探讨超声设备常见故障分析及维修方法

2022-12-08王文龙

装备制造技术 2022年9期

王文龙

（周口市中医院，河南周口 4666000）

0 引言

近年来，超声设备在临床中属于必要的诊断工具，其有着快速、灵敏、无创等优点。超声设备作为电子设备经常会出现故障，为不影响正常工作，应及时、有效的排查故障原因并采取有效的维修措施。超声设备的维护和维修需要应用电子、物理、力学、光学、仪器操作和控制理论等知识，因此不是一项简单的任务。根据相关工作经验，研究超声设备的几种典型故障及其排除方法。

1 常见故障类型

1.1 机械故障

机械故障一般是指设备或机械部分在正常运行工作过程中所发生的故障，一般有如下几类情形：机械连接或紧固部件松动、脱离等，如螺丝、螺母的松脱；机械设备结构扭曲、变形、断裂等，主要是由于受力不均、机械部位结构改变或者接受的不正确外力所引起；卡死和转动的困难，大多是由轴承质量不够、受潮锈蚀、金属杂质进入内部等因素所引起，增加了摩擦力，却减少了机械灵巧程度，从而导致设备机器在进行操作时更为笨重，亦或设备机器的精度有所变化。因为设备机器的损坏问题，设备机器进过长时间的应用后会导致设备机器稳定性有所下降，在操作过程中存在摇晃情况，例如：控制面板上的轨迹球操作性能下降，摇晃程度较高无法准确的进行操作使用[1]。

1.2 电路故障

设备的电路工作故障，主要能够分成两大类，即硬件故障与软件故障。其中硬件故障主要能够分成开路故障、损坏故障和短接故障。软件故障主要能够分成系统软件发生故障问题以及使用系统时的操作故障。

（1）开路故障。开路有两种情况完全与不完全。完全开路主要是指集成电路中无电压，但是这个故障是某个部件损环而引起的；不完全开路则是指由于交流不好、元电子器件变坏等因素，造成的电路中电流明显小于通常值的现象。

（2）损坏故障。元器件在长时间应用中，因为质量和自身寿命等的因素，会出现破损，甚至引起开路或短路等现象，如电阻烧断，集成电路损环，电容、晶体管击穿等[2]。

（3）短接故障。主要是指由于导线绝缘件存在损坏情况、绝缘程度被影响、绝缘件存在变形的情况，导致导线之间有所连接、电路中的电流异常、元器具变质漏电等故障问题。

2 故障原因、特征及排除方法

2.1 故障原因

正常损耗：正常损耗主要是因为设备元件的使用时间所决定的。例如，超声设备上的操作面板在长时间的使用过程里，操作面板存在老化，或者超声探测器短路等；设备在长时间的使用过程中，超过限定次数后会发生图像品质低的情况。而超声设备部件以及其元器件无法通过一个准确的时间来判断是否超过了使用期限，而其判断方法主要是依靠检修与保养，定期检修与合理的保养就可以延长超声设备的使用年限。

不合理的使用：不合理的使用会导致超声设备的直接损伤或间接受损，进而影响超声设备的正常使用。因此合理的使用超声设备也是减少故障的方法。

维修问题：没有定期在日常维修保养时及时排查故障隐患。超声设备参数设置存在问题：超声设备参数设置不当会导致设备损伤[3-4]。

2.2 故障特征

故障主要分成硬故障与软故障，两种故障有着不同的故障特征，在排查故障时掌握两种故障的表现形式可以有效排查设备故障，除此之外，维修人员还应掌握超声设备整机系统原理。突发故障：此种故障是无法预判，但有着明显的现象。例如，超声设备在使用中断电、屏幕无法点亮等。间歇性偶发故障：故障主要表现为间歇性，故障发生并无规律。间歇性偶发故障的发生原因大多数为设备系统软件设置问题、设备接线处可能存有接触不良，亦或电路板虚焊等相关问题。渐进式故障：故障问题属于是渐进式发展，当故障问题时间越长故障严重程度就越高，最终导致机器设备无法进行正常使用，器械系统运行出现问题。此类故障主要是因为设备内元器件存在老化情况，特别是当电子元件，亦或导线的绝缘程度降低到一定程度后便会容易发生此种问题[5]。

2.3 超声设备故障的排除方法

感官法：此方法主要使用人的感官来对故障原因给予初步判断，即通过眼观、耳闻、手触、鼻嗅等感官进行判断，感官法可直接判断故障部位及原因。例如，备元件破裂变形、异响、异味、高温等类的故障一般均可通过感观法直接判断。

替代法：又称更换法，是设备维修中最常用、最有效的方法。更换方法是用正常部件或模块更换故障设备中有问题的部件，并逐一排除。因此，在某种意义上，替代法也可以称为消除法。

比较方法：将故障设备与正常设备进行比较，比较其电压、电流、输出信号、波形等，分析确定故障原因。

自检方法：直接利用超声波设备的自检功能，找出故障代码，确认设备类型和故障位置。

3 系统电源故障案例分析

3.1 超声波装置的故障与表现

超声波检查仪器的供电系统故障一般都会表现为不停点亮的交流电源或蓝色指示灯现象，系统运行人员即使对交流电源线路在进行了全面接地处理的基础上，仍然无法实现正常启动和关闭超声波检查系统的目的。由于启动按键在完成按压动作的过程中，没有观测到超声仪的显示屏突然亮起，因此可以判定为超声波仪器设备已经产生了停电故障，或是其他的仪器设备供电故障。而超声波仪器设备的供电中断故障也会给整个超声检测过程造成明显影响，仪器检测工作人员因此必须及时进行全面的供电故障检查排除处理[6]。

3.2 设备故障维修措施

一般状况下，仪器设备测试技术在面对仪器设备的供电故障问题时若要正确作出判断，则需要先打开供电机箱的外壳盖，之后才可以直接通过监测仪来测试以及处理仪器设备供电故障问题。但是，在具体进行仪器设备测试的操作方式与过程当中，测试技术可能会出现问题无法顺利测试电源设备盖板的后侧部分以及其他特殊部份，所以仪器设备测试技术对于面对超声波仪器设备中不同部份的各端口输出电流必须进行分别的测试（表1），并且通过综合比较才可以觉察出各个仪器设备连接部份的电流信号输入输出值不同。因此，测试技术对于电流输出信号的保护，一定要使用于在系统电源欠压或是电源过电压的特殊状况下，以避免超声波仪器开关与电源之间发生燃烧的结果。另外，仪表机械设备测试管理人员一定要实时调整电位器所属地区的终端旁侧系统工作压力，通过进行系统的分析以及数据综合处理的方式来全面发现仪表机械设备电源故障问题。在目前的仪表机械设备测试管理实践中，智能的仪表检测设备开机性能测试装置开始被普及应用，从而实现了仪表机械设备测试工作时间减少和人力成本减少的目标[7]。

表1 超声设备端口电压的故障异常显示数据

4 系统PC电路板故障案例分析

4.1 超声设备的故障表现

PC集成电路板属于多普勒超声测量仪的主要外接装置，若仪器外接集成电路板一旦终止工作，则仪表黑屏的现象就会产生，有时甚至出现延迟进入仪表控制页面的情形出现。这主要因为，由于PC集成电路板直接控制着彩色多普勒仪器系统中的硬盘安装，所以在出现故障状况下仪表就会主动打开反映给设备故障信息的系统测试过程，从而导致了延时启动的结果发生（图1）。而除此之外，多普勒仪器的系统外接元电子器件、系统存储器条或者集成电路板上的外围连接供电等一旦产生了设备故障信息，则就会导致上述的仪表非正常启动现象。

图1 系统PC电路板

4.2 设备故障维修措施

多普勒超声仪器在特定时期如频频显示为集成电路板的非正常工作状况，则对超声波仪器设备自身的系统安全工作也会产生重要影响。所以，仪表测试人员针对此类型的仪表故障问题一定要保持高度警惕意识，并且定期查找并测试仪表集成电路板。而在此基础上，测试人员还针对已产生连线或松动状况的仪表集成电路板是否需要进行全面的紧固联系，以确保在进行连接处理后的PC集成电路板能够恢复正常稳定工作的状况，从而起到了消除仪表集成电路板出现故障问题的功效。超声设备检测员在检查PC电路板的过程中，不但必须断开与信号板的连接线，同时对外围的设备接口也要进行分别的切断处理，这样才可以达到正确识别系统断电后的区域部位。检测人员对非正常状况下的仪器串口设备（USB设备部件）也必须做好检查更换的处理。除此之外，一些异物一旦顺着超声仪的安装外壳掉入系统里面，那么就会造成超声仪的安全工作故障。对障碍物在正常进行检测的基础上，检测人员有需要使用自动感测的设备，来检测设备中各个区域现存的障碍物。在进行了全面的障碍检测操作之后，一旦自动感测设备中出现了异常的系统电阻状态，则能够诊断为某个系统部位的障碍物已经出现。掉入障碍物的彩色多普勒超声技术设备将将失去活动的设备运行工作功用，所以整个系统运营检修人员一定要精准确定障碍物存在的范围和部位，对卡在设施下面或是其他区域的机械设备运动障碍物也一定要及时加以清理，以免超声技术设备的正常工作流程遭到妨碍。解锁条件电动机中的某个关键部件一旦产生了故障，则解锁条件电动机的整个工作安全性将会因此而遭到危害[8]。如无法成功消除系统解锁条件的电机故障，那么就一定要更换电气元件。而系统解除闭锁电机后一旦发生了电气失效的状况，则控制系统将会禁止再启动解除闭锁电机，以便观测到指示系统故障的指示灯频繁点亮。