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医疗器械常用光电器件原理及判断

热度 1已有 716 次阅读2012-8-22 15:26 |系统分类:业界视点| 医疗, 光电

  对于光电器件本站已经介绍的很多了,但发现询问者依然很多,考虑原因主要是搜索能力差,不会举一反三。这次将我们在医疗器械中常见的光电器件综述一下,希望对大家有所帮助。
  光电器件我们常见的很多,叫法也不同:光耦,光电隔离,光电开关,位置传感器,液体传感器,包括血球常用的HGB比色计等等都属于光电器件。
  下面分别描述,请在我没有写完之前不要跟贴,以免破坏文章的完整性。
  首先,说一下固态光电器件,一般多用于电源电路或者马达、泵等驱动电路,有光电三极管,光电可控硅等,大部分是DIP封装的,类似集成电路,但颜色多为白色,而不是常见的集成电路的黑色。
  其原理大致如下:
  A图是光电三极管,很多是没有基极引出的,也就是说6脚是空的,B图是光电可控硅,这个在F820的负压泵电路上运用。1、2脚就是一个二极管,只不过是发光二极管,测量好坏只需要按照二极管的测量就可以了,正向导通反向截至,否则就是损坏。在线通电测量是1脚也就是二极管的正端对地应该为2V左右,如果是5V或者更高(根据电源来的,电源是5v那么就最高是5V,如果电源是12V,那么最高会到12V)则是没有导通,也就是没有起作用,可以间接判断为损坏。当然,这种情况是在2脚接地的情况下作出的,如果2脚不是直接接地,是通过一个电阻接地的,那么要检查这个电阻是否断路,如果电阻断路则无论是否有电源都会不导通,因为没有回路。如果1脚没有电压,则是电源没有接通,需要检查前面的触发电路,后面会讲到。输出的判断,静态二极管测量4、5脚,正反向都是不导通的。半通电测量,就是在输入端1、2脚接2.5V左右的电压,4、5脚会测量到导通的信号,1、2脚断电,则4、5脚不导通,前提是断开4、5脚相连的电路。如果没有这个变化,则可以断定输出端损坏。全电路在线测量,1、2脚通电或断电,5脚的电压由5v(或者12v)下降到0v,或者相反由0v上升到5v(或者12v),这是根据电路的不同会有区别,只要有这个变化,就是正常的,否则就是损坏,也有的电路不同,这个电压可能是半幅,也就是说5v(12v)到2v(5v)的变化,这也是正确的.这个前提是输出连接的电源是5V或者12V,直流,如果输出连接的高电压或者交流电路,那就另外测量了。
  此种电路的替换原则还是同类型的替换,有人询问是否可以用槽型光电开关替换,这种固态的光电开关响应速度极快,槽型光电开关是没有这么快的速度的,除非你要求不严格,否则替换后其他问题就出来了。
  自反射型的光电器件应用很多,多用在定位方面,也有应用到液体检测方面(液面对光的折射反射)。
  应用到定位方面时,一般在移动部件上有个反射区,例如泰利特50尿机上的白色光点就是反射区。
  其发射和接收(也就是输出)的好坏判断,完全与1楼的固态光电器件一样,只不过用于定位和液体检测方面的输出电压不会超过5v(或12v)。
  所有的自反射光电器件都有一个反射角度,例如45度,60度,90度,120度等,所以,测试的时候,除了用镜子当反射区外,也要注意角度问题。还有就是反射区离自反射光电器件的距离,太远也是无效的,就需要重新对机械部分进行装配。此类光电器件稳定性极高,绝少有损坏的,大部分是反光区太脏或者机械装配出现问题导致无法反射造成的。
  槽型光电器件应用更为广泛,位置传感器或者门限开关(当然采用弹簧开关例外)等都能见到。此类开关损坏率很高,破损率也很高,一般是由于机械部件位置发生改变导致定位块冲撞槽型开关导致机械损伤。
  检测方法也是与1楼完全一样,作为位置开关使用时,电路及其简单,发射部分近需要一个电阻分流分压,接收部分一般会经过一个限流电阻给下一级提供一个高(低)电平信号。可以用阻挡的方式来检测接收好坏,在发射通电的情况下,阻挡或不足挡光电开关,接收端输出有高低的变化,就说明正常,否则可以判断为损坏。
  这种电路有两种状态,如下图:
  A图是常见的常开电路,也就是说输出平时是关闭的,只有当输入端出现高电平信号,三极管BG导通,12V电源通过分压电阻--发射管--BG--地形成回路,发射管发光,接收管(输出)导通。
  B图是常闭电路,发射管平时总是处于通电状态,总是发光的,接收管总是导通的,当输入端出现高电平信号,三极管BG导通,对发射管产生偏置,电流就通过BG流走了,不会经过发射管了,发射管不通电,输出也就关闭了。
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