醫用離心機的基本結構原理及故障維修

孟 歌

醫用離心機的基本結構原理及故障維修

孟 歌①

離心機；維修；故障分析

BIOFUGE FRESCO是德國Heraeus生產的可控低溫醫用離心機，廣泛用于DNA或RNA提取制備、PCR的擴增以及各種分離作業。其體積小，操作簡便，可以更換多種離心頭，同時具備制冷控溫功能，在同類型設備中應用較為突出［1］。

1 醫用離心機的基本原理

BIOFUGE FRESCO離心機使用直流變頻電機，通過轉子直接帶動離心頭轉動，最大轉速可達13000 rpm，最大離心加速度16060 g。該機器具有轉頭自動識別，電子檢測不平衡的功能，同時該機配備制冷系統，采用氟利昂制冷，溫度在-10～40 ℃可控［2］。電子系統方面采用單片機控制，能夠存儲最近操作設置，單片機自動根據測量得到的轉速和溫度，實時控制電機和制冷設備的運轉，從而精確的控制轉速和溫度［3］。該機的速度檢測系統是由一個光電傳感器提取信號傳給CPU板（位于電機底部的一塊小板，上面包括一對光耦合）。原理為：發光二極管發光，通過電機中軸的凹槽，照射到光電耦合接收二極管上［4］。

正常情況下開機啟動，機器將會進入自檢狀態，自動通電檢測各個模塊，在伴有2聲滴滴聲響后，表明通過自檢，機器可以正常使用。如果機器自檢發現問題，將會在前面板顯示自檢的問題代號，例如“E-XX”［5］。

2 故障維修案例

2.1 故障案例一

（1）故障現象。離心機蓋子無法打開，按開蓋按鍵無反應。

（2）故障分析與解決。出現此種故障，應在徹底斷電情況下依次做如下檢修：①檢查前面板及前面板與主板連接情況，發現前面板按鍵失靈。該故障是由于設備多年使用，造成前面板按鍵微動開關損壞，由于該機前面板按鍵采用微動開關按鍵，替換比較方便，使用到一定年限后應全部替換。前面板與主板連接由于松動或者氧化等也容易造成這種情況，使用電子清潔劑清理接口即可消除該故障；②檢查控制鎖合蓋子的電器，將繼電器與主板斷開連接，通15 V直流電，檢查開合情況。檢測發現繼電器開合不正常，時有時無。從而判定該繼電器不能正常工作。該故障是由于繼電器長期使用時污垢進入機械部件，造成開合不正常。更換繼電器，故障消失。同時應測量主板供給該繼電器的供電穩定情況。

2.2 故障案例二

（1）故障現象。離心機啟動后不能正常運轉，報錯“br”。

（2）故障分析與解決。出現該報錯，應停止使用機器，依次做如下檢修：①檢查供電，檢測機器交流電供電情況，發現電壓不穩，聯系供電部門，解決供電穩定狀況后，重啟機器，問題解決［6］；②檢查電機，斷開馬達與主板各項連接，檢查馬達線圈電阻，手動轉動離心頭，檢查是否有異響。經過檢測，發現電機線圈電阻正常，但手動轉動離心頭后發現阻力過大，轉子運動不夠流暢，更換該電機軸承，故障消除，一般情況下，由于該型機器主板上帶有過流檢測電路，電機不易燒毀。但由于長期使用，馬達軸承年久損壞，應拆開馬達同時更換上下軸承，為安全使用起見，長期重度使用的機器5年更換一次軸承［7］；③檢查主板，主板上有6個場效應管IGBT，每2只一組控制變頻電機一路電流大小，主板通過控制場效應管的導通從而控制每一相供給電機的電流大小，IGBT的門驅動電路通過光耦合隔離，驅動電源，檢測發現其中一對IGBT完全損壞，更換損壞的場效應管IGBT，故障消除，電機正常運轉。為了保證參數一致性和后續使用的穩定性，任何一個IGBT損壞后都應該將IGBT全部6個更換。IGBT的具體型號為BUZ385。

2.3 故障案例三

（1）故障現象。開機后或運行中顯示“Lid”或“OPEn”。

（2）故障分析與解決。出現該錯誤報警的原因及解決方法如下：①查看機器溫度、周圍溫度和馬達溫度，發現機器溫度超出平時正常值，造成該故障的原因是機器長時間工作所產生大量熱量不能及時散出，解決辦法是清理機器內部灰塵，將機器放置于通風良好處，避免長時間高強度使用，如果軸承損壞或磨損，應該立即更換軸承；②查看主板15 V供電，發現供電故障，造成無法檢測蓋子開關狀態和進行繼電器運動，造成該故障的原因是穩壓二極管被擊穿，主板上15 V電流是經過降壓電阻和一個15 V穩壓二極管提供的，更換15 V穩壓二極管和降壓電阻恢復供電，機器正常運轉，同時采取措施穩定供電［8-9］。

2.4 故障案例四

（1）故障現象。離心機出現報錯“E-04”。

（2）故障分析與解決。該報警直接與測溫電路有關，由于離心機內壁上的PT100溫度傳感器失效導致報警。檢查溫度傳感器線路連接處電壓是否為15 V。如果電壓正常，則直接更換溫度傳感器PT100，即可解決該問題；若電壓不正常，同故障案例三一樣檢測15 V供電電路是否正常。

3 小結

BIOFUGE離心機的維修重點應關注設備常用模塊，如制冷系統、變頻電機及其控制系統，以及開關電源和穩壓電源供電系統。實際維修中把握各個子系統的工作特點和相互關系，利于解決各種問題［10-12］。

離心機眾多故障是因使用不當造成，如離心機所處環境差，不通風，造成機器過熱［13］。因而在平時工作中應當勤于維護，勤于檢查離心機環境工作狀態，對使用者進行相關培訓，方能使設備處于良好的工作狀態［14］。

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10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.04.051

1672-8270（2016）04-0149-02

R197.39

B

2015-10-13

①中國醫學科學院血液病醫院血液學研究所國資處 天津 300020

孟歌，男，（1989- ），本科學歷，技師。中國醫學科學院血液病醫院血液學研究所國資處，從事生物醫學工程工作。