Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Должным образом изолированный усилитель должен давать при этих условиях менее 20 мкА. Многие тестеры на электрической безопасности содержат такую стандартную функцию.

Большинство проблем, случающихся с аппаратами ЭКГ, связаны чаще всего с ошибками оператора и физиологическими факторами, а не неисправностями в схемах. Первичная проблема заключается в плохом контакте электродов. Это может быть вызвано многими причинами: высох гель для электродов, кожа пациента может иметь аномально высокое сопротивление, которое воздействует на эффективность работы электродов, адгезив не обеспечивает контакт с кожей в достаточной степени. Например, для людей с жирной кожей электрод и поверхность адгезивного диска должны быть целиком протерты спиртом. Для пациента с очень сухой кожей необходимо протереть спиртом кожу в месте контакта перед установкой электродов. В любом случае должен присутствовать гель для электродов.

Быстрый тест может идентифицировать проблему, если она связана с неисправностью одного из электродов. Просмотрите результаты, снятые каждым из электродов I, II, III. Если один из них неисправен, то два графика будут иметь излишний шум 50 Гц и сам выход будет некачественным. Третий график будет

нормальным. Дефект, вероятно, содержится в общем для двух некачественных изображений электроде.

Рис. 10.15 показывает два примера такого теста. В первом непосредственно после калибровочного импульса шум 50 Гц присутствует на выводах I, III. Это значит, что дефект в электроде левой руки. Во втором смещение базового уровня выводов II, III показывает, что проблема в электроде левой ноги.

Рис. 10.15. Признаки неисправности в одном из электродов

Если обнаружена неисправность электронной схемы, то наиболее эффективным будет подача сигнала моделирования ЭКГ, а также инспекция прохождения этого сигнала по схеме. Методика «разделяй и властвуй» эффективна в процессе исключения, который применяется и в других системах. Любые детали на замену, особенно схема изолированного предусилителя, должны приобретаться у производителя оборудования для обеспечения их соответствия характеристикам изоляции и коэффициента ослабления синфазного сигнала.

Электроэнцефалографы

Биопотенциалы вырабатываются и другими органами. Еще один диагностический инструмент, подобный ЭКГ, это электроэнцефалограф. ЭЭГ измеряет нервную активность мозга и выдаст формы сигналов, которые распечатываются многоканальным самописцем (рис. 10.16).

Рис. 10.16. Электроэнцефалограф

Этот прибор часто используется для наблюдения пациента, подключенного к системе поддержания жизнедеятельности, чтобы следить за работой мозга для обследования больных с различными неврологическими и сенсорными проблемами.

ЭЭГ имеет много усилителей и проводов, которые позволяют поместить на волосистую часть кожи головы множество электродов и наблюдать возникающую картину одновременно. Сигналы имеют среднюю амплитуду 50 мкВ, что делает коэффициент ослабления синфазного сигнала очень важным показателем для ЭЭГ. Обслуживание прибора с множеством идентичных каналов дает несколько удобных возможностей специалисту. Изготовители часто собирают подобные аппараты с использованием модулей, так что каждый усилитель представляет собой отдельный модуль. Если в одном канале возникает неисправность, можно менять местами платы предусилителей, чтобы проверить, переходит ли дефект на другой канал (проблема в плате) или же неисправность остается на месте (проблема может быть в кабеле, идущем к пациенту или выходных устройствах).

Электромиографы

Электромиограф (ЭМГ) используется для измерения реакции скелетных мышц. Измерения времени реакции, которые называются исследованиями нервной проводимости и скорости проводимости, могут выполняться с помощью стимуляции нервной системы импульсом тока, например, на кисти, и измерения реакции на мышцах плеча, что дает ценную информацию медику. Так, защемленный нерв замедляет скорость импульса, это увеличивает задержку или время задержки. ЭМГ также позволяет измерить множество различных показателей мышечной активности, например, действие сфинктеров. Мочевой пузырь накачивается, как воздушный шар, двуокисью углерода, и электроды измеряют реакцию мышц, пытающихся удержать его. Другие аппараты ЭМГ используются в операционных для измерения неврологической активности во время сложных операций на мозге и позвоночнике.

Все приборы, которые измеряют биопотенциалы — ЭКГ, ЭЭГ и ЭМГ — имеют очень малые значения входных сигналов и используют усилители, которые должны быть изолированы от земли. Это может вызвать определенные затруднения у специалиста при прослеживании сигнала от входа до выхода. Использование обычного, заземленного осциллографа с одним щупом может вызвать значительный шум в схеме. Кроме того, осциллограф сам по себе не может работать с низкими уровнями сигналов при очень малом отношении сигнал/шум. Лучший выход — использовать высококачественный дифференциальный осциллограф, у которого ни один из входных каналов не проводит измерения относительно земли. Многие двухканальные осциллографы позволяют инвертировать канал 2 и суммировать его с каналом 1 для обеспечения дифференциальных измерений. После того как сигнал был усилен изолированным предусилителем, можно вспомнить о традиционных методах обслуживания аналоговых схем.

Самописцы

Все описанные выше устройства, связанные с измерением биопотенциалов, используют самописцы для распечатки результатов проведенных тестов — механизмы. подающие бумагу с постоянной скоростью через устройство, которое ставит на бумаге пометки. Бумага перемещается по оси X, а устройство, делающее пометки, — по оси Y. Это дает график изменения биологического сигнала во времени. В более старых самописцах усиленный биологический сигнал подастся в двухтактный усилитель с выходным током, достаточным для отклонения катушки гальванометра. Перо, которое механически закреплено на выходном валу гальванометра, ставит отметки на бумаге.

Многие самописцы в прошлом использовали перо с подогревом острия и термочувствительную бумагу. Ширина линии определялась количеством тепла на острие пера. Постепенно на кончике пишущего механизма накапливалась грязь, что давало очень широкие линии, сигнализирующие о том, что настало время для замены.