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      TECAN Freedom EVO Clinical 150-8型樣本前處理儀故障案例分析

      2019-08-27 08:06:12杜智洋陳楚群郭向輝
      中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備 2019年8期
      關(guān)鍵詞:控制板電阻值注射器

      杜智洋 陳楚群 郭向輝

      目前,醫(yī)院檢驗(yàn)科的化驗(yàn)樣本量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì),大量的化驗(yàn)樣本處理依靠檢驗(yàn)人員不停地重復(fù)工作,工作速率低又容易出錯(cuò)。樣本前處理儀作為快速、精準(zhǔn)加樣設(shè)備,代替人手的重復(fù)操作,降低人手操作疲勞與出錯(cuò)率,提升檢驗(yàn)流程效率[1]。由于此類設(shè)備自動(dòng)化程度高,重復(fù)運(yùn)動(dòng)零部件較多,易出現(xiàn)機(jī)械性故障,且每次維修費(fèi)用較高。為此,分析TECAN樣本前處理儀故障案例和解決方法,具有維修參考意義。

      1 樣本前處理儀的原理與結(jié)構(gòu)

      Freedom EVO Clinical 150-8型樣本前處理儀(瑞士TECAN公司)可為酶免分析(ELISA)前處理分液、預(yù)稀釋及留樣等樣本處理,適用于臨床實(shí)驗(yàn)室大量重復(fù)性精確的分液、加樣等工作,極大減少人力操作時(shí)間,降低出錯(cuò)概率,其程序控制系統(tǒng)提供多種加樣模式選擇,設(shè)備適用性較高,其動(dòng)作主要分為沖洗、浸泡、吸液及加液,其定量加樣結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

      圖1 定量加樣結(jié)構(gòu)

      (1)沖洗。將分液器和三通閥打開(kāi),快速?zèng)_洗器運(yùn)作,沖洗液依次流經(jīng)吸液管、連接管、定量注射器、吸量管和加樣針進(jìn)行清洗,再由集液盒收集。清洗過(guò)程中定量注射器會(huì)反復(fù)進(jìn)行吸、排運(yùn)作,從而清洗注射器和管路。

      (2)浸泡。將分液器打開(kāi),由三通閥接通至定量注射器,快速?zèng)_洗器運(yùn)作,使沖洗液注滿吸液管、分液器、連接管、定量注射器、吸量管及加樣針后,快速清洗器停止工作,分液器關(guān)閉,使沖洗液浸泡各管路配件,浸泡數(shù)分鐘后,三通閥接通定量注射器、吸量管和加樣針,由定量注射器運(yùn)作進(jìn)行排液,再由集液盒收集。

      (3)吸液。關(guān)閉分液器和快速?zèng)_洗器,三通閥連通定量注射器、吸量管和加樣針,機(jī)械臂在加樣針探測(cè)到液面后,定量注射器進(jìn)行吸液。

      (4)加液。當(dāng)定量注射器內(nèi)已經(jīng)吸入定量液體后,機(jī)械臂移動(dòng)至加樣位置,下探加樣針,定量注射器注出液體。

      從設(shè)備運(yùn)作來(lái)看,設(shè)備機(jī)械臂、定量注射器和三通閥為常動(dòng)部件,在保養(yǎng)和維修工作時(shí)應(yīng)尤其注意,而各管路和加樣針也應(yīng)注意沖洗防止結(jié)晶,保養(yǎng)時(shí)要檢查是否有曲折和漏液現(xiàn)象,工作中要注意對(duì)加樣針保護(hù),防止碰傷損壞[2]。

      2 故障案例分析

      2.1 故障一

      (1)故障現(xiàn)象。使用設(shè)備時(shí),定量注射器活塞動(dòng)作遲緩,未能及時(shí)動(dòng)作。

      (2)故障分析。定量注射器主要由雙向步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械機(jī)構(gòu)和控制板組成。步進(jìn)電機(jī)為COACT 16H096-4L5R-1電機(jī),該電機(jī)是一款雙層結(jié)構(gòu)(步距角0.9°)步進(jìn)電機(jī)[3]。機(jī)械結(jié)構(gòu)則由旋轉(zhuǎn)螺桿和軸承等組成。工作時(shí)由控制板輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),再由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺桿,聯(lián)動(dòng)注射器工作,根據(jù)故障現(xiàn)象分析推斷為步進(jìn)電機(jī)和機(jī)械構(gòu)造存在故障。

      (3)故障處理。檢查定量注射泵的步進(jìn)電機(jī),測(cè)量線圈未見(jiàn)明顯異常。在檢查中發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)至某些角度出現(xiàn)卡頓。分離步進(jìn)電機(jī)和機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)活動(dòng)時(shí)有卡頓,因此判斷為軸承磨損。更換軸承后使用未再出現(xiàn)動(dòng)作遲緩,故障排除。

      2.2 故障二

      (1)故障現(xiàn)象。開(kāi)機(jī)自檢過(guò)程中一個(gè)定量注射器動(dòng)作停止并報(bào)錯(cuò),設(shè)備程序隨即封停該定量注射器工作,其余可繼續(xù)使用;關(guān)機(jī)解封被停定量注射器后,再開(kāi)機(jī)依舊出現(xiàn)故障。

      (2)故障分析。定量注射泵在開(kāi)機(jī)自檢或工作中如出現(xiàn)自動(dòng)封停其中一個(gè)定量注射器,表明設(shè)備自身通過(guò)對(duì)該定量注射器的控制板探測(cè)出明顯故障。定量注射器控制板是正常供電下,在接收主機(jī)輸入信號(hào)后,經(jīng)由IC SJA1000T和PIC處理芯片處理,再給予2組IC A3955SLBT(全橋脈寬調(diào)制型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片)信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)分別作吸取和注射兩套動(dòng)作(圖2)。步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作后,傳感器根據(jù)其位置判斷是否出現(xiàn),進(jìn)而將信號(hào)反饋至主機(jī)。結(jié)合觀察和報(bào)錯(cuò)信息推斷,定量注射器控制板的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路故障。

      圖2 A3955SBLT內(nèi)部電路

      (3)故障處理。檢查定量注射器的機(jī)械機(jī)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)明顯異常,隨后檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)線圈電阻,其線圈阻值相近未發(fā)現(xiàn)明顯異常,順延檢查定量注射器控制板,板上驅(qū)動(dòng)電路主要由兩組A3955SLBT芯片組成,其中第6腳Vcc,第4、5、12及13腳GROUND,第7腳PHASE控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)工作信號(hào),第16腳LOAD SUPPLY接步進(jìn)電機(jī)供電電源,第11腳SENSE接步進(jìn)電機(jī)工作限流電阻,第10腳和第15腳OUT接步進(jìn)電機(jī)。由于COACT 16H096-4L5R-1是雙層結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī),因此兩組驅(qū)動(dòng)芯片呈對(duì)稱結(jié)構(gòu),其電路和外設(shè)布局相似。經(jīng)過(guò)在不帶電板上測(cè)量第16、10、15和11引腳之間阻抗比對(duì)發(fā)現(xiàn),其中一顆IC第15腳與第11腳之間電阻值均為零,分析電路判斷此位置電阻值不應(yīng)為零,故將其拆下后,對(duì)IC第15腳與第11腳之間再次測(cè)量,電阻值依然為零,對(duì)電路板上原IC位置進(jìn)行清潔,再次測(cè)量第15腳與第11腳之間電阻值,電阻值>2 MΩ,由此判定為IC故障,更換檢查IC后上機(jī)反復(fù)測(cè)試定量注射器動(dòng)作均正常,故障排除。

      2.3 故障三

      (1)故障現(xiàn)象。開(kāi)機(jī)自檢過(guò)程報(bào)錯(cuò)并自動(dòng)封停一個(gè)定量注射器,其余自檢通過(guò),隨后在試機(jī)中發(fā)現(xiàn)被封停定量注射器加樣針在沖洗模式下有液體滴出,關(guān)機(jī)解封被停的定量注射器后,再開(kāi)機(jī)故障依舊,重復(fù)上述操作,發(fā)現(xiàn)該加樣針滴出液體流量明顯不同。

      (2)故障分析。根據(jù)故障現(xiàn)象分析,應(yīng)優(yōu)先考慮硬件故障,試機(jī)中發(fā)現(xiàn)被封停的定量注射器加樣針在沖洗模式下有液體滴出,表明其三通閥未完全關(guān)閉,應(yīng)檢查三通閥查找故障原因。

      (3)故障處理。三通閥負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)控制液路,由三通閥體、4118M-19D-02RO雙向步進(jìn)電機(jī)、A2919SLBT步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和EE-SX484光電傳感器組成。先檢查三通閥體旋轉(zhuǎn)暢順,手動(dòng)開(kāi)關(guān)并注水測(cè)試正常;再檢查雙向步進(jìn)電機(jī),使用萬(wàn)用表測(cè)量到兩組線圈電阻值相等,軸承轉(zhuǎn)動(dòng)未見(jiàn)異常。由于加樣針有不定流量液體滴出,則A2919SLBT步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片正常工作。最后檢查光電傳感器,發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管電阻過(guò)大,由此推斷,每次開(kāi)機(jī)自檢時(shí)設(shè)備會(huì)對(duì)三通閥進(jìn)行旋轉(zhuǎn)復(fù)位并檢測(cè)位置,由于故障光電傳感器未能正確反饋正常信號(hào)而被報(bào)錯(cuò)并自動(dòng)封停,導(dǎo)致三通閥每次復(fù)位不準(zhǔn)確(未能正常開(kāi)關(guān)),使得加樣針出液流量均不能確定[4-5]。更換EE-SX484光電傳感器后,安裝試機(jī)可正常使用,未見(jiàn)明顯異常,故障排除。

      3 小結(jié)

      通過(guò)維修分析,發(fā)現(xiàn)該設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件在日常運(yùn)作中易產(chǎn)生受損而導(dǎo)致故障的發(fā)生,因此,需要定期進(jìn)行保養(yǎng),重點(diǎn)保養(yǎng)易受損的運(yùn)動(dòng)部件,才可保障設(shè)備良好運(yùn)行。同時(shí),還需要嚴(yán)格監(jiān)測(cè)加樣量的相關(guān)數(shù)據(jù),以確保定量加樣的穩(wěn)定性。

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