史密斯WZ-50F6型注射泵的常見電路故障排除

曹飛，上官林峰，陳曉飛

白求恩國際和平醫院醫學工程科 (河北石家莊 050000)

微量注射泵是臨床醫療和生命科學研究中經常使用的一種可長時間進行勻速微量注射的儀器[1]，合理的使用可以減輕護理人員的工作量，同時方便控制注射精度。目前，微量注射泵已經作為一種基本醫療器械廣泛應用于重癥加強護理病房、冠心病加護病房、兒科等臨床科室[2-4]。史密斯WZ-50F6型注射泵具有操作簡單、性能穩定等優點，在臨床科室中使用頻率相對較高。我們通過長期的維修經驗積累，熟練掌握了此類注射泵的維修技能。本文主要針對此泵常見的電路故障進行分析，總結維修經驗，以供同行參考。

1 電路模塊原理

史密斯WZ-50F6型注射泵電路可分為8個主要模塊(圖1)。(1)系統控制電路模塊：是整個系統的核心部分，可對整個系統進行控制和管理，并對檢測信號進行處理，是采用單片機結合必要的外圍器件組成的系統。(2)電源及充電電路模塊：是整個系統工作的能源，采用220 V電源和內部電池兩套供電方案，充電電路負責對內部鎳氫電池充電。(3)開關機及驅動控制電路模塊：開關機控制電路模塊負責開關機的軟控制，驅動控制電路模塊負責對驅動芯片的控制。(4)驅動電路模塊：將單片機產生的脈沖信號進行放大后驅動步進電機轉動，通過多級齒輪變速傳動，帶動絲桿和螺母推動注射器前進。(5)輸入及顯示電路模塊：輸入電路模塊用于負責設定輸注的各參數，如輸注量和輸注速度等；顯示電路模塊負責顯示各參數和當前的工作狀態等，采用發光二極管(light-emitting diode，LED)數碼管顯示或液晶顯示(liquid-crystal display，LCD)。(6)檢測信號電路模塊：負責對一些安全報警信號的檢測及處理。(7)報警電路模塊：負責對產生的相關安全報警信號進行處理，如聲音、光等。(8)串口通信電路模塊：通過軟件實現與上位機的通信，可實時顯示當前的各參數與工作狀態。8個主要模塊中，發生故障頻率最多的有3個模塊，分別是電源及充電電路模塊、驅動控制電路模塊和檢測信號電路模塊。

圖1 電路模塊原理

2 常見故障及排除

2.1 充電電路模塊故障

2.1.1故障現象

注射泵開機后，電池欠壓聲光報警。

2.1.2故障分析

注射泵采用220 V電源和內部電池兩套供電方案，充電電路負責對內部鎳氫電池充電。根據故障現象，首先考慮是否是蓄電池老化嚴重導致無法充電，再檢查電池充電電路是否故障，最后考慮電池欠壓報警電路故障。

2.1.3故障排除

維修人員更換新電池后發現故障依舊，可判斷報警原因為充電電路故障或電池欠壓報警電路故障；將充電電池取出并拔掉充電接頭，用萬用表測量充電電路輸出端電壓為14.2 V，說明充電電路正常，故障發生在電池欠壓報警電路模塊。圖2為電池欠壓報警電路原理圖，當電池電壓不足時，U5(LM741)2腳采樣R18變阻器一端電壓低于3腳5 V電壓(穩壓管D6 1N4733所得)，6管腳輸出高電平，使得Q4(2N5551)導通將信號輸入單片機處理后發出報警信號，注射泵會發出間斷聲光報警，按靜音鍵可消除報警，此時電池正常的情況下，注射泵仍可以以5 ml/h的速率工作30 min左右[5-6]；U4、U5、D6中任何一個元器件出現問題都有可能導致故障發生。

圖2 電池欠壓報警電路模塊

維修人員先檢測U5 LM741旁的D6 1N4733A，用萬用表測量LM741的3腳有5 V輸出，說明D6正常；再檢測U5 LM741，正常情況為2腳電壓(由R18金黃色電位器調節而得)大于3腳電壓(5 V)，6腳輸出低電平(約為1.3 V左右)，測量發現2腳電壓無法調節至大于5 V，說明U5(LM741)損壞，更換后報警消除。

2.2 檢測信號電路模塊故障

2.2.1故障現象

在對注射泵進行計量質量控制過程中，無論設定的壓力值多大，阻塞報警都不提示。

2.2.2故障分析

注射泵阻塞報警的觸發通過壓力傳感器信號決定，因此，應先檢測壓力傳感器是否故障[7]；若傳感器無損壞，則考慮檢測信號電路故障，通過測量各元器件的電壓，判斷故障點。

2.2.3故障排除

傳感器是一種能感受或響應規定的被測物理量，并按一定規律轉換成可用信號輸出的器件或裝置，可將輸入變量轉換成可供檢測的電信號，并將各種參量送入計算機系統，進行智能監測、控制，是測量系統中的一種前置部件[8-9]。維修人員更換同型號的壓力傳感器后，發現故障依舊，考慮檢測信號電路出現故障。

圖3為檢測信號電路原理圖，1、2端口接壓力傳感器與R1、R2形成全橋電路，一旦檢測到壓力變化，兩端形成的電壓差值經差分放大由IN27輸出，輸出的電壓輸入單片機經過AD轉換顯示在LED上。

圖3 檢測信號電路模塊

維修人員測量電路中各電阻阻值及放大器UA741CD各引腳輸出，發現放大器6腳電壓偏差較大，正常值為1.70～2.10 V，測量值達到了3.20 V，偏差較大，判斷是741損壞，更換同型號放大器后，故障排除。

3 小結

史密斯WZ-50F6型注射泵具有定時精度高、流速穩定、操作簡單等優點，科室操作人員應每日對其進行一級保養(即每日對注射泵進行監督檢查，如發現損壞及時報修)[10]；同時，邀請廠家專業人員向醫院相關工作人員進行注射泵維護與保養的培訓與考核[11]；維修人員在維修過程中記錄出現的各種故障及處理方法，不斷積累經驗，提高工作效率；此外，加強與臨床使用科室的溝通，讓使用人員不僅能做好儀器日常的維護和保養工作，還能處理一些常見的報警故障，讓其更好地為臨床服務[12]；對于出現的注射泵電路故障，應先從故障現象著手，結合電路原理進行分析，遵循先整體后局部的原則，逐步排除。