Aquarius 连续性肾脏替代治疗机电路板故障分析与维修
2020-09-21张文亮王欢
张文亮,王欢
广州医科大学附属第一医院 (广东广州 510120)
连续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy, CRRT)是24 h 或接近24 h 的一种连续、缓慢清除水分和溶质的治疗方式的总称。近年来,CRRT 技术已在国内的血液透析中心、重症监护中心等科室普及使用,CRRT 机在临床使用中的重要性日益显现。
Aquarius CRRT 机拥有全面的血液净化治疗模式,能为临床提供真正的个体化治疗方案, 从患儿到患者、从肾功能衰竭、肝功能衰竭、全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)到多器官功能障碍综合 征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)等,各种个体化的治疗都可以在简单操作中精确控制[1]。因此,总结该设备电路板的典型故障维修方法,有助于提高维修效率、节省维修成本及临床备机时间,为临床工作提供保障与支持。现分析我院 Aquarius CRRT 机在实际维修中遇到的电路板故障现象,以供同行参考。
1 二级电源板基本结构和功能
Aquarius CRRT 机的电路板有很多,包括初级电源板、二级电源板、显示中央处理器(central processing unit,CPU)控制板、母版、大容量 CPU、血泵电机驱动板等。本研究主要分析二级电源板的故障。
Aquarius CRRT 机的二级电源板主要为其他电路板提供各路电压的输出。二级电源板接收初级电源板输出的24 V电压,输出15 V、-15 V、12 V、8 V、5 V 电压,见图1。
图1 Aquarius CRRT 机二级电源板的功能
2 故障及维修
2.1 故障一
2.1.1 故障现象
机器在开机过程中,一直处于开机界面,无法进入系统,机器长鸣且无任何故障代码提示,重启几次后该故障现象仍未消失。
2.1.2 故障分析及处理
首先,分析是否由软件程序故障导致,一般软件程序故障只需断电后重启,机器即可以恢复,断电重启几次后故障现象依旧,初步判断不是软件故障所致;然后,分析硬件部分,拆开机器后壳,发现二级电源板上8 V 电源的指示灯未亮,使用万用表测量电压为0 V;关机切断电源后,发现二级电源板上8 V 电源模块上的一款L5973AD 芯片烧毁,找到该芯片的数据表资料,查看其外围电路连接和推荐的参考电路,对比Aquarius CRRT 机厂家提供的二级电源板电路图资料,确定该芯片仅仅用于电压转换,用新的同款芯片替换被烧毁的芯片;替换完成后,观察对应的电源指示灯,测试对应的8 V 输出电压,测试完成后开机,机器自检通过,运行正常。
进一步分析Aquarius CRRT 机二级电源板8 V 部分的电路图(图2)后,发现另一种临时快速解决故障的方法,具体如下:8 V 电源模块是通过 A、B、C 3个引脚焊接在整块二级电源板上的,其中A 引脚接输入IN,B 引脚接输出OUT,C 引脚接地GND;取下模块后,将A 引脚和B 引脚进行短接,即用24 V 电压直接替代8 V 电压,提供给后一级的电路(大容量CPU 板上的 L7805 芯片);经核查该芯片输入电压为0~35 V,改装电路后输出电压维持5 V 不变,装好机器并测试,机器自检通过,运行正常。虽然修改电路后机器功能正常,但未通过批量的生产和全面的性能测试,机器的稳定性和可靠性有待考证,故该方案仅为临时的维修方案。
图2 Aquarius CRRT 机二级电源板8 V 部分电路
2.2 故障二
2.2.1 故障现象
机器开机自检过程中,故障代码提示滤出液压力传感器故障,自检未通过。该报警偶尔出现,机器整体表现出时好时坏的状态。
2.2.2 故障分析及处理
首先确定传感器是否损坏,若传感器正常则进行校准,若传感器损坏则更换新的配件;进入机器维修模式测试后,发现传感器未损坏,校准后该故障现象仍然存在,排除传感器自身问题;进一步排查与传感器相关的电路部分,最终发现给传感器供电的-15 V 电压故障,实际测量该处电压为-12 V 左右,由于提供电压不足导致传感器性能不稳定,从而导致机器故障状态反复。
该部分电路分为3个部分,第1部分是基于1个三端稳压芯片L7815的15 V 电源;第2部分是电压极性转换电路,通过芯片ICL7662将输入的15 V 电压转换为-15 V 电压输出;第3部分是功率放大部分电路,芯片ICL7662是小功率极性反转电源转换器,需要增加1个三端稳压芯片L7915来增加电源的带载能力,最终输出较大功率的-15 V 电源,见图3。
首先更换芯片ICL7662,测量其输出电压依旧在-12 V 左右,进而更换L7915芯片,再次测量输出电压为-14.7 V,说明L7915芯片已经老化,性能不足;维修完成后,装好机器多次测试,机器运行稳定且正常。
3 小结
Aquarius CRRT 机的大部分故障都可以通过故障信息提示确定故障原因,最常见的是各类传感器的故障。本研究分析了两例较难判断的故障,对于此类情况,首先,需要维修人员了解CRRT 机的工作原理、模块组成以及关键部分电路和电路原理;其次,需要与厂家工程师沟通,在拆机维修过程中不断学习和总结,以提高维修水平和处理问题的能力;同时,需要维修人员深入了解电路的工作原理,以便分析问题,进而解决问题;最后,还需要与临床医师沟通,从临床方面加深对机器的了解,提高维修的技术水平,为医院节省维修成本[2],更好地降低设备的使用风险,为临床提供设备安全保障服务。
[参考文献]
[1] 蔡爱萍. Aquarius 床边血液过滤机维护保养及常见报警的处理[J]. 中国医疗设备,2011,26(4): 97-98,96.
[2] 韩叶峰. 费森尤斯 4008 系列血透机血泵故障维修实例[J]. 中国医疗设备,2018,33(11):104-106.