Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Один из датчиков называется рН-электродом. В растворе рН определяется с помощью измерения небольшого потенциала, который образуется между активным электродом и эталоном, находящимся в контакте с раствором. Активный электрод запечатан в стеклянную трубку, наполненную буферным раствором.

Кончик трубки изготовлен из pH-чувствительного стекла, которое вступает в контакт с образцом. На стеклянном кончике трубки образуется разность потенциалов ионов. Эталонный электрод всегда находится в контакте с раствором хлорида калия (КСI), который накачивается через трубки до тех пор, пока не вступит в контакт с образцом крови. Электроды преобразуют разность потенциалов между кровью и буферным раствором в пропорциональное рН-напряжение.

Электронная схема для измерения рН фактически представляет собой очень точный вольтметр с высоким входным сопротивлением.

Электрод рСО 2, изготавливается при помощи электрода pH, вставленного в пластиковую трубку, наполненную инертным буферным раствором. Стандартный электрод располагается в трубке таким образом, что вступает в контакт с буферным раствором, который отделен от крови очень тонкой полупроницаемой тефлоновой мембраной. Когда СО 2, из крови проходит через мембрану, он значительно изменяет ионный потенциал между буферными растворами с каждой стороны рН-чувствительного стекла. Измеренное напряжение пропорционально парциальному давлению СO 2в крови.

Для изготовления электрода рO 2два электрода из серебра помещаются в трубку с буферным раствором. Буферный раствор отделен от крови полу проницаемой мембраной. Когда молекулы кислорода проникают сквозь мембрану и вступают во взаимодействие с буферным раствором, проводимость буферного раствора меняется пропорционально парциальному давлению кислорода в крови. Блок электроники просто измеряет проводимость раствора, пропуская через него известный ток и измеряя разность потенциалов на электродах.

Описанные приборы кажутся пока очень простыми. Проблема заключается в том. что эти электроды нестабильны вследствие химической природы их работы. Величина напряжения, например, электрода рН будет со временем изменяться. хотя pH остается прежним. Следовательно, необходимо регулярно проводить калибровку электронных усилителей для обеспечения правильного соответствия выходных сигналов измеряемым величинам. Современные анализаторы выполняют калибровку автоматически стой частотой, которая необходима. Это выполняется с помощью двух калибровочных растворов, один с высоким значением рН, рСО 2, рО 2, а другой — с низким. Раствор с низкими значениями величин подается в измерительную камеру, и производятся расчеты. Затем результаты корректируются для соответствия известным показателям калибровочного раствора, а жидкость смывается. Процесс повторяется с калибровочным раствором с высокими значениями указанных параметров.

В большинстве случаев обслуживание газового анализатора выходит далеко за пределы электроники. Специалист должен разбираться в гидро- и газодинамике для решения проблем в трубопроводной секции. Важное значение имеют поток воздуха и контроль температуры, поскольку устройство с трубопроводами должно иметь температуру ровно 37° — такова температура человеческого тела. Химический состав калибровочных растворов оказывает решающее значение на точность прибора, при возникновении загрязнений специалист должен решить, как они возникли, как их исправить и предотвратить их повторение.

Для помощи в процессе поиска неисправностей многие газовые анализаторы крови имеют встроенные диагностические функции, которые позволяют выполнять различные операции: вручную работать с насосами и клапанами для их проверки, тестировать функции клавиатуры и дисплея, получать данные о напряжении и токе непосредственно с датчиков. Обычно вход в диагностический режим осуществляется с помощью переключателей, расположенных непосредственно на платах. Способ перехода в диагностический режим описан в руководстве по техническому обслуживанию. Трубопроводную секцию часто можно извлечь или выдвинуть из основного корпуса прибора, чтобы получить более удобный доступ и предотвратить протекание жидкостей на электронные компоненты.

В случае электронных неисправностей, проблема обычно располагается в одной из трех следующих секций:

1. Системы управления потоком жидкостей.

2. Контрольно-измерительной системы.

3. Системы управления на основе микрокомпьютера.

Искать неисправности в системе управления потоком жидкостей достаточно легко, поскольку можно увидеть неработающий клапан или насос и выявить причину неисправности. Микрокомпьютерную систему можно проанализировать как и любую другую систему на основе микрокомпьютера (см. главу 9 ). Самая большая проблема связана с обслуживанием контрольно-измерительной системы. Если контрольно-измерительные схемы неисправны, очень трудно найти необходимые прецизионные элементы. Кроме того, необходимы чрезвычайно точные инструменты для повторной калибровки, а их обычно нет в наличии. Печатные платы этих узлов часто можно послать изготовителю и заменить работающими, откалиброванными платами, которые были восстановлены.

Регулярное техническое обслуживание такого оборудования не только желательно, оно необходимо! Насосы, предназначенные для движения жидкости внутри установки, называются перистальтическими (рис. 10.35). Они проталкивают жидкость через резиновые трубки, сжимая трубку между роликом и корпусом насоса. Со временем резина рвется. Обычно перед разрывом трубок насоса изменяются его характеристики. Поэтому трубки надо регулярно заменять.

Рис. 10.35. Перистальтический насос

Многие резиновые части также изнашиваются, небольшие трубки и пластиковая арматура засоряются. Сгустки крови всегда представляют собой потенциальную проблему. Необходима регулярная тщательная очистка для промывания белковых остатков в трубопроводной системе. Систему регулирования температуры необходимо проверять и настраивать точно на уровень температуры тела. Электроды извлекаются и очищаются, мембраны и буферные растворы следует заменять. Для обеспечения надежной работы нужно также заменять воздушные фильтры, смазывать подвижные части, проверять расход жидкости и функционирование прибора.

Абсолютно необходимо, чтобы приборы, подобные этому, давали очень точные цифры. Для полной уверенности в том, что установка работает правильно, медперсонал должен каждый день выполнять программу- контроля качества. Для этого приобретаются небольшие стеклянные ампулы с жидкостью, которая имеет гарантированную величину рН, рСО 2, рО 2. Каждый день три таких ампулы пропускаются через установку, одна с высоким значением другая с типичным, третья с низким значением показателей. Для контроля состояния прибора следует вести ежедневные записи результатов проверок, чтобы негативные отклонения не сказались на пациентах.