對(duì)于光電器件本站已經(jīng)介紹的很多了，但發(fā)現(xiàn)詢問(wèn)者依然很多，考慮原因主要是搜索能力差，不會(huì)舉一反三。這次將我們?cè)卺t(yī)療器械中常見(jiàn)的光電器件綜述一下，希望對(duì)大家有所幫助。

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

　　下面分別描述，請(qǐng)?jiān)谖覜](méi)有寫(xiě)完之前不要跟貼，以免破壞文章的完整性。

　　首先，說(shuō)一下固態(tài)光電器件，一般多用于電源電路或者馬達(dá)、泵等驅(qū)動(dòng)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(jiàn)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(méi)有基極引出的，也就是說(shuō)6腳是空的，B圖是光電可控硅，這個(gè)在F820的負(fù)壓泵電路上運(yùn)用。1、2腳就是一個(gè)二極管，只不過(guò)是發(fā)光二極管，測(cè)量好壞只需要按照二極管的測(cè)量就可以了，正向?qū)ǚ聪蚪刂粒駝t就是損壞。在線通電測(cè)量是1腳也就是二極管的正端對(duì)地應(yīng)該為2V左右，如果是5V或者更高（根據(jù)電源來(lái)的，電源是5v那么就最高是5V，如果電源是12V，那么最高會(huì)到12V）則是沒(méi)有導(dǎo)通，也就是沒(méi)有起作用，可以間接判斷為損壞。當(dāng)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(guò)一個(gè)電阻接地的，那么要檢查這個(gè)電阻是否斷路，如果電阻斷路則無(wú)論是否有電源都會(huì)不導(dǎo)通，因?yàn)闆](méi)有回路。如果1腳沒(méi)有電壓，則是電源沒(méi)有接通，需要檢查前面的觸發(fā)電路，后面會(huì)講到。輸出的判斷，靜態(tài)二極管測(cè)量4、5腳，正反向都是不導(dǎo)通的。半通電測(cè)量，就是在輸入端1、2腳接2.5V左右的電壓，4、5腳會(huì)測(cè)量到導(dǎo)通的信號(hào)，1、2腳斷電，則4、5腳不導(dǎo)通，前提是斷開(kāi)4、5腳相連的電路。如果沒(méi)有這個(gè)變化，則可以斷定輸出端損壞。全電路在線測(cè)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(huì)有區(qū)別，只要有這個(gè)變化，就是正常的，否則就是損壞，也有的電路不同，這個(gè)電壓可能是半幅，也就是說(shuō)5v（12v）到2v（5v）的變化，這也是正確的。這個(gè)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(cè)量了。

　　此種電路的替換原則還是同類型的替換，有人詢問(wèn)是否可以用槽型光電開(kāi)關(guān)替換，這種固態(tài)的光電開(kāi)關(guān)響應(yīng)速度極快，槽型光電開(kāi)關(guān)是沒(méi)有這么快的速度的，除非你要求不嚴(yán)格，否則替換后其他問(wèn)題就出來(lái)了。

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

　　應(yīng)用到定位方面時(shí)，一般在移動(dòng)部件上有個(gè)反射區(qū)，例如泰利特50尿機(jī)上的白色光點(diǎn)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(guò)用于定位和液體檢測(cè)方面的輸出電壓不會(huì)超過(guò)5v（或12v）。

　　所有的自反射光電器件都有一個(gè)反射角度，例如45度，60度，90度，120度等，所以，測(cè)試的時(shí)候，除了用鏡子當(dāng)反射區(qū)外，也要注意角度問(wèn)題。還有就是反射區(qū)離自反射光電器件的距離，太遠(yuǎn)也是無(wú)效的，就需要重新對(duì)機(jī)械部分進(jìn)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(jī)械裝配出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法反射造成的。

　　槽型光電器件應(yīng)用更為廣泛，位置傳感器或者門(mén)限開(kāi)關(guān)（當(dāng)然采用彈簧開(kāi)關(guān)例外）等都能見(jiàn)到。此類開(kāi)關(guān)損壞率很高，破損率也很高，一般是由于機(jī)械部件位置發(fā)生改變導(dǎo)致定位塊沖撞槽型開(kāi)關(guān)導(dǎo)致機(jī)械損傷。

　　檢測(cè)方法也是與1樓完全一樣，作為位置開(kāi)關(guān)使用時(shí)，電路及其簡(jiǎn)單，發(fā)射部分近需要一個(gè)電阻分流分壓，接收部分一般會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)限流電阻給下一級(jí)提供一個(gè)高（低）電平信號(hào)。可以用阻擋的方式來(lái)檢測(cè)接收好壞，在發(fā)射通電的情況下，阻擋或不足擋光電開(kāi)關(guān)，接收端輸出有高低的變化，就說(shuō)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(jiàn)的常開(kāi)電路，也就是說(shuō)輸出平時(shí)是關(guān)閉的，只有當(dāng)輸入端出現(xiàn)高電平信號(hào)，三極管BG導(dǎo)通，12V電源通過(guò)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(dǎo)通。

　　B圖是常閉電路，發(fā)射管平時(shí)總是處于通電狀態(tài)，總是發(fā)光的，接收管總是導(dǎo)通的，當(dāng)輸入端出現(xiàn)高電平信號(hào)，三極管BG導(dǎo)通，對(duì)發(fā)射管產(chǎn)生偏置，電流就通過(guò)BG流走了，不會(huì)經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)的好壞，需要注意的是下面兩點(diǎn)：

　　第一，更換原則和質(zhì)量。此類槽型開(kāi)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(qián)一個(gè)的槽型開(kāi)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(kāi)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(diǎn)兒的會(huì)利用粘合劑封裝一下，差的干脆就插進(jìn)去了事，安裝到機(jī)器上后，由于震動(dòng)，發(fā)射接收管脫落，就剩下一個(gè)槽在機(jī)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(kāi)關(guān)的作用了。

　　第二，機(jī)械和操作問(wèn)題。大多數(shù)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都有自動(dòng)復(fù)位功能，除了KX21的沖洗塊，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者認(rèn)為，無(wú)論怎么動(dòng)作都會(huì)回到初始位置的，也就是上端，不會(huì)出現(xiàn)在下端不上來(lái)的情況，但設(shè)計(jì)者沒(méi)有考慮到?jīng)_洗塊在下部的時(shí)候突然停電，再通電的時(shí)候就會(huì)報(bào)位置錯(cuò)誤的。

　　自動(dòng)復(fù)位的，一般也就是單方向復(fù)位，如果動(dòng)作前沒(méi)有在傳感器上檢測(cè)到移動(dòng)機(jī)構(gòu)，那么，會(huì)自動(dòng)從遠(yuǎn)離傳感器的方向向傳感器方向旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，使移動(dòng)機(jī)構(gòu)到達(dá)傳感器檢測(cè)位置。看下圖：

　　上圖中，紅線區(qū)域是傳感器的檢測(cè)位置，當(dāng)移動(dòng)裝置處于B和C點(diǎn)之間的情況時(shí)，再動(dòng)作開(kāi)始時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)讓移動(dòng)裝置從C點(diǎn)往B點(diǎn)移動(dòng)，直到移動(dòng)裝置達(dá)到監(jiān)測(cè)區(qū)，然后才開(kāi)始正常的動(dòng)作。這樣是防止由于人為的檢查或者調(diào)整導(dǎo)致移動(dòng)機(jī)構(gòu)不在初始位置而導(dǎo)致的錯(cuò)誤發(fā)生。但這里面也同樣出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，由于槽型光電開(kāi)關(guān)一般都不在移動(dòng)機(jī)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(hù)光電開(kāi)關(guān)，防止馬達(dá)或者程序失控沖撞光電開(kāi)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(dòng)塊移動(dòng)到A和B之間的話，光電開(kāi)關(guān)也是檢測(cè)不到的，程序依然認(rèn)為移動(dòng)塊會(huì)在B和C之間，所以通知馬達(dá)從C向B移動(dòng)，而實(shí)際上是從B向A移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，傳感器依然沒(méi)有檢測(cè)到，馬達(dá)依然旋轉(zhuǎn)，也就帶動(dòng)移動(dòng)塊不斷的沖撞頂點(diǎn)，發(fā)出很大的噪音。這個(gè)時(shí)候，只要手工將移動(dòng)塊移動(dòng)到B和C之間就可以解決這個(gè)問(wèn)題，所有，要細(xì)心檢查，不一定都是損壞。還有就是有些程序在C向B移動(dòng)的時(shí)候，是記憶步進(jìn)數(shù)，而不受光電器件的監(jiān)控的，當(dāng)下降受阻，沒(méi)有下降到應(yīng)有的位置而上升時(shí)又要按照步數(shù)上升，自然就會(huì)撞倒頂端，下次動(dòng)作的時(shí)候也就會(huì)出錯(cuò)。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(méi)有開(kāi)關(guān)信號(hào)的改變，就是說(shuō)總是開(kāi)路的，那么電路會(huì)認(rèn)為移動(dòng)部件在光電檢測(cè)位置，動(dòng)作開(kāi)始時(shí)需要將移動(dòng)部件拉離這個(gè)位置，但由于損壞，無(wú)論怎么運(yùn)動(dòng)都沒(méi)有短路信號(hào)的出現(xiàn)，也就繼續(xù)拉動(dòng)直到到頭，這就是單方向遠(yuǎn)離光耦運(yùn)動(dòng)。如果接收端短路，無(wú)論移動(dòng)部件在什么位置都認(rèn)為沒(méi)有到位，于是程序引導(dǎo)移動(dòng)部件繼續(xù)朝光耦方向運(yùn)動(dòng)直到到頭。這就是兩種單方向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。

　　如果替換的時(shí)候，由于標(biāo)示不清，無(wú)法分辨那是發(fā)射那是接收時(shí)，通過(guò)二極管測(cè)量正向?qū)ǚ聪蚪刂恋脑恚纯膳袛喑霭l(fā)射端，至于接收端由于是開(kāi)關(guān)，所以集電極或者發(fā)射極方向都是無(wú)所謂的。

　　有些情況下，替換后，依然不起作用，經(jīng)過(guò)測(cè)量得知發(fā)射端依然是5V（12V）也就是沒(méi)有導(dǎo)通，那么這種情況就是那個(gè)限流電阻的問(wèn)題了，不同的發(fā)射管其限流電阻也不同，都有一個(gè)范圍，超出這個(gè)范圍也就不會(huì)導(dǎo)通發(fā)射管，所以，適當(dāng)改變限流電阻的阻值會(huì)解決這一問(wèn)題的。

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

　　這些光電開(kāi)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(gè)可調(diào)電位器，用來(lái)調(diào)整發(fā)射光的強(qiáng)度，這是因?yàn)檫@種開(kāi)關(guān)由于通過(guò)管路檢測(cè)液體，管路由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的液體浸泡，會(huì)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(fèi)用，在管路太臟的情況下，適當(dāng)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(gè)可調(diào)電位器，這個(gè)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(huì)有一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，這個(gè)測(cè)試點(diǎn)是用來(lái)監(jiān)測(cè)閾值的。目的是調(diào)整可調(diào)電位器使OFFSET達(dá)到高電平標(biāo)準(zhǔn)。

　　調(diào)整的原則是這樣的，當(dāng)管路中沒(méi)有液體的時(shí)候，這個(gè)點(diǎn)的閾值也就是OFFSET電壓一定大于3V，因?yàn)檫@是高電平的標(biāo)準(zhǔn)。常見(jiàn)的有3，5V，4V，4.5V等，有液體的時(shí)候，這個(gè)點(diǎn)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(guò)無(wú)液體的時(shí)候調(diào)整，有液體調(diào)整不準(zhǔn)確。

　　但有時(shí)候替換件的性能跟原件不是那么相符，無(wú)液體閾值雖然調(diào)整到了要求，但有液體時(shí)電壓卻達(dá)到1V以上甚至2V以上，這就無(wú)法達(dá)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(diǎn)電壓要1V以下，并且驗(yàn)證無(wú)液體的情況下要達(dá)到3V以上，這樣反復(fù)調(diào)整才可以。當(dāng)然這是臨時(shí)處理方案。

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

　　要說(shuō)明的是，上述光電開(kāi)關(guān)都是非可見(jiàn)光的，也就是紅外線發(fā)光的，可見(jiàn)光不會(huì)對(duì)其有任何影響，有些人用強(qiáng)光手電照射來(lái)判斷是否損壞是無(wú)效的。

　　在HGB比色中，也是光電檢測(cè)電路，不過(guò)不同點(diǎn)還是很多的。看下圖：

　　首先是HGB比色中的發(fā)射光是可見(jiàn)光，而且有波長(zhǎng)要求，采用氰化高鐵比色法的，采用540NM波長(zhǎng)，采用無(wú)氰比色法的，采用550-555NM波長(zhǎng)，這些發(fā)射管一般采用定做波長(zhǎng)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(huì)導(dǎo)致閃爍的發(fā)生。恒流源一般采用專用的電源電路進(jìn)行匹配，一般導(dǎo)通的時(shí)候發(fā)射管電壓為2-2.5V左右。也是二極管特性，不過(guò)這個(gè)好壞檢測(cè)變得容易很多，光看發(fā)射光是否有就行了。不過(guò)，有時(shí)候發(fā)射光會(huì)黯淡，有兩個(gè)可能，一個(gè)是發(fā)射管老化導(dǎo)致光亮度下降，這個(gè)時(shí)候就要更換發(fā)射管，或者提高恒流源的電壓來(lái)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(gè)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(guò)2級(jí)以上的放大電路，初級(jí)放大是用來(lái)放大信號(hào)的，次級(jí)放大是用來(lái)調(diào)整和放大信號(hào)的。

　　由于發(fā)射端的不可調(diào)整，那么在有稀釋液的時(shí)候（注意是干凈的稀釋液，不是無(wú)液體），接收端二級(jí)放大電路中，就需要有一個(gè)增益的調(diào)整，將初級(jí)放大信號(hào)調(diào)整到高電平的范圍，也就是3V以上。常見(jiàn)的有3.5V，4V，4.5V，4.8V等等，一般在5V以下。當(dāng)溶血?jiǎng)┳饔孟碌臉?biāo)本進(jìn)入的時(shí)候，電壓會(huì)下降，下降的幅度不定，根據(jù)標(biāo)本的HGB濃度改變。所以，當(dāng)這一點(diǎn)增益的電壓無(wú)論怎么調(diào)整都不改變的情況下，基本上可以斷定初級(jí)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(zhǔn)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(biāo)示一般都畫(huà)成三極管模樣。直接進(jìn)行光線的阻擋，可以通過(guò)二極管檔方便的測(cè)量出不導(dǎo)通和導(dǎo)通的狀態(tài)，并且光線強(qiáng)度的不同，導(dǎo)通狀態(tài)也隨之改變。通過(guò)此法可以簡(jiǎn)單的判斷接收管是否損壞。

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

　　當(dāng)出現(xiàn)HGB值混亂的時(shí)候，排除發(fā)射管和其他因素后，問(wèn)題固定到接收和電路部分的時(shí)候，可以通過(guò)測(cè)量接收管的空白電壓和標(biāo)本電壓來(lái)進(jìn)行計(jì)算，來(lái)判斷一下接收管是否正常。用已知HGB值得標(biāo)本，例如HGB為110g/L，空白接收電壓為45mv，標(biāo)本電壓為35MV，那么HGB約等于log（空白電壓/標(biāo)本電壓）也就等于109左右，這與靶值差不多，說(shuō)明接收管沒(méi)有問(wèn)題，往下一級(jí)一級(jí)的排差就是，初級(jí)放大就會(huì)到V級(jí)， 如果每一級(jí)都準(zhǔn)確，那么就是A/D轉(zhuǎn)換電路或者設(shè)置問(wèn)題了。

　　還有一點(diǎn)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(yuǎn)離放大電路，因此，發(fā)射接收絕對(duì)不能受潮的，否則，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)錯(cuò)甚至停止工作。