[转发]Array360特种蛋白分析仪故障分析与维修

张恩科,李宪军,孔朝晖(陕西省人民医院,陕西西安710068)

Array360是贝克曼公司于九十年代中期推向市场的一款特种蛋白分析仪器,目前仍被国内许多大中型医院使用。该机器装备有左、右两套相互独立的机械系统及光学装置,在计算机控制下,全自动完成标本中免疫球蛋白(G、A、M)、白蛋白、抗“O”、类风湿因子等二十余种项目的定量测定。

本院免疫室的Array360特种蛋白分析仪在近期出现两次十分典型的故障,经过原因分析和故障排除,使我们操作人员及维修工程师对该机器的认识水平有了很大的提高。

故障现象1开机启动,机器进入自检程序,数秒后机内发出“咔,咔”声,监示屏幕显示“Carriagemotionerrorsample”。

分析和检修从错误信息提示看,该故障属于机械传动上的问题。Array360的左、右两只样本/试剂针能在横轴方向平行移动,并能在竖直方向上下运动,实现加样及退回。两个方向的运动均是在两只步进电机的驱动下通过环形传送带完成。从机器出现的机械动作看,在机器自检时,右样本/试剂针从零点位平滑地移动到“home”位并停止,而左样本/试剂针在运行中则发出“咔,咔”声,并停止于零点位与“home”位之间,显然这一现象与监视器提示的错误信息是一致的:左样本/试剂针出现机械故障。为了证实这一推断,启动故障程序,分别对左右样本/试剂针进行“home”试验,仍然是左侧针运行不正常。针对这一情况,对左侧样本/试剂针的机械传动部分进行清洁及上油处理,再对其进行“home”试验,现象如故。左侧样本/试剂针能做横向移动,只是不能准确到达“home”位置,所以可以肯定控制横向位移的电机是完好的,问题可能存在于作用于电机的脉冲信号或电机的运动位置感受器部分。用示波器测试作用于电机的信号,发现其波形不规整,有严重的随机波形叠加。由此说明电机的异常运行是因为不正常的驱动信号所致,波形失真的驱动信号使电机转动及制动处于无序状态,不仅转动不平稳,而且制动时发出“咔,咔”噪声。再观察位于电机下部的光耦合传感器(由一对发光二极管和光敏三极管组成),及嵌于电机转子上的花瓣形圆盘遮光片,其配合合理。顺着电机及传感器的信号连线继续寻找故障源,可以看见电机与传感器信号连线汇合到控制电路板上的同一接插头,在此我们发现插头与插座之间有松动,特别是当电机启动时,电机电源连线的一根插头针与插座之间有轻微的打火。至此,故障原因昭然若揭:插头与插座之间处于不可靠连接状态。因仪器已使用数年,插针与插孔表面被氧化,使其间接触阻抗变大,电机工作时消耗电流较大,故而发生打火现象,这不仅直接造成电机运行不稳定,也使紧邻的传感器信号线路受到干扰,计算机在得到错误计数信号的情况下,对左样本/试剂针发出的控制信号肯定是有问题的。用电器清洗剂消除接、插头表面的氧化层,重新插紧插头,启动仪器,一切正常。

故障现象2打印结论报告时,左侧检测项目结果数据准确,右侧检测项目无结果数据并提示“unstablereaction(12)”。

分析和检修显然这种故障是由于机器内部一部分不稳定造成的,这是相对不易克服的一类故障。从现象看,故障因素存在于仪器右侧机械或光电部分。参考Array360操作说明书中“TroubleshootingGuide”章节,以相关信息提示为检修方向,首先分别做了以下工作:保持血样清洁,仔细冲洗机器,清除样本/试剂针中的堵塞物,更换比色杯等;其次仔细检查与比色杯相连接管道的密封性,电磁阀的关闭、开启可靠性及各个泵的性能状况,均未发现明异常。在观察右侧比色杯的周边情况时,意外发现在比色杯周围有少量漏液及污物,并致使光路部分有轻度污染。打开光路,对其中的光源、透镜、棱镜等,仔细擦试(此部分属高精密部件,一定要谨慎),并对接收透过光的光电池表面进行了清洁。重新装配后开机试验,故障未改变。光路部分没有问题,但光源本身是否可靠呢?光源供电电压失调或光源灯老化是此类仪器的一个常见故障,用万用表检测光源灯泡两端的电压,其示数与标称值6V完全一致。至此,我们虽未确定出故障原因所在,但却注意到一个很关键的细节,该的光源使用了聚光“小米泡”,依据平日的经验常识,这种“小米泡”因为加工工艺所限,其焦点很难集中在中心轴线上,所以以其为光源,光路中某固定点所获得的光能量不仅与距离有关,而且更与灯泡的旋转角度有关。松动固定光源的小螺钉,轻微旋转改变灯泡的度,同时把万用表置于直流200毫安挡,表笔两端分别接光电池所在的“AnalogBoard”模拟放大板上的电阻R21两端,其目的是间接检测光电池产生的电流变化。果然,在慢慢旋转灯泡的角度时,万用表的电流读数周期性地在80～130mA之间变化。确定万用表读数最大时光源灯的角度并紧固。重新开机测试,打印结果各数据均准确。此故障是光源灯安装角度不合理与光源灯老化的共同原因所致。

维修体会比色类生化分析仪器尽管种类不少,而且构造复杂,但总的来说其基本原理是相同的:基于物质对不同波长光的吸收率不同的原理来确定其在血液中的浓度。

这种仪器一般是由三部分组成:(1)控制部分。现在大多数全自动仪器采用微机控制,其主机、外设及接口部分均为通用设计,使用和维修均较简单。(2)机械部分。主要包括①以步进电机为中心的机械传动。需要熟悉步进电机的工作原理,了解步进电机的运动状态控制方法,尤其要注意到光耦合传感器在步进电机控制上的广泛运用,故障往往与之有关。②以泵及电磁阀为主要部件的液体流动管道。这一部分发生的故障,集中在管道漏、堵或泵、阀老化失效上,凭肉眼观察即可发现大部分的问题。(3)光电部分。这一部分是比较复杂和精密的部分。光线的传输通路现在在大多数仪器上均采用密闭或一体化设计,很少损坏,所以常见故障主要是在光源灯及光接收部分:光源灯供电电压的失调是较常见的现象,另外,对付光源灯老化的最好方法是更换新的光源灯。对于光接收部分,用万用表简单地测量光电检测器(光电池、光电管等)转换出的电信号经模拟电路放大后的电压或电流,可以此来判断该部分是否已老化或损坏,问题便迎刃而解了。