西門子S2000彩超硬件啟動流程及故障處理

徐勛（通信作者），陳旭剛

中國科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院設(shè)備科 （浙江寧波 315000）

彩超設(shè)備是各醫(yī)療機(jī)構(gòu)必備的常用醫(yī)療診斷設(shè)備。西門子公司于2010年推出的S2000彩超因其無針式探頭、彈性成像、造影功能突出，且具備多功能性、自動化、三維/四維成像能力等特點(diǎn)，一度成為高端超聲領(lǐng)域的明星產(chǎn)品[1]?，F(xiàn)介紹S2000彩超的硬件構(gòu)成和啟動流程，以及常見故障處理方法。

1 硬件構(gòu)成和啟動流程

1.1 硬件構(gòu)成

S2000彩超的硬件構(gòu)成主要包括電源供電、核心電器模塊、接口、探頭和外設(shè)等部分。（1）電源供電部分：包括交流主電源單元、模擬功能電源單元、數(shù)字功能供電單元，其中交流主電源單元為設(shè)備輸入電源，模擬功能電源和數(shù)字功能電源均是由主電源對外接的220 V交流市電進(jìn)行轉(zhuǎn)換所得，主電源上有一組LED指示燈，可直觀顯示電源部分及散熱風(fēng)扇的工作狀態(tài)。（2）核心電器部分：指一系列超聲成像的核心控制及處理電路板，其中包括3塊發(fā)射/接收板、接收控制板（前級板）、連續(xù)波板、后級板、視頻接口板和實(shí)時控制板[2]。（3）外接設(shè)備及其接口部分：外接設(shè)備主要包括超聲探頭、顯示器、操作面板、DVD刻錄設(shè)備；接口部分負(fù)責(zé)核心電器與外接設(shè)備的對接和信號傳輸。

1.2 啟動流程

1.2.1 電源啟動順序

設(shè)備接上220 V交流電，開啟電源開關(guān)后，主電源開始工作并向?qū)崟r控制板和顯示器輸出220 V交流電，向模擬及數(shù)字電源模塊輸出48 V交流電，后者反饋工作狀態(tài)信號給主電源，連同風(fēng)扇的狀態(tài)顯示在主電源模塊的顯示燈上（從左到右依次是模擬模塊電源、數(shù)字模塊電源、48 V電源、主風(fēng)扇、副風(fēng)扇和交流電源風(fēng)扇的狀態(tài)）[3]；數(shù)字電源模塊輸出5 V、12 V等直流電壓到輸入輸出模塊、母板和操作面板（圖1），待開機(jī)狀態(tài)的電源供給完成，各部分等待開機(jī)信號。

1.2.2 開機(jī)信號流程

按下開機(jī)鍵，開機(jī)信號由操作面板到接口板，再到母板、視頻接口板，經(jīng)J16信號線的低電平信號到實(shí)時控制模塊，實(shí)時控制板初始化后開機(jī)反饋信號通過J21、J17信號線至視頻接口板（圖1）并向前端和電源發(fā)出開機(jī)信號，整機(jī)協(xié)調(diào)啟動。

圖1 電源啟動和開機(jī)信號流程

2 常見故障

2.1 故障1

2.1.1 故障現(xiàn)象

按設(shè)備開機(jī)鍵顯示“SIMENS”LOGO標(biāo)志，后黑屏，顯示屏無任何顯示。

2.1.2 故障分析

（1）按照啟動流程分析先檢查電源通路：接通交流電，觀察電源指示燈綠燈，開機(jī)鍵閃爍，可以判斷主電源模塊正常，模擬電源模塊和數(shù)字電源模塊、實(shí)時控制板和視頻接口板等均處于等待狀態(tài)；按開機(jī)鍵，主電源模塊上電源指示燈6個綠燈正常，說明電源主電源、模擬電源和數(shù)字電源均正常。（2）開機(jī)信號通路排查：電源問題排除后，觀察輸入/輸出板第1盞燈黃色（圖1輸入/輸出板中燈①為RM狀態(tài)指示、②為硬盤狀態(tài)指示），說明實(shí)時控制板無顯示信號輸出，即實(shí)時控制板未啟動，考慮開機(jī)信號未到達(dá)實(shí)時控制板，按照開機(jī)信號通路流程圖，短接J16強(qiáng)制開機(jī)，仍然黑屏，故障指向?qū)崟r控制板模塊。（3）各功能模塊排查：檢查實(shí)時控制板內(nèi)部線纜，顯卡內(nèi)存條，以及實(shí)時控制板與視頻接口板的連接線，故障依舊；用最小系統(tǒng)法檢查實(shí)時控制板的狀態(tài)，即斷開實(shí)時控制板與視頻接口板連接線J21、J17并短接J16強(qiáng)制開機(jī)，實(shí)時控制板單獨(dú)連接電源和顯示器，此時顯示器有白屏顯示，在啟動過程中報錯IMG29，輸入/輸出板信號燈①正常，可以排除實(shí)時控制板故障；于是推斷是前端某塊電路板損壞通過J21、J17引起了實(shí)時控制板無法啟動；考慮用隔離法屏蔽掉前端電路板的干擾，進(jìn)一步測試，接回J21、J17、J16，從發(fā)射/接收板至后級板，每塊電路板依次逐一拔出，開機(jī)觀察輸入/輸出板的實(shí)時控制板狀態(tài)和顯示器情況；經(jīng)測試，在拔出后級板時，輸入/輸出板信號燈正常，報錯IMG29，在拔出其他板時，均為開機(jī)黑屏故障。至此，鎖定后級板故障。

2.1.3 故障處理

由于后級板故障，經(jīng)母板、視頻接口板影響到實(shí)時控制板的啟動，更換后級板，故障排除。

2.1.4 小結(jié)

此故障按照開機(jī)信號流程、設(shè)備啟動過程中各模塊的啟動流程逐步判斷，運(yùn)用最小系統(tǒng)法和隔離法鎖定故障。

2.2 故障2

2.2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備使用中出現(xiàn)藍(lán)屏死機(jī)，斷電啟動可正常運(yùn)行，1周內(nèi)出現(xiàn)2～3次。

2.2.2 故障分析

設(shè)備使用中出現(xiàn)藍(lán)屏，可能的原因有：（1）電源不穩(wěn)定；（2）散熱不良；（3）金手指、連接線、插槽等接觸不良；（4）硬盤或系統(tǒng)問題；（5）某電路板不穩(wěn)定。因故障不規(guī)則發(fā)生，無法判斷故障原因，于是，先對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，清洗設(shè)備進(jìn)風(fēng)口過濾器，對設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行除塵，檢查各連接線，檢查實(shí)時控制板內(nèi)部線纜、顯卡內(nèi)存條，插拔發(fā)射/接收板、后級板、前級板、視頻接口板等。維護(hù)后，使用中故障依舊；更換硬盤，即安裝裝機(jī)調(diào)試后的備份硬盤，啟動至應(yīng)用程序加載計數(shù)至2時出現(xiàn)藍(lán)屏，發(fā)現(xiàn)備份硬盤的軟件版本號為VA10D，而在用軟件版本號為VB10B，向廠家工程師訂VB10B系統(tǒng)光盤，進(jìn)行系統(tǒng)重裝。

2.2.3 故障處理

更換硬盤并重裝升級版系統(tǒng)后，藍(lán)屏消失。

2.2.4 小結(jié)

此故障由系統(tǒng)不穩(wěn)定引起，對于不規(guī)則故障可以通過設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)重裝的方法先行排除。此案例中出現(xiàn)不同系統(tǒng)版本號問題，查看維修記錄，設(shè)備購買過保修，曾更換實(shí)時控制板，可能是實(shí)時控制模塊更換時系統(tǒng)升級至VB10B，因此保修過程中需要注意軟件版本更新，新硬件的更換特別是后處理模塊的更換需要新系統(tǒng)和驅(qū)動程序支持。

3 結(jié)束語

針對彩超設(shè)備的維修，了解其工作原理、硬件結(jié)構(gòu)非常必要。在此基礎(chǔ)上結(jié)合觀察指示燈的狀態(tài)，對故障進(jìn)行分析判斷，運(yùn)用信號跟蹤法、最小系統(tǒng)法和隔離法等技術(shù)方法逐漸縮小可能范圍，逐一排除后最終確定故障原因，并進(jìn)行故障處理[4]。對保養(yǎng)和修復(fù)后的設(shè)備及時記錄處理內(nèi)容，特別是軟件、硬件的更換升級和軟件系統(tǒng)的備份，為日后預(yù)防性維護(hù)和維修提供參考。