Uritest-150型尿液分析仪的结构原理及维修实例分析

2014-02-05杨德武杨怀建

中国医学装备 2014年9期

杨德武杨怀建杜娟

杨德武①杨怀建②杜娟①

杨德武,男,(1981- ),硕士，讲师。北京卫生职业学院影像学科，专业方向：生物医学工程，从事医学影像技术及医疗器械课程的专业教学工作。

尿液检测分析仪是临床上用于测定尿液中某些化学成分的仪器设备，是医学实验室进行常规检查的重要辅助工具，以其操作简单、快速方便等优点，得到了广泛应用。尿液检测分析仪属光学类精密仪器，操作不规范、使用环境条件及仪器故障等因素都会影响检测结果的准确性，甚至造成临床误诊等严重后果[1]。因此，正确使用并定期维护尿液检测分析仪，成为使用操作人员的重要岗位职责。

1 尿液检测分析仪的组成结构

Uritest-150型尿液分析仪采用发光二极管作为光源，由试纸传送电机驱动电路、试纸条到位检测电路、试纸传送电机限位电路、光源控制电路、光信号采集电路、键盘系统、微处理器和显示器等组成[2]。

试纸条传送系统是通过步进电机传送试纸条的机械装置，其控制电路包括试纸条传送电机驱动电路、试纸条到位检测电路和试纸条传送电机限位电路。试纸条传送电机驱动电路是将微处理器发出的步进电机控制信号转换成电机驱动信号。试纸条到位检测电路是由发光二极管发出光波，再通过接收二极管检测是否有反射光来判断试纸条到位。

试纸条传送电机限位电路使用的是π形光耦。光耦无中间遮挡时，发射管的光波直接传射到接收管，接收管导通，说明试纸传送电机未到位；反之，光耦有遮挡，发射管的光波不能传射到接收管，接收管截止，指示试纸传送电机已经到达终端位置。通过微处理器系统程序控制，光源与试纸条传送系统配合，由光源控制电路分时触发发光二极管，使光源在试纸条指定位置发出特定波长光波，该光波经试纸条上的测试块反射，由光电管接收到相应的反射光信号。光信号采集电路将光电管接收的反射光信号整形、放大，送至A/D转换电路，经转换后的数字信号送到微处理器，微处理器处理后，得出的检测结果送至显示器或打印机[3]。

2 尿液检测分析仪的维修案例

尿液分析仪的电路出现故障时，首先由故障现象判断故障可能发生的电路部位。然后再根据电路的工作原理，确定故障点后再进行维护和维修[4]。

2.1 故障案例一

(1)故障现象。开机后不能通过自检程序，显示屏上提示“TROUBLE-1”或“TROUBLE-4”。

(2)故障分析。由于光源控制电路或光信号采集电路工作不正常造成[5]。Uritest-150型尿液检测分析仪设置有光亮值调试菜单，在“菜单”中进入“厂家信息”后，顺序按键F3-F2-F1-F1-F2-F3即可进入调试菜单，再按F1进入光亮值菜单。首先可看到550 nm(绿)的光值，按F3可查看到620 nm(红)的光值，再按F3可看到720 nm(红外)的光值。3个波长的光值一般在3200±100，如果不对，顺序检查光源控制电路和光信号采集电路(如图1、图2所示)。

图1 光源控制电路图

图2 光信号采集电路图

光源控制电路有A、B、C三个控制信号输入端。三个控制信号来自微处理器，通过数字电平控制器U15中的四路模拟开关的“开”或“关”，分别控制尿液检测仪的红、绿及红外三组冷光源的“亮”或“灭”。光电信号采集电路的用途是完成尿液试纸条反射光信号的采集(如图2所示)，接收管PD1通过接收试纸条的反射光，将光信号转换成微电流信号，再经U1A组成的电流/电压转换电路生成电压信号输出，通过数/模转换器输出数字信号到中央处理器，完成光信号采集。

(3)故障处理。①用示波器检测光源控制信号A、B、C。如果光源控制端A、B、C无高电平(实际检测时为脉冲信号)，说明光源控制信号与中央处理器的连接线断了；②检测三个基准电压。分别检测W1、W2、W3的基准电压，一般电压都会＞3 V，如果不正确，检测电阻R110、R111及R112的参数和连接；③用示波器检测光源输出信号RED、ORG、GRE1及GRE2。光源输出信号的电平应与对应的基准电压相等(实际检测时为脉冲信号)，如果不对，检测电阻R101、R102、R103及R104的参数和连接；④用示波器检测光信号采集的输入信号PD1。如果PD1无电压(实际检测时为脉冲信号)，说明光路与主板的连接线断了；⑤用示波器检测信号SNGAL。SNGAL的波形应与PD1完全一致，如果不同，检测电阻R116的参数和连接[5-6]。

2.2 故障案例二

(1)故障现象。试纸到位检测故障。

(2)故障分析。是由于试纸到位检测电路工作不正常造成(如图3所示)。电路通过上拉电阻R201，发射二极管发出光波，其反射光使接收二极管有电流存在，即A点的电压为UA=5-i(R202+W5)。如果有试纸条，反射光较强，电流也较大，UA＜1 V；反之，无试纸条，反射光弱，电流接近等于零，UA接近5 V。

电压比较器U2 A(LM393)的反向输入端的参考电压约为3.8 V。当有试纸条，同向输入端的电压UA＜1 V，其输出PAP为高电平；反之，无试纸条，UA接近5 V，PAP为低电平。

图3 试纸条到位检测电路图

(3)故障处理。①检测发射二极管的输入电压。发射二极管输入端C的电压应＞1 V，如果电压太低或等于零，检测电阻R201的参数和连接；②检测接收二极管的输出电压。未放入试纸条时，接收二极管输出端D的电压应＞4 V，放入试纸条后，电压应＞1 V。如果实测的电压不在此范围，检测电阻R202的参数和连接；③检测电压比较器正向输入端的电压。电压比较器U2(LM393)正向输入端A的电压应与接收二极管输出端D的电压相等，如果不等，检测电阻R203的参数和连接；④检测电压比较器反向输入端的参考电压。电压比较器U2(LM393)反向输入端B提供的参考电压约为3.8 V。如果该电压过高或过低，检测电阻R204的参数和连接[7-8]。

2.3 故障案例三

(1)故障现象。试纸传送电机限位故障。

(2)故障分析。是由于试纸传送电机限位电路工作不正常造成的(如图4所示)。试纸条传送电机限位电路使用的是形光耦。光耦无中间遮挡时，发射管的光波直接传射到接收管，接收管导通，输出端STOP为高电平，说明试纸传送电机未到位；反之，光耦有遮挡，发射管的光波不能传射到接收管，接收管截止。STOP为低电平，指示试纸传送电机已经到达初始位置。

图4 试纸条传送电机限位电路图

(3)故障处理。①检测π形光耦发射管的输入电压。π形光耦发射管输入端(1)的电压应＞1 V，如果电压太低或等于零，检测电阻R211的参数和连接；②检测试纸传送电机限位的输出电压。试纸传送电机在起始位置时，限位输出端(STOP)的电压应为低电平，离开起始位置为高电平。如果不对，检测电阻R212的参数和连接[9]。

3 小结

Uritest-150型尿液分析仪维修案例对尿检设备常见的故障进行分析和排查，并通过介绍仪器设备的结构组成及部分功能电路的工作原理，总结故障维修的方法和思路[6-7]。通过对光源故障、试纸检测故障和限位故障的分析检测，讨论在充分理解工作过程原理的基础上，准确进行数据的检测和功能元件的性能测试，做到准确、高效地进行仪器设备的维护维修[10]。

[1]李芬.尿液各项常规检查原理及工作中应注意的问题[J].中外医疗，2011，30(1)：186.

[2]刘蓟.近红外光谱尿液分析仪的原理及实现[J].中国测试，2012，38(1)：64-67.

[3]赵磊.尿液分析仪的测试原理与故障排除[J].中国医学装备，2012，9(5)：81-82.

[4]陈明.Uritest-150型尿液分析仪的使用体会[J].中国社区医师(医学专业)，2010，12(25)：183-184.

[5]马丽萍.H-300尿液分析仪故障分析及维修[J].检验医学与临床，2011，8(8)：1003-1004.

[6]杨静梅，黄强.优利特-1500全自动尿液分析仪日常维护与常见故障处理[J].医疗卫生装备，2012，33(11)：158.

[7]檀铜生.MA4210尿液分析仪常见的几类故障分析及维修[J].铜陵职业技术学院学报，2009，8(1)：71-95.

[8]缪群英.Urisys2400型尿液分析仪的日常保养和维修[J].中国医疗设备，2009，24(6)：113.

[9]李冠军.MA-4210尿液分析仪泵电源线的改进[J].中国医学装备，2010，7(4)：46-47.

[10]陈泽斌，许时菲.医学检验设备的维修思路[J].中外医学研究，2011，9(22)：183-184.

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