迈瑞BS300全自动生化分析仪维修手册.pdf

迈瑞迈瑞 BSBS- -300300 全自动生化分析仪全自动生化分析仪 维修维修手册手册 目录 目录目录 第第 1 章章 系统规格系统规格 . 1-1 1.1. 系统特性 . 1-1 1.2. 装载系统 . 1-1 1.3. 分析系统特性 . 1-2 1.4. 工作界面 . 1-2 第第 2 章章 系统安装系统安装 . 2-1 2.1. 机器的空间要求 . 2-1 2.2. 电气环境要求 . 2-1 2.3. 温度和湿度的要求 . 2-1 2.4. 装机流程 . 2-2 第第 3 章章 整机概述整机概述 . 3-1 3.1. 工作原理 . 3-1 3.1.1. 整机外观概述 3-1 3.1.2. 系统工作流程 3-3 3.2. 各部分构成与功能 . 3-4 3.2.1. 加样系统 3-5 3.2.2. 送料机构 3-7 3.2.3. 温控系统 3-10 3.2.4. 光学系统 3-13 3.2.5. 液路系统 3-14 第第 4 章章 板件功能概述板件功能概述 . 4-1 4.1. 主控板 . 4-1 4.1.1. 概述 4-1 4.1.2. 主控单元 4-1 4.1.3. 光电单元 4-1 4.1.4. 试剂单元 4-1 4.1.5. 样本单元 4-2 4.1.6. 装载搅拌单元 4-2 4.1.7. 温控单元 4-2 4.1.8. 主控板电源 4-2 4.2. 驱动板 . 4-2 4.2.1. 概述 4-2 4.2.2. 步进电机的驱动 4-3 目录 4.2.3. 电磁铁和装载直流电机的驱动 4-3 4.2.4. 泵、阀、搅拌电机、试剂预加热器件驱动 4-3 4.2.5. 反应盘温控控制电路 4-4 4.2.6. 光源电源控制电路 4-4 4.2.7. 驱动板电源 4-4 4.3. AD采集板 . 4-4 4.3.1. 概述 4-4 4.3.2. 10 路光电转换电路 .4-5 4.3.3. AD采集板电路 4-5 4.3.4. AD采集板电源 4-6 4.4. 试剂制冷板 . 4-6 4.4.1. 概述 4-6 4.4.2. 试剂制冷电路 4-6 4.4.3. 反应盘温控风机反馈电路 4-7 4.4.4. 试剂制冷板的电源 4-7 4.5. 液面检测板 . 4-7 4.5.1. 概述 4-7 4.5.2. 液面检测系统的构成 4-7 4.5.3. 液面检测原理 4-8 4.5.4. 液面检测板电源 4-9 4.6. 送料接线板 . 4-9 4.7. 机械手接线板 . 4-9 4.8. 电源接线板 . 4-9 4.9. 系统电源 . 4-10 第第 5 章章 系统软件原理系统软件原理 . 5-1 5.1. 软件的结构和响应机制 . 5-1 5.1.1. 系统软件 5-1 5.1.2. 中下位机软件 5-3 5.2. 诊断、维护菜单的使用描述 . 5-4 5.3. 软件的安装方法 . 5-5 第第 6 章章 维护与维修维护与维修 . 6-1 6.1. 维护 . 6-1 6.1.1. 每日维护 6-1 6.1.2. 每周维护 6-1 6.1.3. 每月维护 6-1 目录 6.1.4. 半年维护 6-2 6.2. 维修 . 6-2 6.2.1. 拆卸样本针 6-2 6.2.2. 安装样本针 6-4 6.2.3. 清洗被堵塞的样本针 6-6 6.2.4. 更换搅拌杆 6-6 6.2.5. 更换注射器或活塞头 6-7 6.2.6. 更换光源灯 6-8 6.2.7. 滤光片组件的更换 6-10 6.2.8. 光纤的更换 6-14 6.3. 调试 . 6-18 6.3.1. 反应盘、机械手、送料机构调试 6-18 6.3.2. 三针机构、样本盘、试剂盘调节 6-19 附录附录A 整机接线图整机接线图 . A-1 系统规格 1-1 第第1章章 系统规格系统规格 1.1. 系统特性系统特性 1. 尺寸：lbh: 980mm710mm1190mm。 2. 重量：150kg。 3. 电源：AC220V10%。 4. 功耗：最大 1KW。 5. 系统：任选式，多通道，多项目。 6. 测试种类：临床生化，免疫透射比浊，TDM(治疗性药物监测)等。 7. 测试方法：终点法，动力学法，固定时间法；支持双试剂和双波长。 8. 测试选项：通过主控软件设定，逐个测试设定，提供项目组合和计算项目。 9. 定标类型：线性(单点、两点和多点)，Logit-Log 4P，Logit-Log 5P，样条曲线，指 数函数，多项式，抛物线。 10. 质控：L-J， Westguard multi-rule， X-R，Cumulative sum check，误差累积，twin plot。 11. 同时测定项目：25/50(双/单试剂)。 12. 最大测试速度：300 测试/小时。 1.2. 装载系统装载系统 1. 样本量：3-45uL，0.5uL 递增。 2. 样本盘：通用样本盘，分内、外两圈。 3. 样本位：60 个，含标准、质控、急诊和稀释位。 4. 样本针：单独一针，带液面检测和防撞功能。 5. 样本针清洗：内外壁清洗，携带污染率0.1%。 6. 预稀释：稀释比150，以反应杯作稀释容器。 7. 试剂量：30-450uL，1uL 递增。 8. 试剂盘：通用试剂盘，分内、外两圈。 9. 在线试剂数目： 25/50 个试剂位， 每个试剂位放置迈瑞内圈瓶和迈瑞外圈瓶各一瓶。 10. 试剂针：独立一针，带液面检测和防撞功能。 11. 试剂针清洗：内外壁清洗，携带率0.1%。 系统规格 1-2 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 12. 搅拌：独立搅拌杆，加入样本和第二试剂后立即搅拌。 1.3. 分析系统特性分析系统特性 1. 光源：50w 卤钨灯。 2. 分光方式：静态光纤分光，干涉滤光片滤光。 3. 半高宽：102nm。 4. 波长：340nm，405nm，450nm，510nm，546nm，578nm，630nm，670nm， 700nm。 5. 吸光度范围：-0.15，10mm 光径转换。 6. 反应杯：5625mm，光径 5mm，一次性使用。容量：750l。 7. 反应液体积：180-500l。 8. 最大反应时间：可延长至 20 分钟。 9. 反应杯温度：370.1。 1.4. 工作界面工作界面 1. 操作系统：Windows 2000 professional。 2. 显示器：15 TFT。 3. 系统接口：RS-232。 4. 打印机：任选。 系统安装 2-1 第第2章章 系统安装系统安装 2.1. 机器的空间要求机器的空间要求 2.2. 电气环境要求电气环境要求 电源：AC 220V，50Hz，电压波动小于 10%，接地良好。 BS-300 需要一个良好接地的电源插座以提供所需电源， 最大功耗为 1K 瓦。 电源插座的 零地电压5V。如可能，BS-300 应连接在专用的电源线上。 警告警告 1. 不正确的接地可能导致触电及仪器损坏。不正确的接地可能导致触电及仪器损坏。 2. 确认输入电压符合仪器要求，并以安装了合乎规格的保险丝。确认输入电压符合仪器要求，并以安装了合乎规格的保险丝。 建议医院自配建议医院自配 2000VA 在线式在线式 UPS。 2.3. 温度和湿度的要求温度和湿度的要求 BS-300 仅供于室内安装使用，地面应平整并有足够的强度，环境应尽可能无尘，无腐 蚀和可燃性气体，无机械震动，无大噪音源和电源干扰，不要靠近电刷型发动机和经常开关 的电接触设备，不要放置在热源或风源附近，通风良好，避免阳光直射。 工作过程中温度应在 1532之内（波动度3） ，相对湿度在 4590之间。环 境温度不应低于 0。 注意注意 1. 仪器在上述条件以外工作将无法保证数据的可靠性。 如果温度、 湿度超出上述范围，仪器在上述条件以外工作将无法保证数据的可靠性。 如果温度、 湿度超出上述范围， 请使用空气调节设备。请使用空气调节设备。 墙体 分析仪 控制器 (PC) 980 710 最小500 最大2500 单位 mm 图 2-1 安装示意图 系统安装 2-2 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 2. 工作过程中仪器会产生热量并通过仪器后部排出。工作环境应良好通风以保证散工作过程中仪器会产生热量并通过仪器后部排出。工作环境应良好通风以保证散 热，必要时可采用通风设备。但应避免气流直接吹向仪器，否则可能会影响到数据的热，必要时可采用通风设备。但应避免气流直接吹向仪器，否则可能会影响到数据的 可靠性。可靠性。 2.4. 装机流程装机流程 1. 确认医院有合适的安装场地：空间足够、电气环境满足要求、房间的温湿度满足要 求。 2. 确认装机试剂和质控物。 3. 到达现场，开箱对照装箱清单，请院方验收。 4. 把四个把手装在设备的四个角上，将设备搬运就位，并固定脚轮、卸下把手。 5. 安装电脑、显示器、打印机。 6. 打开主机前面板，检查接线是否有松动和脱落。打开上盖板，检查三针组件、试剂 盘、样本盘是否完好，用手上下移动和旋转是否顺畅。 7. 连接通讯电缆、电源线、地线、废液桶、清洗液桶，安装废料桶，安装试剂针、样 本针、搅拌杆。 8. 在清洗液桶中加满蒸馏水。 9. 在送料舱中加满反应杯。注意检查反应杯上平面是否有突起，如果有，清除后方可 加入。注意，手不可以接触比色杯的透光部。 10. 在试剂盘 45、47 号位置分别放上酸、碱清洗液，49 号位置放稀释液，在样本盘 60 号位放上稀释液。 11. 按以下顺序打开电源：主机主电源分析部电源计算机电源显示器电源打印 机电源。 12. Windows2000 启动、登录后，双击 BS-300 图标，执行开机程序，完成系统自检、 联机和反应舱升温。此过程大概需要 30 分钟。 13. 进入“系统管理”“系统状态” ，观察并记录下表： 送料仓状态： 未连接 全满 半满 已空 反应盘温度： 试剂盘温度： 环境温度： 废液池状态： 异常（满） 正常（未满） 清洗液状态： 异常（无） 正常（有） 打印机状态： 无打印机 正常 主控单元 未连接 空闲 正在运行 反应盘单元 未连接 试剂盘单元 未连接 系统安装 2-3 样本盘单元 未连接 装卸单元 未连接 温控单元 未连接 波长（NM） 暗电流 光源本底 340 405 450 510 546 578 630 670 700 参考光 表 2-1 系统状态表 14. 在“系统管理”“系统维护”菜单中，选择“系统维护动作”标签，执行各个 单元的分步动作，确认无误，否则调整仪器直到各个分步动作可以正确完成。 15. 执行样本针、试剂针、搅拌杆内、外壁冲洗程序数次，使稀释液充满整个液路。 16. 完成“工作设置”菜单下的项目管理、试剂管理、定标管理，进行双试剂空白测试。 17. 进行定标申请和样本申请，编译后执行，调试结果。 18. 结果调试结束后，将结果填入下面的表格： 项目 ALT CREA BUN 靶值 2sd 范围 实测值 1 实测值 2 实测值 3 实测值 4 实测值 5 实测值 6 实测值 7 实测值 8 实测值 9 实测值 10 表 2-2 测试结果表 19. 培训： 日常测试可以完成。 是 否 系统安装 2-4 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 掌握动力学法、两点法、终点法测试的标定方法。 是 否 了解日维护、周维护、月维护的内容和维护方法。 是 否 掌握清洁、清洗、更换样本针、试剂针、搅拌杆的方法。是 否 掌握更换光源灯的方法。 是 否 掌握酸碱清洗液、稀释液的放置位置、作用、配制方法。是 否 整机概述 3-1 第第3章章 整机概述整机概述 3.1. 工作原理工作原理 3.1.1. 整机外观概述整机外观概述 BS-300 全自动生化分析仪由分析部分（Analyzing Unit）和操作部分(Operation Unit)组 成。 图 3-1 整机外观图 整机概述 3-2 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 图 3-2 整机正面图 图 3-3 整机俯视图 1.反应杯送料装载机械手 7.试剂吸样机构 2.送料仓 8.试剂针清洗池 整机概述 3-3 3.装杯口 9. 搅 拌 机 构 4.试剂盘 10.搅拌杆清洗池 5.样本盘 11.样本吸样机构 6.反应盘 12.样本针清洗池 3.1.2. 系统工作流程系统工作流程 BS-300 的机械部分的动作原理如下图所示： 图 3-4 机械动作原理图 BS-300 的测量流程如下图： 图 3-5 测量流程图 1. 操作者通过计算机编辑各测试项目的参数，设定样本试剂位置。将样本和试剂放入 整机概述 3-4 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 样本盘和试剂盘上指定的位置，并向送料仓中装入适量的反应杯。 2. 按“开始”按钮，运行测试。 3. 装料机构自动装上新的反应杯，并测量杯空白。 4. 指定的反应杯转到加试剂位前，试剂盘转动并将相应的试剂瓶送到试剂吸样位，试 剂针转到试剂瓶的上方，下行插入试剂瓶中。在此过程中吸样针检测试剂的液面，当检 测到液面并插入适当深度时停止，吸取指定量的试剂，接着，试剂针抬起并转到反应盘 上方加试剂位。 5. 当指定的反应杯停在加试剂位时，试剂针下行插入反应杯并吐出指定量的试剂。 BS-300 所采用的随量跟踪技术保证试剂针的针尖仅有很短的一部分浸入液面，有效地 提高了加样精度，同时可以降低交叉污染。然后试剂针转到清洗池，进行内外壁清洗。 第一试剂加入后的每个周期都进行一次比色测量直到反应结束。 6. 在第一试剂加入 23 个周期后加入样本。在此过程中，加入的试剂在被精确温度控 制的反应室内，试剂被孵育至 37。 7. 指定的反应杯转到加样本位前，样本盘转动并将相应的样本杯送到吸样本位，样本 针转到样本杯的上方，下行插入样本杯中。在此过程中吸样针检测样本的液面，当检测 到液面并插入适当深度时停止，吸取指定量的样本，接着，样本针抬起并转到样本盘上 方加样本位。 8. 当指定的反应杯停在加样本位时，样本针下行插入反应杯并吐出指定量的样本。 BS-300 所采用的随量跟踪技术保证样本针的针尖仅有很短的一部分浸入液面，有效地 提高了加样精度，同时可以降低交叉污染。然后样本针转到清洗池，进行内外壁清洗。 9. 在加入样本后，反应盘转动四个杯位到搅拌位，搅拌杆下行进行搅拌，搅拌完成后 反应盘旋转进行吸光度测量，搅拌杆转到清洗位进行外壁清洗。 10. 加入样本后，经过指定的延迟时间加入第二试剂。同加入第一试剂相类似，试剂盘 旋转把指定的试剂送至加试剂位， 试剂针插入试剂瓶并吸取指定量的试剂并加入反应杯 中，此后反应盘立即从加试剂位旋转到搅拌位进行搅拌。 11. 从加入第一试剂整个反应过程中的每个周期都进行比色测量，在反应结束后，根据 设定计算反应结果。如果结果异常不满足相应条件，BS-300 支持自动重测和样本预稀 释。 12. 当一联反应杯中的比色反应全部完成后，该联反应杯被装载机构卸掉，并换上新的 反应杯。 3.2. 各部分构成与功能各部分构成与功能 BS-300 主机主要由加样系统、送料机构、温控系统、光学系统和液路系统构成。 整机概述 3-5 3.2.1. 加样系统加样系统 3.2.1.1. 结构结构 加样系统由以下几部分组成：三针组件（试剂针组件、样本针组件、搅拌杆组件） 、试 剂盘、样本盘、反应盘组成。 1. 三针组件 三针组件除了搅拌杆组件的滚珠花键副轴比试剂针组件和样本针组件的短 30cm，其它 完全相同。 图 3-6 三针驱动组件结构图 三针组件在水平和垂直方向各有一个光电开关来为垂直和水平方向定义初始位， 水平和 垂直位置的步进马达精确控制三针的垂直和水平运动。传动完全由同步带完成。 由于花键副轴和花键副之间要求的配合精度较高，所以花键副轴和花键副是一一配套 的，不可以和别的组件换用。 2. 试剂盘和样本盘、反应盘组件 三个盘组件的区别在于编码盘不同， 编码盘对应于不同盘需要停止的位置。 每个编码盘 整机概述 3-6 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 的下面还有一个初始位标识， 与三个盘组件的编码盘对应的是三个码盘传感器组件， 上面的 两个光电开关分别感应码盘的转动和初始位。 图 3-7 试剂、样本盘侧视图 图 3-8 反应盘码盘图 三盘组件的动力来源于相应的步进马达，依靠同步带传动到三盘组件上。 整机概述 3-7 3.2.2. 送料机构送料机构 3.2.2.1. 概述概述 送料机构由送料机构组件和机械手组成， 作用是将新比色杯联送到反应盘上并将用过的 比色杯联由反应盘取出丢进废料舱。 3.2.2.2. 送料机构组件送料机构组件 送料机构组件由传动组件、料仓组件、送杯组件和空位探测组件等四大部分组成（见送 料机构组件示意图） ，由控制子系统控制传动系统的运行，采用直流电机做动力，设置压力 保护、空载信号、余存信号、取杯极限信号和推杯极限信号等五种控制信号和手控按钮，用 以控制直流电机的启动，停止和正反转。从而使送料机构组件完成相应的机械动作和功能。 送料机构组件的支撑底板，用四根螺柱与主机相联，用四颗螺母紧固，拧下四颗安装螺 母，送料机构组件即可很方便地从主机上拆下，构成一单独的模块。 传动组件： 传动组件是送料组件的动力系统， 使用直流电机通过同步齿型带传动推杯机 构，完成反应杯的输送过程。其中的被动轮支撑轴承座可以有一定角度的偏转，由压力弹簧 将可动轴承座固定在工作位，当送杯运行受到阻力（即反应杯送到位后） ，传动皮带对可动 轴程座的拉力将克服压力弹簧的作用， 使可动轴承座转动， 从而带动压力传感器挡片使压力 传感器产生信号，控制电机停止转动。当装卡位的反应杯被机械手取走后，压力弹簧将可动 轴承座复位，电机重新转动，以上过程不断重复，可完成连续不断的送料动作，直至料仓内 无反应杯为止。随后，行程控制起作用，控制送料架在一定动程内的停启和反向。(见传动 组件示意图) 空载信号传感器用于检测装卡位反应杯的有无， 余存信号传感器用于判断料仓 内反应杯联的数量，不足 10 个时系统会提醒用户。 图 3-9 送料机构组件示意图 整机概述 3-8 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 料仓组件： 料仓组件由导槽、轨道、滑轨、定位块等零件组成， 轨道用于反应杯的导向、 运行和定位。采用单导轨结构，导轨支撑于反应杯中部，以控制反应杯运行方向和防止反应 杯的倾倒。 反应杯底面在滑轨上滑行， 在装卡位， 采用定位块结构， 确保反应杯的准确定位。 单导轨结构型式： 以钢板制成角形导向单轨， 以塑料材料加工成两条分离的辅助滑轨做 支承。如下图示： a. b. c. d. e. f. 送杯组件： 送杯组件用于将反应杯由初始位置推送至装卡位。 操作者将反应杯由入杯口 送至导轨。 推杯时， 送杯组件两侧对称的单向拨爪机构在送杯装置回复至取杯位时推力面与 杯接触，将杯水平地推至装卡位。推杯装置可以连续不断地完成取杯和送杯动作，实现连续 送杯。 g. h. i. 图 3-10 料仓组件示意图 图 3-11 单导轨结构图 整机概述 3-9 j. k. l. m. n. o. p. q. r. 空位探测组件：空位探测组件用于探测送料组件上料仓内反应杯的有无。工作时，料仓 内的反应杯在推杯装置作用下将空位探测组件上的探头压缩， 空位探测传感器被挡住， 当料 仓内无反应杯工作时， 空位探测组件上的探头在弹簧作用下弹出， 空位探测传感器产生信号， 判断料仓内无反应杯。如下图示： 3.2.2.3. 机械手机械手 机械手垂直和水平方向的动力分别来自一个步进马达。 垂直方向由同步带带动一个丝杠 来完成，而水平方向则由同步带来完成。机械手的上手指和下手指结构完全相同，同时动作 以完成新旧比色杯联的更换。 上下爪的动作是由手指上的电磁铁通以不同方向的电流来实现 的。机械手的动作相对复杂，因此在机械手上有四个传感器，垂直传感器、水平传感器使机 械手找到水平和垂直方向的初始位，两个手指传感器感应手指的抓和放。 图 3-12 送杯组件示意图 图 3-13 空位探测示意图 整机概述 3-10 全自动生化分析仪维修手册（1.0） s. 图 3-14 机械手结构图 图 3-15 机械手上下手指示意图 3.2.3. 温控系统温控系统 3.2.3.1. 反应盘温控组件反应盘温控组件 反应盘温控组件包括温控锅、保温套/板、顶加热器、底加热器、反应盘/反应杯、光电 座、温度传感器、轴流风扇、控制电路等零部件。 整机概述 3-11 图 3-16 反应盘温控系统结构（反应盘/杯、传动轴隐蔽） 1：温度传感器及支架 2：轴流风扇 3：光电座 4：保温套 5：顶加热器 6：顶盖 7：温控锅 8：底加热器 1. 温控室：温控锅、保温套、光电座和顶盖构成一个环形密闭空间，反应盘在这个空 间里转动。温控锅使用铝材，底壁和侧壁肋化，可强化空气对流换热。保温套保温能力 好，有效地抵御了外部环境对温控室内部的干扰，保温套同时也是优良的绝缘材料。温 控室顶盖有一扇形缺口，用于机械手装卸反应杯。 2. 加热器：顶加热器形状为方形，电参数为 220VAC、125W。底加热器形状为环形， 电参数为 220VAC、350W。总功率 475W。加热器主要是补偿试剂升温所需热量和维 持温控室在一定的温度。 3. 风扇在温控室内串联使用，使内部热空气循环流动，强化对流换热。风扇数量为 4 只，具备堵转报警功能。 4. 温度传感器，反馈距离反应杯处的热空气温度。过热保护开关，在温控锅壁温达到 55左右时及时地切断电源，避免过热、火灾等严重事故的发生。当温控锅壁温降低 到 35左右时，它可以自动复位。 5. 控制方法采用 PID 控制，可随时进行 PID 参数的自整定。 6. 安全措施：因加热器采用 220V 市电供电，总功率接近 0.5kW，故在安全方面作了 如下考虑：温控锅接地保护，防控制器失灵温度开关保护，防风扇堵转保护。 3.2.3.2. 试剂预加热试剂预加热 预加热组件由两片铝板、一根回环弯曲的 Teflon 管、加热元件、传感器、温度保护开 关、导热胶、一截短软管以及试剂针组成。传感器感受温度，送入温度控制器，控制加热元 件，从而实现控温。 预加热器的热源温度控制在 45，试剂从冷藏仓出来时的初始温度为 28 度，试剂流 经预加热器时迅速升温，然后试剂进入反应杯，预加热结束。 整机概述 3-12 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 图 3-17 试剂预加热模块示意图 3.2.3.3. 试剂制冷试剂制冷 1. 制冷模块的主要零部件有制冷仓、PU 保温套、试剂盘、试剂瓶、温度传感器、制 冷片、散热器、风扇、控制电路等。制冷模块构架如图。 图 3-18 试剂制冷示意图 2. 制冷核心功能组件由风扇、热端散热器、POM 连接器、冷端导热铝块和帕尔贴制 冷片等零件组成。每台机器使用两个这样的核心组件。如图。制冷片冷面紧贴制冷仓， 热面紧贴散热器（制冷片有字面要紧贴制冷铝块） 。 整机概述 3-13 图 3-19 试剂制冷组件示意图 3. 半导体制冷片 每个制冷片对应一个散热块和散热风扇。安装时热面向下，冷面向上。 4. 控制方法 试剂制冷采用 ON/OFF 控制，由 12V 开关电源供电。 3.2.4. 光学系统光学系统 3.2.4.1. 功能与组成功能与组成 光学系统由测量光路和参考光路组成。 测量光路稳定提供几种波长的单色光， 在反应盘 旋转的过程中测定反应杯中反应液的吸光度。 参考光路对测量光路进行补偿以获得更高的测 量精度。 光源由光源盒中的光源灯发出， 经过光纤分光后一路为参考光， 监视光源灯的状况。 九路进入反应盘的比色夹， 光线透射过比色杯后经过相应波长的滤光片再透射到相应的光电 转换板，转换后的电信号在 AD 采集板上放大、A/D 转换后送到主控板，主控板将相应的吸 光度送到上位机进行相应测试的计算。 3.2.4.2. 规格规格 9 光路测量，干涉滤光片固定。 波长：340nm，405nm，450nm，510nm，546nm，578nm，630nm，670nm，700nm。 半高宽：10nm。 波长准确度：2nm。 测光范围：-0.1-5Abs. 光源：12V/50W 卤钨灯。 整机概述 3-14 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 共 路 传光束小端 卤钨灯聚光镜传光束小透镜反应杯滤光片小透镜光电管 光电管 参考光路 测量光路 光学系统 图 3-20 光路原理图 3.2.4.3. 动作动作 测量光路包括 9 支光路， 当反应杯转到相应光路轴线上， 就可以测出相应波长的吸光度。 3.2.5. 液路系统液路系统 3.2.5.1. 概述概述 液路系统如下图所示： 整机概述 3-15 图 3-21 液路原理图 如上图所示，液路分内壁清洗和外壁清洗两部分。 内壁清洗回路从清洗液桶开始，经过 CV1 单向阀，进入内壁清洗泵 P1，然后一路经样 本阀 SV1 和样本注射器，冲洗样本针，废液进入样本清洗池；另一路经试剂阀 SV2 和试剂 注射器，冲洗试剂针，废液进入试剂清洗池。 外壁清洗回路从清洗液桶开始，从 C14 去离子水桶瓶盖组件，经 CV2 单向阀，进入外 壁清洗泵 P2，泵工作时，清洗液经过清洗四通 C3，进入样本清洗池、试剂清洗池、搅拌杆 整机概述 3-16 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 清洗池。 样本清洗池、试剂清洗池和搅拌杆清洗池的废液，经过一个五通 C4，和试剂锅制冷的 液体汇集到一起，经过快速接头 J27、J28，进入废液桶。 3.2.5.2. 主要构件主要构件 注射器组件通过对试剂注射器和样本注射器行程的控制， 来完成对吸液量的控制， 是液 路的核心部分。 图 3-22 注射器组件示意图 两个步进马达通过同步带的传动实现对丝杠转动的控制。 两侧的光电开关对注射器的行 程进行限制。 板件功能概述 4-1 第第4章章 板件功能概述板件功能概述 BS-300 共有以下板件：主控板、驱动板、样本液面检测板、试剂液面检测板、AD 采集 板、10 路光电转换（340nm 光电转换板、405nm 光电转换板、450nm 光电转换板、510nm 光电转换板、546nm 光电转换板、578nm 光电转换板、630nm 光电转换板、670nm 光电转 换板、700nm 光电转换板、参考光光电转换板） 、试剂制冷板、电源接线板、机械手接线板、 送料机构接线板。 4.1. 主控板主控板 4.1.1. 概述概述 主控板是硬件系统的控制中心，共有 6 个功能单元的控制部分电路组成。6 个单元各用 一个单片机，多机通讯的方式，构成整个控制系统。如图所示： 图 4-1 控制结构框图 4.1.2. 主控单元主控单元 主控单元通过 RS232C 与 PC 机通讯，通过 4 个扩展串口与 5 个下位机单元通讯。 4.1.3. 光电单光电单元元 光电单元通过串口接收主控单元命令， 控制 AD 采集板采集接收光电数据， 控制反应盘 转动。 4.1.4. 试剂单元试剂单元 控制单元通过串口接收 PC 机命令，通过单片机，分别控制试剂针臂、试剂注射器、试 剂盘、泵、阀完成相应动作 主控单元 4 串口芯片 光电单元 温控单元 样本单元 试剂单元 装载搅拌单元 FIFO 32K RAM WATCHDOG CPLD 为各单元 共用扩展 I/O 口 板件功能概述 4-2 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 液面检测，防撞传感器，试剂盘初始位传感器，编码盘传感器，试剂针臂的上下及旋转 运动的位置传感器，注射器的位置传感器信号，均送入到单片机。 4.1.5. 样本单元样本单元 样本单元与试剂单元控制方法相同，控制对象对应为样本单元对象，但内、外清洗泵同 试剂单元共用。 4.1.6. 装载搅拌单元装载搅拌单元 装载单元 CPU 通过串口接收主控 CPU 命令，控制完成机械手，装载机构，及搅拌杆的 相应动作。 搅拌单元的主要控制： 搅拌杆臂的上下及旋转运动， 搅拌杆的旋转及外壁清洗泵的控制； 机械手臂的上下及水平运动，上、下手指的吸合松开动作；装载直流电机的动作；相关位置 传感器的信号接收处理。 4.1.7. 温控单元温控单元 两路温度信号经一个开关切换，共用一片放大器和一个 AD 转换。CPU 发出的温度控 制信号，温控控制对象为二个开关信号，端口送出高低电平。 4.1.8. 主控板电源主控板电源 主控板器件均为 5V 工作电压，引入一路 12V 电压，送到液面检测板供液面检测使用。 主控单元通过 5V-15V 的 DCDC 变换器给 AD 采集板模拟电路供电。 4.2. 驱动板驱动板 4.2.1. 概述概述 驱动板的主要功能就是接收主控板的控制信号， 控制驱动器件执行相应动作， 驱动板模 块图如下： 图 4-2 驱动板框图 13 路步进电机 2 路直流电机 2 路电磁阀 2 路液路泵 2 路温控加热器 1 路光源电源 1 路试剂预加热器 2 路电磁铁 控制板控制信号输入 板件功能概述 4-3 4.2.2. 步进电机的驱动步进电机的驱动 图 4-3 步进电机驱动框图 步进电机的驱动需要两部分电路，一是驱动芯片，另一是接收主控板控制信号，并将控 制信号转化为电机的转动方向及微步驱动相量的逻辑芯片,主控板输入两路信号： 转动方向：direction；步进脉冲：clock； 三盘步进电机驱动为：24V/1.5A，其余步进电机驱动为：24V/1A。 4.2.3. 电磁铁和装载直流电机的驱动电磁铁和装载直流电机的驱动 图 4-4 电磁铁驱动框图 注：电磁铁：注：电磁铁：24V，装载直流电机，装载直流电机 12V。 电磁铁及装载直流电机均要求正反两方向控制，装载直流电机为 12V，电磁铁为 24V。 控制板输入信号送到驱动板上。 4.2.4. 泵、阀、搅拌电机、试剂预加热器件驱动泵、阀、搅拌电机、试剂预加热器件驱动 图 4-5 泵/阀搅拌电机/试剂预加热驱动框图 注：试剂预加热器件电压为注：试剂预加热器件电压为 24V，其余为，其余为 12V。 试剂预加热器件、搅拌杆直流电机、泵和电磁阀采用功率开关驱动，每个控制器件各用 一片。 光 耦 信号接 收电路 驱动电路 驱动电路 clock direction 24V/1.5A、24V/1A 电机 光 耦 驱 动 电路 电磁铁或 装载直流电机 主控板输入 12V 主控板输入 光 耦 泵、阀、搅拌电机、装载直 流电机、试剂预加热器件 功 率 开关 板件功能概述 4-4 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 4.2.5. 反应盘温控控制电路反应盘温控控制电路 图 4-6 反应盘温控控制电路框图 反应盘温控加热器件用交流 220V， 控制电路采用固态继电器控制， 2 路加热器件共用 1 个固态继电器控制。控制信号为主控板单片机输出，用连接器件送到固态继电器输入端，为 了隔离 220V 高压，固态继电器放在电源接线板上。 4.2.6. 光源电源控制电路光源电源控制电路 图 4-7 光源电源控制电路框图 光源灯通断通过 12V 电源 remote switch 来控制， 控制信号为主控板单片机输出控制电 磁继电器，电磁继电器的两负载端经两根线接 remote switch 的两控制端，继电器触点断开 就没有 12V 输出。 4.2.7. 驱动板电源驱动板电源 驱动板共需 4 种工作电压：+24V：电机驱动及电磁铁驱动 。 +12V：泵、阀及装载直流电机驱动 。 +5V ：单片机及电机驱动芯片的 DA 转换的电压参考 。 +6V ：搅拌电机驱动。 需外接电源+24V，+12V，+5V。 +6V 电源在板上由电源在板上由 12V 电源经转换可得。电源经转换可得。 4.3. AD采集板采集板 4.3.1. 概述概述 AD 板电路结构框图如下： 220VAC 主控板输入 光固态继电器 反应盘加热 PTC 220VAC 主控板输入 光 耦 电磁继电器 光源电源 三极管 5V 板件功能概述 4-5 图 4-8 AD 板电路结构图 光电转换电路：10 路光电转换电路各由一个光电传感器电路做成的 PCB 板，分别通过 一个 5 芯屏蔽线与 AD 采集板相连。 AD 采集板电路：10 路光电信号的滤波、放大、增益调节电路；多路选通；AD 变换器 及相应的控制选通电路。 4.3.2. 10 路光电转换电路路光电转换电路 10 路光线的光电转换是由相应波长的光电转换板完成的。由于光源输出各波长的光的 强弱不同，紫外波长光强最弱，可见光波长光强最强。因此，各个波长的光电转换板的增益 是不一样的，所以相互不可以对换使用。 4.3.3. AD采集板电路采集板电路 4.3.3.1. 信号调理电路信号调理电路 包括 10 路输入光电信号的滤波及增益调节电路。原理框图如下： 图 4-9 信号调理电路原理框图 10 路信号调理电路采用程控增益调节，使通过增益调节使所有信号输出幅值接近 AD 输入的最大值；同时，随着光源的衰减，功率降低，输出信号幅度下降，这时可通过增益调 节来使信号输出幅值接近 AD 输入最大值。 共10路 光电转换 信号调理电路 多路开关 AD 转换器 主控板 光电转换 信号调理电路 光电数据 共10路 光电转 换电路 多路选通 控制信号 5 芯屏蔽线 信号调理电路共 10 路 板件功能概述 4-6 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 4.3.3.2. 多路选通及多路选通及AD采集采集 10 路经过调理的光电信号输入到多路选择器的输入端，根据需要选通相应通道到 AD 转换。AD 转换是一 16 位分辨率的转换器。 4.3.4. AD采集板电源采集板电源 AD 板模拟电源为15V，数字电源为 5V，这 3 个电源由 25 芯电缆从 CPU 板引入。 AD 的 5V 工作电压在 AD 板上由 15V 电源通过线性稳压得到。光电检测板上的15V 电源 通过 5 芯屏蔽电缆传送。 4.4. 试剂制冷板试剂制冷板 4.4.1. 概述概述 试剂制冷板电路包含两部分，一部分是制冷电路，另一部分是整机的风机。12V 电源也 引到制冷板，然后分出去。同时，反应盘温控风机的反馈信号在制冷板处理后，经光耦隔离 送到主控板的温控 CPU。 风机的 12V 电源与制冷 12V 电源是相互独立的，在板上无任何连接关系。但制冷的散 热风机仍由制冷 12V 电源提供。 由于制冷电路需不间断工作，需与整机电源分开，独立供电。 试剂制冷板的控制对象。 制冷：2 路 PELTIER 器件，4 个风机。 整机散热：3 个光源散热风机、4 个反应盘温控风机。 4.4.2. 试剂制冷电路试剂制冷电路 4.4.2.1. 试剂制冷电路工作原理说明试剂制冷电路工作原理说明 试剂制冷采用 Peltier 半导体制冷器件，单独使用一 12V 开关电源供电。经线性稳压到 9V 电压给制冷控制电路供电。温度传感器采用热敏电阻，负温度系数，25时 5K。试剂 制冷板只控温，不送温度信号给 PC 机。 4.4.2.2. 试剂制冷电路结构试剂制冷电路结构 图 4-10 试剂制冷电路结构框图 开关管 PELTIER 器件 PELTIER 器件 比较器 温度传感器电压信号 比较电压 板件功能概述 4-7 4.4.3. 反应盘温控风机反馈电路反应盘温控风机反馈电路 反应盘温控选用带反馈信号的风机，可以随时检测风机的好坏，4 路风机反馈信号在板 上通过或门后，经光耦隔离送到主控板温控 CPU。 4.4.4. 试剂制冷板的电源试剂制冷板的电源 外接电源：两路 12V 电源（来自两个独立的电源） ：一路为制冷电源，一路为反应盘风 机及光源风机电源。 制冷板控制电路电源为 9V，由制冷 12V 电源经稳压得到。 风机反馈信号处理电路电源 5V，由风机 12V 电源经稳压得到。 光耦输出电源由主控板提供。 4.5. 液面检测板液面检测板 4.5.1. 概述概述 BS-300 全自动生化分析仪的液面检测要求在试剂针取试剂，样本针取样本两个时刻的 过程时，两针不能插入液面过深，以免由于交叉污染影响测量结果，同时防止试剂，样本量 不足时空吸，产生错误结果。 4.5.2. 液面检测系统的构成液面检测系统的构成 4.5.2.1. 双管针双管针 外型见图 板件功能概述 4-8 全自动生化分析仪维修手册（1.0） 外绝缘层 外针管 内绝缘层 内针管 图 4-11 双管针外型图 4.5.2.2. 液面检测电路液面检测电路 液面检测板检测双管针接触到液面的电容变化，转变为 0 和 5V 的电压脉冲信号，传回 主控板。 4.5.3. 液面检测原理液面检测原理 本液面检测系统工作原理：当针与液面接触时，双管之间的电容变化，电容量的变化经 整形后，送到主控板单片机，液面检测板输出正脉冲信号。 板件功能概述 4-9 4.5.4. 液面检测板电源液面检测板电源 本电路所需电源为 5V 及 9V，9V 为锁相环路的工作电源，5V 为板上其他器件供电， 电源由主控板提供 12V 电压，在液面检测板经转换得 5V 及 9V 电源。 4.6. 送料接线板送料接线板 送料接线板转接送料机构传感器与主控板之间的信号连接以及驱动板与装载直流电机 的连接。 对应连接如下表： 表 4-1 送料机构接线板 4.7. 机械手接线板机械手接线板 机械手接线板转接机械手传感器与主控板之间的信号连接以及驱动板与电磁铁的连接。 对应连接如下表： 接插件 连接对象 J101 装载水平位置传感器 J102 装载垂直位置传感器 J103 下手电磁铁吸合传感器 J108 上手电磁铁吸合传感器 J104 上手电磁铁驱动线 J105 下手电磁铁驱动线 J106 电磁铁驱动线（与驱动板相连） J107 主控板连接线 表 4-2 机械手接线板 4.8. 电源接线板电源接线板 电源接线板是将输入 220VAC 电源转接到 4 个电源输入端及反应盘加热器。 基于接线考虑，将驱动板的固态继电器安排在电源接线板。 接插件 连接对象 J91 前端传感器 J92 后端传感器 J93 中间传感器 J94 杯空传感器 J95 压力传感器 J96 电机控制线（连接功率驱动板） J97 电机控制线（电机相连） J98 装杯按钮 J99 主控板连接线 板件功能概述 4-10 全自动生化分析仪维修手册（1.0） J111 连接关系： 引脚 连接对象 1 POWER_N 2 POWER_L 3 POWER_N 4 POWER_L 5 SW_N 6 SW_L 7 COOLER_N 8 CLOOER_L 表 4-3 电源接线板 1 J112 连接关系： 接插件 连接对象 1 5V_N 2 5V_L 3 12V_N 4 12V_L 5 24V_N 6 24V_L 7 HEAT_N 8 HEAT_L 表 4-4 电源接线板 2 J113 连接关系： 接插件 连接对象(与驱动板相连) 1 T_RELAY+ 2 T_RELAY 表 4-5 电源接线板 3 J114 连接关系： 接插件 连接对象(温度开关) 1 温度开关引线1 2 温度开关引线2 表 4-6 电源接线板 4 4.9. 系统电源系统电源 整个系统采用交流 220V 电源，有 4 个开关电源模块。 板件功能概述 4-11 图 4-12 系统电源框图 如上图所示，电源总开关打开后，220V 交流到达电源接线板。 反应盘上下加热器采用交流 220V 工作电源；12V 制冷电源在电源开关打开后就可以工 作。5V/12V 开关电源、12V 光源灯电源和 24V 开关电源的交流 220V 都从电源接线板接出， 但是受分析部开关的控制。 12V 制冷电源提供两个半导体制冷模块及其散热风扇、前后面板散热风扇的工作电源， 系统开关的开断不影响制冷电源。 12V 开关电源提供光源灯的工作电源， 这个电源可以由系统单独关断。 关断信号从主控 板上发出到功率板，从功率板输出对电源的控制信号。 5V/12V 电源提供给主控板和功率板，同时 12V 作为反应盘温控风扇、光源灯散热风扇 的工作电源送到试剂制冷板。 24V 开关电源送到功率板， 驱动所有马达、 上下机械手吸合电磁铁、 试剂预加热。 5V/12V 的 12V 电源驱动阀、泵、直流电机。 系统开关关闭时，12V 开关电源、5V/12V 开关电源、24V 开关电源都被关断。机器只 有试剂冷却系统继续工作。当关闭电源开关时，机器完全断电。 电源接线板 220V 电源总开关 电源滤波器 5V/12V 电源 24V 电源 12V 光源灯电源 反应盘上下 加热器 12V 制冷电源 分析部开关 系统软件原理 5-1 第第5章章 系统软件原理系统软件原理 5.1. 软件的结构和响应机制软件的结构和响应机制 BS-300 全自动生化仪由系统软件和中下位机软件组成。 5.1.1. 系统软件系统软件 BS-300 系统软件的功能是根据用户（操作医生）的要求和输入，形成一个工作列表（指 令序列） ，并按照工作列表中的指令顺序控制 BS-300 的中位机和下位机的各个单元协同工 作，同时接收中、下位机传送回来的光电数据、应答信息或执行结果信息，输出到屏幕界面 或打印机，供用户（操作医生）参考，得出正确的测试结果。 整个上位机系统按功能分为以下几个部分： 系统初始化部分：系统初始化部分： 主要包括上位机运行环境初始化、 上位机和中下位机通信初始化、 控制下位机各个单元 复位的操作等。 控制系统部分：控制系统部分： 包括测试工作列表的形成、指令的发送、数据接收等。 用户界面部分：用户界面部分： 各种测试的申请（包括常规测试、急诊测试、定标测试、质控测试） 、测试状态的观察 （包括样本盘、反应盘、试剂盘的状态） 、项目管理、定标管理、质控管理、反应结果记录 查询、报警管理、帮助系统等。 关机处理部分：关机处理部分： 包括对下位机各个单元复位等操作。 5.1.1.1. 系统初始化部分系统初始化部分 1. 上位机运行环境初始化 A. 检查 PC 机的操作系统，BS-300 上位机软件要求在 WIN2000 professional 下运行， 若操作系统不是 WIN2000 professional， 提示用户 BS-300 上位机软件不可以在其他 操作系统平台上运行，并退出 BS-300 控制软件系统。 B. 检查当前操作系统的屏幕分辨率设置， BS-300 上位机软件要求在 1024X768 的分辨 率下运行， 若分辨率不符合要求， 提示用户重新设置分辨率后在启动 BS-300 软件， 并退出 BS-300 控制软件系统。 C. 关闭屏幕保护程序。因 BS-300 控制软件在运行后必须一直在前台显示，防止屏幕 保护程序干扰用户测试时的操作和观察。 D. 封锁键盘