二氧化碳培養(yǎng)箱是醫(yī)學(xué)實驗室常規(guī)儀器設(shè)備，其主要功能是為細胞培養(yǎng)提供恒定的溫度和CO2體積分?jǐn)?shù)（通常是37 ℃和5% CO2），它的正常運行與否關(guān)系到細胞培養(yǎng)、醫(yī)學(xué)實驗的成敗。
1 故障現(xiàn)象
一臺日本三洋MCO-20AIC二氧化碳培養(yǎng)箱的CO2體積分?jǐn)?shù)顯示始終低于5%，機器報警代碼為E1（氣瓶為空）。
2 故障分析
在維修之前應(yīng)將正在培養(yǎng)的細胞轉(zhuǎn)移，以免造成細胞污染。首先，檢查氣瓶，發(fā)現(xiàn)氣瓶氣壓正常；其次，檢查進氣管路，沒有任何堵塞或漏氣的情況，開機運行時進氣控制閥有正常的開關(guān)動作聲音，說明機器的氣路正常。繼而懷疑主控板或傳感器出現(xiàn)故
障。按照先易后難的順序，打開培養(yǎng)箱背板后，首先檢查主控板上的3組電壓，供單片機工作的5V電壓正常，供二氧化碳傳感器和運算放大器工作的-15V正常，而供電電路電壓+15V測量為24.6V，明顯不正常。檢查+15V的供電電路，它是以三端穩(wěn)壓芯片TL431為核心的穩(wěn)壓電路（如圖1所示），
圖1 基于TL431 的精密穩(wěn)壓電圖路
斷電后對其進行測量，發(fā)現(xiàn)其1、3腳短路，從而直接輸出了24.6V的輸入電壓，導(dǎo)致傳感器和運算放大器工作不正常，CO2體積分?jǐn)?shù)一直顯示較低。正常情況下，TL431的3腳輸出的是2.5v參考電壓（Vref ），根據(jù)歐姆定律即可計算其正常輸出電壓。更換新的TL431 后，+15V供電電路恢復(fù)正常，但是系統(tǒng)故障現(xiàn)象發(fā)生了變化：超過5%設(shè)定值之后進氣閥門無法關(guān)閉，導(dǎo)致CO2體積分?jǐn)?shù)顯示不斷攀升。經(jīng)過排查線路，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動閥門的一個三極管基極電平一直較高，導(dǎo)致三極管一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，閥門因而無法恢復(fù)常閉狀態(tài)。該三極管的控制信號來源于單片機的一個IO管腳，通過將該管腳飛線到地、強制拉低其電平到電源地，發(fā)現(xiàn)進氣閥能夠完好關(guān)閉，從而證實了單片機的控制管腳或控制邏輯出現(xiàn)故障。
3 解決方案
3.1 可選方案
（1）更換全新主板。按照一般維修經(jīng)驗和常識，低電壓、低功耗的單片機系統(tǒng)總體故障率比較低，然而故障一旦發(fā)生，解決的難度是比較大的。主要原因是單片機內(nèi)部嵌有測控程序，這個程序源代碼是用戶不可知的。廠家針對這樣的故障，其解決方案就是
更換全新主板，而更換主板一方面價格較高，另一方面要從國外發(fā)貨，供貨周期長，影響工作。
（2）單片機二進制程序代碼讀寫?，F(xiàn)在市場上有較多類型的編程器，支持不同類型帶有存儲功能芯片的二進制讀寫，如可擦除可編程只讀存儲器、靜態(tài)隨機存取存儲器、可編程邏輯器件、單片機等。在具有多臺同類機型的前提下，工程師可以通過單片機芯
片的編程器，先將正常機器的單片機二進制程序代碼讀出，再寫入新的芯片，從而替換壞的單片機，實現(xiàn)故障修復(fù)。然而該機使用的是一款較為生僻的日本東芝8bit單片機，國內(nèi)市場上很難買到該芯片，也找不到支持該芯片的編程器，故而難以采用此法。
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