Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Все эти приборы предоставляют собой достаточно сложные цифровые преобразователи, которые превращают информацию звуковых векторов в видеоизображения, чтобы вывести на стандартный растровый монитор. Большинство этих систем оцифровывают аналоговый сигнал яркости для каждого вектора и выполняют различные функции цифровой обработки для улучшения окончательного изображения.

Вследствие природы схем ультразвукового датчика для конвергентного сканирования, печатные платы секций приема и передачи обычно устанавливаются в корпус, что затрудняет измерения. Для того, чтобы работать с такой печатной платой, необходима специальная плата-переходник, поставляемая изготовителем. Она обеспечивает механическую фиксацию и электропитание исследуемой платы вне корпуса. На практике очень трудно увидеть воздействие одной платы приема-передачи на качество изображения. Хорошее изображение можно получить, даже если удалить несколько плат, так как каждая из них дает не отдельный вектор изображения, а участвует в обеспечении точности и полноты каждого вектора в сканировании сектора.

Для проверки выхода платы приема-передачи необходимо с помощью осциллографа наблюдать каждый принимаемый сигнал до суммирования. Понимание функций базовой секции очень важно для локализации неисправности в таком сложном устройстве.

Если проблема заключается в плохом качестве изображения, специалист по биомедицинскому оборудованию должен определить, имеет ли место неисправность в самом оборудовании, или прибор неправильно используется. Ничем нельзя заменить опыт при определении правильности формирования изображения. Вес пациента, структура костей, положение датчика и т. д. влияют на качество изображения. Большинство специалистов очень хорошо знают изображение собственного сердца при правильной работе установки и при стандартном положении органов управления. Поместив датчик между ребер, специалист немедленно получает изображение. Это помогает ему попять, насколько хорошо работает прибор.

Значительное время при работе с этими устройствами тратится скорее на калибровку, чем на поиск неисправностей. Большинство обычных жалоб касаются именно качества изображения. Аналоговые эхосигналы переводятся в различные оттенки серого циста и сохраняются в преобразователе. Сигналы обрабатываются с использованием средних значений и интерполяции для придания плавности изображению и уменьшения воздействия шума. Даже если все схемы сбора и обработки данных работают отлично, изображение должно еще быть выведено на самописец или экран. Специалист должен регулярно калибровать видеосекцию для обеспечения должной яркости и контрастности. Генераторы тестовых сигналов часто встраиваются в систему для регулировки чистоты изображения и проверки способности устройства показывать все оттенки серого.

Измерения расстояний также необходимо проверять с помощью тестовой модели. Тестовая модель представляет собой блок из материала, который может проводить звуковые волны с такой же скоростью, как человеческое тело.

В блок встраиваются металлические объекты, которые будут давать отражение сигнала. Поскольку расстояние от датчика до каждого металлического объекта известно, можно настроить систему ультразвуковых измерений для соответствия этим величинам.

Лабораторные инструменты

В клинической лаборатории используется множество приборов для анализа крови и других жидкостей организма с помощью тестов. Большинство из них работают по сходным принципам и являются достаточно сложными автоматизированными приборами. Через определенные промежутки времени они автоматическим калибруют сами себя для обеспечения заданного стандарта, часто это происходит каждый час или два. Они автоматически перемещают образец в зону контакта с тем или иным типом датчика, что вызывает изменение напряжения, тока или сопротивления, пропорциональное измеряемой физиологической переменной. После стабилизации величины и получения результатов, образец смывается, и машина промывается для подготовки к обработке нового образца. Для объяснения основных принципов работы лабораторных инструментов мы остановимся на газовом анализаторе артериальной крови. Это типичный инструмент для больничных лабораторий, используемый при состояниях больного, близких к критическим.

Газовый анализатор артериальной крови

Нередко пациенты в очень тяжелом состоянии подключаются к системе жизнеобеспечения. Одним из наиболее важных приборов такого рода является вентилятор, который подает воздух в легкие пациента через регулярные интервалы. Врач, специалист по респираторным заболеваниям, определяет необходимый объем дыхания и частоту, с которой должен дышать пациент. Простого правила, которое определило бы необходимое количество воздуха для каждого пациента, не существует. Многие величины (вес, метаболизм, емкость легких, эффективность их работы и другие факторы) определяют, какое дыхание нужно пациенту; чтобы в его кровь поступало нужное количество кислорода и чтобы удалить двуокись углерода.

Лучший способ узнать, работают ли легкие правильно (и с вентилятором и без него), заключается в том, чтобы взять пробу крови из артерии и измерить содержание кислорода и двуокиси углерода. Другой важный параметр крови, на который действуют легкие — кислотно-щелочной баланс, который называется pH . Измеряя эти переменные, можно установить скорость вращения и, соответственно, объем подачи воздуха в легкие для обеспечения адекватного выполнения их функции. Поскольку результаты часто нужно получить очен», быстро для принятия критических решений по вопросу жизнеобеспечения, газовый анализатор крови часто располагается непосредственно в отделении жизнеобеспечения, очень близко к палатам пациентов.

Современный газовый анализатор артериальной крови представляет собой очень сложную автоматическую систему (рис. 10.34).

Рис. 10.34. Газовый анализатор артериальной крови

Для анализа пробы крови открывается дверка или крышка, и появляется небольшая металлическая трубка. Кровь из шприца вводится в трубку. Когда введено достаточное количество, прибор просит оператора прекратить подачу и закрыть дверцу. Насос втягивает пробу через внутреннюю систему трубок в зону, где он вступает в контакт с тремя электродами или датчиками. После стабилизации показаний датчиков данные записываются и насос с помощью соляного раствора начинает откачивать пробу в сливную емкость. После промывания через трубки прокачивается воздух для подготовки к обработке нового образца.