史密斯型注射泵的常见电路故障排除
微量注射泵是临床医疗和生命科学研究中经常使用的一种可长时间进行匀速微量注射的仪器[1],合理的使用可以减轻护理人员的工作量,同时方便控制注射精度。目前,微量注射泵已经作为一种基本医疗器械广泛应用于重症加强护理病房、冠心病加护病房、儿科等临床科室[2-4]。史密斯WZ-50F6型注射泵具有操作简单、性能稳定等优点,在临床科室中使用频率相对较高。我们通过长期的维修经验积累,熟练掌握了此类注射泵的维修技能。本文主要针对此泵常见的电路故障进行分析,总结维修经验,以供同行参考。
1 电路模块原理
史密斯WZ-50F6型注射泵电路可分为8个主要模块(图1)。(1)系统控制电路模块:是整个系统的核心部分,可对整个系统进行控制和管理,并对检测信号进行处理,是采用单片机结合必要的外围器件组成的系统。(2)电源及充电电路模块:是整个系统工作的能源,采用220 V电源和内部电池两套供电方案,充电电路负责对内部镍氢电池充电。(3)开关机及驱动控制电路模块:开关机控制电路模块负责开关机的软控制,驱动控制电路模块负责对驱动芯片的控制。(4)驱动电路模块:将单片机产生的脉冲信号进行放大后驱动步进电机转动,通过多级齿轮变速传动,带动丝杆和螺母推动注射器前进。(5)输入及显示电路模块:输入电路模块用于负责设定输注的各参数,如输注量和输注速度等;显示电路模块负责显示各参数和当前的工作状态等,采用发光二极管(light-emitting diode,LED)数码管显示或液晶显示(liquid-crystal display,LCD)。(6)检测信号电路模块:负责对一些安全报警信号的检测及处理。(7)报警电路模块:负责对产生的相关安全报警信号进行处理,如声音、光等。(8)串口通信电路模块:通过软件实现与上位机的通信,可实时显示当前的各参数与工作状态。8个主要模块中,发生故障频率最多的有3个模块,分别是电源及充电电路模块、驱动控制电路模块和检测信号电路模块。
图1 电路模块原理
2 常见故障及排除
2.1 充电电路模块故障
2.1.1故障现象
注射泵开机后,电池欠压声光报警。
2.1.2故障分析
注射泵采用220 V电源和内部电池两套供电方案,充电电路负责对内部镍氢电池充电。根据故障现象,首先考虑是否是蓄电池老化严重导致无法充电,再检查电池充电电路是否故障,最后考虑电池欠压报警电路故障。
2.1.3故障排除
维修人员更换新电池后发现故障依旧,可判断报警原因为充电电路故障或电池欠压报警电路故障;将充电电池取出并拔掉充电接头,用万用表测量充电电路输出端电压为14.2 V,说明充电电路正常,故障发生在电池欠压报警电路模块。图2为电池欠压报警电路原理图,当电池电压不足时,U5(LM741)2脚采样R18变阻器一端电压低于3脚5 V电压(稳压管D6 1N4733所得),6管脚输出高电平,使得Q4(2N5551)导通将信号输入单片机处理后发出报警信号,注射泵会发出间断声光报警,按静音键可消除报警,此时电池正常的情况下,注射泵仍可以以5 ml/h的速率工作30 min左右[5-6];U4、U5、D6中任何一个元器件出现问题都有可能导致故障发生。
图2 电池欠压报警电路模块
维修人员先检测U5 LM741旁的D6 1N4733A,用万用表测量LM741的3脚有5 V输出,说明D6正常;再检测U5 LM741,正常情况为2脚电压(由R18金黄色电位器调节而得)大于3脚电压(5 V),6脚输出低电平(约为1.3 V左右),测量发现2脚电压无法调节至大于5 V,说明U5(LM741)损坏,更换后报警消除。
2.2 检测信号电路模块故障
2.2.1故障现象
在对注射泵进行计量质量控制过程中,无论设定的压力值多大,阻塞报警都不提示。
2.2.2故障分析
注射泵阻塞报警的触发通过压力传感器信号决定,因此,应先检测压力传感器是否故障[7];若传感器无损坏,则考虑检测信号电路故障,通过测量各元器件的电压,判断故障点。
2.2.3故障排除
传感器是一种能感受或响应规定的被测物理量,并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置,可将输入变量转换成可供检测的电信号,并将各种参量送入计算机系统,进行智能监测、控制,是测量系统中的一种前置部件[8-9]。维修人员更换同型号的压力传感器后,发现故障依旧,考虑检测信号电路出现故障。
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