德国CARL ZEISS OBSERVER D1荧光倒置显微镜常见故障分析与排除

杜智洋 冯定

1 佛山市妇幼保健院设备科 （广东 佛山 528000）

2 水城县人民医院设备科 （贵州 六盘水 553003）

内容提要： 光学显微镜是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，供医技人员提取物质微细结构信息的光学仪器，是贵重的精密的医疗仪器。本文就德国CARL ZEISS OBSERVER D1荧光倒置显微镜的常见故障分析进行简单概述，有利于提高临床工程师对显微镜的维修技术水平。

光学显微镜由两组凸透镜组成的光学折射成像系统，把焦距较短、靠近观察物、成实像的一组透镜称为物镜，把焦距较长、靠近眼睛、成虚像的一组透镜称为目镜[1]。被观察物位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成倒立的实像，然后此实像再被目镜作第二级放大，得到放大效果的倒立虚像，位于人眼的明视距离。目前，各类光学显微镜都是二次放大图像的复式显微镜，其结构基本定型。

1.德国ZEISSD1显微镜的用途

德国ZEISS D1显微镜主要用途有：①用于活细胞、卵、精子、胚胎等的成像、检测和操作；②用于组织器官的切片标本成像；③用于细胞分化及表面结构特征的成像观察和特定功能性特征分析；④用于荧光定量表达系统和弱荧光信号标本的分析。

2.常见故障分析

2.1 冷光源部分常见故障分析

2.1.1 开关电源故障

显微镜的冷光源部分主要由灯泡、开关电源组成。由于使用时间长、频率高，开关电源发生故障的概率较大，主要故障点是开关电源元器件性能参数发生改变，功率管等元器件损坏[2]。使用显微镜时要确保供电电源在允许波动范围，不要频繁开关显微镜，使用间歇中将亮度调低。

2.1.2 灯座接触不良

该显微镜使用的是12V100W钨丝卤素灯泡，更换简单。显微镜灯座接触不良，主要是接触灯泡的金属簧片氧化导致接触电阻过大，易引起灯泡亮度不足甚至不亮。在使用中要注意灯座与灯泡的接触不良问题，定期检查更换灯座就能将故障排除。

2.1.3 更换灯泡后光源暗淡

更换灯泡后光源暗淡，原因是光路与灯泡没准确对焦造成的。只需根据说明书慢慢调节相应位置的螺丝，仔细观察光源至最佳即可。

2.2 光学部分常见故障分析

2.2.1 图像模糊不清

显微镜的光学部分主要由目镜、物镜、棱镜组、聚光片、滤光片、视场透镜等组成。图像模糊不清的原因较多，镜片不干净，如发霉、污物，光学膜层受损等。霉和雾会使显微镜的视场模糊、分辨率下降，使用中需要注意清洁保养显微镜，工作环境应保持清洁、干燥，如发霉需要按照适应的化学药品熏蒸杀菌并擦拭洁净[3]。显微镜凸镜的光学膜层受损主要是操作者不按规定使用了不合格的化学品对显微镜进行擦拭保养，在擦拭保养清洁过程中用力过度光学膜层受损，需返厂重新镀膜。

2.2.2 不聚焦、重影

显微镜光学镜组受到剧烈震动和受力不均时容易造成松脱移位，导致无法聚焦。临床工程师检修时要注意检查是否有镜组松脱移位现象，如有则需要设法复位固定方可使用。也有部分故障是由于调节结构的机械故障造成的无法聚焦。

2.3 光学部分常见故障分析

2.3.1 调节装置晃动、梗跳

该显微镜机械部分由载物台、镜架、调节装置组成。在使用过程中调节装置会出现晃动、梗跳等情况，首先要检查调节装置的常见齿轮和齿条是否磨损、限位是否变形、导轨是否磨损或有异物阻等情况。其次，平时在使用显微镜的过程中应注意不要过快调节装置以免撞击限位、导轨，造成空隙过大，齿轮、齿条应适时地进行加油保养，使其紧密齿合。

2.3.2 定位失灵

显微镜定位失灵主要是由于机械结构不能精确定位，导致光学凸镜组焦距和观察物缓慢偏移，导致镜架调好焦距后使用一段时间就会变得不够清晰。故障原因多为调节装置的部件磨损、间隙大造成的，日常使用中应按规定进行清洁保养。

2.4 系统部分常见故障分析

2.4.1 供电电压异常，无法正常启动

该显微镜系统部分由系统、传感器，开关电源等组成。系统待机时开关电源供电+5V，系统启动后开关电源提供工作供电+12V和+5，其中+12V同时给光源供电。开关电源供电异常常见的故障主要是由于开关电源桥式整流二极管、功率管、滤波电容、快速整流二极管损坏或老化导致。

2.4.2 母板板、连接板接触不良，显示屏不显示

母板板和连接板主要用于连接各种板卡和传感器，一般使用PCI接口。常见故障主要为PCI接口接触不良导致的传感器异常、输出图像异常、无法启动等。值得提醒的是，母板上的LM2676-3.3稳压管和外设电容也会因输入负载过大和输出异常而导致系统启动异常。

2.4.3 死机

该显微镜的系统主板和扩展板主要集成了CPU、内存、RS-232接口、网口、VGA输出、S端子输出等。发现死机，一般是由于IC无法正常启动，主要原因在于时钟频率异常和记忆电池失效，一般更换新的电池就能将故障排除。

2.4.4 传感器失效

该显微镜传感器包含有亮度传感器和物镜传感器，用于探测和显示当前使用条件。传感器失效的原因主要是传感器与连接板接触不良、传感器损坏导致，重新连接和更换传感器就能将故障排除。

2.5 机械操作臂常见故障分析

显微镜长期使用，机械结构容易发生磨损，临床工程师应定期对机构和伺服电机进行常规维护保养。如使用中发生位置异常，应重点检查操作杆位置编码器和机械臂内的位置传感器是否异常。

3.故障案例分析

3.1 故障案例一

故障现象：开机后显示屏常亮但不能正常启动。

故障处理：根据故障现象分析，开机后显示屏常亮即可判断系统母板、连接板、扩展板均能正常工作。系统不能正常启动，可能是系统主板和电源工作异常导致。为验证该分析，用数字万用便检测开关电源对母板的供电电压为+4.98V，实际供电电压为+5V，因此该电压正常。对供电电压+12V测量时为+6.3V异常。将开关电源拆卸，拆除后通电检查开关电源，故障依旧。仔细分析开关电源的电路走向，检查发现+12V输出级参数为820μF，25V的滤波电容失效，更换同型号的滤波电容后测量输出电压为11.9V正常。装机后开机测试系统正常启动，故障排除。

3.2 故障案例二

故障现象：使用过程中观察野会逐渐模糊，不能正常使用。

故障处理：检修中发现观察视野中会随时间而逐渐变得模糊，校正后再次观察现象依旧。根据该故障现象仔细观察，发现机械结构不能精确定位，导致光学凸镜组焦距和观察物焦距逐渐变大。继续分析，最终找到该故障的原因是载物台的调节装置部件有磨损、间隙大造成的，将机械紧密配合，上润滑脂保养后故障排除。

4.小结

显微镜是一种价格昂贵的精密医用光学仪器，使用显微镜时应按相关操作规定使用显微镜[4]。显微镜使用完毕后，应做好保养工作，对于目镜、物镜等容易受到污染的光学部件，需及时采用专用纸将其擦拭干净。临床工程师在日常工作中需要了解光学显微镜的工作原理和基本结构，显微镜出现故障后应及时采用科学的方法进行维修，维修后不断分析总结经验，保障医疗活动的持续开展[5]。