Reparatie: Labover leukocytendifferentiatieteller

Op Catawiki werd onlangs een laboratoriumapparaat aangeboden dat onmiddellijk mijn aandacht trok. Het industriële ontwerp en de groene kleur, gecombineerd met de aanwezigheid van negen druktoetsen en maar liefst veertien rode LED-7-segmentdisplays, gaven het een uitgesproken jaren ’80/’90-uitstraling.

Wat mij daarnaast opviel, waren de negen druktoetsen van het merk Schadow. Dat waren in die tijd professionele, degelijke toetsen die veel werden toegepast in meet- en laboratoriumapparatuur. Voor mij zijn ze direct herkenbaar uit apparatuur uit de jaren tachtig en negentig — robuust, met of zonder LED, voorzien van een duidelijke klik en gebouwd voor intensief dagelijks gebruik.

Online bleek er nauwelijks iets over dit apparaat te vinden. Die onbekendheid maakte het alleen maar interessanter. Toen het bod nog ruim onder de helft van geschatte waarde stond, besloot ik mijn kans te wagen, waarna ik onverwacht als hoogste bieder eindigde.

Inspectie

De kast is volledig gesloten uitgevoerd en bevat, afgezien van het vaste netsnoer, geen enkele externe aansluiting. Geen BNC’s, geen seriële poort, geen zekeringhouder aan de buitenzijde — het apparaat lijkt bedoeld om permanent op een werkbank te staan en uitsluitend lokaal te worden bediend.

Dat wijst op een zelfstandige functie: tellen — en niets anders.

Aan de achterzijde bevindt zich een typeplaatje met onder andere het fabricaat Labover, model 460220 en een netspanning van 220V.

De sticker

Op de bovenzijde is een Franse service-/distributeursticker aangebracht. Zulke stickers zie je vaak op laboratoriumapparatuur die regionaal is geleverd of onderhouden. De polyurethaan toplaag van de sticker is na tientallen jaren verouderd en gebarsten, wat heeft geleid tot het karakteristieke craquelé-patroon.

Onder vergroting is nog leesbaar:

MATERIEL LABORATOIRE INDUSTRIE
VENTE · RÉPARATION
36 AVENUE DE LARRIEU - 31100 TOULOUSE, TÉLÉPHONE … 06 06

Dit wijst erop dat dit bedrijf fungeerde als regionale leverancier en servicepartner voor verkoop en reparatie van laboratoriumapparatuur. Op dit adres is nog steeds het familiebedrijf S.E.L.I. / SELI Équipement de Laboratoire et d’Industrie gevestigd, opgericht in 1978.

Wat is een leukocytendifferentiatieteller?

Al snel bleek dat het apparaat bedoeld is voor het handmatig tellen en classificeren van witte bloedcellen onder een microscoop: een leukocytendifferentiatieteller — een prachtig Scrabblewoord, zeker bij 3× woordwaarde.

Bij microscopische beoordeling van een bloeduitstrijkje telt een laborant doorgaans 100 leukocyten. Elke cel wordt ingedeeld in een categorie, bijvoorbeeld:

• neutrofielen
• lymfocyten
• monocyten
• eosinofielen
• basofielen
• overige / afwijkende cellen

Dit apparaat heeft zes telkanalen plus een totaalteller. Bij elke druk op één van de zes categorietoetsen wordt zowel de betreffende teller als de totaalteller (helemaal links) met één verhoogd.

Zodra de totaalteller de limiet van 50 of 100 bereikt, klinkt een pieptoon en kan de procentuele verdeling direct worden afgelezen — het aantal getelde cellen (bij 100) is dan immers gelijk aan het percentage.

Bediening

De bediening is overzichtelijk en logisch opgebouwd:

1. Zet het apparaat aan met de uiterst linkse toets (1).
2. Kies met toets (2) het maximale aantal tellingen:
   - Groene stand: tellen stopt bij 50 cellen
   - Rode stand: tellen stopt bij 100 cellen
3. Bekijk het preparaat onder de microscoop.
4. Druk bij elke waargenomen cel op de bijbehorende categorietoets (4 t/m 9).
5. Bij elke druk wordt zowel de betreffende categorie als de totaalteller verhoogd.
6. Bij het bereiken van 50 of 100 klinkt een pieptoon en wordt verdere telling geblokkeerd.
7. Druk op de rode resettoets (3) om alle tellers weer op nul te zetten en de vergrendeling op te heffen.

Oorspronkelijk gebruik

Gezien de robuuste bouw en de zichtbare gebruikssporen in de vorm van vuil is het aannemelijk dat dit apparaat intensief gebruikt is in een kleinere klinische of veterinaire praktijk.

In de vroege jaren ’90 waren geautomatiseerde hematologie-analyzers al gangbaar in grotere ziekenhuizen. Kleinere laboratoria en dierenartsenpraktijken bleven echter vaak langer afhankelijk van handmatige differentiatie onder de microscoop.

De vervuiling rond de toetsen en de thermische verkleuring op de printplaat wijzen in elk geval op langdurig en dagelijks gebruik in een minder steriele omgeving.

Viezigheid op de PCB rondom de toetsen.

Reparatie

De electronica ontdaan van de kast

Na het openen van de behuizing blijkt de voeding verrassend eenvoudig opgebouwd:

• nettransformator
• brugrectifier (4 diodes)
• 4700 µF afvlakcondensator
• geen spanningsregelaar

Het geheel is opgebouwd met twee printplaten die via een bandkabel met elkaar verbonden zijn.
Op de printplaten staat als interne referentie “LABOVER ref 1095”.

Op basis van datumcodes op de componenten is de print te dateren na 9109 (1991 week 9). Dit bevestigd de productiedatum op het typeplaatje: 06/91 (juni 1991).

Hoofdprint

De hoofdprint bevat voeding, druktoetsen, logica en pieper. CD4011 NAND-poorten worden gebruikt voor toetsontdendering.

Displayprint

De schuin gemonteerde display print bevat de teller IC's en de 7-segment displays.

Elk cijfer wordt aangestuurd door een CD4026, die zowel een teller als 7 segment decoder bevat.

Opvallend: de displays zijn dus niet gemultiplexed — dat maakt het ontwerp overzichtelijk en goed te begrijpen, maar betekent ook continu LED-stroom en dus warmteontwikkeling.

De zwart verkleurde plekken op de hoofdprint bevinden zich rond de warmste onderdelen:  de gelijkrichter diodes (1) en een 10 Ohm 5W weerstand (2) in de retourlijn van de displayprint.

De temperatuur van deze weerstand loopt op tot 85 graden celcius, maar dit is binnen specificatie van de weerstand.

Defecten

Het apparaat werkte aanvankelijk niet ("dead on arrival"). Bij nadere inspectie bleek de oorzaak een koude soldeerlas bij de transformatoraansluiting.

De koude soldeerlas bij de trafo aansluiting

Een klassiek geval van mechanische belasting op een zwaar onderdeel. Na het vertinnen functioneerde de voeding weer correct.

Daarnaast reageerden enkele toetsen onbetrouwbaar of werd de teller soms met meerdere stappen tegelijk verhoogd. Hoewel de schakeling een flipflop ontkoppeling  bevat, bleken slecht gesoldeerde toetsverbindingen de oorzaak. Het opnieuw doorsolderen van deze aansluitingen verhielp het probleem volledig.

Reiniging

Rondom de toetsen bevond zich een aanzienlijke hoeveelheid vervuiling: een mengsel van stof, vet en sporen van jarenlang gebruik.

De printplaat is lokaal gereinigd met isopropanol en zachte borstels, waarbij ik voorzichtig heb gewerkt om opschriften en componentmarkeringen te behouden. Na reiniging zijn geen corrosiesporen aangetroffen.

Metingen aan de voeding

• Trafo secundair: 11,6 V AC
• Spanning over de elco: 11,3 V DC
• Rimpelspanning: 1,6 V AC
• Elco (4700 µF): gemeten 4,1 mF, ESR 0,24 Ω

Voor een ruim 30 jaar oude condensator zijn deze waarden nog zeer acceptabel en binnen specificatie.

Ideeën voor herbestemming

Hoewel het apparaat oorspronkelijk bedoeld is voor hematologisch gebruik, zijn er leuke alternatieve toepassingen denkbaar:

• handmatige event-counter bij experimenten
• retro scorebord
• teller voor productieaantallen
• interactief museumstuk over laboratoriumtechniek
• educatief demonstratiemodel voor CMOS-logica (CD4026 cascades)

Wat begon als een onbekend apparaat zonder documentatie, bleek een doordacht en degelijk ontworpen laboratoriuminstrument uit het begin van de jaren negentig. De eenvoudige maar robuuste CMOS-logica, de niet-gemultiplexte displays en de industrieel gedimensioneerde componenten laten zien hoe medische elektronica vóór het microcontroller-tijdperk werd ontworpen: overzichtelijk, repareerbaar en gebouwd voor langdurig dagelijks gebruik. Het apparaat werkt inmiddels weer zoals bedoeld — en vormt nu een fraai tastbaar stukje analoge laboratoriumgeschiedenis op mijn werkbank.