冉華鋒，劉傳高

（蚌埠醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備科，安徽 蚌埠 233040）

0 引言

DR 具有快速成像、操作簡便、成像分辨力高等顯著優(yōu)點，其作為醫(yī)院X 射線檢查的主要設(shè)備，實現(xiàn)了患者胸部、骨骼等多部位的數(shù)字化檢查，是醫(yī)院的必備設(shè)備之一[1-3]。飛利浦DR Digital Diagnost 系列主要由Eleva 工作站、懸吊系統(tǒng)（含天花板吊軌、球管組件、懸吊控制面板、束光器）、立式胸片架、高壓發(fā)生器柜、診斷床等組成[4-6]。

我院為省屬三級甲等醫(yī)院，現(xiàn)有5 臺飛利浦DR，其中3 臺Digital Diagnost 2.0（包括1 臺Digital Diagnost dual Detector、2 臺Digital Diagnost single Detector）于2010 年投入使用，2 臺Digital Diagnost C50 于2020 年投入使用。5 臺設(shè)備自運行以來開機率達到96%以上。3 臺Digital Diagnost 2.0 設(shè)備運行時間長、使用率較高，設(shè)備故障較多，現(xiàn)將這3 臺飛利浦DR胸片架移動類故障現(xiàn)象及維修思路進行歸納、總結(jié)，以為醫(yī)工人員維修同類故障提供參考。

1 飛利浦DR 胸片架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

飛利浦DR 立柱胸片架系統(tǒng)包含立柱電動機和胸片架2 個部分，如圖1 所示。胸片架通過機械裝置固定在立柱上，可沿立柱預設(shè)的軌道上下移動，以對不同身高的患者進行拍片[7]。圖2 為飛利浦DR 胸片架，包含探測器框架、電離室、按鍵面板、濾線柵、探測器[8]。控制胸片架運動的部件包含傳動鏈條、驅(qū)動電動機、傳感器和控制電路。胸片架在鏈條牽引下沿著軌道上下移動，帶動其內(nèi)部的探測器移動，通過安裝在立柱頂端的位置編碼器來檢測胸片架在立柱上的位置，然后將胸片架位置編碼信息反饋給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)再根據(jù)位置信息控制球管移動，從而實現(xiàn)球管自動追蹤探測器。調(diào)節(jié)胸片架位置時，首先打開立柱頂部電動機的剎車，電動機得電后帶動鏈條上下移動。松開調(diào)節(jié)按鍵后，電動機失電，剎車鎖死，保證胸片架停留在當前位置。由于患者的檢查部位不同，胸片架按照指令在立柱上來回上下運動，驅(qū)動電動機、剎車很容易出現(xiàn)磨損和故障。

圖2 胸片架外觀圖

2 故障維修實例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

胸片架突然不能上下移動，按上下移動鍵，胸片架不移動。

2.1.2 故障分析

引起胸片架不能上下移動的原因可能是：（1）電動機供電故障，導致電動機沒有驅(qū)動力；（2）電動機本身故障，電動機內(nèi)部損壞，有電源輸入，但沒有動力輸出；（3）電動機控制信號故障，導致電動機沒有獲取到驅(qū)動命令；（4）剎車故障，導致電動機運動阻力大，無法運動。由于在日常使用中發(fā)生剎車類故障較多，本文對其電動機剎車部分控制電路進行分析，為醫(yī)療設(shè)備工程師在日常維修中快速定位此類故障提供參考。

電動機剎車控制電路如圖3 所示，交流20.4 V經(jīng)過整流橋整流成26 VDC，為了保護后級電路，在整流橋后面并聯(lián)壓敏電阻R5，當輸入電壓過高時，將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，實現(xiàn)對后級電路的保護。當按下圖3 中開關(guān)SW-PB 時，26 VDC 流經(jīng)R7、SW-PB、R1 形成回路，該回路中R1 兩端產(chǎn)生電位差，使三極管Q10 基極導通。Q10 導通后，電流經(jīng)控制剎車的電磁線圈Y1、三極管Q10 形成回路，整個剎車回路導通，剎車打開。當釋放開關(guān)SW-PB 時，三極管Q10 斷開，剎車回路斷開，剎車鎖死。當電路正常工作時L1 會亮，且成綠色，如圖4 所示。如果整流橋輸出沒有26 VDC 或者是電壓達不到穩(wěn)壓管D2的閾值，L1 不亮。圖3 中控制剎車打開的電磁線圈相當于電感，當三極管Q10 斷開時，電磁線圈兩端瞬間電壓很大，容易擊穿三極管Q10，電路中二極管D9 在剎車斷電時起到續(xù)流作用，卸載線圈上的高壓。電容C8 的作用是保護三極管Q10，避免Q10 導通時受到電壓沖擊。

圖3 電動機剎車控制電路圖

2.1.3 故障維修

首先，檢查電動機，按向上或向下鍵操作探測器移動時，觀察到電動機微微動了一下，之后不再動作。檢查電動機供電電源，電壓正常，給電動機供電的一瞬間，電動機驅(qū)動電壓正常，證明電動機供電與控制信號正常。其次，檢查剎車回路，發(fā)現(xiàn)剎車未打開，且剎車電源指示燈不亮。測量剎車回路，發(fā)現(xiàn)熔斷器F1 熔斷（圖4 中箭頭位置），更換同型號熔斷器后，電源指示燈L1 亮，按向上或向下鍵操作時，剎車仍不能打開。繼續(xù)檢查熔斷器F1 之后的電路，測量整流橋輸出電壓為26 VDC，電阻R7、R8、R1 阻值正常，按下SW-PB 開關(guān)，測量電阻R1 上端對地有電壓，電阻R8 左端對地電壓為0.6 V，判斷三極管Q10 基極電壓正常，因此初步判定三極管Q10 損壞。斷電狀態(tài)下用數(shù)字萬用表測量三極管的PN 結(jié)，測得基極和發(fā)射極正向壓降為0 V，即PN 結(jié)損壞。同時測得電容C8 也損壞。更換同型號的電容C8 和三極管Q10，電路恢復正常，剎車正常打開，故障排除。

圖4 工作指示燈

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

胸片架上下移動速度緩慢。按向上或向下鍵時，剎車能打開，電動機能正反轉(zhuǎn)動，電動機可以驅(qū)動胸片架上下移動，但是移動速度緩慢。

2.2.2 故障分析

引起胸片架運行速度慢的原因可能是：（1）電源故障，輸出電壓偏低，使得驅(qū)動力不夠；（2）電動機本身故障，電動機輸出力矩不夠；（3）胸片架上下移動阻力大，如內(nèi)部滑塊與立柱之間摩擦力過大或剎車未完全釋放，導致阻力大。

2.2.3 故障維修

首先，測量電動機供電電源，電壓正常，將電動機負載斷開后啟動電動機，電動機運行正常；其次，檢查滑塊與胸片架內(nèi)部軌道，發(fā)現(xiàn)胸片架運行時略有阻力，給軌道涂上潤滑油后胸片架運行時仍有阻力；然后，檢查剎車電路，測量各節(jié)點電壓均正常；最后檢查剎車間隙（如圖5 箭頭所示），發(fā)現(xiàn)剎車間隙內(nèi)有較多黑色粉塵，導致間隙太小，清理內(nèi)部粉塵后，胸片架上下運行速度正常，故障排除。

圖5 電動機剎車

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

操作人員反映使用中經(jīng)常出現(xiàn)在沒有操作的情況下，球管突然下降，然后又自動上升，過一會又下降、上升?，F(xiàn)場檢查，多次操作都未發(fā)現(xiàn)異常，反復測試，發(fā)現(xiàn)胸片架在特定的位置時球管才會出現(xiàn)此問題。

2.3.2 故障分析

球管出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能有：（1）懸吊系統(tǒng)電動機剎車不能完全鎖死，在球管配重不平衡狀況下導致球管自動下降，引起反饋電路動作，然后球管又上升；（2）控制電路故障，球管運動控制系統(tǒng)接收到錯誤的信號，導致球管移動。

2.3.3 故障維修

首先，檢查球管配重是否平衡，在釋放剎車的情況下，操作按鍵使球管自由上下移動，均能夠停留在任何位置，說明球管配重調(diào)節(jié)沒有問題。其次，在剎車關(guān)閉情況下無法拉動球管，表明剎車功能正常。再次，檢查球管懸吊系統(tǒng)電路，沒有發(fā)現(xiàn)明顯故障點，且多次測試球管沒有發(fā)生移動故障?，F(xiàn)場反復測試發(fā)現(xiàn)胸片架在特定位置時，球管才會出現(xiàn)自主上下移動的問題，初步判定該故障與胸片架系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)。

在跟蹤狀態(tài)下，球管會跟隨胸片架的運動而上下自動追蹤運動，自動調(diào)整對齊胸片架。胸片架的位置信息通過位置編碼器來獲取。位置編碼器位于胸片架頂部，其內(nèi)部是可調(diào)節(jié)電阻值的電位器結(jié)構(gòu)，如圖6 所示。胸片架上下移動時帶動電位器轉(zhuǎn)動，電位器阻值隨之發(fā)生變化，導致加載在電位器上的電壓也發(fā)生變化。胸片架位置信息采集電路圖如圖7 所示，端子X4 為電位器接口，其引腳1 和引腳3 連接到電位器的兩端，通過芯片A1 提供穩(wěn)定的參考電壓10 VDC，電位器抽頭與端子X4 的引腳2 相連，輸出電壓通過電阻R3 和電壓跟隨器A2 連接到A1 芯片的引腳4。A1 芯片采集電位器的電壓信號并進行處理，將位置信息通過MOS 管V5 傳輸至控制板。胸片架在特定位置時，測量X4 的引腳1 電壓正常，測量X4 的引腳2 的電壓時，其電壓一直在變化，胸片架在其他位置時電壓穩(wěn)定，由此判斷電位器某一段電阻損壞。關(guān)機后拆下電位器測量其阻值，發(fā)現(xiàn)在特定位置時阻值不斷變化，判定電位器損壞，更換同型號的電位器后，故障排除。

圖6 位置編碼器

圖7 胸片架位置信息采集電路圖

該案例中的故障從表面上來看是X 射線球管的問題，實際上是關(guān)聯(lián)的胸片架故障。胸片架上位置編碼器不斷向控制系統(tǒng)反饋變化的位置信息，控制系統(tǒng)不斷向球管發(fā)送追蹤指令，導致球管反復自主升降。該故障是在特定的位置才發(fā)生，不易發(fā)現(xiàn)故障原因，在維修的時候需要反復測試，多觀察、多分析才能快速找到故障點。

3 小結(jié)

DR 胸片架移動類的故障多集中在電動機剎車電氣元件損壞、剎車間隙過小、胸片架立柱頂部位置編碼器故障。本文介紹了3 例DR 胸片架移動類的故障，并給出了判斷電氣元件損壞的方法以供同仁們參考。機器長期使用，運動部件會磨損老化，電氣元件也會老化損壞，需要定期檢查和維護，并定期對探測器進行校準，如果發(fā)現(xiàn)器件異常，需要及時予以更換，以免發(fā)生機器故障導致無法正常使用或者對患者產(chǎn)生傷害[9]。同時，應(yīng)加強設(shè)備操作人員的培訓，制訂操作規(guī)程并嚴格按照操作規(guī)程進行操作。只有工程師和操作人員共同努力，確保定期維護設(shè)備和正確操作設(shè)備才能有效地減少設(shè)備故障，提高設(shè)備可靠性。