楊德武 楊懷建 杜 娟

Uritest-150型尿液分析儀的結(jié)構(gòu)原理及維修實(shí)例分析

楊德武①楊懷建②杜 娟①

楊德武,男,(1981- ),碩士，講師。北京衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院影像學(xué)科，專業(yè)方向：生物醫(yī)學(xué)工程，從事醫(yī)學(xué)影像技術(shù)及醫(yī)療器械課程的專業(yè)教學(xué)工作。

尿液檢測分析儀是臨床上用于測定尿液中某些化學(xué)成分的儀器設(shè)備，是醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行常規(guī)檢查的重要輔助工具，以其操作簡單、快速方便等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。尿液檢測分析儀屬光學(xué)類精密儀器，操作不規(guī)范、使用環(huán)境條件及儀器故障等因素都會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至造成臨床誤診等嚴(yán)重后果[1]。因此，正確使用并定期維護(hù)尿液檢測分析儀，成為使用操作人員的重要崗位職責(zé)。

1 尿液檢測分析儀的組成結(jié)構(gòu)

Uritest-150型尿液分析儀采用發(fā)光二極管作為光源，由試紙傳送電機(jī)驅(qū)動電路、試紙條到位檢測電路、試紙傳送電機(jī)限位電路、光源控制電路、光信號采集電路、鍵盤系統(tǒng)、微處理器和顯示器等組成[2]。

試紙條傳送系統(tǒng)是通過步進(jìn)電機(jī)傳送試紙條的機(jī)械裝置，其控制電路包括試紙條傳送電機(jī)驅(qū)動電路、試紙條到位檢測電路和試紙條傳送電機(jī)限位電路。試紙條傳送電機(jī)驅(qū)動電路是將微處理器發(fā)出的步進(jìn)電機(jī)控制信號轉(zhuǎn)換成電機(jī)驅(qū)動信號。試紙條到位檢測電路是由發(fā)光二極管發(fā)出光波，再通過接收二極管檢測是否有反射光來判斷試紙條到位。

試紙條傳送電機(jī)限位電路使用的是π形光耦。光耦無中間遮擋時(shí)，發(fā)射管的光波直接傳射到接收管，接收管導(dǎo)通，說明試紙傳送電機(jī)未到位；反之，光耦有遮擋，發(fā)射管的光波不能傳射到接收管，接收管截止，指示試紙傳送電機(jī)已經(jīng)到達(dá)終端位置。通過微處理器系統(tǒng)程序控制，光源與試紙條傳送系統(tǒng)配合，由光源控制電路分時(shí)觸發(fā)發(fā)光二極管，使光源在試紙條指定位置發(fā)出特定波長光波，該光波經(jīng)試紙條上的測試塊反射，由光電管接收到相應(yīng)的反射光信號。光信號采集電路將光電管接收的反射光信號整形、放大，送至A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送到微處理器，微處理器處理后，得出的檢測結(jié)果送至顯示器或打印機(jī)[3]。

2 尿液檢測分析儀的維修案例

尿液分析儀的電路出現(xiàn)故障時(shí)，首先由故障現(xiàn)象判斷故障可能發(fā)生的電路部位。然后再根據(jù)電路的工作原理，確定故障點(diǎn)后再進(jìn)行維護(hù)和維修[4]。

2.1 故障案例一

(1)故障現(xiàn)象。開機(jī)后不能通過自檢程序，顯示屏上提示“TROUBLE-1”或“TROUBLE-4”。

(2)故障分析。由于光源控制電路或光信號采集電路工作不正常造成[5]。Uritest-150型尿液檢測分析儀設(shè)置有光亮值調(diào)試菜單，在“菜單”中進(jìn)入“廠家信息”后，順序按鍵F3-F2-F1-F1-F2-F3即可進(jìn)入調(diào)試菜單，再按F1進(jìn)入光亮值菜單。首先可看到550 nm(綠)的光值，按F3可查看到620 nm(紅)的光值，再按F3可看到720 nm(紅外)的光值。3個波長的光值一般在3200±100，如果不對，順序檢查光源控制電路和光信號采集電路(如圖1、圖2所示)。

圖1 光源控制電路圖

圖2 光信號采集電路圖

光源控制電路有A、B、C三個控制信號輸入端。三個控制信號來自微處理器，通過數(shù)字電平控制器U15中的四路模擬開關(guān)的“開”或“關(guān)”，分別控制尿液檢測儀的紅、綠及紅外三組冷光源的“亮”或“滅”。光電信號采集電路的用途是完成尿液試紙條反射光信號的采集(如圖2所示)，接收管PD1通過接收試紙條的反射光，將光信號轉(zhuǎn)換成微電流信號，再經(jīng)U1A組成的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路生成電壓信號輸出，通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字信號到中央處理器，完成光信號采集。

(3)故障處理。①用示波器檢測光源控制信號A、B、C。如果光源控制端A、B、C無高電平(實(shí)際檢測時(shí)為脈沖信號)，說明光源控制信號與中央處理器的連接線斷了；②檢測三個基準(zhǔn)電壓。分別檢測W1、W2、W3的基準(zhǔn)電壓，一般電壓都會＞3 V，如果不正確，檢測電阻R110、R111及R112的參數(shù)和連接；③用示波器檢測光源輸出信號RED、ORG、GRE1及GRE2。光源輸出信號的電平應(yīng)與對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓相等(實(shí)際檢測時(shí)為脈沖信號)，如果不對，檢測電阻R101、R102、R103及R104的參數(shù)和連接；④用示波器檢測光信號采集的輸入信號PD1。如果PD1無電壓(實(shí)際檢測時(shí)為脈沖信號)，說明光路與主板的連接線斷了；⑤用示波器檢測信號SNGAL。SNGAL的波形應(yīng)與PD1完全一致，如果不同，檢測電阻R116的參數(shù)和連接[5-6]。

2.2 故障案例二

(1)故障現(xiàn)象。試紙到位檢測故障。

(2)故障分析。是由于試紙到位檢測電路工作不正常造成(如圖3所示)。電路通過上拉電阻R201，發(fā)射二極管發(fā)出光波，其反射光使接收二極管有電流存在，即A點(diǎn)的電壓為UA=5-i(R202+W5)。如果有試紙條，反射光較強(qiáng)，電流 也較大，UA＜1 V；反之，無試紙條，反射光弱，電流 接近等于零，UA接近5 V。

電壓比較器U2 A(LM393)的反向輸入端的參考電壓約為3.8 V。當(dāng)有試紙條，同向輸入端的電壓UA＜1 V，其輸出PAP為高電平；反之，無試紙條，UA接近5 V，PAP為低電平。

圖3 試紙條到位檢測電路圖

(3)故障處理。①檢測發(fā)射二極管的輸入電壓。發(fā)射二極管輸入端C的電壓應(yīng)＞1 V，如果電壓太低或等于零，檢測電阻R201的參數(shù)和連接；②檢測接收二極管的輸出電壓。未放入試紙條時(shí)，接收二極管輸出端D的電壓應(yīng)＞4 V，放入試紙條后，電壓應(yīng)＞1 V。如果實(shí)測的電壓不在此范圍，檢測電阻R202的參數(shù)和連接；③檢測電壓比較器正向輸入端的電壓。電壓比較器U2(LM393)正向輸入端A的電壓應(yīng)與接收二極管輸出端D的電壓相等，如果不等，檢測電阻R203的參數(shù)和連接；④檢測電壓比較器反向輸入端的參考電壓。電壓比較器U2(LM393)反向輸入端B提供的參考電壓約為3.8 V。如果該電壓過高或過低，檢測電阻R204的參數(shù)和連接[7-8]。

2.3 故障案例三

(1)故障現(xiàn)象。試紙傳送電機(jī)限位故障。

(2)故障分析。是由于試紙傳送電機(jī)限位電路工作不正常造成的(如圖4所示)。試紙條傳送電機(jī)限位電路使用的是 形光耦。光耦無中間遮擋時(shí)，發(fā)射管的光波直接傳射到接收管，接收管導(dǎo)通，輸出端STOP為高電平，說明試紙傳送電機(jī)未到位；反之，光耦有遮擋，發(fā)射管的光波不能傳射到接收管，接收管截止。STOP為低電平，指示試紙傳送電機(jī)已經(jīng)到達(dá)初始位置。

圖4 試紙條傳送電機(jī)限位電路圖

(3)故障處理。①檢測π形光耦發(fā)射管的輸入電壓。π形光耦發(fā)射管輸入端(1)的電壓應(yīng)＞1 V，如果電壓太低或等于零，檢測電阻R211的參數(shù)和連接；②檢測試紙傳送電機(jī)限位的輸出電壓。試紙傳送電機(jī)在起始位置時(shí)，限位輸出端(STOP)的電壓應(yīng)為低電平，離開起始位置為高電平。如果不對，檢測電阻R212的參數(shù)和連接[9]。

3 小結(jié)

Uritest-150型尿液分析儀維修案例對尿檢設(shè)備常見的故障進(jìn)行分析和排查，并通過介紹儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成及部分功能電路的工作原理，總結(jié)故障維修的方法和思路[6-7]。通過對光源故障、試紙檢測故障和限位故障的分析檢測，討論在充分理解工作過程原理的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測和功能元件的性能測試，做到準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行儀器設(shè)備的維護(hù)維修[10]。

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[2]劉薊.近紅外光譜尿液分析儀的原理及實(shí)現(xiàn)[J].中國測試，2012，38(1)：64-67.

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[10]陳澤斌，許時(shí)菲.醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)設(shè)備的維修思路[J].中外醫(yī)學(xué)研究，2011，9(22)：183-184.

1672-8270(2014)09-0118-03

R197.39

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10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.09.042

2014-03-11

①北京衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院影像學(xué)科 北京 100053

②渤海鉆探第五鉆井分公司裝備管理科 河北 滄州 062450