医用离心机的基本结构原理及故障维修

2016-11-15孟歌

中国医学装备 2016年4期

关键词：前面板离心机主板

孟歌

医用离心机的基本结构原理及故障维修

孟歌①

离心机；维修；故障分析

BIOFUGE FRESCO是德国Heraeus生产的可控低温医用离心机，广泛用于DNA或RNA提取制备、PCR的扩增以及各种分离作业。其体积小，操作简便，可以更换多种离心头，同时具备制冷控温功能，在同类型设备中应用较为突出［1］。

1 医用离心机的基本原理

BIOFUGE FRESCO离心机使用直流变频电机，通过转子直接带动离心头转动，最大转速可达13000 rpm，最大离心加速度16060 g。该机器具有转头自动识别，电子检测不平衡的功能，同时该机配备制冷系统，采用氟利昂制冷，温度在-10～40 ℃可控［2］。电子系统方面采用单片机控制，能够存储最近操作设置，单片机自动根据测量得到的转速和温度，实时控制电机和制冷设备的运转，从而精确的控制转速和温度［3］。该机的速度检测系统是由一个光电传感器提取信号传给CPU板（位于电机底部的一块小板，上面包括一对光耦合）。原理为：发光二极管发光，通过电机中轴的凹槽，照射到光电耦合接收二极管上［4］。

正常情况下开机启动，机器将会进入自检状态，自动通电检测各个模块，在伴有2声滴滴声响后，表明通过自检，机器可以正常使用。如果机器自检发现问题，将会在前面板显示自检的问题代号，例如“E-XX”［5］。

2 故障维修案例

2.1 故障案例一

（1）故障现象。离心机盖子无法打开，按开盖按键无反应。

（2）故障分析与解决。出现此种故障，应在彻底断电情况下依次做如下检修：①检查前面板及前面板与主板连接情况，发现前面板按键失灵。该故障是由于设备多年使用，造成前面板按键微动开关损坏，由于该机前面板按键采用微动开关按键，替换比较方便，使用到一定年限后应全部替换。前面板与主板连接由于松动或者氧化等也容易造成这种情况，使用电子清洁剂清理接口即可消除该故障；②检查控制锁合盖子的电器，将继电器与主板断开连接，通15 V直流电，检查开合情况。检测发现继电器开合不正常，时有时无。从而判定该继电器不能正常工作。该故障是由于继电器长期使用时污垢进入机械部件，造成开合不正常。更换继电器，故障消失。同时应测量主板供给该继电器的供电稳定情况。

2.2 故障案例二

（1）故障现象。离心机启动后不能正常运转，报错“br”。

（2）故障分析与解决。出现该报错，应停止使用机器，依次做如下检修：①检查供电，检测机器交流电供电情况，发现电压不稳，联系供电部门，解决供电稳定状况后，重启机器，问题解决［6］；②检查电机，断开马达与主板各项连接，检查马达线圈电阻，手动转动离心头，检查是否有异响。经过检测，发现电机线圈电阻正常，但手动转动离心头后发现阻力过大，转子运动不够流畅，更换该电机轴承，故障消除，一般情况下，由于该型机器主板上带有过流检测电路，电机不易烧毁。但由于长期使用，马达轴承年久损坏，应拆开马达同时更换上下轴承，为安全使用起见，长期重度使用的机器5年更换一次轴承［7］；③检查主板，主板上有6个场效应管IGBT，每2只一组控制变频电机一路电流大小，主板通过控制场效应管的导通从而控制每一相供给电机的电流大小，IGBT的门驱动电路通过光耦合隔离，驱动电源，检测发现其中一对IGBT完全损坏，更换损坏的场效应管IGBT，故障消除，电机正常运转。为了保证参数一致性和后续使用的稳定性，任何一个IGBT损坏后都应该将IGBT全部6个更换。IGBT的具体型号为BUZ385。

2.3 故障案例三

（1）故障现象。开机后或运行中显示“Lid”或“OPEn”。

（2）故障分析与解决。出现该错误报警的原因及解决方法如下：①查看机器温度、周围温度和马达温度，发现机器温度超出平时正常值，造成该故障的原因是机器长时间工作所产生大量热量不能及时散出，解决办法是清理机器内部灰尘，将机器放置于通风良好处，避免长时间高强度使用，如果轴承损坏或磨损，应该立即更换轴承；②查看主板15 V供电，发现供电故障，造成无法检测盖子开关状态和进行继电器运动，造成该故障的原因是稳压二极管被击穿，主板上15 V电流是经过降压电阻和一个15 V稳压二极管提供的，更换15 V稳压二极管和降压电阻恢复供电，机器正常运转，同时采取措施稳定供电［8-9］。

2.4 故障案例四

（1）故障现象。离心机出现报错“E-04”。

（2）故障分析与解决。该报警直接与测温电路有关，由于离心机内壁上的PT100温度传感器失效导致报警。检查温度传感器线路连接处电压是否为15 V。如果电压正常，则直接更换温度传感器PT100，即可解决该问题；若电压不正常，同故障案例三一样检测15 V供电电路是否正常。