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高频电刀测量不确定度评定及常见故障分析
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摘要：本文旨在探讨高频电刀测量不确定度的评定方法，并对计量检测中常见的问题进行深入分析。首先，介绍了高频电刀测量不确定度的评定方法。其次，通过对高频电刀输出功率和高频漏电流的测量模型进行分析，确定了不确定度的主要来源。最后，详细分析了高频电刀计量检测中常见的问题，并提出了相应的解决方案。
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高频电刀是一种电外科手术器械，它能够部分替代传统的机械手术刀，用于组织切割，为手术操作带来了便利。其工作原理为：高频电流与生物组织接触时可使生物产生局部的热效应，实现对生物组织的分离和凝固，从而达到切割和止血的目的。作为现代医疗手术的重要设备，高频电刀的精确性和稳定性对手术质量至关重要。在高频电刀测量过程中，不确定度的评定至关重要。测量不确定度反映了测量结果的可靠性和精确度，对于高频电刀的性能评估和校准具有决定性作用。另外，在计量检测过程中，设备精度不足、环境干扰等问题都可能影响测量结果的准确性。本文旨在深入分析高频电刀测量不确定度的评定方法，并探讨高频电刀检测中常见故障的产生原因及解决方案。
1、输出功率测量不确定的评定
1.1 测量依据
JJF 1217—2009《高频电刀校准规范》。
1.2 被测对象
高频电刀（上海沪通电子有限公司），型号为GD350-B；额定输出功率：单极纯切350 W(500Ω），工作频率：0.512 MHz。
1.3 环境条件
环境温度为15～30℃；相对湿度不大于80%；供电电源电压为（220±11)V，频率为（50±1)Hz；周围无影响正常工作的机械振动及电磁干扰。
1.4 测量标准器
高频电刀分析仪的计量特性：测量范围为输出功率（1～500)W，电流（0～2200)mA；功率最大允许误差为±5%读数或±1 W，电流最大允许误差为±2%读数或±10 mA。
1.5 测量方法
在校准环境条件符合要求的情况下，依据JJF 1217—2009《高频电刀校准规范》中输出功率设定值误差的校准方法，在高频电刀单极切割的模式下输出100 W功率，调节好高频电刀分析仪，在高频电刀分析仪上读取功率值。被检测仪器与检测装置连接如图1所示。
图1 单极输出功率测量
1.6 测量模型
式中，P被为被测量的高频电刀输出功率，W;P标为测量标准器高频电刀质量分析仪显示值，W;δ为输出功率误差。
灵敏系数：
1.7 标准不确定度的来源
高频电刀输出功率测量不确定度主要来源有高频电刀质量分析仪重复测量引入的标准不确定度，高频电刀质量分析仪示值误差引入的不确定度分量，高频电刀质量分析仪功率分辨力引起的标准不确定度。
1.8 输出功率标准不确定度分量
1.8.1 测量重复性引入的标准不确定度
采用A类评定方法。一台高频电刀在单极切割的条件下输出100 W功率，重复输出10次，在高频电刀质量分析仪上得到的测量值，见表1。
表1 输出功率测量值
按实验标准偏差表征重复性测量不确定度：
1.8.2 高频电刀质量分析仪示值误差引入的标准不确定度
采用B类评定方法。根据仪器说明书中技术参数可知，功率测量精度为读数的±5%，测量值为100 W，假设均匀分布，，则：
1.8.3 高频电刀质量分析仪功率的分辨力引入的标准不确定度
高频电刀质量分析仪功率分辨力为1 W，因为高频电刀质量分析仪是数字显示仪器，则半宽度为0.5 W。假设均匀分布，，则：
1.8.4 不确定度分量汇总
各不确定度分量的汇总见表2。
表2 不确定度分量汇总表
由于重复性引入的不确定度大于功率分辨力引入的不确定度，按照取大舍小原则，舍去功率分辨力引入的不确定度。
1.9 合成标准不确定度
以上各标准不确定度分量独立无关，则：
1.1 0 扩展不确定度
取k=2，得U (P)=k×uc(P)=2×2.91W=5.82W，则相对扩展不确定度为：
2、高频漏电流不确定度评定
2.1 测量方法
依据JJF 1217—2009《高频电刀校准规范》，在高频电刀单极切割模式的最大输出功率下，调节好高频电刀质量分析仪，在高频电刀质量分析仪上读取高频漏电流。被检测仪器与检测装置连接如图2所示。
图2 高频漏电流
2.2 数学模型
式中，I为高频电刀输出功率，mA;Ii为高频电刀质量分析仪显示值，mA。
2.3 高频漏电流不确定度分量
2.3.1 由测量重复性引入的相对不确定度
采用A类评定方法。一台高频电刀在单极切割最大输出功率的条件下重复输出10次，在高频电刀质量分析仪上得到的测量值分别为65 mA、63 m A、65 mA、64 mA、65 mA、63mA、65 mA、63 m A、63 mA、65 m A。
按实验标准偏差表征重复性测量相对不确定度：
2.3.2 由高频电刀质量分析仪引入的相对不确定度
采用B类评定方法。根据仪器说明书中技术参数可知，电流测量的精度为读数的2%，按均匀分布，，则：
2.4 合成相对不确定度
以上各量独立无关，则：
2.5 相对扩展不确定度
取k=2，则：
3、不确定度评定报告
测量范围：0～400 W,Urel(P)=6.0%,k=2。
测量范围：0～2200 mA,Urel(I)=3.0%,k=2。
4、高频电刀常见故障分析
4.1 使用高频电刀切割时会伴随着火花
1）故障原因分析：设置的切割功率过高导致。
2）故障处理：建议参考电极盒的调节表，根据实际的切割情况选择适合的切割功率进行使用，以确保手术的顺利进行。值得注意的是，切割功率设置过低则会导致电极与组织粘连。
4.2 设备开启后显示屏无任何反应
1）故障原因分析：设备未能接收到主电源供应。具体原因：外接电源插座未通电或电压不足；电源线插头未插紧或连接不良；电源开关损坏或功能失效；保险丝松动或熔断。
2）故障处理：检查外接电源，确保有稳定的交流220 V电压供应；重新插紧电源插头，确保连接稳固；维修或更换损坏的电源开关；拧紧或更换同型号、同容量的保险丝，若更换后仍然熔断，则可能是设备内部存在故障。
4.3 开机后设备发出报警提醒
1）故障原因分析：这通常与极板回路有关。具体原因：极板电缆插头未正确插入设备接口；极板电缆线路断裂或脱落；极板插座内的金属簧片与电缆接触不良；对于粘贴式极板，可能没有夹紧极板柄部的导体；若以上原因都排除，则可能是设备内部电路问题。
2）故障处理：确保极板电缆插头已正确、紧密地插入设备；更换损坏的极板电缆或修复断裂部分；调整极板插座内的簧片，使其与电缆接触良好；对于粘贴式极板，确保极板柄部导体被牢固夹紧；若问题依然存在，可能需要进一步检查设备内部的振荡电路等部件。
参考文献:
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文章来源:谢发辉,邱志彬.高频电刀测量不确定度评定及常见故障分析[J].品牌与标准化,2024,(06):281-283.
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期刊名称：医疗装备
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创刊时间：1987年
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