷害。有些暖氣管道架設(shè)在地下溝道中，與大地接觸不良是不宜用來(lái)接地。煤氣管道、液體燃料管（如石油管），有爆炸性的氣管以及電力線的零線等，則絕對(duì)禁止用來(lái)接地，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

正確的接大地方法是自行埋設(shè)接地電極。先在地面潮濕處，挖一深度為兩米以上的坑，放入一根焊有導(dǎo)線直徑為1cm～2cm，長(zhǎng)為2 M～４Ｍ的銅棒（特殊情況可多根互連成網(wǎng)），然后理上濕土，把導(dǎo)線露出地面。如果土質(zhì)干燥。可在銅棒周?chē)钜赃m量的食鹽和水以降低接地電阻，其接地電阻一般可小于4Ω。

醫(yī)學(xué)儀器設(shè)備的接地必須根據(jù)具體儀器設(shè)備分別對(duì)待，如心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)、胃電圖機(jī)、B超等必須單機(jī)分別接入大地，千萬(wàn)不要接在同一個(gè)地方。特別是不要與X線機(jī)、CT、MRI等接地線接在同一點(diǎn)上，否則會(huì)通過(guò)地線引起極強(qiáng)的干擾，導(dǎo)致無(wú)法正常工作。

2.2 屏蔽

為了有效地抑制設(shè)備內(nèi)、外部的輻射電磁能通過(guò)空間傳播的電磁干擾，通常采取的措施，是屏蔽。具體有電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)屏蔽三種。實(shí)踐證明：對(duì)帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的儀器設(shè)備，采用屏蔽計(jì)算機(jī)主機(jī)的方法對(duì)電磁干擾和靜電產(chǎn)生的干擾有很好的抑制作用。用不同的屏蔽方式和材料其效果也各不相同。例如：對(duì)1MHz的干擾，若用金屬網(wǎng)屏蔽，屏效可達(dá)40dB,單層鐵皮屏蔽，屏效可達(dá)60dB，用雙層鐵網(wǎng)屏蔽，屏效可達(dá)100dB。