檢驗儀器故障分析與判斷

王玉平 馬 飛 趙 鵬

現代醫學檢驗儀器是集光、機、電、微處理器為一體的電子設備，其測試原理和過程所涉及的學科較廣泛涉及到生物化學和方法學。因此，對檢驗儀器所產生的故障進行分析和判斷，除了與一般電子儀器故障分析與判斷有共同點以外還有其自身的特點。

1 檢驗儀器的工作原理和結構

各類醫學儀器的工作原理都有差異。心電圖機、心電監護儀是通過電極拾取電生理信號再進行相應處理；醫用超聲類儀器則是通過超聲探頭拾取臟器反射的超聲信號進行處理；而檢驗儀器直接測試的是人的體液，這些體液必須經過與相應的化學試劑進行反應，再經過光信號和電位差信號進行轉換，才能顯示出結果，這點與一般電子設備截然不同。一般儀器的構成由光學、機械、電子、微處理器、顯示、打印等部分組成。而檢驗儀器除了上述幾部分之外，由于所測試的樣品為液體，故特別增加了管路和氣路系統。由于這些管路比較復雜，使用的各種電磁閥和泵比較多，這就使得檢驗儀器的結構相對比較復雜、涉及的技術領域較廣。

2 檢驗儀器故障分析與判斷

理論分析歸納檢驗儀器經常出現故障的規律和種類及發生的原因，對儀器故障的檢查和維修具有一定的幫助作用。對于由分離元件構成的儀器，可根據原理圖按著功能部分的不同，逐級的、沿著不同的信號通路查找到元件。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，加之維修技術資料的匱乏，想對儀器進行元件級維修變得相對困難，只能進行板級維修。由于現代儀器絕大部分運用數字處理技術和CPU控制，自動化程度相對較高，且絕大多數儀器內部都設有維護和故障診斷程序。作為醫學工程技術人員，要充分利用維修手冊中提供的故障樹圖和維修程序對故障進行分析判斷和排除。下面就檢驗儀器出現故障的分析與判斷，做一個簡單介紹。

2.1 硬件故障

硬件故障一般按部、級、路、點的順序進行查找。部即那一部分出現了問題，是電路部分、光學部分、液路部分、還是機械部分的問題；級即那一級電路出現了問題，前置放大級、A/D轉換級、信號處理級還是末級的問題；路是指液路、氣路中的那一路或電路中的直流回路、交流回路的問題；點是指具體的故障點，如液路、氣路中的泵、馬達、電磁閥和電路板上的哪一個元器件。硬件故障的查找要遵循先機器外部后機器內部的原則。電路出現問題首先要檢查各路電源，再檢查有關電路。一定要充分利用顯示器的故障顯示和儀器內部的維修檢測程序進行故障的排除。

2.2 軟故障

軟故障這里是指顯示器沒有故障顯示，檢測程序也不能診斷的故障。對于這類故障首先要檢查軟件的問題，比如編程是否適用，參數輸入是否正確、使用的測試方法是否合適等。

2.3 測試數值不準或重復性差故障

對于此類故障一般顯示器不能顯示故障原因，診斷程序也不能診斷。分析和診斷此類故障，一般應該從外部入手。首先檢查環境條件，比如環境溫度和相對濕度，外部及周邊是否有比較強的電磁干擾等，尤其要重視環境溫度對測量參數的影響，我們曾多次遇到過由于環境溫度過高或過低，使測試數值不準或重復性差的問題。一般檢驗儀器工作環境溫度要求在15～35 ℃之間。其次是對各種試劑、被測樣品、質控物的質量檢查，看是否過期、變質，存放溫度是否合適，被測樣品是否放置時間過長，儲存環境是否符合要求等。如果以上檢查沒有問題，對使用的儀器要進行反復的沖洗或更換比色皿（如生化分析儀）一般可以解決問題。如果仍然不能解決問題，需要進一步檢查管路是否有漏氣或漏液之處。如果有微小氣泡進入比色皿都會出現測試數值不準或重復性差的故障。

2.4 用檢修程序對儀器進行診斷

目前使用的檢驗儀器不但能夠自動進行故障報警，普遍還附帶有維修診斷程序供工程技術人員維修使用。維修程序一般提供如下一些信息：檢測的各類數值，包括電壓和電流實時檢測值、電極狀態值、溫度、透光度等，據此判斷這些數值是否符合技術指標要求，作為維修參考。 運用檢測程序則可控制一些機件獨立運行，以便確定其功能是否正常。儀器使用一段時間之后，電路和光學部件容易發生老化，測量參數容易發生偏差，造成儀器工作不正常，維修程序可提供標準數據和校正步驟，依照提示，可方便快捷地把儀器調整到最佳狀態。

2.5 檢驗儀器日常的檢修重點

管路系統和檢測組件的故障占據了檢驗儀器差不多80%的故障。因為這兩部分的組成機械零部件特別多，且小巧精密。機器運作時，根據所要進行的測試項目，在微處理器控制下很多部件會按預設程序不斷地進行重復工作，血液和試劑等也不停地在機器內部管道中流動，所以很容易產生故障。管路系統的維修是一個檢查、排除、維護的過程，而檢測組件的維修多數是更換和保養。

2.5.1 管路系統的檢修 管路系統包括管道和運動機械部件。檢修的地方主要包括控制吸排液的機械部件，這些機械部件常有卡住和位置錯誤的故障，可適當添加潤滑劑和清潔位置傳感器。對于電磁閥控制的開關閥門，一般都可以在維修程序中使用檢測程序進行其功能檢查。閥門管道也要經常檢查，看有無破裂現象，否則會吸入空氣，使管道內液體帶有氣泡，相應的傳感器無法感應到液體，測量無法進行。

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。對于較長時間不用的儀器，一定要注意管道內的結晶體，尤其是接頭部分更容易產生結晶堵塞，使液體無法流通。同時，臨床檢驗儀器的管路內容易產生蛋白等沉積物，清洗液在管道內停留的時間又短，有時達不到清洗的效果，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 檢測組件的檢修 檢驗儀器大多是采用比色法或電位差法來拾取信號，它們有以下的故障特點：用電極拾取信號，結構較簡單，主要故障是電極老化，表現為電極定標不通過，檢測電極狀態值時，超出范圍，如電極經維護后，故障依舊，必須更換電極。用比色法拾取信號的檢測組件是一套光電轉換系統，結構相對復雜，主要故障是比色皿有沉積物，使透光度低；光源損壞或老化；濾光片或單色器發霉等，表現為空白校準時，結果不為零。如是光學零部件有問題，只能更換。由于被測樣品在檢測組件內停留的時間較長，更容易產生沉積附著物，每天都必須用清潔液或蒸餾水沖洗維護。

2.5.3 電路系統的特點 檢驗儀器的電路結構相對比較簡單，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題。對于其它易出現故障的部件，有時可通過調節電路系統的可調元件和機械部件來校正儀器的工作狀態，如調整光源燈的亮度、調節燈泡的位置等。對測量數據有影響的測量因子的改變，則可以通過標準物質的測試得出數據，來計算校正因子，以求測量數據的準確可靠。

2.5.4 其它注意事項 對一些機械部件切忌盲目加油，否則會適得其反。對可加油潤滑的部件應采用先清洗的辦法，適當加油，加油過多會引起溢滲。對于較敏感的光學部件千萬不要擦拭或用手觸摸，以免造成永久損壞無法修復。修理過程中應確認所拆過管道的接口是否連接好，以免產生新的故障點，造成不必要的麻煩。更換關鍵部件后，應該重新校正儀器，確保測量準確。

總之，要熟練掌握檢驗儀器的檢修，關鍵是要了解它的管路結構，檢測原理，并總結其產生故障的一般規律，才能準確、及時地解決檢驗儀器在實際工作中出現的問題。

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