血透機(jī)血泵故障元件故障維修分析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了血透機(jī)血泵故障元件故障維修分析參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

[摘要]血泵模組是血液透析設(shè)備中的重要組件，是建立血液體外循環(huán)的動力提供者，在整個血液透析治療過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文總結(jié)了費(fèi)森尤斯4008系列血透機(jī)血泵模組的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理。通過兩個典型故障的維修案例，分析了引起血泵故障的各類原因，詳細(xì)闡述了故障的排查過程，探討了可行的元件級別的維修方法，特別是通過反讀血泵主板電路并研究步進(jìn)電機(jī)工作原理，總結(jié)出了新舊版本的步進(jìn)電機(jī)的兼容方法。在今后工作中，針對同類故障運(yùn)用本文提供的維修思路和方法，可以有效提升維修效率，減少維修開支。

[關(guān)鍵詞]血透機(jī)；血泵；步進(jìn)電機(jī)；驅(qū)動電路；元件維修 

引言

血液透析療法是目前治療慢性腎功能衰竭疾病的重要方法之一[1]，其主要依靠血透機(jī)來完成。費(fèi)森尤斯、百特金寶、貝朗、日機(jī)裝等是國際知名的血透機(jī)品牌，也是國內(nèi)臨床廣泛應(yīng)用的血透機(jī)品牌[2]。費(fèi)森尤斯4008系列血液透析機(jī)性能優(yōu)良，安全可靠，操作便捷，是國內(nèi)各大醫(yī)院和血液凈化中心所使用的主流機(jī)型，深受廣大醫(yī)護(hù)人員的歡迎[3]。我院共有4008系列血透機(jī)近40臺，每年將近百條的各類故障維修記錄中，血泵故障記錄就有十多條，因此總結(jié)血泵的典型故障維修方法有助于提升日常工作中血泵故障的維修效率，節(jié)省維修開支。

1基本結(jié)構(gòu)和原理

血泵作為血透機(jī)的關(guān)鍵部件，是建立血液體外循環(huán)的動力來源[4]。如圖1所示，其主要由框架、泵門、門傳感器、血泵轉(zhuǎn)子、速度傳感器、電機(jī)、變速器、主控板等零部件組成，與動脈壓檢測系統(tǒng)共同集成在血泵模組中。血泵運(yùn)行時，主板CPU根據(jù)設(shè)定速度調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)通過變速器內(nèi)的齒輪耦合器、齒輪、皮帶驅(qū)動血泵轉(zhuǎn)子按指定速度運(yùn)轉(zhuǎn)。血泵轉(zhuǎn)子上裝有永磁鐵，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁鐵會掃過安裝在血泵框架上的霍爾傳感器，使其產(chǎn)生速度脈沖信號。上述脈沖信號通過一系列信號處理后，送往CPU使得其能監(jiān)控血泵的實際運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

2故障一

2.1故障現(xiàn)象

血透機(jī)在治療時經(jīng)常會出現(xiàn)停泵現(xiàn)象，停泵時伴隨故障代碼為“E.12”的報錯信息，復(fù)位后又可以繼續(xù)運(yùn)行，但運(yùn)行一段時間后此故障現(xiàn)象又會出現(xiàn)。

2.2故障分析

血泵運(yùn)行時，主板CPU會不斷的采集血泵框架上霍爾傳感器的脈沖信號，從而實時的獲取血泵轉(zhuǎn)子的實際運(yùn)轉(zhuǎn)速度值，并將這個速度值與用戶設(shè)定速度值相比較。當(dāng)這兩個速度值的偏差超過允許的誤差范圍時，血泵主板CPU就會發(fā)出速度異常報警，在血泵模組的速度顯示窗口顯示“E.12”的錯誤代碼，并強(qiáng)制讓血泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)生此故障的原因可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：①泵頭與血泵框架有較大摩擦甚至直接卡死，導(dǎo)致血泵實際速度偏低；②轉(zhuǎn)子背部的磁鐵脫落或者消磁，使框架上的霍爾元件無法采集到轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)信息；③框架上的霍爾傳感器本身發(fā)生故障，導(dǎo)致采集的速度信息異常；④變速器機(jī)構(gòu)內(nèi)部的皮帶嚴(yán)重磨損、斷裂，齒輪耦合器磨損、打滑，導(dǎo)致傳動速度不匹配；⑤步進(jìn)電機(jī)失步、軸承磨損、卡死等[5-6]。

2.3故障排除

根據(jù)上述分析，按照由易到難的維修原則，首先檢查血泵轉(zhuǎn)子上的磁鐵，磁鐵位置正常，磁性也正常。裝回轉(zhuǎn)子并用手轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動時比其他正常的血泵要重一點(diǎn)，于是檢查血泵框架，但沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與框架的摩擦痕跡。最后拆出步進(jìn)電機(jī)，直接扭轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子，發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動不暢，確定電機(jī)卡澀。仔細(xì)觀察電機(jī)軸承發(fā)現(xiàn)有較多銹跡，噴除銹劑后有黃色液體流出，多次噴除銹劑處理后轉(zhuǎn)動仍然不暢，需要更換軸承。查看軸承型號為608Z，該軸承是市面上常見的標(biāo)準(zhǔn)件，于是購買軸承并更換。更換后電機(jī)轉(zhuǎn)動順暢，裝回試機(jī)正常，故障排除。

3故障二

3.1故障現(xiàn)象

開機(jī)自檢到血泵自檢的步驟時，血泵沒有運(yùn)轉(zhuǎn)，直接報錯，故障代碼為“E.13”。

3.2故障分析

血泵的驅(qū)動電路簡圖，見圖2。為了降低血泵運(yùn)行時的震動和噪音，采用了基于L6506/L6203芯片的細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計，每個步距角被細(xì)分為60微步。其中L6203的第十腳（SENSE）為接收步進(jìn)電機(jī)繞組反饋電流的引腳，繞組電流經(jīng)過檢測電阻R58、R59轉(zhuǎn)換為電壓后送入L6506的VSENSE引腳與REF電壓進(jìn)行比較，控制內(nèi)部觸發(fā)器工作，從而實現(xiàn)細(xì)分步距角的功能[7-9]。另外，R58、R59上的采樣電壓信號還會經(jīng)過各種轉(zhuǎn)換處理后送往CPU，以實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部繞組電流情況的監(jiān)控。發(fā)生此故障的原因可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：①步進(jìn)電機(jī)繞組斷路或者短路；②電機(jī)與主板的接口接觸不良；③主板驅(qū)動電路故障；④主板主控電路故障[10-11]。

3.3故障排除

將血泵主板與旁邊同型號機(jī)器對換，試機(jī)發(fā)現(xiàn)兩臺設(shè)備都出現(xiàn)上述的故障現(xiàn)象，再對換回來后，又只有原來的故障機(jī)出現(xiàn)該故障現(xiàn)象，因此懷疑主板與電機(jī)都有問題。首先排查主板上的故障，仔細(xì)檢查步進(jìn)電機(jī)接口插座，外觀完好，用萬用表測量后也沒有發(fā)現(xiàn)短路或者斷路[12]。繼續(xù)檢查驅(qū)動部分的電路以及元器件，最終發(fā)現(xiàn)IC1（L6203）有燒焦痕跡，于是購買L6203進(jìn)行更換，再次與同型號機(jī)器對換后發(fā)現(xiàn)主板恢復(fù)正常，故障排除。用萬用表對步進(jìn)電機(jī)的各繞組進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)7、8繞組斷路，因為維修繞組的難度高且成功率低，于是決定更換電機(jī)。從廠家訂購血泵電機(jī)時發(fā)現(xiàn)目前廠家提供的是新版的二相四線電機(jī)，而原來在用的電機(jī)（其模型圖如圖3所示）為四相八線電機(jī)，新版電機(jī)無法直接進(jìn)行替換使用。咨詢廠家得知老版電機(jī)已經(jīng)停產(chǎn)并且斷貨，建議將主板一起更換或者直接更換整個模組。因我院血透室新老版本的血泵模組都有，于是將新老版本的主板電路以及電機(jī)進(jìn)行了仔細(xì)的研究對比，得出以下兩個結(jié)論：①老主板驅(qū)動電路（圖2）的8針電機(jī)插座中2/3，6/7兩對針腳是直接短接的，對應(yīng)到四相八線電機(jī)（圖3）上也就是對其中兩對繞組采用了串聯(lián)接法，使其從外部上看等同于二相四線電機(jī)；②新老主板的驅(qū)動電路圖以及所用的元器件完全相同，只是電機(jī)接口的插座針腳不同，老主板為8針，而新主板取消了2、3、6、7針腳改為4針。綜上，將新版電機(jī)的四根引線黑、橙、紅、黃分別與老主板電機(jī)插座的1、4、5、8四個針腳相連，開機(jī)自檢運(yùn)行正常。最后進(jìn)入維修模式，校準(zhǔn)血泵泵速，再分別檢測血泵的多檔流速，檢測結(jié)果均在誤差范圍之內(nèi)[13]。

4討論

血透機(jī)血泵停泵的故障一般可分為兩類：一類是由于發(fā)生了其他血液方面的報警，血透機(jī)為了保護(hù)患者，命令圖2血泵的驅(qū)動電路簡圖圖3血泵電機(jī)模型圖血泵停止工作，以停止血液體外循環(huán)，并發(fā)出聲光報警提醒醫(yī)務(wù)人員盡快處理這些報警。此類故障只要消除引起血報警的因素，例如不合理的報警限值，血泵就可以恢復(fù)正常；另一類就是血泵模組本身發(fā)生故障，此類故障發(fā)生后，必須讓病人下機(jī)后進(jìn)行維修。本文分析的兩個血透機(jī)血泵的維修案例屬于第二類故障，文中針對故障現(xiàn)象，結(jié)合血泵的結(jié)構(gòu)和原理，詳細(xì)分析了引起故障的所有可能原因，并按由簡到難的順序進(jìn)行逐一排查，最后實踐了元件級別的故障維修方法。所以，充分了解血泵模組的原理和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行元件級別的維修，即可以提高工程師自身的技術(shù)水平，也可以為醫(yī)院節(jié)省大量維修支出，在實際工作中具有重要意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宋國巍,王磊.現(xiàn)有透析療法對慢性腎衰竭尿毒癥患者微炎癥狀態(tài)的影響[J].中國實驗診斷學(xué),2015,19(7):1199-1200.

[2]李朝偉,王振洲,賀建林.血透機(jī)超濾原理分析[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2011,8(4):74-75.

[3]郭文鋒.費(fèi)森尤斯4008S血透機(jī)維修實例[J].中國醫(yī)療器械信息,2018,24(1):158-159.

[4]路力軍,胡兆燕,陳正龍,等.體外循環(huán)用血泵研究進(jìn)展[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2012,31(4):433-439.

[5]羅杰.血液透析機(jī)的維修與保養(yǎng)[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,(11):267.

[6]陳婉玲,劉筱萍,陳惠芳.血液透析濾過預(yù)充操作方法的改進(jìn)[J].中華腎臟病雜志,2007,23(1):65.

[7]成俊康,張濤.用8253和L6203實現(xiàn)直流電機(jī)PWM調(diào)速控制[J].中國測試,2009,35(1):68-70.

[8]朱武,涂祥存,操瑞發(fā),等.基于L6506/L298芯片細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣自動化,2011,33(1):10-12.

[9]田心軍.基于DSP的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)[D].長沙:湖南大學(xué),2014.

[10]李睿興.費(fèi)森尤斯(Fresenius)4008型血透機(jī)非常見故障的維修[J].中國醫(yī)療器械雜志,2012,36(5):390.

[11]杜心才,王凱.4008B費(fèi)森尤斯血液透析機(jī)流量故障的排除方法[J].醫(yī)療裝備,2012,25(1):65.

[12]孫秀芳.費(fèi)森尤斯4008B血液透析機(jī)兩種常見故障的維修[J].低碳世界,2016,(16):229-230.

[13]金亮冰.血液凈化裝置校準(zhǔn)儀的研制[D].杭州:中國計量學(xué)院,2013.

作者:韓葉鋒 單位：慈溪市人民醫(yī)院設(shè)備科