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医疗气体湿度控制

更新时间:2023-02-02   点击次数:367次

 医疗气体湿度控制
医疗行业病人护理所使用的压缩空气和气体必须是清洁的和消毒过的。监控气体中主要致污物的浓度指标具有生死攸关的重要性。如果不对浓度进行监控,将会损坏病人的健康。这些致污物包括气体中的一氧化碳和二氧化碳,氮氧化物,油和水蒸气。

水蒸气情况下,有两个现象需要慎重对待。一是气体系统中潜在的冷凝,会导致对关键器械中水液体的干扰,以及对气体系统部分的潜在腐蚀。第二,有害细菌喜好在高湿度的场合繁殖,过多的水蒸气冷凝对细菌的生长有推波助澜的作用,因而会危及呼吸医用气体的病人。

当水与干燥空气接触时,水就会逐渐蒸发混合到干燥空气中去,因此湿空气可以看作是干空气与水蒸气的混合物。湿空气中水蒸汽分压越高,说明水蒸气的含量越高。但在一定温度、一定压力下,一定体积的干空气中只能容纳一定数量的水蒸汽。湿空气中水蒸气含量最高的状态称为饱和状态。此时湿空气中的水蒸汽分压近似等于该温度和压力下水的饱和蒸汽压。饱和湿空气稍一受压或温度略有降低都会有冷凝水析出。
离开后冷却器的空气通常是饱和的。分离器内有冷凝水就说明了这一点。因此空气温度有任何的降低,就会产生冷凝水。
湿度——湿空气中水蒸气重量与湿空气体积之比。
绝对湿度——1m3湿空气中所含的水蒸气重量。
相对湿度(φ)——在一定总压下,湿空气中水蒸气的分压( Ps)与同温度下水的饱和蒸汽压(Pb)之比。即φ= Ps / Pb 。
当Ps=0时,φ=0称为干空气;当Ps = Pb时,φ=1称为饱和空气。


相对湿度与湿空气中水蒸气的分压及同温度下水的饱和蒸汽压有关,也可以说与湿空气的总压(P)及温度(t)有关。水的饱和蒸汽压是温度的函数。温度越低,水的饱和蒸汽压也越低。尽管湿空气中水蒸气的含量(分压 Ps)不变,随着湿空气温度的降低,饱和蒸汽压(Pb)也逐渐降低,最后可使相对湿度上升到φ=1,即达到饱和状态,甚至析出冷凝水。
露点就是湿空气在水蒸气分压力不变的情况下被冷却到饱和状态时的温度。湿空气压力不变,露点温度越低则说明气体的湿度越低。
湿含量(χ)——湿空气中水蒸气质量与干空气质量之比。
当湿空气达到饱和状态时,有
Pb = Pχ/(Ms/Mg +χ);
式中:
Ms 、Mg —— 分别为水蒸气和干空气的分子量。Ms/Mg = 0.662 。
P —— 湿空气的绝对压力,Pa。
测得露点温度后,可从饱和蒸汽表中查得此露点温度所对应的饱和蒸汽压Pb,然后可利用上式算出空气的湿含量χ。
如要求标准状态空气的含水率不大于60mg/m3,即χ≤ 0.0000464。
当湿空气绝对压力为1大气压(P =101325 Pa)时,由上式可算得:
Pb = 101325×0.0000464/(0.662 +0.0000464)= 7.1 Pa
从饱和蒸汽表中查得此饱和蒸汽压Pb所对应的露点温度约为 –37℃左右。
当湿空气绝对压力为9大气压(P =911925 Pa)时,由上式可算得:
Pb = 911925×0.0000464/(0.662 +0.0000464)= 63.9 Pa
从饱和蒸汽表中查得此饱和蒸汽压Pb所对应的露点温度约为 –25℃左右。
法规
2002年欧洲的医疗质量部在法国的斯堡颁布了欧洲医药法规,包括专业论述并推荐测定医用气体中水分含量的方法,规定允许的水分含量标准最大为67ppm 。

测量技术
欧洲医药法规专论建议使用电解湿度仪和水蒸气检测管路(气体/救护管路)测定水分含量。然而实践中,采用密析尔仪表公司的MDM300便携式露点仪测定湿度的用户正在不断增加。因为较之上述两种技术,仅重3kg的MDM300精度更高,操作更简易,携带更方便。此外,MDM300便携式露点仪对医院用户服务部提供了可溯源到国家和国际的湿度标准。从而,医疗行业的用户对自己的测量具有充分的可信性。MDM300便携式露点仪的标准配置功能可在10分钟内测量到67 ppm,由此可记录医院周围诸多测试点的数据,简化了对所使用的气体质量检验的全过程。

主要用户
Ashford医院,Bedford科学院, Lister医院,Norfolk和Norwich医院, Northampton综合医院,Hospital, SHJ医用管道, St James 大学医院,West Suffolk 医院