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      瓦里安UNIQUE 醫(yī)用電子直線加速器故障維修二例

      2022-11-20 15:40:11張泉張友峰王冰
      醫(yī)療裝備 2022年19期
      關(guān)鍵詞:磁控管電磁鐵加速器

      張泉,張友峰,王冰

      牡丹江市腫瘤醫(yī)院工程物理科 (黑龍江牡丹江 157009)

      瓦里安UNIQUE 加速器是一款6 MV 低能單光子醫(yī)用電子直線加速器,可快速實(shí)現(xiàn)適形放射治療、調(diào)強(qiáng)放射治療及旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療,且治療效果較好。該款加速器是利用磁控管產(chǎn)生的微波對電子槍產(chǎn)生的電子束流在加速管中加速打靶產(chǎn)生X 線來治療患者,其中,加速管是駐波型且豎向垂直安裝,因此省去了聚焦線圈、偏轉(zhuǎn)磁鐵等束流部件,相對而言結(jié)構(gòu)簡單,故障率也較低。該型機(jī)在我院已使用6年多,性能較穩(wěn)定,但設(shè)備故障不可避免,本文介紹了設(shè)備的兩例特殊故障及維修方法,以供同行參考。

      1 故障一

      1.1 故障現(xiàn)象

      加速器報MGNT 聯(lián)鎖,設(shè)備不能出束。

      1.2 故障分析

      該聯(lián)鎖是由于磁控管電磁鐵電源電壓或電流超過或低于允許值導(dǎo)致的,分析聯(lián)鎖電路的原理可知,聯(lián)鎖信號是分兩路(電壓與電流)采樣加到后級聯(lián)鎖電路的。其中,電壓采樣MGNTV 加到U5構(gòu)成的低通比例運(yùn)算放大器,待濾除干擾后加到R20、R10、R7構(gòu)成的磁控管電磁鐵電源電壓采樣分壓電路,得到分壓電壓TP2;TP6(為基準(zhǔn)電壓,由10 V REF 供電,R15調(diào)整)與TP2加到比較器U3進(jìn)行比較(U3為四比較器);當(dāng)磁控管電磁鐵供電電壓正常時,TP6與TP2的電壓相同,比較器U3的1端、2端輸出正電壓,起開關(guān)作用,且前、后級隔離的光電耦合器U4導(dǎo)通,設(shè)備無聯(lián)鎖;當(dāng)磁控管電磁鐵的電源電壓高于或低于原設(shè)定電壓值的7%時,使采樣分壓電壓TP2同樣高于或低于原設(shè)定電壓值的7%,比較器U3的1端、2端輸出負(fù)電壓,使前、后級隔離的光電耦合器U4不導(dǎo)通,發(fā)光二極管DS1熄滅,向后級輸出一ILMGNT 聯(lián)鎖信號,使加速器聯(lián)鎖,設(shè)備不能出束。與電壓采樣相同,磁控管電磁鐵電源的電流采樣信號MGNTI亦是加到U5構(gòu)成的低通比例運(yùn)算放大器,待濾除干擾后加到R18、R19、R28構(gòu)成的采樣分壓電路,只是分壓比不同;TP5與TP7(為基準(zhǔn)參考電壓,亦由10 V REF 供電,R22調(diào)整)加到比較器U3進(jìn)行比較;當(dāng)磁控管電磁鐵供電電流及負(fù)載正常時,TP5與TP7的電壓相同,比較器U3的13端、14端輸出正電壓,起開關(guān)作用,且前、后級隔離的光電耦合器U4導(dǎo)通,設(shè)備無聯(lián)鎖;當(dāng)磁控管電磁鐵的電源電流高于或低于原設(shè)定電流值的2%時,使采樣分壓電壓TP5同樣高于或低于原設(shè)定電壓值的2%,比較器U3的13端、14端輸出負(fù)電壓,使前、后級隔離的光電耦合器U4不導(dǎo)通,發(fā)光二極管DS1熄滅,向后級輸出一ILMGNT 聯(lián)鎖信號,使加速器聯(lián)鎖,設(shè)備不能出束。

      1.3 故障維修

      通過對上述電路原理進(jìn)行分析,我們基本能夠明確檢修流程。首先,檢查機(jī)架左側(cè)門內(nèi)磁控管電磁鐵的電源電壓、電流指示,發(fā)現(xiàn)電壓為25.4 V,電流為20.9 A,該電壓、電流指示在加速器調(diào)試后均做過記錄,電壓指示與原始記錄相比稍大,但未超過7%,是工程師維修過程中進(jìn)行過調(diào)整,電流指示與原始記錄相比相差不大;觀察電路板EMAG I/L的DS1發(fā)光二極管為熄滅狀態(tài),說明聯(lián)鎖信號已加到后級造成加速器聯(lián)鎖,用萬用表測量電路的直流供電電壓正常,測量基準(zhǔn)參考供電電壓+10 V REF亦正常,測量TP7與TP5間的電壓為90 mV,正常,測量TP2與TP6間的電壓偏大,使比較器U3翻轉(zhuǎn),造成聯(lián)鎖;經(jīng)與維修公司工程師聯(lián)系溝通,在磁控管電磁鐵電源電壓、電流指示與原始記錄偏差不大,以及工程師允許的情況下,調(diào)整R15,用萬用表直流電壓擋測量TP6與TP2間的電壓,使其小于100 mV(在調(diào)整R15時發(fā)現(xiàn)其有松動,對松動亦進(jìn)行了相應(yīng)的處理),并調(diào)整R22,使TP5與TP7間的電壓亦小于100 mV,觀察磁控管工作正常,設(shè)備出束亦正常,無聯(lián)鎖出現(xiàn),記錄磁控管電磁鐵電源電壓與電流的指示數(shù)值,以及TP6與TP2、TP5與TP7間的電壓值,為日后維修提供參考。

      1.4 故障小結(jié)

      通過對上述檢修過程進(jìn)行總結(jié),故障的原因?yàn)椋海?)工程師小范圍調(diào)整了磁控管電磁鐵的電源電壓,但未調(diào)整R15 進(jìn)行校準(zhǔn);(2)R15 有松動,使TP6 的基準(zhǔn)電壓發(fā)生變化。兩個原因疊加,造成設(shè)備聯(lián)鎖,對該故障維修之后,設(shè)備工作1 年多至今未再出現(xiàn)類似故障。

      2 故障二

      2.1 故障現(xiàn)象

      在加速器治療患者出束過程中,經(jīng)常出現(xiàn)一道劑量儀MU1、二道劑量儀MU2無劑量輸出,但計(jì)時器計(jì)時正常,未報任何聯(lián)鎖的故障。

      2.2 故障分析

      經(jīng)分析,造成該故障的原因?yàn)椋海?)有劑量輸出,但劑量儀故障,造成無劑量計(jì)數(shù),由于兩道劑量儀從電離室、計(jì)數(shù)到顯示均是獨(dú)立的,所以認(rèn)為同時發(fā)生故障的可能性不大;(2)微波、高壓等系統(tǒng)故障造成無劑量輸出。

      2.3 故障維修

      退出治療模式,輸入維修模式密碼,進(jìn)入維修模式,在維修模式下出束(1、按D 進(jìn)入DISPLAY;2、按A 進(jìn)入Analog;3、按M 進(jìn)入Machine);進(jìn)入ANALOG METERS 觀察模擬參數(shù)表的變化,發(fā)現(xiàn)出束時,表中直流供電電壓正常,但TARGET I(加速管靶電流)為0,正常為13.5 A左右,PFN VOLT為10.6 V,正常為21 V左右,說明主閘流管未工作,未產(chǎn)生高壓,造成無劑量輸出;打開機(jī)架右側(cè)門內(nèi)上機(jī)殼,用萬用表交流擋測量主閘流管燈絲電壓的測量端為~6.3 V,用萬用表直流擋測量偏壓端與機(jī)殼間的電壓為22 V,基本正常,但仍懷疑主閘流管問題;因手頭有一新閘流管,所以進(jìn)行了更換處理,發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作一段時間后仍經(jīng)常出現(xiàn)上述故障,對閘流管的相關(guān)部分進(jìn)行了徹底檢查后,發(fā)現(xiàn)閘流管管腳與管座的接插部分有銹蝕,造成接觸不良,使主閘流管停振,進(jìn)而導(dǎo)致故障出現(xiàn);因手頭暫無新管座,所以只能對舊管座及閘流管管腳進(jìn)行徹底清理、清洗處理,并重新安裝,應(yīng)急使用時發(fā)現(xiàn)設(shè)備可正常工作,并于新管座到貨后進(jìn)行了更換,故障徹底排除。

      2.4 故障小結(jié)

      在此次故障出現(xiàn)后,我們分析了原因,在排除元器件原因后,發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生在雨季,由于空氣濕度大而造成故障發(fā)生,所以在機(jī)房配置了除濕機(jī)進(jìn)行除濕,設(shè)備工作3年至今未再次出現(xiàn)此類故障。

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