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超声诊断仪维修
GEVividFive超声诊断仪图像故障维修
VividFive是GE公司在2002年推出的一款高档全数字彩色多普勒超声诊断系统，该机具有优异的图像质量和强大的处理功能，具有无创、简便、快速诊断的优点，对各种复杂疾病的诊断尤其是心血管疾病诊断具有重要辅助作用。
该机除可进行消化科、泌尿科、妇产科等疾病的常规超声诊断外，还可进行心脏、血管、浅表脏器等全身多脏器疾病的彩色多普勒超声诊断，并能应用经阴道超声探头对妇产科疾病特别是子宫内膜疾病做出更准确的诊断，尤其是对各种复杂的心脏疾病如复杂的先天性心脏病、心肌病等的诊断具有重大的诊断价值。
1.故障现象
机器能够正常启动，在选用相控阵探头（FPA2.5MHz）时，在图像区域没有始波，只有噪声，无法进行超声扫描诊断。
监视器上的图像如图1所示。
再切换到线阵探头（FLA10MHz），在图像区域有始波，但只有正常情况下的1/3左右，中、远场部分没有回波。
增大增益，噪声随之增多，无法进行临床诊断。
监视器上的图像如图2所示。
2.分析检修
根据故障现象分析判断，怀疑系统的超声发射部分存在故障。
影响超声波的产生和发射的部件主要包括：
探头、通道板、发射板、前端控制板和高压电源，因此需要逐步检查，进一步缩小故障范围。
首先，检查探头是否正常。
将探头拔下，插入另外一个插座，然后看探头的切换是否正常。
经检查，探头的切换正常，故障现象依旧。
这说明，探头、通道板这部分运行正常。
接着，再检查发射脉冲触发信号，结果正常。
当检测高压电源时，结果发现+/-80V电源没有输出。
这说明，高压电源存在故障。
高压电源故障，将导致发射板无法产生超声波脉冲输出，也就无法有始波图像显示。
3.故障排除
从机箱将高压电源模块取出，打开金属外壳，使用万用表进行检测发现，有两个保险管已经烧断，说明高压电源内部有短路故障。
经过测量，发现有两个三极管发生短路击穿。
更换同样规格的三极管和保险管，短路故障排除。
将高压电源模块装入机器后，开机运行，系统恢复正常。
B型超声诊断系统故障维修的6大技巧
这里，我们将以B超诊断系统设备为例，对其结构原理及其维修技巧进行详细分析。
1、B超诊断系统的结构原理
B型超声诊断系统按其结构分：
主要由探头、发射、接收电路、模拟信号处理电路、键盘控制电路、数字扫描变换器、图像显示电路以及电源电路等几个部分组成。
探头按其扫描方式的不同，可分为线阵扫描探头和相控阵扫描（扇扫）探头两种。
线阵扫描的基本原理是：
由若干个振子按线阵排列，组成线阵排列换能器，由电子开关控制，使之分时组合，轮流工作，从探头一侧向另 一侧顺序激励，产生合成波束的发射与接收。
相控阵扫描的基本原理是：
对线阵排列的各振元，不同时给予激励，加于各振元的激励脉冲有一个等值的时间差，从而使合成波束的方向与振元排列平面的法线方向有一相位差，均匀改变时间差，相位差也随之均匀改变，通过时间控制，实现超声波束的相控阵扫描，即扇形扫描。
B型超声诊断仪采用辉度调制方式显示深度方向所有界面的反射回波。
在水平方向上以快速扫描的方法，逐次发射和接收超声回波，便可得到垂直平面二维超声断层图像，即线扫断层图像。
如以改变超声波束的角度方式快速扫描，则得到垂直扇面二维超声断层图像，即扇扫断层图像。
发射电路对探头提供激励电压，通过对振元的不同排列组合的控制和激励延时，实现超声系统波束的扫描和聚焦，接收电路对超声回波信号的进行移相合成。
模拟信号处理电路包括前置放大器、TGC电路、动态滤波电路、对数放大电路等等。
由图像检测电路和多普勒检测电路得到的超声回波信号由扫描变换器进行进一步处理。
数字扫描变换器的本质是一个带有图像存贮器的数字图像处理系统。
主要功能是实现超声信号数字化。
并进而进行处理，最终在监视器上实现TV显示。
图像处理电路则包括灰度处理、直方图处理、数据插补处理等电路。
主要目的是为了改善图像的质量。
2、B型超声诊断系统的故障维修技巧
首先，B型超声诊断系统产生故障的原因主要在于B超的工作量大，以及环境条件差，例如受温度、灰尘、电源波动及干扰等因素的影响，都可以使仪器的故障率增加，所以加强日常的维护工作是做好B型超声诊断系统维修工作的必不可少的一个环节。
在故障动手维修中，一般而言，对换彩超和黑白B超电路板可以作为查询故障的一种方式。
维修中需要注意的技巧方法主要有以下几个方面：
第一、在进行具体的维修工作前，作为一个从事B超维修工作的专业工程技术人员，应该首先熟悉该种机器的工作原理和具体的电路结构，这样，有助于从故障的本质上去理解故障所表现出来的种种现象。
提高维修质量。
第二、在进行具体维修之前，还应该首先熟悉仪器的主要功能和以及与维修相关的各种功能操作。
这样，从各种功能以及各种功能操作之间的相互关系上，有助于压缩故障范围，发现仪器的故障部位，缩短维修时间。
第三、在进行维修之前，应仔细观察和调查故障发生前后的各种现象，特别是要向操作者详细了解故障的发生过程和背景，B型超声属于大型贵重仪器，维修工作是一项复杂工程，在未充分了解故障情况，并准确判断故障性质的情况下，不可冒然维修。
第四、电源部分是B超诊断系统中故障多发部位之一，由于电源部分功率消耗大，温度高，因而故障率也高。
电源故障的表现形式也多种多样，经常表现为整个系统或系统的某一部分功能故障。
由于电源部分引入干扰使仪器不能正常工作也属此类故障。
在大多情况下，应首先检查电源部分的工作正常与否。
第五、B超诊断系统中的外设部分也是常出故障的部位之一，但外设部分相对直观，结构也不复杂，且各部分相对独立，故障诊断定位也就比较容易。
如显示器，轨迹球，打印机等，本人在维修中体会到，这类故障的排除要相对简单。
第六、对超声诊断系统的其余组成部分，例如各种系统电路插板，由于电路的集成度高，又大多属于专用器件，通常只能做到板级维修，在故障的查找诊断过程中，应根据电路原理，结合仪器操作者对故障背景及故障现象的描述，仪器所显示的故障代码，自己对仪器故障现象所进行的了解和调查，以及其它方面进行综合判断，以便确定故障部位。
在有相同或近型号的B超机器的情况下，则可找出相同的电路板进行对调，以便进行故障的查找。
超声设备“死机”故障的检修
超声设备的“死机”故障如同电脑常碰到的“死机”故障一样，有时会通过关机，然后再开机，机器就会正常工作。
但有时“死机”现象无论通过什么应急手段都排除不了，在这种清况下，维修工作者切不可心急，应耐心细致的去查找“死机”故障形成的原因，从而排除“死机”故障。
故障现象1
开机自检失败，机器起动不起来。
打开机器前端盖，给机器送电后，检测机器直流工作电压，VP2电压等于＋3.8V，正常值VP2=+V5。
因为此组电源与彩超前端板及通道板有关，所以先拔下探头，然后开机，机器仍然起动不起来。
查机器前端通道板CB0-CB8共八块，先拔下其中4块，再开机，机器自检通过，检测VP2=+5V不变。
恢复前端通道板当其超过5块，起动机器，VP2电压就低于4.5V，有时低至4.3V，机器自检不能通过，就出现“死机”故障。
分析原因，是否VP2直流十5V电源带载能力差引起的“死机”问题？
联系飞利浦厂家，借来新电源箱，试机VP2=+5V不变，机器自检通过，工作正常，“死机”故障排除。
所以认为此故障是VP2电源带载能力差，引起在开机过程中＋5V电源压降大，从而引起开机自检不过，出现“死机”故障。
故障现象2
图像“冻结”，操作键不好用。
关机后再开机，机器起动不起来，监视器屏幕是“灰屏”，即什么显示也没有。
利用彩超维修用备份起动盘起动也不能排除“死机”故障。
检查机器内各组直流工作电压，全部正常。
环疑机器软件故障，但重新安装机器软件时，总是在软件安装到一半的时候就停下来，不再往下进行，所以也不能解决“死机”问题。
最后查到机器主板，经替换检查发现主板上的内存条有问题，换了一块内存条后，机器“死机”故障排除。
开机机器自检，工作都正常。
“死机”故障的原因是机器主板内存条损坏引起的。
这次维修经历告诉我们，有时处理“死机”间题要想的全面些，甚至复杂些。
故障现象3
在正常操作过程中，机器经常无规律的“死机”，有时关机后再重新开机，机器又恢复正常工作。
但有时再开机，机器仍旧“死机”。
有时出现“死机”故障时，稍等一会，机器又可自行恢复正常。
开始想的比较复杂，环疑的地方都采取过措施，但都不能排除“死机”故障。
后来在随机观察中发现，机器在正常操作过程中，“冻结”图像，进行检测后，再按冻结键，以解除“冻结”图像，但此机器回复不到实时检查状态。
几次实验，都是在图像冻结，进行必要的检测后，不能再进行下一步操作检查，因此怀疑机器冻结键有问题。
打开机盖检查，发现机器的冻结键由于频繁的操作使用，使按键磷铜片有裂缝，引起按键开关的弹性改变，在机器正常操作过程中，按下冻结键后，开关闭合，图像冻结，松开按键，其按键开关应马上断开，以便进行其它操作。
但由于此开关磷铜片裂缝，弹性不足，在按键开关外力松开时，其接点不是立即弹开，而是非常缓慢的弹开。
这个弹开过程需要的时间，有时短一些，有时长一些，而处于这个时间过程中，操作其它功能键都不好用，出现“死机”故障。
解决的方法：
由于开关磷铜片有裂缝，开关弹隆变差，使这个开关不能再使用，又由于这个开关比较特殊，市场上不能买到，所以就从键盘其它位置上找了一个不太常用的开关换过来，从此机器“死机“故障再也没出现过。
故障现象4
2006年2月彩超室HDI-5000彩超机器在开机过程中，自检不过出现“死机”故障，反复开机不能解决问题，使机器无法操作。
后经查明造成“死机”故障是由于键盘上cAPTuRE按键不能复位，而造成按键不能复位的原因是检查中使用的卫生纸，由于纸质较差，碎纸屑、纸末多，使用过程中将这些碎纸屑、纸末散落在键盘上，这些纸屑、纸末象细沙一样塞进了按键开关处，使开关按下时被塞住在按下的位置，松开按键，开关不能自行复位。
机器开机自检时，检查到这些未回复到原始状态的开关，便发出自检发现故障而不能往下进行的报警，使机器出现“死机”故障。
拆开机器，将键盘板清洁干净，故障就排除了。
这是由于灰尘问题引起的“死机”故障。
这个例子告诉我们，有时对某些“死机”故障不必想得太复杂，只要加强对机器的日常保养，就不至于在机器使用时出现故障，造成检查患者积压增多，形成门诊秩序混乱的局面。
飞利浦iU22超声诊断仪电源故障维修
PhilipsiU22彩色超声诊断仪是飞利浦电子集团于2004年推出的新一代智能超声设备。
iU22集成了2D、3D和实时4D成像模式以及智能控制功能，能满足高质量的临床诊断需求，是比较高级的超声诊断仪。
前不久，我公司成功为某医院的PhilipsiU22彩色超声诊断仪进行了维修。
本文将此次维修情况总结如下，供维修工程师以参考。
故障现象
打开电源，系统进入待机状态。
按下开机按键（On/Standy）后，系统开始上电初始化过程，但仅仅持续约3～4秒钟后，系统在启动过程中突然断电，机器背后的蓝色交流电源指示灯开始闪亮。
此时再按下开机键，系统没有任何响应。
将交流电源开关关闭，然后重新打开，再按开机电源键，故障依然。
据操作人员反映，有时候将开机过程多操作几次，偶尔可以开机成功。
一旦开机运行之后，机器可以正常操作，但关机之后第二天又不能正常启动。
分析检修
根据故障现象分析判断，怀疑系统的电源部分发生故障。
iU22的直流供电单元安装在设备底部的电源箱内，需要打开设备的机箱左侧盖板才可以观察到。
交流供电单元安装在设备底部后侧下部，装有一个空气断路器。
经过观察和分析，发现iU22的供电系统主要包括6个部分：
1.交流单元（包含一个＋12V辅助电源）
2.+12V直流电源模块
3.＋3.5V、±5.3V、±15V和＋48V直流电源模块
4.+12V直流电源电压变换、监测和分配电路板（以下称A板）
5.＋3.5V、±5.3V、±15V和＋48V直流电源监测和分配电路板（以下称B板）
6.高压电源模块
220V交流电经一个继电器向直流电源模块供电，直流电源模块的输出经电压监测和分配板送到后端和前端电路。
辅助电源＋12VSB经220V交流直接供电，一旦合上电源开关，就开始工作，蓝色的电源指示灯点亮。
＋12VSB负责向A板和B板提供待机电源，同时B板将＋12VSB变换成＋5VSB向后端电路供电。
当按下开机键（On/Standy）时，后端电路中的开机控制电路发出一个PS_ON的信号，该信号传递到B板，B板即发出一个驱动继电器闭合的Power_on信号。
继电器闭合之后，直流电源模块开始工作，输出系统运行所需的各路电压，经过A板和B板提供给前端和后端电路。
在A板和B板上均有电压窗口比较器，对各路直流电压进行监视，当各路电源的输出电压在允许的范围内时，A板和B板将输出一个DC_OK信号，经过“与”运算之后，形成PW_GOOD信号，通知主板电源正常，系统可以初始化。
如果直流电源的输出电压过高或过低，A板和B板上的保护电路则不能产生正常的DC_OK信号，从而系统主板也不能得到PW_GOOD信号，将会撤去继电器的驱动信号，继电器失电之后将交流输入断开，彻底切断主机的供电，从而保障系统的安全。
在研究清楚电源部分的基本原理之后，结合故障现象，之所以开机之后不久突然断电，肯定是保护电路部分动作引起的。
可以推断，故障可能是直流电源模块损坏，也可能是保护电路自身损坏。
故障排除
首先，对直流电源模块进行测试。
将两个电源模块从电源箱内拆卸出来，直接接入220V交流电源，检测每一组的输出电压，结果正常。
然后，对位于B板上的保护电路部分进行检测。
经反复检测和试验，发现该板上的一个ICABT573AD（带输出三态门的8D锁存器）损坏，结果导致A板传送过来的DC_OK信号短路，导致保护电路判断为A板的电源不正常，从而切断交流电源。
更换一块新的ABT573AD，系统恢复正常，故障排除。
便携式B型超声诊断仪一般电源故障分析
便携式B型超声诊断仪一般有线性和扇形两类，都是以观察人体内部组织超声反射波构成的断层图像为其诊断依据，具有实时性、较好的图像分析能力、操作方便、对人体无害、价格便宜以及对心脏检查的特殊优越性，是目前中小型医院、诊所普及面最广的影像诊断仪器之一。
B型超声诊断仪主要由以下几个部分组成：
探头、发射/接收单元、数字扫描转换器、显示监视系统、面板控制系统、键盘和电源装置等。
仪器在使用过程中，故障率较高的部位一般在电源部分。
电源线路相对来说简单一些，故障现象较明显，与其他部件相比较容易修复。
下面从常见的便携式B型超声诊断仪电源电路的类型、原理、故障现象进行分析，供维修时参考。
B型超声诊断仪电源电路的原理及故障现象
1.电源电路的类型和原理
便携式B型超声诊断仪的电源电路通常有三种类型：
一是变压器隔离降压整流滤波型。
这种电源电路一般采用交流220V（50Hz）作为隔离变压器初级电压输入端，经变压器降压后从次级输出几组不同的交流电压，分别通过整流滤波电路得到直流电压，最后通过电压调整三极管（有的用场效应管）或用三端稳压集成块78系列和79系列得到所需要的电压值。
该类型电源电路结构简单，电压容易生成，但输入电压使用范围较窄，在输入电压值波动较大时，容易损坏。
二是开关电路型。
它采用交流220V（50Hz）直接整流滤波得到308V左右的直流电，再通过PWM脉冲宽度调制电路和开关管、开关变压器等元件组成的逆变器在开关变压器的次端产生频率为几十千赫至几百千赫的多组交流低电压，最后分别整流滤波得到相应的直流工作电压，一般在电路中还有电压反馈电路，过压、过流保护电路，使输出电压稳定。
这种开关电路型电源最大的优点是输入电压范围宽，直流工作电压波形平坦，但修理较复杂。
三是交、直流两用型。
该类供电方式有交流供电和蓄电池供电两种方式，在市电供电时，一方面为主机提供工作电压，另一方面为蓄电池充电，在无交流电时采用蓄电池供电。
它既适用于医院、家庭，又适用于野外训练以及救护车等应急场所。
2.故障现象及分析
如果说仪器设备的CPU或控制部分相当于它的“大脑”，则电源部分就像它的“心脏”，电流就如“血液”在仪器内部流动。
电源部分如果发生故障，则仪器不能正常工作，其现象主要表现在以下几个方面：
（1）开机无任何显示。
这种现象往往是电源保险丝熔断、变压器烧坏、整流桥短路或开关管击穿。
（2）开机时，电源指示灯亮或有的指示灯一闪一闪，但主机无法工作。
出现这种现象一般是开关电源电路类型的电源故障，开关管一般没坏，是开关变压器次级整流滤波电路有部分短路或是电压反馈电路、过流过压保护电路发生故障。
比如天津医疗电子仪器厂生产的Scanner400型B超机，其电源部分是开关电源电路，曾在一次检修时发现该机有电源指示（电源指示电压不由开关电源提供），但屏幕无任何显示，经检查是其中一路+5V电压不正常。
（3）开机正常，过几秒钟自动关机。
这种现象如果不是主机板程序丢失或控制部分有问题外，则可能是蓄电池充电不足或蓄电池已损坏，也可能是由交流部分提供的充电电路不正常。
（4）能开机使用，但图像显示只有一半。
这除了探头故障以外往往是电源直流负电压不正常所致。
比如，Aloka210F型B超机，其7909三端稳压块损坏使-9V直流电压丢失，造成图像只显示上半部分的现象。
电路原理及故障分析特例
1.电路原理
电路原理如图1所示，它是交直流两用型交流220V经环形隔离变压器T1降压，通过D1整流和C6滤波得到12V左右的直流电压。
然后通过可调式电压调整器LM338稳压（它能提供5A的电流），再经R9、D2、D3与蓄电池并接输出。
该电压一是在开机状态直接为主机提供工作电源，并给蓄电池充电；二是关机状态继续为蓄电池充电，而且自动充至规定电压值后进入微电流充电状态。
LM338的输出电压表达式为V0=1.25（1+Re/Rd）V，其中Re为LM338电压调节端（ADJ）对地电阻，Rd为调节端到输出端的程序电阻。
本电路根据集成运放LM301输入端虚短路原理，Rd≈R1+R14，调节R14可调整输出电压为合适的值，确保主机正常工作和正确地为蓄电池充电。
在主机开机工作时，R9因有较大电流流过产生压降，则LM301同相输入端（3脚）电压低于反相输入端（2脚）电压，其输出端（6脚）V6输出低电位。
此时N1饱和导通，经R7给微风电扇（METER）供电，风扇启动为LM338散热；N2截止，使Re=R4+R10=1.15kW，同时R14已调节为66W，即Rd=216W，则LM338输出电压为V0=7.91V，通过D2、D4为主机提供工作电源。
在主机关机状态时，电源电路根据蓄电池的电压高低进行全自动充电控制。
电路主要由LM301、R4、R10、N2等元件组成。
当蓄电池电压低于规定值时，R9有电流流过产生压降（蓄电池电压越低，R9产生的压降越大），则LM301同相输入端电压低于反相输入端电压，其输出端V6为低电位，此时状态与主机开机工作一样N1饱和导通，风扇启动，为LM338散热，N2截止，LM338输出电压为V0=7.91V，给蓄电池充电。
蓄电池在充电的过程中，电池电压逐渐升高，流过R9的电流也越来越小，在R9两端产生的压降也不断减少，即LM301的3脚电压会逐渐升高。
当LM301的3脚电压达到或稍高于2脚电压时，输出端V6为高电位，则N1截止，电机停止转动，N2饱和导通，将R4对地几乎短路，Re约等于R10的值（Re=1KW），则LM338输出电压为V0=7.03V，从而蓄电池处于微电流充放电状态。
另外R3和C1在电路中起着慢放电和延长电池寿命的作用。
2.故障分析
a.一般故障现象
此类电源常见故障及其处理方法一般有：
（1）变压器T1无电压输出，通常是保险丝FUSE1、FUSE2熔断或变压器损坏。
（2）LM338无电压输出，应检查反馈电阻R1、R4、R10、R14及LM301。
如反馈回路正常，则LM338损坏。
（3）开机风扇不转，则重点检查N1、M1和LM301，如果LM301输出为低电位，则是N1或风扇坏。
如果输出为高电位，则应怀疑是LM301已坏。
（4）如果LM301工作不正常，应检查电容C2，如C2损坏，LM301没有电容补偿，会引起振荡。
（5）如电池充电损坏，应检查N2。
如N2损坏，将一直给蓄电池充电，有可能损坏电池。
b.特例分析
故障现象是接通220V交流电，FUSE1和FUSE2立即烧断；再试验不用交流电，而用蓄电池工作时，屏显几秒钟后自动关机。
根据故障现象可以推断，故障在电源部分。
先测量变压器T1的初级电阻为3.3W，怀疑变压器初级局部短路。
继续检查整流桥没有击穿，为慎重起见，在断开主机电源后，在图1中的a点用稳压电源输入12V的直流电压，则在LM338的输出端得到7.03V的电压，把蓄电池连接上，风机（METER）立即转动，测量LM338的输出为7.9V，蓄电池正在被充电，故断定原怀疑是对的认定变压器T1损坏。
因一时难以购置同参数的环形变压器，笔者用输入220V、输出18V、功率为100W的环形隔离变压器代换，并把图1中的a、b连线断开，在a、b间串接一个三端稳压块7812，使风扇、LM301等器件工作电压为直流12V，经这样处理后，再开机工作一切正常。
关于超声探头的保养
超声探头是精密贵重器件，也是超声设备的贵重部件，它的损坏将使超声诊断设备无法正常使用，因此，为保护探头，在使用过程中应注意以下几点：
1）使用前认真阅读探头使用说明书，严格遵守探头的使用规定；
2）超声探头是贵重器件，在使用过程中必须小心轻放，不得碰撞声头，在运输、、保管过程中应使用原厂家的探头包装盒或用软布包好声头。
3）在安装和拆下探头时应首先关闭整机主电源，然后小心地进行操作。
4）要避免接触有机溶剂，否则探头会因接触有机溶剂开裂损坏，但可用酒精类的有机溶剂。
切记不能用丙酮类擦拭。
5）保护透镜面。
透镜面一旦损坏，耦合剂就容易进入探头内部，损坏压电晶片，因此使用中不允许用锋利物品刺透镜面。
6）应使用无腐蚀性的耦合剂，使用的超声耦合剂对皮肤无刺激作用，非油性，因为不少探头的声透镜容易受到油性物的腐蚀而损坏。
7）如要浸泡消毒，请按照该厂家的说明书操作，否则探头内部的电路进水会导致失效，甚至会烧坏。
8）不得高温消毒，因为探头内部装有压电陶瓷，高温会使压电陶瓷的压电效应变弱。
9）使用前应认真检查，探头外壳、线缆是否有破损，以防探头工作高压电击伤人。
10）探头使用完毕，一定要将探头上残留的耦合剂擦拭干净，以防老鼠或其他动物啃坏透镜。
重视预防性维修是医疗器械工程技术人员的基本要求。
对设备进行健康检查，保障设备安全有效运行，减少停机时间，节约维修成本。
消除小故障，避免引起大故障进而影响医院正常工作。
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