飞利浦彩超iU22/iE33常见故障类型及检测方法

利浦iU22/iE33是2004年出厂的高端彩超,它具有多种优点,在国内使用的数量相当大。了解和掌握其原理、故障分析和预防维护措施,
利浦iU22/iE33是2004年出厂的高端彩超,它具有多种优点,在国内使用的数量相当大。了解和掌握其原理、故障分析和预防维护措施,对维修其它高端彩超有一定参考意义。
1. 彩超的结构原理
一般彩超系统按照功能属性,大致可分为:前端(超声波的发射与接收)、计算处理、显示、控制和电源等五大部分。
由于随着计算机技术的快速发展和个人计算机(PC)越来越多地应用于超声等医疗系统中,现在越来越多的新机型中的控制部分、处理部分和显示部分正在被PC所替代。
iU22彩超也由这五部分组成,下面做简单介绍。
1.1前端部分
硬件由五个功能板快组成:Front End Controller ( FEC)前端控制,Channel Boards (CB)通道板,New Analog Input Module (NAIM)模拟电压调制板,Acquisition Flat Panel Mod-ule ( AFP)前端采集板,Scanhead Select Module (SHSEL)探头选择板。
(1)前端板FEC
主要任务:向前端机箱内其它电路板发送控制信号和控制数据,实时监控超声电压和能量强度,前端机箱内温度的监控;从通道板实时接收射频超声信号,发送给后端等待处理;完成生理心电信号的处理,它是整个前端部分的主控板。
(2)前端采集AFP(相当于前端母板)
连接所有前端电路板,并向各板分配电压、时钟信号,提供数据总线,地址总线,控制总线等。
(3)模拟电压调制板NAIM
提供前端320MHz主时钟,提供激励探头的脉冲电压,调节和校准高压脉冲,还产生TGCI,TGC2波形,同时监查过流、过压、前端温度,管理前端所有电源供应。
(4)通道板CBS
共四块,每块板上有带四个专用集成芯片,专用芯片功能是发射脉冲控制,波形发生,波形加权,波形变形;十六个DAC模数转换器,起A/D,D/A模数转接和功率放大作用;有32个接收通道,每个都和FEC总线和TIM总线、主时钟连接。
(5)探头选择板SHSEL
其为探头和前端之间的接口板,除了能识别和选择切换探头外,还提供探头和通道板以及NAIM板之间多种控制驱动和反馈回输信号的缓冲通道,其中NAIM给探头的有:CW多普勒发射信号、阵列信号,控制和放大信号、探头马达驱动信号、以及各种直流电压,还有经过通道板的TGC电压等;探头反馈给予NAIM板的有:探头温度传感器信号。
CW/PW回波信号、探头特性信号等,还有通道放大板与探头之间的信号交换。
另外,前端每个通道板和NAIM板的顶部和底部,都有温度传感器,根据温度情况可调整冷却风扇的速度,以降低风扇噪声。
1.2后端硬件
相对于前端,控制和处理部分又可叫后端,主要由主计算机HOST,图像处理计算机SIP,音、视频输入输出接口板AVID等组成(注:早期版本后端有两个计算机HOST+SIP。
后期合二为一)。
(1)主计算机HOST
主计算机主要功能是响应用户操作指令,管控整个超声系统,同时与前端和SIP保持通讯并参与全部超声处理任务。它由双数据分配板DSC、视频加速卡AGP、图像输出处理板IEP、音视频输人输出板、PCI桥式连接电路组成。其中DSC板主要是从FEC板接收RF数据资料,并进行标准化,采用双数据流分道方式送到计算机PCI总线进、行处理,同时完成一系列如动态范围控制、对比度增强、回波探测、自动增益控制、时间增益补偿等处理功能;图像输出板IEP对静态图像做JPFG压缩后输出,同时完成帧频优化RGB转换等功能;音视频输人输出板AVIO完成音视频输入输出外,还向触摸屏提供视频VGA信号,对前端电压温度进行检测和分析,对冷却风扇速度进行调控等;图形加速卡AGP进行实时二维、三维显示;DVI接口板提供数字视频输出(1680 x 1050)。
(2)图像处理计算机
主要功能是,处理HOST送来的所有超声数据,并转换成本机数据;将多普勒频移信号处理成可以显示的频谱图像数据、数字多普勒声音数据和彩色血流图像数据;处理M型图像数据;实现电影回放功能,图像存储、图像回顾等与图像有关的功能。后端的温度传感器位于计算机主板的CPU上。
1.3电源系统部分
(1)前端电源(APS)
主要给予前端采集部分硬件供、电;
(2)后端电源(PPS)
主要给控制与处理部分硬件供电;
(3)前端电源分配板(APDB)(B、C、D Carts)
主要对前端电源电压进行分配供给前端各板,同时也参与开关机过程。
(4)电池温度管理板(BTM) (E Carts)
主要是监控系统温度和调整风扇转速。
(5)信号电源分配板SPD
位于后端部分,功能较多,除了连接前端和控制面板的信号线和电源线到计算机母板上,还参与系统开关机控制,提供+5.01VDC、参考电压,产生+5VDC和+3.3VDC电压并用于监控+12VDC,还提供过压关机保护,提供-12VDC跟随+12VDC等。
(6)交流电源盒
除了交流滤波、交流电压变压匹配作用外,还产生一个+12VSB(50A)送给SPD板,接收APD板上的+5VSB点亮一个LED显示电源状态等。
(7)高压开关电路
主要是把APS送来±15VDC和+48VDC转变为+/-30VDC和+/-120VDC供前端采集电路用。
(8)电源和电池控制板PSBC(E版本)
功能相当于SPD加BTM加高压开关及电源故障诊断
和控制功能。
1.4操作控制部分
(1)控制面板组件CPM
支持使用输人设备,包括USB键盘,轨迹球,双触模屏图形板,TGC/LGC滑动电阻旋转编码器按键,备用USB连接口等;输出设备如触模屏图形板,LED指示灯、键盘灯、峰呜器等,此外还完成系统CPU与USB部件、显示部分之间通讯、TGC信号的模数转换、24MHz时钟等。
(2)控制面板连接板接口
作为控制面板组件和外设之间的接口板。
(3)控制面板用户接口板
连接旋转编码器和按键开关到CPM板。
(4)背景灯电压变换器
提供600V,供触摸屏用。
(5)触摸屏
(用一层薄薄抗压透明薄膜覆盖在800 x 600 LCD显示器上)供使用者选择成像参数和控制参数。
(6)蓝牙收发器
用作声音无线遥控超声系统。还有硬盘和DVD驱动器等。
1.5显示部分
由三部分电路板及显示器组成,主要形成供显示用的超声信息,送给予显示器和其它外设。
(1) UAVIO板(D版本及更高的版本)
主要完成将多普勒信号转换或模拟格式并与其它声音信号混合后发送;接收来自母板线路输出、系统麦克风、蓝牙装置或USB麦克风等发来的声音信号;将声音信号送给母板的线路输人口和本机喇叭;调整声音放大增益,进行低频放大、音量控制、静音控制;还将各种复合视频信号分配到各输出端;将PCI总线视频卡提供的DVI-D数据供给内外监示器等。总之,起到声音信号的缓冲、混合、放大,视频信号的缓冲、分配、路由以及USB信号路由功能。另一个更主要的功能是,除了前端的超声RF信号,所有的对前端的控制信号、控制参数和前端反馈到后端主机的实时检测数据全都由UAVIO负责发送、接收和编译。它是前端与后端之间通讯、控制的桥梁。
(2)双PCI总线图形视频卡
采用双NX7600显卡。其中一块要完成图像输出处理器全部功能,包括对JPEG图像的压缩和输出;对图像的帧频和大小最佳化;压缩图像数据高速传给主机内存,提供独立的系统显示通道等。另一块用来对显示器提供视频信号,提供RGB调整表供匹配多谱勒光谱数值成为RGB值,形成适合显示尺寸的光谱数据,监控显示温度等。

2.彩超常见故障测试及排除
2.1常见故障类型
(1)从故障表现的形式来看,主要有如下几种情况:
第一种情况是机器开机后不启动,或启动不完全,或启动完成后不能正常工作;第二种情况是在开机或使用过程中出错、并报错;通常给出故障提示或故障代码;第三种情况机器能用,不报错,但部分功能失效,如:图像不能传输,探头不正常等,还有图像质量不好,有干扰、噪声等。
(2)从故障产生的部位来看,主要集中在硬件的电源前端、后端和外设上,也有软件故障。上述三种故障现象中,即有硬件故障,也有软件故障。
2.2常见故障测试判断方法
在机器能开机、引导或具备一些基本功能前提下,针对不同的故障类型,有不同的测试判断方法。
(1)系统可靠性测试法
一般是在系统轻微出错,局部有问题时采用。它主要包括了许多系统辅助功性测试,如功能测试、元件更换后的性能测试、各个接口测试等,特点是即使其中某一个测试失败,仍能完成其它测试,并显示测试结果,同时存人机器日记中。测试步骤如下:开机后,取下探头(如有);压下Setup键,随后分别用鼠标点击Config/Test、System Test、RUN,程序开始进行,全部测试约巧分钟,测试结果会显示在屏幕上。
(2)最小环境测试法MTE
用来排除机器在开机引导过程中,操作系统正确初使化,但还不能正确进人应用程序的故障,一般只能由专职工程师来完成,它对硬件的基本要求是主控计算机和UAVIO板都正常,键盘、轨迹球硬盘、显示器也都正常;对软件要求是:硬件上系统软件无故障,WINDOWS XP系统完整,内部文件管理和技术支持应用软件完整等。因需要密码才能进人维修测试步骤,故对具体步骤不做详细介绍。
(3) FE*- Debug输出口测试法
用专用手提电脑接人,可测FM前端部分是否有硬件配置不当或出错。步骤:关机,接人手提电脑,设置好程序,开机,可读出前端配置状态。
(4)电路板指示灯提示法(只限D版本及更高版本的机器)
如计算机主板上有2个7段数码管,启动正常时提示为AA,如果提示为85、86、87,表明BIOS有问题,如提示FF,表示主板坏。
(5)还有一些方法,如通道测试法,需用专门的水模,可以测量噪声干扰和图像质量下降是否由通道板引起,还是由于探头本身或系统本身引起,步骤很简单,但需要用专用水模,通过评价各元件图像是否一致来判定故障所在。
2.3常见故障的隔离排除
(1)开机后不能引导,荧光屏上无显示,是最常见的故障,造成故障的原因有很多,排除步骤如下:
为了说明如何排除开机不能引导的故障过程,先简介开机引导过程;压下电源开关后,前端电源先开启,UAVIO板开始检测FEC板状态;在IO0ms-200m,后后端电源开启,提供复位信号给主控计算机母板。母板复位成功后,BIOS工作并配置各种参数,并检测各个硬件状态,同时做一系列地址分配,在此过程中荧光屏上出现硬件初始化提示。如BIOS发现主机没有响应或有故障还会重新启动引导程序;如计算机硬件正常,则开始初始化软件,屏幕上会指示装入操作程序和一系列外设应用软件,再进一步进人后台监控程序。此时如有出错会报错,这时可以进入最小环境测试程序,查找故障;如正常,再下一步则装入飞利浦应用超声软件,这时会出现彩色画面,直到最后引导完成。
①开机后是否有蜂呜器“嘀声”,如无,最大可能电源故障,需打开后盖观察电源APDB和SPPD板上对应的指示灯情况,同时测量有无±5V、±12V、3.3V电压来判定故障所在,E版本的PSBC板上每个LED指示灯的红绿状况都代表一种电源是否正常,能很好地判定电源故障情况。
②如无蜂呜声,还有可能是FEC板不能正确配置UAVIO板,可用绕过FEC板的方法;先关掉电源断路器几秒钟,然后打开,用牙签压下AVID RIP或UAVIO板中右边的小孔内的开关,小孔内的白色LED灯亮。这时再按DVD旁边的ON/Stand-By开关,这时如果能听到嘀的声音,或程序可进一步往下引导,说明FEC或前端(包括前端供电电源)有故障,可作进二步排除查找。
③如有蜂呜声,但不能进人引导画面(出现黑屏),则有可能是视频故障,在显示器VUA输入端另接一个视频信号,如果还是黑屏,则显示器坏;如果有图像,则可怀疑主控计算机UAVIO音视频输人输出板有问题,做进一步排除。
④如有蜂呜声,出现引导画面,在硬件初始化过程(Ini-tializing Hardware)中死机,则先做一个绕过FEC板的尝试,如有变化,则进一步排除FEC或前端(包括前端供电电源)故障可能,如用专用手提电脑接人FMC Debug输出口测试F EC部分故障所在。
⑤在硬件初始化过程序中死机,始终出不来彩色画面,还有一种可能是HOST母板或UMB上的BIOS出错。这时可以重新设置BIOS后重启,在无法判定的情况下,也可用专用硬盘应用程序中的硬盘初始化软件重启,同时查看是否有三个硬盘正常信息,如有,则硬盘驱动器正常,则下一步考虑重装软件;如见不到三个,则有可能其中坏掉一个,必须更换后再查。同理,硬件初始化过程死机,还有一个办法,断开(取下)UAVIO板,将DVI视频线直接接到在AGP板上,重启后重新设置BIOS配置参数,观察配置每次重启是否有变化,如有变化,很有可能是主板上电池失效。
⑥当程序引导进人软件初始化过程时死机,首先用硬盘引导程序检查主控计算机硬盘工作是否正常,如果不正常,更换硬盘,并重装软件:重装软件后如能正常运行,则故障排除,如不行,则要怀疑UAVIO和DSC板,或者要更换计算机母板UMB。
⑦最后,当程序进入飞利浦彩色画面时死机,表明超声应用软件在初始化过程中出错,一般会报错。软硬件的可能性都有,只有根据错误提示来进一步排除故障。
(2)电源故隔离判定方法
机器启动不起来,或2秒后自动关机,可采用如下隔离方法判定:首先隔离前端元件,取下前端电源组件盖板,断开里面两个多芯白色塑料扁平插头和两个旋转连接电缆头,然后在开关2的测试点上连接一个跳线,使PSBC板上保护电路逻辑失效(注意,如重新装回电缆接头时一定要取掉这根线,否则可能损坏电源),重新开启电源,看看是否能稳定,如不能稳定,则尝试隔离后端元件:将前端电源恢复,打开后盖和后端电源盖,在PS-ON和GND之间连接一根跳线,取下SPD板上的5、6、7多芯电缆插头和几传感器插头,重新开启电源断路器,观察电源是否稳定,如能稳定,则建议换UMB联合母板元件;如不能稳定,则隔离SPD板供电的各路元件:首先断开电源,取下SPD板上多个电缆供电连接头中的一个,但前面所提PS-ON跳线仍保留,重新开机查看电源是否能正常工作,如果能够正常,则说明断开插头的那一路元件有短路故障,予以更换即可排除;如果不能正常开机,则将刚才断开的插头插回,再断开另一个插头再开机;如果全部插头都试过,则表明是后台电源本身故障,更换即可排除。
(3)隔离(绕过UAVIO)板判定黑屏故障方法
取下后盖,把UMB板延长出来,把UAVIO板上视频DVI接头和其它所有供给UAVIO板的电源断开,将监视器直接接到AGP板上,然后开机。如果有图像,则更换UAVIO板;如果无图像,用另一块AGP板交换,交换后如无图像,则是显示器坏,如有图像,则说明有一块AGP板故障,更换即可排除。
2.4彩超常见故障错误代码分析排除
iU22/iU33彩超故障代码有三百多条,一般有一定的含义和出错条件,通过分析可以以帮助我们查找排除故障,简要介绍几个经常出现的错误代码。
代码EHA001:温度过高报警,提示某处传感器温度太高,如不处理,30分钟后会自动关机。检查步骤,查看工作日志中温度传感器读数记录,检查环境温度是否太高,风扇是否不工作,过滤器是否堵塞等,造成本故障的硬件原因可能有传感器失效,风扇不工作,某些电路故障等,软件出错也有可能。
EHA200/207/211,一个不可预料无法恢复护出错,一般要求重启,但实践中发现半数以上出错与控制面板有关,有时与刻录机、轨迹球、USB硬件有关等,本代码出现多次往往需要更换控制面板,或者更换面板连接主机的电缆。
EHA607:提示USB设备出错,首先要检查所有USB设备的连线和元件,如轨迹球、键盘、CPM板、CDVD、蓝牙等,最终可能要换掉其连接线,该故障常在早上开机时出现。
EHA200/211:提示一个不可预料的出错,如果一直报错,常是SIP图像处理器两个硬盘之一有所损坏,或者系统崩溃,有时也与SIP的电缆有关。
EHA033:提示DSC低级故障,表明DSC检测到一个错误,实践中发现如是在开机启动过程中报错。很有可能是前端的FEC板和NAIM板中某一块不好;如果在使用中报错则可能是DSC板故障。
EHA201:提示前端出错,扫描停止,表明前端控制板发现一个无法恢复的故障,多半可能是通道板、FEC板、SRC板、NAIM板损坏,也有可能是AFP板、高压开关损坏。
EHA005:提示前端电源故障,系统检测到前端电源功耗太大,探头等有可能损坏,或高压开关可能损坏。AFP板、APS/PSA电源、电缆线、探头选择板、NAIM板等故障排除比效困难。根据经验,高压开关和AFP板引起故障较多。建议更换探头、高压开关、AFP、NAIM、CB、通道选择板。









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