检验仪器故障分析与判断

王玉平 马 飞 赵 鹏

现代医学检验仪器是集光、机、电、微处理器为一体的电子设备，其测试原理和过程所涉及的学科较广泛涉及到生物化学和方法学。因此，对检验仪器所产生的故障进行分析和判断，除了与一般电子仪器故障分析与判断有共同点以外还有其自身的特点。

1 检验仪器的工作原理和结构

各类医学仪器的工作原理都有差异。心电图机、心电监护仪是通过电极拾取电生理信号再进行相应处理；医用超声类仪器则是通过超声探头拾取脏器反射的超声信号进行处理；而检验仪器直接测试的是人的体液，这些体液必须经过与相应的化学试剂进行反应，再经过光信号和电位差信号进行转换，才能显示出结果，这点与一般电子设备截然不同。一般仪器的构成由光学、机械、电子、微处理器、显示、打印等部分组成。而检验仪器除了上述几部分之外，由于所测试的样品为液体，故特别增加了管路和气路系统。由于这些管路比较复杂，使用的各种电磁阀和泵比较多，这就使得检验仪器的结构相对比较复杂、涉及的技术领域较广。

2 检验仪器故障分析与判断

理论分析归纳检验仪器经常出现故障的规律和种类及发生的原因，对仪器故障的检查和维修具有一定的帮助作用。对于由分离元件构成的仪器，可根据原理图按着功能部分的不同，逐级的、沿着不同的信号通路查找到元件。但是，随着集成电路，贴片式元器件和双层或多层电路板的采用，使得电路板元件分布密度增加，加之维修技术资料的匮乏，想对仪器进行元件级维修变得相对困难，只能进行板级维修。由于现代仪器绝大部分运用数字处理技术和CPU控制，自动化程度相对较高，且绝大多数仪器内部都设有维护和故障诊断程序。作为医学工程技术人员，要充分利用维修手册中提供的故障树图和维修程序对故障进行分析判断和排除。下面就检验仪器出现故障的分析与判断，做一个简单介绍。

2.1 硬件故障

硬件故障一般按部、级、路、点的顺序进行查找。部即那一部分出现了问题，是电路部分、光学部分、液路部分、还是机械部分的问题；级即那一级电路出现了问题，前置放大级、A/D转换级、信号处理级还是末级的问题；路是指液路、气路中的那一路或电路中的直流回路、交流回路的问题；点是指具体的故障点，如液路、气路中的泵、马达、电磁阀和电路板上的哪一个元器件。硬件故障的查找要遵循先机器外部后机器内部的原则。电路出现问题首先要检查各路电源，再检查有关电路。一定要充分利用显示器的故障显示和仪器内部的维修检测程序进行故障的排除。

2.2 软故障

软故障这里是指显示器没有故障显示，检测程序也不能诊断的故障。对于这类故障首先要检查软件的问题，比如编程是否适用，参数输入是否正确、使用的测试方法是否合适等。

2.3 测试数值不准或重复性差故障

对于此类故障一般显示器不能显示故障原因，诊断程序也不能诊断。分析和诊断此类故障，一般应该从外部入手。首先检查环境条件，比如环境温度和相对湿度，外部及周边是否有比较强的电磁干扰等，尤其要重视环境温度对测量参数的影响，我们曾多次遇到过由于环境温度过高或过低，使测试数值不准或重复性差的问题。一般检验仪器工作环境温度要求在15～35 ℃之间。其次是对各种试剂、被测样品、质控物的质量检查，看是否过期、变质，存放温度是否合适，被测样品是否放置时间过长，储存环境是否符合要求等。如果以上检查没有问题，对使用的仪器要进行反复的冲洗或更换比色皿（如生化分析仪）一般可以解决问题。如果仍然不能解决问题，需要进一步检查管路是否有漏气或漏液之处。如果有微小气泡进入比色皿都会出现测试数值不准或重复性差的故障。

2.4 用检修程序对仪器进行诊断

目前使用的检验仪器不但能够自动进行故障报警，普遍还附带有维修诊断程序供工程技术人员维修使用。维修程序一般提供如下一些信息：检测的各类数值，包括电压和电流实时检测值、电极状态值、温度、透光度等，据此判断这些数值是否符合技术指标要求，作为维修参考。 运用检测程序则可控制一些机件独立运行，以便确定其功能是否正常。仪器使用一段时间之后，电路和光学部件容易发生老化，测量参数容易发生偏差，造成仪器工作不正常，维修程序可提供标准数据和校正步骤，依照提示，可方便快捷地把仪器调整到最佳状态。

2.5 检验仪器日常的检修重点

管路系统和检测组件的故障占据了检验仪器差不多80%的故障。因为这两部分的组成机械零部件特别多，且小巧精密。机器运作时，根据所要进行的测试项目，在微处理器控制下很多部件会按预设程序不断地进行重复工作，血液和试剂等也不停地在机器内部管道中流动，所以很容易产生故障。管路系统的维修是一个检查、排除、维护的过程，而检测组件的维修多数是更换和保养。

2.5.1 管路系统的检修 管路系统包括管道和运动机械部件。检修的地方主要包括控制吸排液的机械部件，这些机械部件常有卡住和位置错误的故障，可适当添加润滑剂和清洁位置传感器。对于电磁阀控制的开关阀门，一般都可以在维修程序中使用检测程序进行其功能检查。阀门管道也要经常检查，看有无破裂现象，否则会吸入空气，使管道内液体带有气泡，相应的传感器无法感应到液体，测量无法进行。

样品针、管径较小的连接头、排液管，这些地方常被沉积物堵塞，使吸、排液不畅。对于较长时间不用的仪器，一定要注意管道内的结晶体，尤其是接头部分更容易产生结晶堵塞，使液体无法流通。同时，临床检验仪器的管路内容易产生蛋白等沉积物，清洗液在管道内停留的时间又短，有时达不到清洗的效果，须自配浓度较高的次氯酸钠冲洗管道，防止蛋白沉积堵塞管道。

2.5.2 检测组件的检修 检验仪器大多是采用比色法或电位差法来拾取信号，它们有以下的故障特点：用电极拾取信号，结构较简单，主要故障是电极老化，表现为电极定标不通过，检测电极状态值时，超出范围，如电极经维护后，故障依旧，必须更换电极。用比色法拾取信号的检测组件是一套光电转换系统，结构相对复杂，主要故障是比色皿有沉积物，使透光度低；光源损坏或老化；滤光片或单色器发霉等，表现为空白校准时，结果不为零。如是光学零部件有问题，只能更换。由于被测样品在检测组件内停留的时间较长，更容易产生沉积附着物，每天都必须用清洁液或蒸馏水冲洗维护。

2.5.3 电路系统的特点 检验仪器的电路结构相对比较简单，主要由微处理器和一些接口控制电路组成，除了大电流器件和前置放大板易损坏之外，其他较少出故障，只是偶尔有接触不良的问题。对于其它易出现故障的部件，有时可通过调节电路系统的可调元件和机械部件来校正仪器的工作状态，如调整光源灯的亮度、调节灯泡的位置等。对测量数据有影响的测量因子的改变，则可以通过标准物质的测试得出数据，来计算校正因子，以求测量数据的准确可靠。

2.5.4 其它注意事项 对一些机械部件切忌盲目加油，否则会适得其反。对可加油润滑的部件应采用先清洗的办法，适当加油，加油过多会引起溢渗。对于较敏感的光学部件千万不要擦拭或用手触摸，以免造成永久损坏无法修复。修理过程中应确认所拆过管道的接口是否连接好，以免产生新的故障点，造成不必要的麻烦。更换关键部件后，应该重新校正仪器，确保测量准确。

总之，要熟练掌握检验仪器的检修，关键是要了解它的管路结构，检测原理，并总结其产生故障的一般规律，才能准确、及时地解决检验仪器在实际工作中出现的问题。

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