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PHILIPS M3000A模块的NIBP部分维修

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发表于 2012-7-5 11:50:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
广州市多得医疗设备维修服务有限公司

黄兰明

摘 要: M3000A模块发生无法测量无创血压的故障比其它故障发生率高,因此本文通过对M3000A模块的无创血压部分的电路以及机械部分的剖析,以便更准确的判断故障所在点,解决无法测量无创血压的故障。

关键词:PHILIPS  M3000A模块  NIBP模块  血压

PHILIPS M3000A NIBP module is part of the study

Abstract:  M3000A module place to measure blood pressure at fault than the other fault rate, this article by M3000A module's non-invasive blood pressure part of the circuit and the mechanical part of the analysis to more accurately determine fault locations of the address can not be measured non-invasive blood pressure fault .

Key words:  PHILIPS   M3000A Module  blood pressure   NIBP Module

1  引言

   M3000A模块是PHILIPS公司最早研制出的插件MMS服务器,M3001A模块也是在M3000A模块发展起来的,M3001A许多技术还仍继续采用M3000A模块上的技术。而无法测量无创血压值是M3000A模块与M3001A模块常见的故障,同时M3001A模块的无创血压的测量技术还有部分沿用M3000A模块的技术。因此M3000A模块中的NIBP部分的技术是值得研究的。

   M3000A模块中的NIBP部分主要是由NIBP血压测量组件、放大滤波电路、以及相关的硬件电路

2  NIBP血压测量组件

NIBP血压测量组件如图2-1所示,它主要是由NIBP的机械组件、放大滤波电路组成的。它是NIBP无创血压测量的重要部分之一,NIBP的机械组件主要负责打气与放气的工作和测量压力值以及部分的放大滤波电路、补偿电路。





图 2-1 NIBP血压测量组件

                                                                  

2.1  NIBP机械组件

NIBP机械组件如图2-1-1所示,其中它包含着气泵(1)、两个电磁阀(2、3)、两个压力传感器(4、5)。充、放气都在这个封闭的盒子里循环;当电磁阀关闭时,气泵给袖带充气,另外还有一个安全减压阀,保证在机器出现故障时,能安全地减压,可以根据袖带的压力的空气容量和压力选择适当的阀进行快速而又精确地放气。这个封闭的盒子不但能够防止灰尘的进入而引起的无创血压没法测量的故障,而且便于拆装、更换。气泵、电磁阀的驱动电路是集成在M3000A模块上的电源控制板上,还有其他A/D转换电路街硬件电路是集成在主板上。

NIBP的机械组件中的气泵是12VDC驱动工作的,同时两个电磁阀也是12VDC驱动工作的,而一个压力传感器是5V直流电供电的四脚压力传感器,另一个是+/-5V的供电的压力传感器。



图2-1-1  NIBP的机械组件

2.2  NIBP血压测量组件中的滤波放大电路

NIBP的滤波放大电路的实物图如图2-2-1所示,主要是由2个OP291差分放大元器件以及相关的电容与电阻组成的电路。该滤波放大电路的电路图如图2-2-2所示,它是从压力传感器的信号端采集电信号,经过两个放大器OP291组成的差分放大电路放大,并在OP291的反相端加一个偏压补偿,有较好的抑制零点飘移,减少无创血压值的误差。




图2-2-1   滤波放大电路实物图





图2-2-2  压力传感器放大电路图

3  NIBP测量的相关硬件电路

NIBP测量的硬件电路由微处理器、通信控制器、NIBP血压测量组件(压力放大电路、压力传感器、电磁阀、气泵)、A/D转换电路驱动电路、储存电路组成的。无创血压测量的整个工作原理如图3-1所示,其中一个压力传感器用于检测过压,如果压力超过某一设定值时,则使1821-2476复位,从而使关闭气泵的驱动电路。其中一个压力传感器的数值被放大的模拟量经过A/D转换后,再经过一个或门的缓存后,再输进微处理器进行计算分析。





图3-1  血压测量模块系统框

3.1  NIBP血压测量驱动电路

NIBP血压测量的电路主要同两个F1N05的N沟MOS管和一个74HC123D芯片与1882-2476、MC68EN360FE25VC组成的,如图3-1-1所示。当按下测量键后, MC68EN360FE25VC微处理器的3脚为74HC123D芯片一个上升沿,使得74HC123D的13脚Q产生由低电平到高电平的翻转,使其中一个电磁阀关闭,1821-2476的51、52、56脚给一个高电平,驱动气泵(PUMP)工作,电磁阀闭合,给袖带加压,测量初始化后,1821-2476 ASCI芯片的56脚和MC68EN360FE25VC的3脚共同工作使其中一个电磁阀有节率性的打开、关闭,然后袖带的压力呈阶梯性的下降。这一工作过程中该电磁阀端的波形如图3-1-2所示。





图3-1-1  NIBP血压测量驱动电路



图3-1-2  电磁阀的压降变化

3.2 NIBP血压测量的A/D转换电路

  NIBP血压测量的数据经过放大后,直接进行带通滤波,然后通过芯片1098组成的A/D转换电路把数据经过74LVC32缓存后传送到微处理中。然后微处理把数据通信到监视屏中。其电路图中还通过LM35D对VCC电压进行检测,超出其正常工作状态产生报警。整个电路图如图3-2-1所示。





图3-2-1  NIBP血压测量的A/D转换电路

4  NIBP血压测量故障解决实例

故障1:成人血压模式下,当按下NIBP血压测量打气键后,听不到气泵工作产生的噪声,气泵不打气。

根据4.2.2节NIBP血压测量的驱动电路的分析,可知道控制气泵工作的是血压测量的驱动电路,固可初步推断故障可能出现在血压测量的驱动电路上,因此首先用数字万用表检测CON16接口的2、9脚的电压,气泵的两端电压有13.7V DC的电压,气泵的供电正常。接着检查驱动开关管F1N05工作是否正常,把数字万用表打到蜂鸣档,对F1N05芯片的D极对地检测,检测到F1N05芯片没有对地短路,然后把数字万用表打到二极管档,红、黑表笔对F1N05的芯片的D、S极测量,测量到无论如何置换红黑表,数字万用表的数值都显示无限大,可以断定F1N05的D、S极之间开路。根据F1N05[1]内部电路可知,F1N05是N沟的增强MOS管,其正常的数据如下:因此当红表笔在S极,黑表笔在D极时,万用表应显示一个500-800之间的数值。更换F1N05芯片后,故障排除。

气泵不打气的故障原因还有:气泵本身发生故障。当检测完驱动电路没有发生故障时,可以推断是气泵已损  坏。

故障2:成人血压模式下,压力可打到170mmHg,放气不正常,气泵经常补气,无法测量出血压值。

根据现象,该故障明显为管道漏气,首先检查袖带及接口处,未发现漏气。应该为血压模块漏气,拆下血压模块,该模块整个由薄膜密封。用刀片小心地把测量NIBP密封的盒子拆开,除气泵用硅胶管连接到气体循环的气道中,传感器与充放气电磁阀均用O形圈与集成在模块上的气道连接。初步怀疑O形圈漏气,卸下传感器与两个电磁阀的O形圈,用电路板清洁剂清洁电磁阀与O形圈,同时检查电磁阀有没有出现漏气的现象,其方法为对准电磁阀的开关口喷入电路板清洁剂,没发现有水珠从密封的电磁阀飞出,可以知道电磁阀没有漏气。把白色密封盒里的组件原位安装好,然后用焊铁把那块薄膜密封,放弃用胶水密封,因为胶水容易老化,容易再一次产生重复的故障。试机故障排除。

故障3:气泵能打气,放气速度非常慢,测不出血压值,在显示屏上血压测量值显示区显示“?”。

首先检测有袖带及接口处,未发现有漏气,接着检查发现薄膜密封处有一小处漏气,把该处密封后,故障未排除。把其它容易产生漏气故障的组件都采用上述的方法检查一遍,都没有发现故障点,接着用数字万用表检测到压力传感器的供电端有+5V,+/-5V,压力传感器供电没有发生故障,按下打气键,用万用表测量如图4-2-1-1中的2、3点,该点的电压没有发生变化,没有下打气键下,该两点有0.6V 电压,根据OP291芯片的零点飘移的特性,因此可以初步把故障推断为OP291芯片故障,更换OP291芯片。故障排除。


广州多得 罗琦 15920399821  Q:2624699296
更多技术文章参考:http://www.dododo.com.cn/news.asp?parentid=593&ChannelID=594
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