檢驗(yàn)儀器故障分析與判斷

王玉平 馬 飛 趙 鵬

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)儀器是集光、機(jī)、電、微處理器為一體的電子設(shè)備，其測(cè)試原理和過(guò)程所涉及的學(xué)科較廣泛涉及到生物化學(xué)和方法學(xué)。因此，對(duì)檢驗(yàn)儀器所產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析和判斷，除了與一般電子儀器故障分析與判斷有共同點(diǎn)以外還有其自身的特點(diǎn)。

1 檢驗(yàn)儀器的工作原理和結(jié)構(gòu)

各類(lèi)醫(yī)學(xué)儀器的工作原理都有差異。心電圖機(jī)、心電監(jiān)護(hù)儀是通過(guò)電極拾取電生理信號(hào)再進(jìn)行相應(yīng)處理；醫(yī)用超聲類(lèi)儀器則是通過(guò)超聲探頭拾取臟器反射的超聲信號(hào)進(jìn)行處理；而檢驗(yàn)儀器直接測(cè)試的是人的體液，這些體液必須經(jīng)過(guò)與相應(yīng)的化學(xué)試劑進(jìn)行反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)光信號(hào)和電位差信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能顯示出結(jié)果，這點(diǎn)與一般電子設(shè)備截然不同。一般儀器的構(gòu)成由光學(xué)、機(jī)械、電子、微處理器、顯示、打印等部分組成。而檢驗(yàn)儀器除了上述幾部分之外，由于所測(cè)試的樣品為液體，故特別增加了管路和氣路系統(tǒng)。由于這些管路比較復(fù)雜，使用的各種電磁閥和泵比較多，這就使得檢驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜、涉及的技術(shù)領(lǐng)域較廣。

2 檢驗(yàn)儀器故障分析與判斷

理論分析歸納檢驗(yàn)儀器經(jīng)常出現(xiàn)故障的規(guī)律和種類(lèi)及發(fā)生的原因，對(duì)儀器故障的檢查和維修具有一定的幫助作用。對(duì)于由分離元件構(gòu)成的儀器，可根據(jù)原理圖按著功能部分的不同，逐級(jí)的、沿著不同的信號(hào)通路查找到元件。但是，隨著集成電路，貼片式元器件和雙層或多層電路板的采用，使得電路板元件分布密度增加，加之維修技術(shù)資料的匱乏，想對(duì)儀器進(jìn)行元件級(jí)維修變得相對(duì)困難，只能進(jìn)行板級(jí)維修。由于現(xiàn)代儀器絕大部分運(yùn)用數(shù)字處理技術(shù)和CPU控制，自動(dòng)化程度相對(duì)較高，且絕大多數(shù)儀器內(nèi)部都設(shè)有維護(hù)和故障診斷程序。作為醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員，要充分利用維修手冊(cè)中提供的故障樹(shù)圖和維修程序?qū)收线M(jìn)行分析判斷和排除。下面就檢驗(yàn)儀器出現(xiàn)故障的分析與判斷，做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。

2.1 硬件故障

硬件故障一般按部、級(jí)、路、點(diǎn)的順序進(jìn)行查找。部即那一部分出現(xiàn)了問(wèn)題，是電路部分、光學(xué)部分、液路部分、還是機(jī)械部分的問(wèn)題；級(jí)即那一級(jí)電路出現(xiàn)了問(wèn)題，前置放大級(jí)、A/D轉(zhuǎn)換級(jí)、信號(hào)處理級(jí)還是末級(jí)的問(wèn)題；路是指液路、氣路中的那一路或電路中的直流回路、交流回路的問(wèn)題；點(diǎn)是指具體的故障點(diǎn)，如液路、氣路中的泵、馬達(dá)、電磁閥和電路板上的哪一個(gè)元器件。硬件故障的查找要遵循先機(jī)器外部后機(jī)器內(nèi)部的原則。電路出現(xiàn)問(wèn)題首先要檢查各路電源，再檢查有關(guān)電路。一定要充分利用顯示器的故障顯示和儀器內(nèi)部的維修檢測(cè)程序進(jìn)行故障的排除。

2.2 軟故障

軟故障這里是指顯示器沒(méi)有故障顯示，檢測(cè)程序也不能診斷的故障。對(duì)于這類(lèi)故障首先要檢查軟件的問(wèn)題，比如編程是否適用，參數(shù)輸入是否正確、使用的測(cè)試方法是否合適等。

2.3 測(cè)試數(shù)值不準(zhǔn)或重復(fù)性差故障

對(duì)于此類(lèi)故障一般顯示器不能顯示故障原因，診斷程序也不能診斷。分析和診斷此類(lèi)故障，一般應(yīng)該從外部入手。首先檢查環(huán)境條件，比如環(huán)境溫度和相對(duì)濕度，外部及周邊是否有比較強(qiáng)的電磁干擾等，尤其要重視環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量參數(shù)的影響，我們?cè)啻斡龅竭^(guò)由于環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低，使測(cè)試數(shù)值不準(zhǔn)或重復(fù)性差的問(wèn)題。一般檢驗(yàn)儀器工作環(huán)境溫度要求在15～35 ℃之間。其次是對(duì)各種試劑、被測(cè)樣品、質(zhì)控物的質(zhì)量檢查，看是否過(guò)期、變質(zhì)，存放溫度是否合適，被測(cè)樣品是否放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，儲(chǔ)存環(huán)境是否符合要求等。如果以上檢查沒(méi)有問(wèn)題，對(duì)使用的儀器要進(jìn)行反復(fù)的沖洗或更換比色皿（如生化分析儀）一般可以解決問(wèn)題。如果仍然不能解決問(wèn)題，需要進(jìn)一步檢查管路是否有漏氣或漏液之處。如果有微小氣泡進(jìn)入比色皿都會(huì)出現(xiàn)測(cè)試數(shù)值不準(zhǔn)或重復(fù)性差的故障。

2.4 用檢修程序?qū)x器進(jìn)行診斷

目前使用的檢驗(yàn)儀器不但能夠自動(dòng)進(jìn)行故障報(bào)警，普遍還附帶有維修診斷程序供工程技術(shù)人員維修使用。維修程序一般提供如下一些信息：檢測(cè)的各類(lèi)數(shù)值，包括電壓和電流實(shí)時(shí)檢測(cè)值、電極狀態(tài)值、溫度、透光度等，據(jù)此判斷這些數(shù)值是否符合技術(shù)指標(biāo)要求，作為維修參考。 運(yùn)用檢測(cè)程序則可控制一些機(jī)件獨(dú)立運(yùn)行，以便確定其功能是否正常。儀器使用一段時(shí)間之后，電路和光學(xué)部件容易發(fā)生老化，測(cè)量參數(shù)容易發(fā)生偏差，造成儀器工作不正常，維修程序可提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和校正步驟，依照提示，可方便快捷地把儀器調(diào)整到最佳狀態(tài)。

2.5 檢驗(yàn)儀器日常的檢修重點(diǎn)

管路系統(tǒng)和檢測(cè)組件的故障占據(jù)了檢驗(yàn)儀器差不多80%的故障。因?yàn)檫@兩部分的組成機(jī)械零部件特別多，且小巧精密。機(jī)器運(yùn)作時(shí)，根據(jù)所要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目，在微處理器控制下很多部件會(huì)按預(yù)設(shè)程序不斷地進(jìn)行重復(fù)工作，血液和試劑等也不停地在機(jī)器內(nèi)部管道中流動(dòng)，所以很容易產(chǎn)生故障。管路系統(tǒng)的維修是一個(gè)檢查、排除、維護(hù)的過(guò)程，而檢測(cè)組件的維修多數(shù)是更換和保養(yǎng)。

2.5.1 管路系統(tǒng)的檢修 管路系統(tǒng)包括管道和運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件。檢修的地方主要包括控制吸排液的機(jī)械部件，這些機(jī)械部件常有卡住和位置錯(cuò)誤的故障，可適當(dāng)添加潤(rùn)滑劑和清潔位置傳感器。對(duì)于電磁閥控制的開(kāi)關(guān)閥門(mén)，一般都可以在維修程序中使用檢測(cè)程序進(jìn)行其功能檢查。閥門(mén)管道也要經(jīng)常檢查，看有無(wú)破裂現(xiàn)象，否則會(huì)吸入空氣，使管道內(nèi)液體帶有氣泡，相應(yīng)的傳感器無(wú)法感應(yīng)到液體，測(cè)量無(wú)法進(jìn)行。

樣品針、管徑較小的連接頭、排液管，這些地方常被沉積物堵塞，使吸、排液不暢。對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間不用的儀器，一定要注意管道內(nèi)的結(jié)晶體，尤其是接頭部分更容易產(chǎn)生結(jié)晶堵塞，使液體無(wú)法流通。同時(shí)，臨床檢驗(yàn)儀器的管路內(nèi)容易產(chǎn)生蛋白等沉積物，清洗液在管道內(nèi)停留的時(shí)間又短，有時(shí)達(dá)不到清洗的效果，須自配濃度較高的次氯酸鈉沖洗管道，防止蛋白沉積堵塞管道。

2.5.2 檢測(cè)組件的檢修 檢驗(yàn)儀器大多是采用比色法或電位差法來(lái)拾取信號(hào)，它們有以下的故障特點(diǎn)：用電極拾取信號(hào)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，主要故障是電極老化，表現(xiàn)為電極定標(biāo)不通過(guò)，檢測(cè)電極狀態(tài)值時(shí)，超出范圍，如電極經(jīng)維護(hù)后，故障依舊，必須更換電極。用比色法拾取信號(hào)的檢測(cè)組件是一套光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，主要故障是比色皿有沉積物，使透光度低；光源損壞或老化；濾光片或單色器發(fā)霉等，表現(xiàn)為空白校準(zhǔn)時(shí)，結(jié)果不為零。如是光學(xué)零部件有問(wèn)題，只能更換。由于被測(cè)樣品在檢測(cè)組件內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，更容易產(chǎn)生沉積附著物，每天都必須用清潔液或蒸餾水沖洗維護(hù)。

2.5.3 電路系統(tǒng)的特點(diǎn) 檢驗(yàn)儀器的電路結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要由微處理器和一些接口控制電路組成，除了大電流器件和前置放大板易損壞之外，其他較少出故障，只是偶爾有接觸不良的問(wèn)題。對(duì)于其它易出現(xiàn)故障的部件，有時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)電路系統(tǒng)的可調(diào)元件和機(jī)械部件來(lái)校正儀器的工作狀態(tài)，如調(diào)整光源燈的亮度、調(diào)節(jié)燈泡的位置等。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有影響的測(cè)量因子的改變，則可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)試得出數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算校正因子，以求測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

2.5.4 其它注意事項(xiàng) 對(duì)一些機(jī)械部件切忌盲目加油，否則會(huì)適得其反。對(duì)可加油潤(rùn)滑的部件應(yīng)采用先清洗的辦法，適當(dāng)加油，加油過(guò)多會(huì)引起溢滲。對(duì)于較敏感的光學(xué)部件千萬(wàn)不要擦拭或用手觸摸，以免造成永久損壞無(wú)法修復(fù)。修理過(guò)程中應(yīng)確認(rèn)所拆過(guò)管道的接口是否連接好，以免產(chǎn)生新的故障點(diǎn)，造成不必要的麻煩。更換關(guān)鍵部件后，應(yīng)該重新校正儀器，確保測(cè)量準(zhǔn)確。

總之，要熟練掌握檢驗(yàn)儀器的檢修，關(guān)鍵是要了解它的管路結(jié)構(gòu)，檢測(cè)原理，并總結(jié)其產(chǎn)生故障的一般規(guī)律，才能準(zhǔn)確、及時(shí)地解決檢驗(yàn)儀器在實(shí)際工作中出現(xiàn)的問(wèn)題。

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