Платформа: сенсоры, измерительный канал, гидравлика, жидкие калибраторы, термостат, электроника и вывод данных
Определить, какая комплектация combiline перед вами, проследить путь пробы от порта до бутыли отходов и назвать сенсор, клапан, насос или плату, отвечающие за каждый шаг.
Один корпус, несколько комплектаций
Eschweiler combiline — компактный настольный анализатор: один корпус, одна плата CPU и одна гидравлическая схема, которые завод собирает в разных вариантах. Сервисный мануал, по которому мы работаем (версия 4.01, для ПО анализатора ревизии 2.500), описывает четыре комплектации. BGA измеряет pH, pCO2 и pO2. ISE измеряет только электролиты — натрий, калий, ионизированный кальций, хлор и литий, в зависимости от заказанных сенсоров, — плюс pH. BGA+E объединяет газовую линейку с электролитами. Meta добавляет сенсоры глюкозы и лактата в отдельном блоке со своим термостатированием и вторым роликовым насосом. Сенсор гемоглобина (Hb sensor type II) — опция для газовых комплектаций.
Прежде чем что-то трогать, выясните комплектацию: от неё зависят калибраторы на реагентной стенке, набор клапанов, схема трубок и установленная аналоговая плата. Есть три быстрых источника. Заказной номер аналоговой платы кодирует набор параметров: в списке запчастей отдельный вариант ESW-ANALOG на каждую комбинацию — только газы, газы с Hb, газы с калием и натрием и так далее, и отдельное семейство для meta. Страница выбора сенсоров в меню стандартных данных показывает, что ожидает увидеть ПО. И сама реагентная стенка: у газовой комплектации висят мешки калибраторов BGA, у электролитной стоят флаконы CAL 3 и CAL 4, у комбинированной есть и то и другое.
Запишите комплектацию, ревизию ПО с экрана включения, вариант аналоговой платы и перечень сенсоров с датами установки. Значительная часть неисправностей этого анализатора — вопросы сенсоров и расходников, а судить о сенсоре, не зная его возраста, нельзя.
Путь пробы: от порта до отходов
Оператор подаёт пробу в порт пробы из шприца или из гепаринизированного капилляра. В порте стоит сменная вставка: в списке запчастей есть красная и белая со встроенной стальной канюлей, причём красная входит в сервисный набор — значит, производитель считает её изнашиваемой. За портом стоит клапан порта PV — пережимной клапан, открытый без питания.
Из порта жидкость попадает в измерительный канал внутри термостата. На пути она проходит световой барьер пробы — оптический датчик вокруг короткого стеклянного капилляра. Он сообщает ПО, жидкость в канале или воздух, пришла ли цельная кровь (это же запуск измерения Hb) и протянут ли калибратор достаточно далеко. Сенсоры вкручены в держатель в фиксированном порядке, который зависит от комплектации; чем меньше параметров, тем короче ряд. Порядок берите со схемы трубок своей комплектации и с самого анализатора, а не по памяти. В meta жидкость дальше проходит через блок метаболитов с сенсорами глюкозы и лактата.
Перемещение жидкости обеспечивает перистальтический роликовый насос транспорта реагентов. У него две скорости, а его трубка — одна из главных изнашиваемых позиций сервисного набора. Отдельный отсасывающий насос вместе с промежуточной ёмкостью и влагопоглотителем отвечает за отсос и опорожнение, отработанная жидкость уходит в бутыль отходов. Какой насос что перемещает на каждом шаге, прослеживайте по схеме трубок своей комплектации. Входной клапан EV, клапан отсоса ABS, клапаны вентиляции VE1 (промежуточная ёмкость) и VE2 (отсасывающий насос) и клапан промывки SP — одноступенчатые пережимные клапаны на силиконовых трубках. SP без питания закрыт, остальные открыты. При поиске неисправностей это важно: пережимной клапан, потерявший питание или управление, остаётся открытым — кроме SP.
Калибраторы идут не через пережимные клапаны. Их выбирает блок маленьких электромагнитных жидкостных клапанов SMC за портом пробы: по одному на каждый калибратор данной комплектации (BGA 1–BGA 4, CAL 3, CAL 4) плюс LV, который впускает воздух. Эти клапаны без питания закрыты. Точную разводку трубок считайте зависящей от версии и держите под рукой схему трубок своей комплектации, когда работаете с гидравликой.
Сенсоры и что у них внутри
Все сенсоры вкручиваемые и разборные. Типичный сенсор — это корпус с накидной гайкой, внутренний сенсорный блок или токопроводящая система, мембранный колпачок на кончике, заполняющий раствор и два маленьких уплотнительных кольца. Всё это продаётся по отдельности, а таблица ресурса даёт отдельный срок для внутренней части и для мембраны. В этом ключ к анализатору: основная рутинная работа — замена мембран и заполняющих растворов, а не сенсоров целиком.
Сенсор pO2 — амперометрический, типа Кларка. На платиновый катод подаётся отрицательное поляризующее напряжение с аналоговой платы, и плата усиливает ток восстановления кислорода. Сенсор pCO2 — типа Северингхауса: pH-чувствительный элемент за газопроницаемым мембранным колпачком со своим заполняющим раствором. Сенсор pH — стеклянный электрод; мембранного колпачка у него в списке запчастей нет, а среди расходников есть активирующий раствор для него. Электрод сравнения замыкает цепь для pH и ион-селективных сенсоров; у него свой резервуар, мембранный колпачок, токопроводящая система и флакон заполняющего раствора большего объёма, чем у остальных.
Сенсоры калия, кальция, хлора и лития — ион-селективные электроды со сменными мембранными колпачками. Натриевый сенсор устроен иначе: в списке запчастей у него есть токопроводящая система и корпус, но нет отдельного мембранного колпачка. Сенсоры глюкозы и лактата в meta — ферментные, с коротким ресурсом в днях или числе проб, и стоят в отдельном термостатированном блоке. Сенсор Hb оптический: он сочетает отражение и пропускание инфракрасного света через цельную кровь в канале и не требует калибровки — только два коэффициента, напечатанных на флажке на его кабеле и введённых один раз с клавиатуры.
Калибровка жидкостями, а не газовыми баллонами
Многие газоанализаторы крови из курсов уровня 1 и 2 калибруют pO2 и pCO2 газовыми смесями из баллонов. Combiline из этого мануала — нет: в мануале нет деталей газового питания, а в описаниях производителя сказано, что внешний газ не нужен. По этому мануалу газовые калибраторы — жидкости с известными газовыми значениями в запаянных мешках: BGA 1 и BGA 2 у чистой газовой комплектации, BGA 3 и BGA 4 у комбинированных, низкий и высокий. Мешки висят на адаптере с канюлей, прокалывающей мешок, и подпружиненной задвижкой. Два маленьких световых барьера в адаптере видят, нажата ли каждая задвижка, и так анализатор знает, что мешок на месте. Электролиты калибруются растворами CAL 3 и CAL 4 из флаконов, промывочный раствор — WASH (WASH 1 для BGA, WASH 2 для комплектаций с электролитами, WASH 2+M для meta). В более поздних материалах Eschweiler описана картриджная система Cal-Pack, поэтому проверьте, какой формат калибраторов у вашего анализатора.
Поскольку газовые значения зависят от атмосферного давления, на аналоговой плате стоит датчик барометрического давления, и его показание входит в каждую газовую калибровку. Неверный барометр сдвигает калибровку обоих газовых сенсоров, поэтому его проверяют одним из первых, когда pO2 и pCO2 смещены в одну сторону.
Для инженера у жидкостной калибровки два практических следствия. Во-первых, нет редуктора, увлажнителя газа и баллона, которые надо обслуживать, и нет опасности сжатого газа от самого анализатора. Во-вторых, качество газовой калибровки целиком зависит от мешка или картриджа калибратора: срока годности, условий хранения и того, сколько он уже висит на анализаторе. Если газовая калибровка внезапно изменилась, замена мешка — первое подозрительное событие.
Температура: один термостат, две цепи
Сенсоры стоят в термостатном блоке при 37 °C. Нагрев дают нагревательные резисторы в блоке, регулирует их схема на плате питания ESW-MVTC по NTC-датчику в термостате. Термовыключатель в блоке отключает нагрев при перегреве. А температура, которую видит оператор на экране, берётся с другого датчика и другой цепи: элемента PT100, который читает аналоговая плата. Держите это разделение в голове. Регулирование и индикация могут расходиться, и у каждой своя подстройка.
Жёлтый светодиод под реагентной стенкой показывает состояние регулирования. Он горит постоянно, когда блок близок к 37 °C, мигает, когда далёк, — тем чаще, чем больше отклонение, — и даёт лишь очень короткие вспышки, если неисправен NTC или разомкнулся термовыключатель. После включения анализатор проходит прогрев около часа, и калибровка, измерение и ряд других функций до его окончания заблокированы. У блока метаболитов своё регулирование с элементом Пельтье, так что он может не только греть, но и охлаждать.
Электроника, принтер и вывод данных
Электроники мало, и до неё легко добраться. Импульсный блок питания PM110-45-2A даёт логическое питание, плюс и минус аналоговых шин и шину 24 В для принтера, клапанов, отсасывающего насоса и нагревателя. Плата ESW-MVTC на внутренней стороне задней стенки управляет роликовыми насосами на двух скоростях, содержит регулирование температуры и подстроечники скорости насосов и отображаемой температуры. Плата ESW-ANALOG за реагентной стенкой несёт усилители сенсоров, цепь поляризации и нуля pO2, барометрический датчик, цепь индикации температуры, цепь светового барьера пробы и, если есть, измерительный узел Hb.
Плата CPU CL Z80ADC несёт процессор, программу в EPROM, ОЗУ, 12-битный АЦП с мультиплексором, оптоизолированные выходы на клапаны и моторы, часы реального времени и литиевый элемент, который хранит настройки и запомненные параметры. Плата контроля уровня CL FÜLLSTAND читает световой барьер WASH, барьеры задвижек мешков и датчик бутыли отходов. Клавиатуру опрашивает адаптер со своим маленьким контроллером; у ЖК-дисплея есть плата-преобразователь и подстроечник контраста над роликовым насосом.
Результаты идут на встроенный термопринтер и одновременно в порт RS-232, на плате которого есть ещё и кардридер SD для хранения. Порт только передаёт. Нет запросов, нет квитирования с лабораторной системой и нет повторной передачи сохранённых на SD результатов. ЛИС или промежуточное ПО должны слушать и ловить каждый результат в момент печати. Каждая запись кончается тремя кодами: вид измерения, маска сенсоров, превысивших допустимое время измерения (эти значения печатаются со знаком вопроса), и маска активных сенсоров. Эти маски — полезное доказательство, когда вам говорят, что значение «иногда не приходит».
| Деталь | Что делает | Как отказывает | |
|---|---|---|---|
| 01 | Держатель сенсоров в термостате 37 °C | Держит ряд сенсоров и измерительный канал при температуре | Неисправность нагревателя, NTC или термовыключателя; отложения и течи на уплотнениях |
| 02 | Световой барьер пробы с капилляром | Различает жидкость, воздух и цельную кровь в канале | Отложения в капилляре снижают чувствительность; проба или калибратор не распознаются |
| 03 | Вкручиваемые сенсоры (Ref, pH, pCO2, pO2, ISE, GLU, LAC) | Преобразуют аналит в напряжение или ток | Изношенная мембрана, истощённый заполняющий раствор, белковая плёнка, старение |
| 04 | Роликовый насос RP (и RP2 в meta) | Двигает пробу, калибраторы и промывку по каналу | Сплющенная трубка, износ мотора или редуктора, неверное напряжение скорости |
| 05 | Отсасывающий насос, промежуточная ёмкость, влагопоглотитель | Отсос и опорожнение в бутыль отходов | Загрязнённая головка, мокрый влагопоглотитель, слабый отсос |
| 06 | Пережимные клапаны EV, ABS, VE1, VE2, PV, SP | Пережимают силиконовые трубки, направляя жидкость и воздух | Усталость трубки под клапаном, залипание, неисправность катушки или драйвера |
| 07 | Блок жидкостных клапанов SMC | Выбирает калибраторы BGA, CAL и воздух | Осадок на уплотнении после долгой работы или простоя даёт течь; обрыв катушки |
| 08 | Адаптер мешков и реагентная стенка | Держат мешки и флаконы; определяют наличие мешков | Погнутая канюля, задвижка не определяется, текущие штуцеры |
| 09 | Плата ESW-ANALOG | Усилители сенсоров, поляризация pO2, барометр, индикация температуры, Hb | Уход подстроек, ошибка барометра, неисправность канала |
| 10 | Плата CPU CL Z80ADC и литиевый элемент | Управление, АЦП, драйверы, часы, запомненные параметры | Разряженный элемент теряет параметры; питание вне допуска вызывает сбросы |
Типичная ситуация: ЛИС, которая ждала ответа
Типичная ситуация, а не записанный случай. Лаборатория подключает combiline BGA+E к новому промежуточному ПО и сообщает, что анализатор «не отвечает»: ПО шлёт запрос, а в ответ ничего, и результаты, сохранённые на SD, так и не приходят. Подрядчик по ИТ просит инженера заменить плату интерфейса RS-232. Инженер подключает ноутбук с терминальной программой, запускает измерение и видит, как в конце измерения приходит полная ASCII-запись — ровно то, что печатает принтер. Интерфейс работал. Промежуточное ПО было настроено на двусторонний протокол с запросами, которого у этого анализатора нет. После перевода его в режим пассивного приёма результаты пошли.
Combiline только передаёт, один раз, в конце каждого измерения. Прежде чем заказывать плату, проверьте порт терминальной программой и объясните ИТ-стороне, что интерфейс умеет и чего не умеет.
Электролитный анализатор Rayto: слабые места — механика, а не электроника
Инженеры обсуждали электролитный анализатор Rayto с ограниченной функцией газов крови, работающий в ветеринарной клинике, и сошлись в том, что как электролитный прибор он надёжен и гибок в калибровке. Реально встречавшиеся отказы были механическими и гидравлическими: узел иглы и ввода пробы, который они считали конструктивно слабым, перистальтический насос и изредка трёхходовой поворотный клапан. Отказов плат никто не называл. Ремонт сводился к восстановлению или замене узла ввода пробы и деталей насоса.
На небольших электродных анализаторах, включая combiline, сначала смотрите порт пробы, роликовый насос с трубкой и клапаны. Электроника отказывает гораздо реже, чем то, что двигает жидкость.
Чек-лист на объекте
- Записаны комплектация (BGA, ISE, BGA+E, meta), опция Hb и ревизия ПО
- Записан вариант и заказной номер аналоговой платы
- Записан перечень сенсоров с датами установки и замены мембран
- Мешки и флаконы калибраторов: тип, партия и срок годности соответствуют комплектации
- Под рукой схема трубок для этой комплектации
- После прогрева проверено состояние светодиода температуры
- Понятен путь данных в ЛИС: только односторонний RS-232
- Возраст литиевого элемента CPU известен из сервисной истории