西门子S2000彩超硬件启动流程及故障处理

徐勋（通信作者），陈旭刚

中国科学院大学宁波华美医院设备科 （浙江宁波 315000）

彩超设备是各医疗机构必备的常用医疗诊断设备。西门子公司于2010年推出的S2000彩超因其无针式探头、弹性成像、造影功能突出，且具备多功能性、自动化、三维/四维成像能力等特点，一度成为高端超声领域的明星产品[1]。现介绍S2000彩超的硬件构成和启动流程，以及常见故障处理方法。

1 硬件构成和启动流程

1.1 硬件构成

S2000彩超的硬件构成主要包括电源供电、核心电器模块、接口、探头和外设等部分。（1）电源供电部分：包括交流主电源单元、模拟功能电源单元、数字功能供电单元，其中交流主电源单元为设备输入电源，模拟功能电源和数字功能电源均是由主电源对外接的220 V交流市电进行转换所得，主电源上有一组LED指示灯，可直观显示电源部分及散热风扇的工作状态。（2）核心电器部分：指一系列超声成像的核心控制及处理电路板，其中包括3块发射/接收板、接收控制板（前级板）、连续波板、后级板、视频接口板和实时控制板[2]。（3）外接设备及其接口部分：外接设备主要包括超声探头、显示器、操作面板、DVD刻录设备；接口部分负责核心电器与外接设备的对接和信号传输。

1.2 启动流程

1.2.1 电源启动顺序

设备接上220 V交流电，开启电源开关后，主电源开始工作并向实时控制板和显示器输出220 V交流电，向模拟及数字电源模块输出48 V交流电，后者反馈工作状态信号给主电源，连同风扇的状态显示在主电源模块的显示灯上（从左到右依次是模拟模块电源、数字模块电源、48 V电源、主风扇、副风扇和交流电源风扇的状态）[3]；数字电源模块输出5 V、12 V等直流电压到输入输出模块、母板和操作面板（图1），待开机状态的电源供给完成，各部分等待开机信号。

1.2.2 开机信号流程

按下开机键，开机信号由操作面板到接口板，再到母板、视频接口板，经J16信号线的低电平信号到实时控制模块，实时控制板初始化后开机反馈信号通过J21、J17信号线至视频接口板（图1）并向前端和电源发出开机信号，整机协调启动。

图1 电源启动和开机信号流程

2 常见故障

2.1 故障1

2.1.1 故障现象

按设备开机键显示“SIMENS”LOGO标志，后黑屏，显示屏无任何显示。

2.1.2 故障分析

（1）按照启动流程分析先检查电源通路：接通交流电，观察电源指示灯绿灯，开机键闪烁，可以判断主电源模块正常，模拟电源模块和数字电源模块、实时控制板和视频接口板等均处于等待状态；按开机键，主电源模块上电源指示灯6个绿灯正常，说明电源主电源、模拟电源和数字电源均正常。（2）开机信号通路排查：电源问题排除后，观察输入/输出板第1盏灯黄色（图1输入/输出板中灯①为RM状态指示、②为硬盘状态指示），说明实时控制板无显示信号输出，即实时控制板未启动，考虑开机信号未到达实时控制板，按照开机信号通路流程图，短接J16强制开机，仍然黑屏，故障指向实时控制板模块。（3）各功能模块排查：检查实时控制板内部线缆，显卡内存条，以及实时控制板与视频接口板的连接线，故障依旧；用最小系统法检查实时控制板的状态，即断开实时控制板与视频接口板连接线J21、J17并短接J16强制开机，实时控制板单独连接电源和显示器，此时显示器有白屏显示，在启动过程中报错IMG29，输入/输出板信号灯①正常，可以排除实时控制板故障；于是推断是前端某块电路板损坏通过J21、J17引起了实时控制板无法启动；考虑用隔离法屏蔽掉前端电路板的干扰，进一步测试，接回J21、J17、J16，从发射/接收板至后级板，每块电路板依次逐一拔出，开机观察输入/输出板的实时控制板状态和显示器情况；经测试，在拔出后级板时，输入/输出板信号灯正常，报错IMG29，在拔出其他板时，均为开机黑屏故障。至此，锁定后级板故障。

2.1.3 故障处理

由于后级板故障，经母板、视频接口板影响到实时控制板的启动，更换后级板，故障排除。

2.1.4 小结

此故障按照开机信号流程、设备启动过程中各模块的启动流程逐步判断，运用最小系统法和隔离法锁定故障。

2.2 故障2

2.2.1 故障现象

设备使用中出现蓝屏死机，断电启动可正常运行，1周内出现2～3次。

2.2.2 故障分析

设备使用中出现蓝屏，可能的原因有：（1）电源不稳定；（2）散热不良；（3）金手指、连接线、插槽等接触不良；（4）硬盘或系统问题；（5）某电路板不稳定。因故障不规则发生，无法判断故障原因，于是，先对设备进行维护，清洗设备进风口过滤器，对设备内部进行除尘，检查各连接线，检查实时控制板内部线缆、显卡内存条，插拔发射/接收板、后级板、前级板、视频接口板等。维护后，使用中故障依旧；更换硬盘，即安装装机调试后的备份硬盘，启动至应用程序加载计数至2时出现蓝屏，发现备份硬盘的软件版本号为VA10D，而在用软件版本号为VB10B，向厂家工程师订VB10B系统光盘，进行系统重装。

2.2.3 故障处理

更换硬盘并重装升级版系统后，蓝屏消失。

2.2.4 小结

此故障由系统不稳定引起，对于不规则故障可以通过设备维护和系统重装的方法先行排除。此案例中出现不同系统版本号问题，查看维修记录，设备购买过保修，曾更换实时控制板，可能是实时控制模块更换时系统升级至VB10B，因此保修过程中需要注意软件版本更新，新硬件的更换特别是后处理模块的更换需要新系统和驱动程序支持。

3 结束语

针对彩超设备的维修，了解其工作原理、硬件结构非常必要。在此基础上结合观察指示灯的状态，对故障进行分析判断，运用信号跟踪法、最小系统法和隔离法等技术方法逐渐缩小可能范围，逐一排除后最终确定故障原因，并进行故障处理[4]。对保养和修复后的设备及时记录处理内容，特别是软件、硬件的更换升级和软件系统的备份，为日后预防性维护和维修提供参考。