工作原理简析（共4篇）
工作原理简析 篇1
摘要：介绍了一种电子机织小样机YS200的构成, 重点解析了其工作原理及主电路板的组成。在此基础上, 结合实际使用情况分析了其常见故障及解决方法, 对更好地使用和维护该类产品以及改造和开发类似产品有一定指导意义和参考价值。
关键词：小样机,织机,故障,分析
1 小样机概述
在纺织品设计和纺织专业教学中, 经常需要制作织物小样。这种小样长宽一般均在30cm左右, 若直接在织机上进行制作则有翻改品种慢、浪费资源等不足, 因此一般需选用专门的小样机。目前国内主要有三种类型的小样机:机械式小样机、电子小样机和全自动小样机。机械式小样机一般有16页综框, 采用纹钉纹板来控制提综, 手工引纬和打纬, 它的优点是机械结构简单、成本低廉, 但是由于使用中需种植纹钉, 纹板数量亦有限, 因而翻改品种慢、织物纬纱循环数受一定限制。电子小样机一般采用输入程序的方法输入纹板图, 通过电磁铁控制拉钩或电磁阀控制汽缸等实现选综, 手工引纬和打纬。同机械式小样机一样, 一般也有16页综框, 可以织制光边织物, 且纬向上选色不受限制, 此外由于采用输入程序的方法输入纹板图, 因而具有翻改品种快、织物纬纱循环数大、适应性广的优点。全自动小样机一般有20页综框, 除织物上机外, 各部分动作全部自动完成, 引纬方式一般为刚性剑杆引纬, 具有生产效率高、成品质量好、实现花型多的优点, 但其结构复杂, 价格较高, 且实际使用中对经纱质量和上机工艺部分要求较高。此外, 由于是刚性剑杆引纬, 不能得到光边, 织物成边质量不如前两者。
综合三种小样机的使用情况来看, 全自动小样机虽然更加先进、效率更高, 但因其不能得到光边织物、对上机工艺部分要求较高以及织物小样较短的现实原因, 使得其优势难以发挥。相较之下, 电子小样机更适合实际使用。电子小样机中, 应用气缸提综方式的机型因需额外气源, 使用受到一定限制。如下系统介绍了一种电磁铁控制拉钩式机织小样机YS200的构成, 重点解析了其工作原理及主电路板的组成, 在此基础上, 结合实际使用情况分析了其常见故障及解决方法。
2 电子小样机总体结构
电子式小样机的操作同传统机械式小样机相似, 只是使用前需输入或选择纹板, 其过程如图1所示:开机后通过按键设定进入“编程状态”以输入并保存纹板图;工作时则必须选择“工作状态”, 并需首先选取已保存的某个纹板图再进行织制, 此时液晶显示面板显示当前织到哪一纬。织造时操作者踩下脚踏开关, 电机工作并带动相关机构进行提综、开口, 综框升至最高点时, 操作者松开脚踏开关, 并手工进行其余引纬、打纬、送经和卷取动作。
电子式小样机开口的总体结构可分为提综部分、选综部分和纹板程序输入输出部分。提综部分同机械式小样机一样采用拉刀拉钩结构, 拉刀的升降运动由电机带动心形凸轮和一系列连杆实现。选综部分是电子式小样机的核心之一, 如图2, 电磁铁取代纹钉控制拉钩左右运动实现, 电磁铁得电, 衔铁吸合带动拉钩向右运动, 使其挂靠在拉刀上随之一起升降运动形成开口。每一根拉钩由一块电磁铁单独控制, 这样整个机器共有16块电磁铁。纹板程序输入输出部分由按键与液晶显示面板组成, 按键用于输入纹板信息, 液晶显示面板用于反馈信息。
3 工作原理及电路板组成解析
3.1 工作原理
心形凸轮在整台机器中起到控制拉刀上下运动的作用, 它由电动机带动, 电动机的工作与否由脚踏开关控制。心形凸轮上不同位置固定两块小磁钢A、B, 小磁钢分正反面, 一个固定霍尔电路用于捕捉对应信号。小磁钢A安装在凸轮上对应着拉刀向上运动的位置。踩下脚踏开关, 电动机带动凸轮旋转, 在小磁钢A经过霍尔传感器C的识别区域时, 霍尔电路输出一个脉冲, 单片机捕捉到此信号, 将根据从存储芯片EEPROM中读取出来的纹板信号输出5V高电平, 通过光电隔离器及可控硅, 对应的电磁铁得电吸合, 使得拉钩紧靠在拉刀上并随拉刀一起上升, 上升至最高点时, 松下脚踏开关, 凸轮停转, 梭口满开, 此时进行打纬与引纬。
小磁钢B安装在凸轮上对应拉刀下降的位置。引纬完毕后继续踩下脚踏开关, 凸轮再次旋转, 在小磁钢B经过霍尔传感器的识别区域时, 霍尔电路输出另一个脉冲, 触发单片机从EEPROM读取下一片纹板信号。接着凸轮继续旋转, 拉刀再次上升, 小磁钢A再次经过霍尔传感器的识别区域, 如此循环。系统还考虑了由于操作失误或其他原因造成的需跳几块纹板或回到上面几块纹板的情况, 此时只需将凸轮停于磁钢B经过而磁钢A未进入霍尔传感器工作区域的地方, 即可以自由选择纹板, 而一旦磁钢A经过霍尔传感器工作区域时, 将无法改变工作纹板。
3.2 电路板组成
电子式小样机较于机械式小样机最大的优势在于使用程序输入方式输入纹板并进行选综, 一方面使得纹板数量几乎不受限制, 另一方面简化了纹板输入的步骤。此外, 小样机的机械部分由简单的凸轮和连杆实现, 故障率低且易于发现和解决, 而电路部分的故障需要在了解其电路组成和工作原理的基础上进行排查。基于以上原因, 有必要对电路板及其工作原理进行解析。
图3为拆卸电子式小样机电路板后得到的主电路的示意图, 其组成主要为电源部分、控制部分、执行部分。
电源部分负责向控制部分与执行部分提供直流电, 主要由普通车床用变压器及W78XX系列三端集成稳压器组成。控制部分则由单片机、上电复位芯片、输入输出扩展芯片、存储芯片、光电隔离器及相关外围电路组成。以光电隔离器为分界, 另一部分电路即执行部分, 主要由可控硅、功率放大器、电磁铁等组成。此外, 电动机的启停由单独的脚踏开关控制, 电路组成为普通的接触器控制电路。电动的启动只受脚踏开关控制, 与电路板无关, 故而一踩下脚踏开关, 电机带动拉刀上下运动, 单片机使用软件查询的方法接收霍尔电路的信号并执行相应程序, 最终发出信号控制电磁铁。
4 常见故障及解决方法
4.1 不提综
不提综指电机正常转动, 拉刀正常升降, 但是听不见电磁铁吸合的声音, 拉钩的横动机构无反应, 液晶面板显示正常, 但程序不往下走。这种情况一般是霍尔传感器失灵造成, 应立即检查霍尔传感器是否被纱线、综丝等异物钩脱, 或是为凸轮移位所磨损, 一经发现, 立刻更换。
4.2 提综不正常
提综不正常指能听到电磁铁吸合, 但是不提综或提错综, 这种情况打开机盖可以发现是电磁铁控制的横动机构与拉刀升降运动配合不正确所致。出于电磁铁不能长时间通电的原因, 电磁铁的通电时间有限 (本机型上为2~3s) , 电磁铁吸合过早, 横动机构带动拉钩在拉刀上升之前失电断开, 拉钩就不能挂靠在拉刀上, 因而无法提综。
4.3 无法进入主界面
开机后液晶显示屏亮但是无法进入主界面, 这种情况下可先试按键, 若有对应的按键音, 则系液晶显示板对比度过低所致, 调节电路板上的电位器直至信息能清晰显示。若显示屏亮但无内容且无按键音, 常见原因是单片机未正常上电复位或欠压所致, 此时用电压表量单片机的电源引脚, 会发现电压低于5V, 只有2V左右。解决方法是拔下霍尔传感器线路接线头, 若发现系统能重新正常工作, 则是霍尔传感器线路与机架短接使得单片机工作电压降低造成。这种情况经常发生, 原因是由于管理不善, 废弃的综丝缠绕于霍尔传感器线路板上, 将其与机架导通, 所以使用中要注意机器下不能有综丝、金银丝等金属杂物。
4.4 无故重启
小样机使用时电机频繁启闭, 而即使是小型电机, 冲击电流也是稳定电流的6倍之多, 因此在系统内有电动机反复重启时, 必将产生电磁干扰。如果此时选用的是单相电机, 工作电流较大, 或电机质量不过关, 工作时产生电火花, 将使得在踩下脚踏开关时单片机受干扰而重启。电子小样机虽已采用光电耦合器来加强系统的抗干扰性, 但一些严重的干扰仍会通过霍尔传感器线路进入主电路板, 引发重启故障, 因此若发生这种故障应首先检查接地是否良好, 若接地良好仍发生此种情况, 则应考虑更换电机。此外, 还可以考虑用瞬态电压抑制二极管 (TVS) 抑制霍尔传感器线路上的浪涌电压电流。
5 结语
概述了目前各种小样机的发展与使用情况, 系统介绍了一种电磁铁控制拉钩式电子机织小样机的构成, 着重分析了其工作原理工作与电路板组成, 并结合实际使用情况分析了其常见故障及解决方法, 对更好的使用和维护该类产品以及改造和开发类似产品有一定指导意义和参考价值。
参考文献
[1]张小英.小样机经轴改造及其产品开发[J].四川丝绸, 2004, (3) :14-15.
[2]周琪甦, 沈世德.新型小样机引纬机构设计[J].纺织学报, 2007, (2) :112-114.
[3]黎勒, 盖晓明, 黎华.浅谈电磁干扰对电感式接近开关的影响[J].机电工程, 2008, (1) :99-101.
UPS原理与供电方式简析 篇2
1 UPS的基本工作原理
在外电中断时,通过逆变器可以转换出蓄电池的直流电能,以及同等频率等市电电压中的电流。然后传输到负载电路中,实现电力的正常供给。市电在正常运营时,通过UPS实现了蓄电池的充电。另外,可以过滤市电电压,再利用功率补偿的方法,给负载提供高效电能。
2 UPS的基本组成
UPS是包括多个元件。其中,主要的元件为逆变器,该设备主要起到稳定电压、保护电压设备的作用。除此之外,还包括(蓄电池、整流器和静态开关)等结构。
3 UPS的基本分类
UPS是一个有多重保护组成的不间断电源,整体分为四大模块:UPS主机、旁路、逆变及配线箱。在正常的情况下主机处于工作状态,旁路工作在待机状态。
UPS从工作原理上可分为后备式和在线式两种。
二者的区别是:当市电处于稳定状态时,后备UPS起到稳压的作用。此时,逆变器在等待状态,停止工作。一旦市电出现故障后,后被UPS就会切换到逆变。这时,电池电能在逆变器的作用下,把电池中的电能转换为交流电,然后上传到负载中,实现正常供电。一般而言,在以上过程中,需要一个转换的时间,通常不到10 ms。与后备式UPS不同,在线式UPS运行后,逆变器持续工作。所以,如果市电出现故障后,由于没有转换时间,从而导致0中断。因此,在广播电视领域当中,建议避免使用后备式UPS。
4供电方式
4.1主机—从机热备份UPS供电
该布置方式具有很大的灵活性。表现为:主机带负荷,备机空载。这样,备机能够进入到主机的输入端口当中。同时,不要求使用相同品牌的USP,也不需要增加额外辅助电路。所以,采用该供电方式,显然降低了成本。然而,由于供电的UPS在老化程度方面存在差异性,导致备机电池处于浮充状态。久而久之,就会减少电池的使用寿命。此外,该结构容易引发各种单点故障。一旦主UPS发生故障后,另外一台就要接替全部的负载。也就是说,在小于8 ms时,另一台要持续增加供电,使其上升到100%。这种方法导致备用UPS长期处于空载状态。久而久之,就会降低蓄电池的寿命,以及容量。因此,具有很大的缺陷。另外,设备UPS的负载承载力过于活跃,难以扩容。可以看出,当UPS出现故障后,因为无法在短时间内了解具体的位置。在这种情况下,如果启动备用设备,就会使系统停止运作。建议广电的重要播出机房配备的UPS不宜采用这种供电方式。
4.2直接并机冗余UPS供电方式
针对上一种供电方法的缺陷,必须提出积极应对的措施。当前,UPS技术取得了快速发展,针对同等输出功率的UPS,可以利用并联的方式将其连接在一起。这样就形成了一个冗余的供电系统。N+1型冗余的并机原理是:每个电源在运作的过程中,必须具有相同的电流、频率。该供电方式具有强大的瞬间过电能力。当UPS的数量比较多时,也能进行均匀供电。假设其中的一台遇到故障,就会将这台设备自动脱机。此时,其他的IPS依然正常供电,不影响系统的正常运行。所以,直接并冗余UPS供电方式具有更大的优势,保证了设备的安全、稳定运行。然而,这种供电方式由于环流缺陷,导致无功损耗上升,降低了系统的可靠性。在应对该问题时,往往还需要增加额外辅助电路。在这种情况下,就会使成本加大。目前,在广电行业中这种供电方式使用较为普遍。
4.3双总线冗余供电方式
该供电方式是在N+1的供电形式上产生的。相比而言,这种供电方式更安全、可靠。双总线冗余供电方式,要求总线的每条分线上有相同的UPS。这样,当UPS出现故障后,就可以解决单点瓶颈的问题,从而提高电源输出系统的错容功能。此外,双总线冗余供电方式实现了在线维护、升级、扩容,使总线的利用率更高。但这种供电方式成本也比较高。但双总线冗余供电方式相当于搭建了两套供电方式的回路,需要增加2倍以上的成本。
5结语
现广播电视行业设备都配备UPS,一个高质量、不间断的电源作保障尤为重要。只有正确了解和掌握UPS知识,才能科学合理地选择和应用好UPS电源,使其在广播电视领域发挥应有的作用。
摘要：介绍UPS原理和基本组成,并对其供电方式进行简析。
关键词：逆变器,静态开关,旁路开关
参考文献
[1]杨旭,裴云庆,王兆安.开关电源技术[M].北京:人民邮电出版社,2007.
工作原理简析 篇3
关键词：激光雷达,气溶胶,光散射
0 引言
气溶胶在大气中的含量虽然不很高, 但却对大气质量有着很大的影响。气溶胶是悬浮在大气中的固态粒子或液态小滴物质的总称, 云雾、烟尘、霾、轻雾 ( 霭) 、微尘和烟雾等, 都是天然或人为原因形成的大气气溶胶。 随着人类活动和工业排放的增加, 气溶胶数量在不断增加。 气溶胶一般作为水滴和冰晶的凝结核、 太阳辐射的吸收体和散射体, 参与各种化学循环, 是大气的重要组成部分之一。研究气溶胶与云形成和发展的关系、交互模式, 特别是垂直分布关系、间接效应、辐射关系等, 对大气降水、气象预报、气象灾害研究等有重要的科学意义, 近些年来大气气溶胶对全球天气和气候的影响已经被大量的研究, 激光雷达为气溶胶的垂直结构, 成分和动力探测提供了有力的工具。 我市2010 年在大气自动监测梯度站安装了一台米散射微脉冲激光雷达, 来帮助研究大气污染立体观测。
1 激光雷达的原理
激光雷达是一种新型的高技术手段, 它能够大范围快速监测大气环境。其原理是依据大气对激光的各种物理效应, 比如消光/吸收/散射等, 定量分析激光大气回波, 从而进行大气环境探测。 激光具有单色性好、高亮度、大功率、方向性高、相干性强等特点。其中高方向性、高亮度和高脉冲重复率使得激光能够实时的大范围的快速监测大气环境;激光的短脉冲使空间分辨率可达几米;良好的单色性使得激光具有较强的高探测灵敏度。由激光雷达的探测数据可获得大气边界层的结构和时间演变特征、大气气溶胶 ( 飘尘) 消光系数垂直廓线和时间演变特征、云高度及多层云结构、大气能见度等信息, 监控工业烟尘的排放以及研究它们的扩散规律、它对大气环境监测和大气科学研究都有着重要的意义, 具有其它测量手段不可替代的优势。
米散射偏振微脉冲激光雷达的组成部分主要包括:控制和数据处理软件;高速多道计数器和计算机;高灵敏度光电探测器 (CPM) ;发射和接收光学系统;半导体激光泵浦的Nd:YAG脉冲激光器等, 如图1和图2所示。
它的工作原理是将小型半导体泵浦YAG倍频偏振激光器工作时发出的偏振激光输入扩束器进行扩束, 扩束后向天空发射, 激光被大气中的气溶胶所散射, 气溶胶中的球型粒子的后向散射光将不改变激光的偏振方向, 而非球型粒子的后向散射光将改变激光的偏振方向而形成与原激光偏振方向垂直的分量。 来自球型和非球型粒子的后向散射回波信号由接收光学望远镜接收并通过分光棱镜将两个不同偏振方向的光分开, 分别传递到两个探测器;光子计数卡按照光电脉冲信号从空间返回的时序做对位记数和累加处理, 其结果存储到相应的数据存储单元;对采集到的两路信号通过软件对采集到的信号进行计算得出回波的退偏振度, 从而得出非球型粒子的空间分布廓线。 ( 当照射光为偏振光时, 非球形粒子的散射光将不再是完全偏振光, 也就是退偏振。这是基于被不同形状和性质的粒子散射的电磁波具有不同偏振特性的原理。 可以利用其散射电磁辐射的退偏振信息, 探测并区分球型和非球型粒子存在的比例。 偏振特性可以使用退偏比 δ ( Depolarization Ratio) 来衡量。 此外, 也可以将两组信号求合, 得到总的后向散射光强度分布, 因此偏振微脉冲激光雷达也可以完成一般微脉冲激光雷达的功能。 大气探测激光雷达的工作波长在0.1-10um, 可与大气中原子、分子和粒子相互作用而产生回波。
激光雷达方程式为:
式中:P ( z) 为激光雷达接收到的回波信号功率;P0为发射激光束的功率;C为激光雷达的系统常数;z为探测距离;O ( z) 为系统几何重叠因子, β ( z) =βm ( z) +βa ( z) 为大气中某种被探测组分的总后向散射系数;α ( z) =αm ( z) +αa ( z) 为大气总的消光系数。
常用的计算气溶胶消光系数的方法包括斜率法, 近端法、远端法、和Fernald法。水平探测情况下, 一般采取斜率法求解大气气溶胶水平消光系数分布。 对激光雷达方程 ( 1) 作简单变化, 设S ( r) =ln ( r2P ( r) )
对于均匀大气而言, dβ/dr=0, 消光系数可以被表示成雷达对距离的率
对非均匀大气而言, 把探测的路径分割为许多连续的小段, 并假定在每个小段距离内大气是相对均匀的, 这样每一段距离上连续地应用斜率法就可以得到非均匀大气条件下较为合理的消光系数分布结果。
消光系数与可吸入颗粒物浓度的关系可以由两种方式求解, 可以利用能见度传感器与激光雷达加入湿度, 并假设大气均匀, 可吸入微粒物质 ( RSP) 浓度可由下方程求求解。 a, b, c是根据本地能见度和PM10 数据相关性而得到的, 相关性只有效至相对湿度最高92%, 因此, 在高的相对湿度将导致求可吸入微粒物质浓度的演算增加极高的不确定性。 另外雾及降水天气也将使演算增加不确定性。
另外也可以利用消光系数σhom与ρ (PM10) 存在正相关的关系, 将测量点的σhom和实测ρ (PM10) 进行线形拟合可以得到两者的关系。
A, B是根据当地实测数据求得的。
2 激光雷达的应用
激光雷达的应用十分广泛, 我们在环境监测过程中, 主要应用有大气气溶胶垂直分布和时间演变; 非球形粒子与球形粒子的探测区分;大气边界层的结构和时间演变特征;退偏比的时空变化;云顶、云底高度及多层云结构;判定城市内部扬尘和外来飘尘的分布状况; 城市的空气质量进行水平绘图, 实现对颗粒物污染的监测及染源分布状况的判定, 图3 为某地区一时段气溶胶时空演变图, 从图中可以很明显的看到高空到近地面气溶胶随时间的变化过程。
3 EV-lidar激光雷达日常维护
用户在使用前阅读说明, 此说明书详细介绍了EVLIDAR的运输、使用、维护、安全等事项。 用户在操作雷达系统前, 必须认真阅读此手册, 根据TUV安全认证要求, 安全标识必须粘贴于激光雷达光学头和控制单元上, 此目的是提醒操作人员注意, 避免对人员造成伤害。 雷达开启前, 请注意光束路径上不要有任何遮挡物, 否则可能导致探测器损坏。禁止在激光光束通过的区域内放置任何金属反射物或反射镜, 此类物体会使光束发生反射。 激光雷达为光学精密仪器, 搬运过程轻拿轻放, 若远距离运输, 请放置在专用包装箱内。
4 结论
激光雷达的应用十分广泛, 我们在环境监测过程中, 根据气溶胶时空演变绘图, 可以实现对颗粒物污染的监测及染源分布状况的判定, 并进行城市控制质量绘图, 从而进一步研究气溶胶与云形成和发展的关系、 交互模式, 特别是垂直分布关系、间接效应、辐射关系等。随着科研的进步, 偏振米散射微脉冲激光雷达系统将更多的应用在大气降水、气象变化以及气象灾害的研究及预报中, 并且有可能向更多领域延伸。
参考文献
[1]张大毛.扫描式微脉冲激光雷达的研制与应用[J].大气与环境光学学报, 2006, 7.
[2]刘诚.西藏那曲与北京小区对流层气溶胶的维脉冲激光雷达测量[J].光子学报, 2006, 9.
工作原理简析 篇4
1系统概述
该彩超的系统结构图如图1所示。HDI 3500 彩超由以下子系统组成:
(1) 电源子系统 (Power) ;
(2) 控制子系统 (Control) ;
(3) 发射接受子系统 (Acquisition) ;
(4) 处理子系统 (Processing) ;
(5) 显示子系统 (Display) 。
2电源子系统原理
电源子系统主要包括两个模块:电源输入模块 (AC Input Module, ACIM) 和电源供电模块 (Power Supply Module, PSM) 。除此以外, 还包括一条屏蔽线缆、电源开关断路器、隔离变压器、线性变压器、谐振滤波电容器、手控电源开关 (用户界面) 、软件控制电源开关 (有CPU控制) 和过载保护 (FEC上的看门狗电路) 。
前端控制板 (Front End Controller PCB) 上的微处理器通过前端控制总线 (Front End Processor bus) 对电源子系统进行监控。系统电源共有四个版本, 分别为 120Vac/60Hz, 100-120Vac/50Hz (仅供日本市场) , 230Vac/60Hz和230Vac/60Hz。
电源子系统将高压交流电源转换为直流电源, 然后通过中央板将直流电源供应给各个子模块。电源供电模块主要提供以下电压:
(1) +5Vdc (用于逻辑电路)
(2) -5.2Vdc (用于CPU, DDEA, AIFOM, SSP, ADAPTR, PSP1, PCM, PIM)
(3) ±6Vdc (用于时钟和其他模拟电路)
(4) ±15Vdc (用于波束发生板上的放大器和其他模拟集成电路)
(5) ±12Vdc (用于模拟电路, DDEA用+12V作为HD和MO的驱动电压)
(6) +12 to +24Vdc (用于风扇)
(7) ±115Vdc (用于脉冲发生器)
电源子系统原理框图如图2所示。
电源输入模块 (PS4) 如图3所示, 主要包括主电源断路器、地线扣、设备连接线缆、机箱连接线缆和LED显示 (用于提供故障诊断, 如图4所示) 。它为变压器和OEM设备提供了交流电源接口, 并为电源供电模块提供高整流电压方波用于系统电源。
电源供电模块 (PS1, PS2, PS3) 提供-5.2dcV的ASIC电压, +5Vdc的逻辑电压, ±6Vdc的时钟和线性电路电压, +3.3Vdc电压, +12到+24Vdc的风扇控制电压, ±12Vdc的模拟电路电压, +12V的驱动电压, ±15Vdc模拟电路电压, 0到+HV和0到-HV的脉冲发生器电压。当HVDC电压低于90V时, 所有的电源供给被禁止。HV看门狗电路负责监控前端控制器是否正确检测了HV的电压/电流, 如果发现检测失效, 则允许用户关掉系统。电源供电模块上的HVDC检测电路向前端控制器发送状态日志。CPU负责存储包括客户个性化设定, 测量, 错误数据等重要信息到不易变的静态随即存取存储器 (NV-RAM) 上。CPU用NV-RAM上的信息去更新和保护存储设备上的信息不受到损坏。电源供电模块上的电压感知电路想前端控制器报告HVDC的电源输入水平。前端控制器负责监控电源供电模块的电压, 电流和系统温度。电源供电模块也监控各个单独的电源供给是否处于过压状态并会关断处于过压状态的电源供给。
电源子系统的工作模式主要有三种, 包括通电模式、待机模式和开机模式。
(1) 通电模式
当电源的断路器接通时, 电源进入通电模式。此时电源供电模块输出一个+5V电压, 用于启动ON/STANDBY电路, 电源模块的所有输出处于不可用状态。
(2) 待机至开机状态
电源供电模块检测ON/STANDBY的状态, 当ON/STANDBY开关变为“ON”时, 便会输出+5V的电源逻辑电压和+6V的时钟电压。System INIT* 电平此时被置为高, 从而触发各个电路板开始进行初始化。前端控制器通过PSM, AIFOM, PIM和AIM板上的温度调节电路来监控机箱温度。当风扇转速最低时, 机箱的温度最高可以达到华氏131度 (摄氏55度) , 此时风扇的电压大概在12-18V之间。
(3) 开机至待机状态
电源供电模块通过SCIP总线监控来自CPU的ON/STANDBY 信号。当ON/STANDBY开关变为“STANDBY”状态, 会触发以下动作:
·RAM上面的内容 (时间、温度和状态) 被复制到NV-RAM上面;
·前端控制器通过SCIP总线从CUP获得STANDBY模式的许可, 并触发一个超时和关闭序列来防止软件锁死;
·CPU开始一个等待期并保存正在使用的操作参数到NV-RAM。如果CPU没有反应, 前端控制器继续进行ON/STANDBY;
·电源供电模块的看门狗电路停止向前端控制器发送数据。如果前端控制器没有回应, 则HV电源供应被关断;
·HV电源供应被关断;
·内部的原始设备电源被移除;
·电源供应模块上的System INIT* 信号被置低以重置系统;
·机箱电源被关断。
故障分析一例:L12-5 高频探头图像变弱, 或者间歇性报0002 错误。
医生在正常操作 L12-5 探头过程中, 二维图像间歇性变弱 (变暗) , 转换到其它探头, 比如腹部C5-2探头操作, 二维图像正常, 经过长时间使用不会出现二维图像变弱的现象。再转换到心脏探头P4-2, 二维图像也正常。
关闭主机电源, 只接高频探头启动机器, 机器电路板自检正常, 在校正探头的过程中, 偶尔会发生0002报错。考虑到0002报错是机器的前端控制板FEC (Front End Control) 报出的错误, 把故障范围确定在机器前端电路板 (FEC、AIM、CHANNEL BOARD) 、电源及L12-5 高频探头本身。下面逐一分析排除故障。
先进入机器的设置 (setup) 菜单, 作机器综合检测。在作检测之前要把所有探头摘下, 以免损坏探头。综合检测大约需要20分钟时间, 综合检测通过了, 再一次证明机器的控制子系统、处理子系统、及显示子系统都正常工作。
接着排除电源子系统的可能性。检测L12-5 高频探头正常情况下, 主电源PSM 的各组电压, 特别记录+HV/10及-HV/10两组电压, 这两个电压是提供给探头晶体用的。检测结果各组电压正常。在L12-5 高频探头二维图像变弱的情况下, 再检测各组电压, 所测的电压值和二维图像正常时候一致。这时考虑主电源PSM 的故障可能性很小。进入检测菜单, 虚拟一个高频探头, 把增益调大, 经过一段时间的观察, 可看到二维回波均匀稳定。因为真实探头和虚拟探头使用同样的前端电路板 (FEC、AIM、CHANNEL BOARD) , 所以考虑前端电路板的可能性也很少, 同时考虑接腹部及心脏探头的回波正常, 就进一步证实这个结论。
在排除电源及前端电路板后, L12-5 高频探头本身损坏引起的故障可能性最大。通过查看机器的错误记录。发现在选择探头的时候, 探头接口板检测到过流 (Mux overcurrent) 。这时机器启动保护电路, 报出0002错误。由于前面的故障排除, 考虑过流是由于L12-5 高频探头引起的。更换新的L12-5 高频探头, 经过两个星期的观察, 机器再也没出现二维变弱及报错0002的故障现象。
由于高频探头的价值较高, 同时故障也是间歇性的, 需要我们作内心细致的检测诊断, 把故障范围缩小, 及时的找出和解决故障。
参考文献