對于光電器件本站已經(jīng)介紹的很多了，但發(fā)現(xiàn)詢問者依然很多，考慮原因主要是搜索能力差，不會舉一反三。這次將我們在醫(yī)療器械中常見的光電器件綜述一下，希望對大家有所幫助。

　　光電器件我們常見的很多，叫法也不同：光耦，光電隔離，光電開關(guān)，位置傳感器，液體傳感器，包括血球常用的HGB比色計等等都屬于光電器件。

　　下面分別描述，請在我沒有寫完之前不要跟貼，以免破壞文章的完整性。

　　首先，說一下固態(tài)光電器件，一般多用于電源電路或者馬達、泵等驅(qū)動電路，有光電三極管，光電可控硅等，大部分是DIP封裝的，類似集成電路，但顏色多為白色，而不是常見的集成電路的黑色。

　　其原理大致如下：

　　A圖是光電三極管，很多是沒有基極引出的，也就是說6腳是空的，B圖是光電可控硅，這個在F820的負壓泵電路上運用。1、2腳就是一個二極管，只不過是發(fā)光二極管，測量好壞只需要按照二極管的測量就可以了，正向?qū)ǚ聪蚪刂粒駝t就是損壞。在線通電測量是1腳也就是二極管的正端對地應該為2V左右，如果是5V或者更高（根據(jù)電源來的，電源是5v那么就最高是5V，如果電源是12V，那么最高會到12V）則是沒有導通，也就是沒有起作用，可以間接判斷為損壞。當然，這種情況是在2腳接地的情況下作出的，如果2腳不是直接接地，是通過一個電阻接地的，那么要檢查這個電阻是否斷路，如果電阻斷路則無論是否有電源都會不導通，因為沒有回路。如果1腳沒有電壓，則是電源沒有接通，需要檢查前面的觸發(fā)電路，后面會講到。輸出的判斷，靜態(tài)二極管測量4、5腳，正反向都是不導通的。半通電測量，就是在輸入端1、2腳接2.5V左右的電壓，4、5腳會測量到導通的信號，1、2腳斷電，則4、5腳不導通，前提是斷開4、5腳相連的電路。如果沒有這個變化，則可以斷定輸出端損壞。全電路在線測量，1、2腳通電或斷電，5腳的電壓由5v（或者12v）下降到0v，或者相反由0v上升到5v（或者12v），這是根據(jù)電路的不同會有區(qū)別，只要有這個變化，就是正常的，否則就是損壞，也有的電路不同，這個電壓可能是半幅，也就是說5v（12v）到2v（5v）的變化，這也是正確的。這個前提是輸出連接的電源是5V或者12V，直流，如果輸出連接的高電壓或者交流電路，那就另外測量了。

　　此種電路的替換原則還是同類型的替換，有人詢問是否可以用槽型光電開關(guān)替換，這種固態(tài)的光電開關(guān)響應速度極快，槽型光電開關(guān)是沒有這么快的速度的，除非你要求不嚴格，否則替換后其他問題就出來了。

　　自反射型的光電器件應用很多，多用在定位方面，也有應用到液體檢測方面（液面對光的折射反射）。

　　應用到定位方面時，一般在移動部件上有個反射區(qū)，例如泰利特50尿機上的白色光點就是反射區(qū)。

　　其發(fā)射和接收（也就是輸出）的好壞判斷，完全與1樓的固態(tài)光電器件一樣，只不過用于定位和液體檢測方面的輸出電壓不會超過5v（或12v）。

　　所有的自反射光電器件都有一個反射角度，例如45度，60度，90度，120度等，所以，測試的時候，除了用鏡子當反射區(qū)外，也要注意角度問題。還有就是反射區(qū)離自反射光電器件的距離，太遠也是無效的，就需要重新對機械部分進行裝配。此類光電器件穩(wěn)定性極高，絕少有損壞的，大部分是反光區(qū)太臟或者機械裝配出現(xiàn)問題導致無法反射造成的。

　　槽型光電器件應用更為廣泛，位置傳感器或者門限開關(guān)（當然采用彈簧開關(guān)例外）等都能見到。此類開關(guān)損壞率很高，破損率也很高，一般是由于機械部件位置發(fā)生改變導致定位塊沖撞槽型開關(guān)導致機械損傷。

　　檢測方法也是與1樓完全一樣，作為位置開關(guān)使用時，電路及其簡單，發(fā)射部分近需要一個電阻分流分壓，接收部分一般會經(jīng)過一個限流電阻給下一級提供一個高（低）電平信號?？梢杂米钃醯姆绞絹頇z測接收好壞，在發(fā)射通電的情況下，阻擋或不足擋光電開關(guān)，接收端輸出有高低的變化，就說明正常，否則可以判斷為損壞。

　　這種電路有兩種狀態(tài)，如下圖：

　　A圖是常見的常開電路，也就是說輸出平時是關(guān)閉的，只有當輸入端出現(xiàn)高電平信號，三極管BG導通，12V電源通過分壓電阻--發(fā)射管--BG--地形成回路，發(fā)射管發(fā)光，接收管（輸出）導通。

　　B圖是常閉電路，發(fā)射管平時總是處于通電狀態(tài)，總是發(fā)光的，接收管總是導通的，當輸入端出現(xiàn)高電平信號，三極管BG導通，對發(fā)射管產(chǎn)生偏置，電流就通過BG流走了，不會經(jīng)過發(fā)射管了，發(fā)射管不通電，輸出也就關(guān)閉了。

　　在槽型光電器件中，判斷是否是開關(guān)的好壞，需要注意的是下面兩點：

　　第一，更換原則和質(zhì)量。此類槽型開關(guān)，一般只要尺寸合適就可以替換，但替換質(zhì)量多少要注意，市面上1元錢一個的槽型開關(guān)很多，大多質(zhì)量低劣，安裝上去之后要么很快損壞，要么就是脫落，這里的脫落指的是槽型開關(guān)的外殼與發(fā)射和接收管之間脫落。由于外殼是注塑的，注塑后，再把發(fā)射和接收管插到槽內(nèi)，好一點兒的會利用粘合劑封裝一下，差的干脆就插進去了事，安裝到機器上后，由于震動，發(fā)射接收管脫落，就剩下一個槽在機器上固定著，發(fā)射和接收管根本就不在里面，也就失去了作為開關(guān)的作用了。

　　第二，機械和操作問題。大多數(shù)機械傳動機構(gòu)都有自動復位功能，除了KX21的沖洗塊，因為設(shè)計者認為，無論怎么動作都會回到初始位置的，也就是上端，不會出現(xiàn)在下端不上來的情況，但設(shè)計者沒有考慮到?jīng)_洗塊在下部的時候突然停電，再通電的時候就會報位置錯誤的。

　　自動復位的，一般也就是單方向復位，如果動作前沒有在傳感器上檢測到移動機構(gòu)，那么，會自動從遠離傳感器的方向向傳感器方向旋轉(zhuǎn)馬達，使移動機構(gòu)到達傳感器檢測位置?？聪聢D：

　　上圖中，紅線區(qū)域是傳感器的檢測位置，當移動裝置處于B和C點之間的情況時，再動作開始時，程序會自動讓移動裝置從C點往B點移動，直到移動裝置達到監(jiān)測區(qū)，然后才開始正常的動作。這樣是防止由于人為的檢查或者調(diào)整導致移動機構(gòu)不在初始位置而導致的錯誤發(fā)生。但這里面也同樣出現(xiàn)一個問題，由于槽型光電開關(guān)一般都不在移動機構(gòu)的最頂端，一般都留有一定的空隙，也就是A和B的距離。這樣做一般是為了保護光電開關(guān)，防止馬達或者程序失控沖撞光電開關(guān)，或者留有調(diào)整的余量。這樣的情況下，如果人為的把移動塊移動到A和B之間的話，光電開關(guān)也是檢測不到的，程序依然認為移動塊會在B和C之間，所以通知馬達從C向B移動，而實際上是從B向A移動，當移動到A點時，傳感器依然沒有檢測到，馬達依然旋轉(zhuǎn)，也就帶動移動塊不斷的沖撞頂點，發(fā)出很大的噪音。這個時候，只要手工將移動塊移動到B和C之間就可以解決這個問題，所有，要細心檢查，不一定都是損壞。還有就是有些程序在C向B移動的時候，是記憶步進數(shù)，而不受光電器件的監(jiān)控的，當下降受阻，沒有下降到應有的位置而上升時又要按照步數(shù)上升，自然就會撞倒頂端，下次動作的時候也就會出錯。還是這種情況，如果是光耦損壞，發(fā)射或者接收損壞，輸出端沒有開關(guān)信號的改變，就是說總是開路的，那么電路會認為移動部件在光電檢測位置，動作開始時需要將移動部件拉離這個位置，但由于損壞，無論怎么運動都沒有短路信號的出現(xiàn)，也就繼續(xù)拉動直到到頭，這就是單方向遠離光耦運動。如果接收端短路，無論移動部件在什么位置都認為沒有到位，于是程序引導移動部件繼續(xù)朝光耦方向運動直到到頭。這就是兩種單方向運動的狀態(tài)。

　　如果替換的時候，由于標示不清，無法分辨那是發(fā)射那是接收時，通過二極管測量正向?qū)ǚ聪蚪刂恋脑?，即可判斷出發(fā)射端，至于接收端由于是開關(guān)，所以集電極或者發(fā)射極方向都是無所謂的。

　　有些情況下，替換后，依然不起作用，經(jīng)過測量得知發(fā)射端依然是5V（12V）也就是沒有導通，那么這種情況就是那個限流電阻的問題了，不同的發(fā)射管其限流電阻也不同，都有一個范圍，超出這個范圍也就不會導通發(fā)射管，所以，適當改變限流電阻的阻值會解決這一問題的。

　　在作為液體檢測使用的光電開關(guān)中，槽型開關(guān)還是很多的，常見的ABX，POCH100，COULTER的設(shè)備都是采用槽型光電開關(guān)的，只不過電路有些不同罷了。

　　這些光電開關(guān)本身的判斷根1樓完全一樣。電路的不同是在發(fā)射端，發(fā)射端有一個可調(diào)電位器，用來調(diào)整發(fā)射光的強度，這是因為這種開關(guān)由于通過管路檢測液體，管路由于經(jīng)過長時間的液體浸泡，會造成透光度下降，如果固定發(fā)射電壓的話，就需要經(jīng)常更換管路，造成不必要的麻煩和費用，在管路太臟的情況下，適當提高發(fā)射電壓就可以繼續(xù)使用了。大概電路如下：

　　上圖可以看出，發(fā)射端接了一個可調(diào)電位器，這個電位器可以在5V以內(nèi)的范圍內(nèi)自由調(diào)整，接收端連接的是放大器，在放大器的輸入端會有一個測試點，這個測試點是用來監(jiān)測閾值的。目的是調(diào)整可調(diào)電位器使OFFSET達到高電平標準。

　　調(diào)整的原則是這樣的，當管路中沒有液體的時候，這個點的閾值也就是OFFSET電壓一定大于3V，因為這是高電平的標準。常見的有3，5V，4V，4.5V等，有液體的時候，這個點的電壓一定是小于1V的，一般是0.2以下。但注意的是，只能通過無液體的時候調(diào)整，有液體調(diào)整不準確。

　　但有時候替換件的性能跟原件不是那么相符，無液體閾值雖然調(diào)整到了要求，但有液體時電壓卻達到1V以上甚至2V以上，這就無法達到低電平的要求。這樣的情況就要調(diào)整有液體的 狀態(tài)下，此點電壓要1V以下，并且驗證無液體的情況下要達到3V以上，這樣反復調(diào)整才可以。當然這是臨時處理方案。

　　還有的類似光電開關(guān)是完全分離的，就是說發(fā)射和接收是完全不同的兩個東西。這種光電開關(guān)最常見的是在血球中定量管檢測電路中，例如ABBOTT的定量監(jiān)測，分別替換檢查就是。

　　要說明的是，上述光電開關(guān)都是非可見光的，也就是紅外線發(fā)光的，可見光不會對其有任何影響，有些人用強光手電照射來判斷是否損壞是無效的。

　　在HGB比色中，也是光電檢測電路，不過不同點還是很多的?？聪聢D：

　　首先是HGB比色中的發(fā)射光是可見光，而且有波長要求，采用氰化高鐵比色法的，采用540NM波長，采用無氰比色法的，采用550-555NM波長，這些發(fā)射管一般采用定做波長的LED，也有采用白色光加濾光片的，效果都是一樣的。

　　其次，發(fā)射端一定是恒流源，電流的恒定才能保證發(fā)光的穩(wěn)定，不會導致閃爍的發(fā)生。恒流源一般采用專用的電源電路進行匹配，一般導通的時候發(fā)射管電壓為2-2.5V左右。也是二極管特性，不過這個好壞檢測變得容易很多，光看發(fā)射光是否有就行了。不過，有時候發(fā)射光會黯淡，有兩個可能，一個是發(fā)射管老化導致光亮度下降，這個時候就要更換發(fā)射管，或者提高恒流源的電壓來提高發(fā)射管的亮度（至于如何調(diào)整，就要看恒流電路是如何的了），另一個是池子或者濾光片透光性不好了。

　　還有就是接收端的電路差別，一般HGB接收電路需要經(jīng)過2級以上的放大電路，初級放大是用來放大信號的，次級放大是用來調(diào)整和放大信號的。

　　由于發(fā)射端的不可調(diào)整，那么在有稀釋液的時候（注意是干凈的稀釋液，不是無液體），接收端二級放大電路中，就需要有一個增益的調(diào)整，將初級放大信號調(diào)整到高電平的范圍，也就是3V以上。常見的有3.5V，4V，4.5V，4.8V等等，一般在5V以下。當溶血劑作用下的標本進入的時候，電壓會下降，下降的幅度不定，根據(jù)標本的HGB濃度改變。所以，當這一點增益的電壓無論怎么調(diào)整都不改變的情況下，基本上可以斷定初級電路或者接收管損壞。

　　由于接收端一般采用光電接收二極管，這樣靈敏度很高，準確性線性都很好，很少采用光電接收三極管或者光電池的，但電路標示一般都畫成三極管模樣。直接進行光線的阻擋，可以通過二極管檔方便的測量出不導通和導通的狀態(tài)，并且光線強度的不同，導通狀態(tài)也隨之改變。通過此法可以簡單的判斷接收管是否損壞。

　　由于接收管接收到的信號很微弱，需要通過MV才能測量出來，而且由于是可見光，受光線的影響也非常大，因此需要避光，所以，經(jīng)常見到HGB單元是黑色密閉容器或者有黑色屏蔽裝置。

　　當出現(xiàn)HGB值混亂的時候，排除發(fā)射管和其他因素后，問題固定到接收和電路部分的時候，可以通過測量接收管的空白電壓和標本電壓來進行計算，來判斷一下接收管是否正常。用已知HGB值得標本，例如HGB為110g/L，空白接收電壓為45mv，標本電壓為35MV，那么HGB約等于log（空白電壓/標本電壓）也就等于109左右，這與靶值差不多，說明接收管沒有問題，往下一級一級的排差就是，初級放大就會到V級， 如果每一級都準確，那么就是A/D轉(zhuǎn)換電路或者設(shè)置問題了。

　　還有一點要注意的是，HGB比色系統(tǒng)，往往是發(fā)射管和接收管與比色池制作在一起，遠離放大電路，因此，發(fā)射接收絕對不能受潮的，否則，系統(tǒng)就會報錯甚至停止工作。