醫學檢驗儀器的維修

      任何儀器，無論其設計如何先進、完善，在使用過程中都避免不了因各種原因，產生這樣或那樣的故障，只是儀器的故障率不同而已。為保證儀器的正常工作，對儀器進行正常維護和及時修理是非常重要的。限于篇幅，本章只對醫學檢驗儀器的特點和維護要求、儀器維修應具備的條件、儀器出現故障的規律、種類和原因、儀器維修的程序和常用方法、醫學檢驗儀器的常用電子器件的檢查等內容做些簡單介紹。

第一節 醫學檢驗儀器的特點和維護要求

一、 醫學檢驗儀器的特點

　　醫學檢驗儀器是用于疾病診斷、疾病研究和藥物分析的現代化實驗室儀器，其主要特點如下：

1． 結構復雜

　　醫學檢驗儀器多是集光、機、電于一體的儀器，使用器件種類繁多。尤其是隨著儀器自動化程度的提高和儀器的小型化，儀器功能的不斷增強，各種自動檢測、自動控制功能的增加，使儀器更加緊湊、結構更加復雜。

2． 涉及技術領域廣

　　醫學檢驗儀器常涉及光學、機械、電子、計算機、材料、傳感器、生物化學、放射等技術領域，是多學科技術相互滲透和結合的產物。

3． 技術先進

　　醫學檢驗儀器始終跟蹤各相關學科的前沿。電子技術的發展、電子計算機的應用、新材料新器件的應用、新的分析方法等都在醫學檢驗儀器中體現出來。

4． 精度高

　　醫學檢驗儀器具體說是用來測量某些物質的存在、組成、結構及特性的，并給出定性或定量的分析結果，所以要求精度非常高。醫學檢驗儀器多屬于精密儀器。

5． 對環境要求高

　　由于醫學檢驗儀器具有以上特點，以及其中某些關鍵器件的特殊性質，決定儀器對于環境條件要求很高。

二、醫學檢驗儀器的維護

　　儀器維護工作的目的是減少或避免偶然性故障的發生，延緩必然性故障的發生，并確保其性能的穩定性和可靠性。儀器的維護工作是一項貫穿整個過程的長期工作，因此必須根據各儀器的特點、結構和使用過程，并針對容易出現故障的環節，制定出具體的維護保養措施，由專人負責執行。

1、 一般性維護工作

　　一般性維護工作所包括的是那些具有共性的，幾乎所有儀器都需注意到的問題，主要有以下幾點：

⑴ 儀器的接地：接地的問題除對儀器的性能、可靠性有影響外，還對使用者的人身安全關系重大，因此所有接入市電電網的儀器必須接可靠的地線。

⑵ 電源電壓：由于市電電壓波動比較大，常常超出要求的范圍，為確保供電電源的穩定，必須配用交流穩壓電源。要求高的儀器最好單獨配備穩壓電源。另外應注意，插頭中的電線連接應良好，使用時切莫把插孔位置搞錯，導致儀器損壞。

⑶ 儀器工作環境：環境對精密檢測儀器的性能、可靠性、測量結果和壽命都有很大影響，為此對它有以下幾方面的要求：

① 防塵：儀器中的各種光學元件及一些開關、觸點等，應經常保持清潔。但由于光學元件的精度很高，因此對清潔方法、清潔液等都有特殊要求，在做清潔之前需仔細閱讀儀器的維護說明，不宜草率行事，以免擦傷、損壞其光學表面。

② 防潮：儀器中的光學元件、光電元件、電子元件等受潮后，易霉變、損壞，因此有必要定期進行檢查，經常及時更換干燥劑；長期不用時應定期開機通電以驅趕潮氣，達到防潮目的。

③ 防熱：檢驗儀器一般都要求工作和存放環境要有適當的、波動較小的溫度，因此一般都配置溫度調節器（空調），通常溫度以保持在20--25℃最為合適；另外還要求遠離熱源并避免陽光直接照射。

④ 防震：震動不僅會影響檢驗儀器的性能和測量結果，還會造成某些精密元件損壞，因此，要求將儀器安放在遠離震源的水泥工作臺或減振臺上。

⑤ 防蝕：在儀器的使用過程中及存放時，應避免接觸有酸堿等腐蝕性氣體和液體的環境，以免各種元件受侵蝕而損壞。
以上是有關儀器的一般性維護的主要內容，加外所有儀器在關機停用時，要關斷總機電源，并拔下電源插頭，以確保安全。

2、 特殊性維護工作

　　這部分內容主要是針對檢驗儀器所具有的特點而言的，由于每種檢驗儀器有其各自的特點，這里只介紹一些典型的有代表性的幾個方面。

⑴光電轉換元件，如光電源、光電管、光電倍增管等在存放和工作時均應避光，因為它們受強光照射易老化，使用壽命縮短，靈敏度降低，情況嚴重時甚至會損壞這些元件。

⑵檢驗儀器在使用及存放過程中應防止受污染。如有酸堿的環境將會影響酸度計的測量結果；做多樣品測量時，試樣容器每次使用后均應立即沖洗干凈。另外，雜散磁場對電流的影響也是一種廣義的污染。

⑶如果儀器中有定標電池，最好每半年檢查一次，如電壓不符要求則予以更換，否則會影響測量準確度。

⑷各種測量膜電極使用時要經常沖洗，并定期進行清潔，長期不使用時，應將電極取下浸泡保存，以防止電極干裂、性能變差。

⑸檢流計在儀器中作為檢測指示器使用的較多，但它極怕受震，因而每次用畢后，尤其是在儀器搬動過程中，應使其呈短路狀態。

⑹儀器中機械傳動裝置的活動磨擦面間宣定期清洗，加潤滑油，以延緩磨損或減小阻力。

⑺檢測儀器一般都是定量檢測儀器，其精度應有所保證，因此需定期按有關規定進行檢查，校正。同樣，在儀器經過維修后，也應經檢定合格后方可重新使用。

　　此外，儀器維護還有其它許多特殊內容，如用有機玻璃制成的元件，應避免觸及有機溶劑；氣相色譜儀在使用時需避開易燃氣體，且其氫氣源應遠離火源等。通常這些內容在儀器的使用說明書中有詳細的交待，負責維護工作的人員應仔細閱讀使用說明書中的有關內容，以進行正確的維護。

第二節 醫學檢驗儀器維修應具備的條件

　　醫學檢驗儀器維修應具備的條件分三個方面，具體說明如下。

一、對維修人員素質的要求

1、具有良好的工作作風和心理素質

　　醫學檢驗儀器的維修是一種技術性很強的工作，維修人員必須具有勤奮好學，刻苦鉆研的精神，并養成多觀察、多動手、多分析、多記錄、多總結的良好習慣，以不斷積累經驗提高維修水平。另外維修人員還應具有良好的心理素質，不在被困難嚇倒，要知難而進，膽大而心細。

2、具有豐富的知識

　　檢驗儀器維修人員的知識面要求比較廣，特別是隨著現代化檢驗儀器設備的精密度、復雜性的提高，要求知識面越來越廣，且逐漸加深。通常維修醫學檢驗儀器一般應具有以下幾個方面知識：

⑴電工基礎、電子線路、醫學檢驗學、光學和機械基礎等知識。

⑵醫用檢驗儀器的原理。

⑶微型電子計算機技術。

⑷電子儀器設備可靠性知識。

⑸電子儀器設備的結構設計知識。

⑹計量測試方面的知識。

3、維修人員的基本技能

⑴熟練的焊接技術：熟練的焊接一般指能根據不同焊接對象靈活使用焊接工具和焊接方法。保證既不損壞元件，又使焊點焊牢、光滑，不出現虛焊。

⑵能熟練掌握各種基本元器件的性能和測試方法：檢驗儀器中不僅大量采用各種類型的電阻器、電容、電感、半導體元件、集成電路塊、光電器件、繼電器、電機、泵、電表等元件，還采用各種傳感器、電極、微處理器、顯示器和光學器件等，要修理好儀器，必須熟練掌握這些元器件的性能和測試方法。

⑶能熟練使用測試設備對整機性能進行測試。

⑷具有熟練的閱讀原理圖能力和反讀印制版圖的能力：對有儀器說明書、電路原理圖的儀器，要先弄清整機原理和框圖后，再按框圖指引，去分析每部分的具體電路。能熟練閱讀電路圖，并根據電路圖，對照實物找出各測試點及相應元件，就能順利進行檢修工作。

　　在修理中，常遇到無說明書及其它資料的情況，這就需要根據實物繪出電原理圖以便修理時胸有成竹。這個過程可以分兩步走：先根據實物相互位置和連線畫出實體裝配圖，然后根據實體裝配圖整理繪出電路圖。這是維修人員非常難掌握的一種技能，但又是提高維修水平非常重要的一關。掌握了這種技能，能面對實物的布線，頭腦清晰地檢查分析和處理故障，往往會事半功倍。

⑸能靈活運用各種故障的檢查方法：儀器設備故障的原因和損壞的程序千差萬別。修理時，為了查找故障，可以用不同的方法，采用不同的檢查程序，以盡快找出故障的根本原因為目標，就同醫生診斷和治療疾病一樣，實際檢修時，修理者的工作經驗、學識水平和靈活采用檢查方法的能力等，將起決定性的影響，能力越強，效率越高。該項能力的提高。絲毫離不開實踐，應在實際工作中仔細觀察，認真分析不斷總結經驗。

⑹能夠掌握基本操作：醫用檢驗儀器常包括精密機械、電子、微機、各種傳感器等技術內容，所以除了懂得所維修儀器設備的基本原理以外，還應掌握光學與精密機械零部件的安裝、拆卸與清洗、加油、調整等項基本操作技能。另外，對儀器的整機使用、操作以及一些注意事項也應掌握，以免造成人為故障。

⑺應具有一定的維修安全知識：維修安全包括兩個方面：一是維修人員自身安全，要有良好的操作習慣和防電擊等安全措施。二是儀器設備的安全，維修儀器的最基本的要求之一，就是保證不進一步損壞器件或擴大故障范圍。所謂膽大心細，就是指既不要被故障的難度嚇倒，又要仔細分析弄清原理，合理的，正確的使用維修工具和采用恰當的方法進行檢查維修，防止盲動。

⑻要求有良好的觀察、實際制作、分析與記錄和總結能力：在維修時，需要敏銳的觀察能力，有時為了證實某種推斷還要求有進行模擬實驗設計和制作能力。記錄和總結是一個良好的習慣，維修人員不要把查到某個故障作為最后目標，而應從維修過程中總結經驗，開拓思路，以達到觸類旁通，舉一反三之功效，不斷提高維修能力。

二、維修工具和測試儀器

① 一套小型組合工具：如電鉻鐵、鑷子、剪子、起子等。

② 機械安裝工具：大中小起子、活動搬手、臺鉗、手電鉆等，用于拆卸、裝配儀器各種旋鈕、開關、電源變壓器以及機械聯動裝置等。

③ 真空壓力表：用于檢測各種管路的負壓。

④ 萬用表、兆歐表和電容/電感表：萬用表最好選用內阻高的萬用表。兆歐表常用于儀器的絕緣檢查。

⑤ 示波器：最好選用頻率較高的雙蹤示波器，有條件應配備高頻記憶示波器。

⑥ 信號發生器：有音頻、高頻、脈沖等類型。

⑦ 穩壓電源：用以替代待測儀器內部的相應直流電源，進行故障診斷。

⑧ 各種備件和轉接板：經常備一些常用的電阻、電容、晶體管和常用的集成電路塊等元器件，不但可用來更換損壞的元器件，也可用于替代法檢查判斷故障，以便提高工作效率。另外還要備一些機械材料，如各種螺絲、螺帽、墊圈、焊片等。
對于那些具有“積木”式結構的儀器設備，可將某一單元卸下，再通過轉接板連接起來，這樣可給檢查和測試留出更大的空間，方便工作。

⑨ 邏輯探頭（邏輯筆）、邏輯夾和邏輯分析儀，常用于數字電路的測試。

三、技術資料

　　技術資料包括：技術說明書、維修手冊、儀器的結構圖、裝配圖、電原理圖、印刷電路版圖、元器件明細表等。這些維修資料時可作為重要的參考依據，很方便地找出一些復雜和隱蔽故障，以提高維修效率。

　　另外，維修人員還應配有相關原理書籍和元器件手冊。并善于收集和整理技術資料。

第三節 醫學檢驗儀器出現故障的規律、種類和原因

一、人為出現故障的規律

　　儀器出現故障的一般統計規律是：在儀器使用的早期，出現故障的可能性較高，其原因主要是由于元器件的質量不佳、篩選老化處理不嚴格、裝配工藝上的缺陷、設計不合理以及人為的操作失誤等因素引起，因此，這一時期的可靠性較低或者說故障發生率較高。這人時期稱為儀器的早期故障期。

　　經過一段時間的運行后，儀器的元件、機構經過全理的調整，都已逐步適應正常的運行狀態，儀器進入穩定使用期，故障的發生率較低，而且一般都是偶然性故障居多。此時儀器處于最佳工作狀態，這一時期稱為有效使用期。
經過長時間的運行以后，隨著各種元件，尤其是易損元件、結構的磨損，損耗程度逐漸增加，儀器的故障率又逐漸上升，這個時期為儀器的損耗故障期。一般儀器早期故障發生于電子元件上，而損耗故障期則多見于機械零部件或光學零部件。

二、故障種類及發生原因

　　儀器的故障分必然性故障和偶然性故障。必然性故障是各種元器件、部件經長期使用后，性能和結構發生變化，導致儀器無法進行正常的工作，如元器件老化、變質，電位器磨損等。偶然性故障是指各種元器件、結構等因受外界條件的影響，出現突發性質變，而使儀器不能進行正常的工作，如交流電壓過高，儀器受沖擊等。

　　產主故障的原因具體分析如下：

1、人為引起的故障

　　這類故障是由于操作不當引起的，一般多由操作人員對使用程序不熟練或不注意所造成的。這類故障輕者導致儀器不能正常工作，重者可能損壞儀器。因此，在操作使用前，必須熟讀用戶使用說明書，了解正確的使用操作步驟，慎重行事才能減少這類故障的產生。

2、儀器設備質量缺陷引起的故障

⑴元器件質量不好造成的故障：這類故障因元器件本身質量不好所造成的，同一類元件發生的故障具有一定的規律。常用元器件的常見故障如表11—1所示。

表11—1 常用元器件故障表

名 稱 　　　　　　逐漸形成的故障　 　　　　　　　　　　　　　　　　突然形成的故障
光學元件 　　　　環境不佳引起霉變 劇烈振動使之損壞，　　　　　　　不注意而受污染
光電轉換元件 　　易老化，性能變差、噪聲增大 工作時受強光照射，　　光電流過大而損壞
光電耦合器件 　　少見 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　發光二極管燒壞
機械零件 　　　　使用過程中逐漸磨損，　　　　　　　　　　　　　　精密度下降 因裝配固定、連接不良，結構突然失效
炭膜電阻 　　　　------------------ 　　　　　　　　　　　　　　因螺旋炭層燒壞而斷路
合成電阻 　　　　因溫度改變引起阻值漂移 　　　　　　　　　　　　　少見
線繞電阻 　　　　因觸點與繞線脫焊引起電阻間斷性變化 　　　　　　　由于電阻繞線燒壞而斷路
電位器 　　　　　滑動觸頭與電阻片間因磨損而接觸不良 　　　　　　　少見
電容器 　　　　　時有時無的絕緣擊穿 絕緣完全損壞（短路），　　　　導線脫離了金金 屬箔（斷路）
電解電容 　　　　容量下降，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　漏電流增加 漏電很大，以致過熱而兔逸出氣體、爆破
電感 　　　　　　-------------------- 　　　　　　　　　　　　　因電流過大而燒斷
二極管 　　　　　--------------------- 　　　　　　　　　　　　　因電流過大而燒毀
晶體管 　　　特性參數逐漸改變而使工作點漂移 基極電流過大而燒壞，　工作電壓過高而擊穿
集成塊 　　　　長期使用，性能變差 電流過大而燒壞，　　　　　　　　電壓極性反接、電壓過高擊穿
顯示器件　　　 逐漸老化，顯示質量下降 　　　　　　　　　　　　　　　　　少見

⑵設不合理造成的故障：這方面的故障有時會導致有關元器件頻繁損壞，有時則可能使儀器性能下降而無法正常工作。這類故障多見于新產品。

⑶配工藝上因疏忽造成的故障：這類故障多在裝配過程中因虛焊、接插件接觸不良以及各種原因引起的碰線、短路、斷線、零件松脫產生的。

3、長期使用后的故障

　　這類故障與元器件使用壽命有關，因各種元器件衰老所致，所以是必然性故障。從表11—1可見，大多數器件長期使用后，均會出現故障，例如光電器件，膜電極老化、顯示器的老化、機械零件的逐漸磨損、通氣通液管路的老化等等。

　　各元器件的使用壽命差別很大，因此要使儀器能夠長期正常工作，除了對易損元件加強維護外，及時更換這類元器件也不失為一種積極手段。

4、外因所致的故障

　　儀器設備使用環境的條件不符合要求，常常是造成儀器故障的主要原因。一般環境條件指的是市電電壓、溫度、濕度、電場、磁場、振動等因素。