现在科技迅速在发展当中，本文我们为大家深入讲解氧电池的工作原理及性能检测的应用场合和氧电池的工作原理及性能检测与目前国内其他产品相比的优势，希望对大家有所帮助。

文中详细介绍氧电池的工作原理，以及如何对氧电池的性能进行全面、准确的检测。

 

 

氧电池，这里特指医用氧电池，又称氧气传感器(Oxygen sensor)、氧浓度传感器、氧气单元、氧探头、氧电极等，采用电OOM202氧电池化学原理，主要功能是用于测量混合气体的氧浓度，测量范围为：0 %～100%氧浓度，在恒定工作压力和恒定温度条件下，氧电池产生的电压值与氧浓度成正比关系，每个氧电池的输出电压在整个寿命期内基本上是稳定的。

 

图1：氧电池

 

简单来说，它的原理就是氧气参与氧化还原的电池，会发生以下电极反应： 

正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 

负极：Fe-3e-+3OH-=Fe（OH）3 

总方程式：3O2+4Fe+6H2O=4Fe（OH)3

 

当测量到的氧浓度值与设置的氧浓度值偏差较大时，机器将发出报警提示，这时可以对其进行定标校准，若仍然偏差较大，一般都是氧电池耗尽，需更换氧电池，一般氧电池使用寿命约1~3年。

 

氧电池位置一般都在病人吸气端与空氧混合器之间。如MAQUET Servo i呼吸机的气路系统：空气、氧气分别进入两个气体模块, 根据设置的潮气量、压力水平和氧浓度计算精确后送气至混合腔, 混合腔内有混合瓣搅动气流, 空气、氧气充分混合, 经氧电池监测实际氧浓度后送出。氧电池在呼吸机里仅做终末监测，本身和氧浓度控制无关。

 

 

(1)氧电池失效判断

 

观察氧浓度监测情况，如果测量值与设置值比较偏差较大，先检查氧源问题，看氧气压力（0.24～0.6MPa, 一般在0.4MPa左右）、流量（一般在120L/分钟）、氧浓度(100%) 是否正常，另外考虑空氧混合器是否正常，排除以上可能，如果氧浓度测量值与设置值比较偏差超过10%至少30s，可判断为氧电池已经失效。曾碰到一台拉斐尔呼吸机报警“气道内氧浓度过高”，查看氧浓度设置值为50%，而测量值>80%，虽然做氧电池校正通过，但值偏差仍远远＞10%，基本可判断是氧电池问题，从其它同型号呼吸机拆一个氧电池试机正常，确定系原氧电池失效。有些厂商对氧电池的检测是分别在21%、100% 氧浓度环境下测氧电池输出电压（假设分别为X、YmV），分析X/21%、Y/100% 两者偏差是否在5% 允许范围内。

 

图2：氧电池失效判断

 

如实测一个德国EnviteC公司的OOM202氧电池，置于正常空气中（21%氧浓度）输出13.9mV，置于100% 纯氧下，输出66.3mV，实际误差远低于5%，初步判断此氧电池正常。还有一种较简便的方法就是利用氧浓度测定仪核对。氧浓度测定仪一般手持带显示屏，能在数秒内测出氧气浓度，精度达1%～2%。当呼吸机氧浓度设置值与测量值差异较大，可在通气管道中接入氧浓度测定仪，观察氧浓度测定仪的测量值与呼吸机本身氧浓度设置值、测量值哪一项较一致，正常时误差不应超过5%，方便确定故障。

 

(2)氧电池的定标

 

如果氧浓度测量值与设置值比较偏差超过2%，并且为第一次出现，那么，可以尝试对氧电池实行定标，氧电池作为一种电化学传感器，随着使用时间的延长其能量不断消耗。因为氧源参数使用的每一次都不尽一样，导致氧浓度控制和监测不一致，所以实行一次定标是非常重要的，如果定标能通过，说明氧电池还没有完全失效，在这种情况下，氧电池的寿命可延长（1～4）个月。

 

一般定标的原理是：将输出氧浓度分别设定为21％和100％，然后调节氧电池增益，使测量值和设置值保持一致，如此反复多次仍无法调到21％和100％，通常说明氧电池需要更换，待两点定标完成后，在21％和100％输出范围内，多点比较氧浓度设定值与显示值，如果偏差在5％以内，说明氧电池控制和监测基本没有问题。定标通过不代表氧电池就是好的，因为大部分为两点定标：21％和100％，氧电池坏了一般情况下定标肯定通不过。

 

现在呼吸机一般都采用自动定标。如PB840 呼吸机氧电池不好会产生报警：氧浓度过高、过低（O2% HIGH、O2% LOW），或者直接报重新安装氧电池(REPLACE O2 SENSOR)。定标过程如下：

 

（1）连好呼吸机纯氧气源，然后按100% O2/CAL2分钟（纯氧定标/冲洗2分钟）键，开始定标氧电池，在该按键指示灯灭后进行下一步操作；

（2）将呼吸机氧气管与另一纯氧气源相连（如另一个医用级氧气瓶），即用此纯氧气源检查呼吸机已定标的氧电池监测功能；

（3）将氧浓度值分别设为：21%、40%、90%，并停留1分钟让测量值稳定；

（4）观察GUI 上半屏中氧浓度测量值必须分别在1分钟内稳定在与相应设置值误差3%范围内。

 

(3)兼容氧电池选择

 

一般氧电池的工作寿命通常只有一至两年，质量好的可以使用接近三年，主要随实际操作环境而有所变化，如在高氧浓度或高温状况下使用会缩短其寿命。考虑到原厂氧电池价格太贵，很多医院尝试选择兼容氧电池。氧电池的兼容选择不单单是外形大小及接口，一般兼容厂家都有产品替换目录。

 

目前氧电池兼容厂家主要有德国IT、EnviteC、美国Teledyne、英国City Technology 等公司。对市场上常见的呼吸机品牌如NPB、ohmeda、Drager、HAMILTON 等的氧电池都有相应兼容替换产品。MAQUET 呼吸机只有Servo 300、700、900 等少数部分机型氧电池是可兼容的, Servo i及Servos没有兼容的,氧电池里面带记忆芯片的( 记忆芯片内包括氧电池序列号、更换日期、有效时间等), 更换新的氧电池必须做自检, 电池的序列号及容量都能在状态栏里显示出来, 目前还没有可以替代的产品。据说MAQUET 已有超声的永久性氧电池，利用超声原理，避免氧电池作为耗材经常更换。

 

氧电池一般一两年左右即需更换，属于呼吸机耗材，而进口氧电池价格不菲，有临床科室出于节约开支目的，片面认为氧电池在呼吸机里仅做终末监测，本身和氧浓度控制无关，不用氧电池，或关闭氧浓度监测功能，其实这种做法是错误的。因为氧电池是用来检测呼吸机所输送的氧气浓度是否达标的工具。进口呼吸机虽多采用比例电磁阀，供氧一般较为准确，但一旦空氧混合器故障，为患者输送了与预置吸氧浓度（FiO2）不符的氧，可能会因长时间高浓度吸氧引起氧中毒。

 

曾有一台Drager Evita 2 dura呼吸机，氧浓度设置值45%，而测量值在75%～85%之间不稳。当时没做其它检测仅凭经验判断系氧电池失效，因当时ICU 病人较少还是对该机作停机处理。在采购到新的氧电池更换后故障依旧，后对呼吸机作全面检测，查出控制氧气比例的红宝石阀损坏漏气引起。试想, 如果我们当时认为氧浓度监测不重要, 而盲目关掉氧浓度监测功能, 继续使用呼吸机, 有可能会产生严重的后果。作为医院设备科工程师，应正确认识氧电池在呼吸机中的重要作用，定期进行相关安全性能检测，保证设备正常运行。

综上所述，本文已为讲解氧电池的工作原理及性能检测，相信大家对氧电池的工作原理及性能检测的认识越来越深入，希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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