PLUS移動(dòng)X光機(jī)的工作原理及故障檢修2例

濟(jì)南市第三人民醫(yī)院 器械科，山東 濟(jì)南 250101

引言

POLYMOBIL系列產(chǎn)品是西門子公司中高檔移動(dòng)X線機(jī)[1]，其控制電路是以CPU為核心，采用軟件程序控制和先進(jìn)的逆變充電電路，市電整流后經(jīng)電容濾波、蓄能，再經(jīng)IGBT逆變成頻率為中頻電流，然后經(jīng)中頻變壓器升壓后，供X線球管使用[2]。逆變器前級(jí)采用電容充電式供電，球管采用組合式，高壓只在組合式球管內(nèi)產(chǎn)生，更加安全[3-4]?，F(xiàn)將其工作框圖及日常維修介紹如下。

1 POLYMOBIL PLUS工作原理簡述

該機(jī)主要由CPU板D916、電源板D927、充電電路D952、充電電容組D971、逆變D961、組合球管H1、KV/mA測量電路D900組成。

1.1 電源板D927工作原理簡述

該板主要為其他各板提供供電。市電220 V輸入，經(jīng)隔離電源Z1穩(wěn)壓，U2變壓整流輸出直流24 V為D927提供工作電壓，開機(jī)繼電器K22吸合后，一路經(jīng)U1輸出直流5 V、15 V為CPU板D916提供工作電壓，另一路直接輸入充電電路D952。由D952輸出直流440 V，再次回到D927板，分別完成燈絲加熱、旋轉(zhuǎn)陽極電路的變頻逆變輸出以及準(zhǔn)直器的輸出[5-6]。

1.2 充電回路工作原理簡述

由充電電路D952，充電電容組D971組成。220V市電輸入后，整流升壓，在B+，B-兩端加載440V直流電輸出至充電電容組D971。其中充電回路為脈沖控制，由D916板上CPU發(fā)出控制信號(hào)，送到充電控制板D952產(chǎn)生一組給電容器堆充電的逆變控制脈沖，充電的高低由脈寬調(diào)制來控制，充電的速率控制在＞1.4 V/s和<2.8 V/s之間[7-9]。

1.3 球管組合H1與測量電路D900工作原理簡述

由D927逆變后輸出的燈絲初級(jí)和高壓初級(jí)，經(jīng)變壓器輸出次級(jí)至球管的陽極與陰極。D900為KV/mA測量電路，信號(hào)反饋給D916，作為PWM控制信號(hào)。

1.4 機(jī)器維修模式簡述

該款機(jī)器可進(jìn)入維修程序，查看機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)設(shè)定。斷電，打開機(jī)器前面板，找到CPU板D916上的開關(guān)SW2B，將其撥至“2”，重新開機(jī)，在顯示面板上出現(xiàn)“PR 1”的提示。按mA+/mA- ，可選擇不同的維修程序或參數(shù)，按下面板上的“Light”鍵，就可以開始單項(xiàng)程序。此維修程序，不會(huì)有X線的發(fā)生。在整修維修程序完成后，記得將開關(guān)撥回位再重新開機(jī)。程序共有16項(xiàng)，分別完成充電電容組能量檢測，曝光次數(shù)、記錄查看，KV、mAS值設(shè)定，燈絲加熱電流，KVC方波查看等功能。具體內(nèi)容可查看維修手冊(cè)，獲取相關(guān)信息。

2 POLYMOBIL PLUS故障檢修二例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后機(jī)器報(bào)警聲提示，面板有E6報(bào)錯(cuò)閃爍，幾秒鐘后又有E13出現(xiàn)，與E6交替報(bào)錯(cuò)。

2.1.2 故障分析

根據(jù)手冊(cè)可知，E6為IH Heating measured

2.1.3 故障檢修過程

打開主機(jī)上面板，找到D916板，帶電測Vc點(diǎn)為0（應(yīng)為4.4 V），IH點(diǎn)為0，IHS點(diǎn)為2 V左右。繼續(xù)拆前蓋板，找到D952板，觀察在開機(jī)后，D952板上有指示燈Vin未亮，正常時(shí)應(yīng)該常亮，此燈不亮，則表明D952輸入端無220 V或板上電路有元件損壞。220V輸入端來自于D927的X3的3、9腳，至D952的X3的7、9腳。此時(shí)檢查機(jī)器的供電輸入正常，經(jīng)Z1、D927的X3輸出亦正常。繼續(xù)查找后級(jí)電路，發(fā)現(xiàn)串接在D952輸入端220 V后的兩個(gè)標(biāo)號(hào)為NTC 1.0 1413的熱敏電阻NTC，其中有一個(gè)已經(jīng)從電路板上斷掉，脫落在電路板上。通常為了避免電子電路中在開機(jī)瞬間產(chǎn)生的浪涌電流，在電源電路中串接一個(gè)功率型NTC熱敏電阻，能有效抑制開機(jī)時(shí)的浪涌電流[10-11]。而如果此元件斷開，則整個(gè)電路不通。測量此電阻，并未損壞，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)元件焊接處的斷茬非常齊整。似乎是當(dāng)時(shí)焊接時(shí)不牢固，由于機(jī)器經(jīng)常在路上移動(dòng)，使其受震動(dòng)影響從而虛接脫落。為安全起見，重新購買同型號(hào)的電阻更換上。重新開機(jī)，機(jī)器不再報(bào)錯(cuò)，面板顯示初始的KV和mA值，D952上Vin燈亮，D952上的CBE、CBD充電指示燈有規(guī)律的閃爍，測量B+、B-兩端有440 V，測量D916板上的IH與IHS點(diǎn)電壓相同，vc測試點(diǎn)電壓為4 V左右，同時(shí)測量燈絲加熱電路初級(jí)11、12端電壓為8 V，正常。進(jìn)入維修模式，運(yùn)行程序1及程序9測試，無異常。曝光試機(jī)，工作正常。將機(jī)器充電待機(jī)一天，期間曝光多次，無報(bào)錯(cuò)信息后交付臨床科室使用。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器剛開機(jī)，自檢正常，超過幾分鐘后，或者曝光結(jié)束后有故障代碼ER11、ER37出現(xiàn)。

2.2.2 故障分析

ER11提示機(jī)器充電回路電容組負(fù)載電壓過高，或D952板輸出電壓B+、B-兩端異常，D952板故障。ER37則表示在高壓出線時(shí)KV數(shù)值與設(shè)定值不一致，D916故障。在開機(jī)狀態(tài)下，市電220 V經(jīng)保險(xiǎn)F1后整流，升壓至直流440 V。測量點(diǎn)兩個(gè)熱敏電阻（NTC 1.0 1413）間電壓為AC220 V，放電電阻R3-R5間為DC440 V。同時(shí)可在D916板上的TP VC點(diǎn)對(duì)地電壓為4.4 V（是440 V的1%），也可直接測量D927板F5保險(xiǎn)的任一端對(duì)地電壓。在斷電的情況下，D952上的Vin與電容組上的10個(gè)指示燈會(huì)亮，電容組D971上的電壓會(huì)通過放電回路R3-R5釋放掉。如果此電壓不正確，數(shù)值偏高，則說明電容組上的電壓高于440 V，出現(xiàn)故障ER11。無論出現(xiàn)ER11還是ER37均與D952、D916電路板有關(guān)，主要是電源問題，因此首先測量440 V電壓是否正常，再判斷是D952還是D916板故障。

2.2.3 故障檢修過程

將電源接通，開機(jī)測量NTC輸入電壓220 V正常，但B+、B-兩端電壓已超過440 V，接近500 V，

因此懷疑D952板異常。斷電，拔下電源插頭，正常情況下，斷電10 min后，電壓逐漸降低，指示燈慢慢變暗并熄滅。而在此次故障時(shí)，斷電10 min后，以上指示燈仍然常亮，同時(shí)測量R3與R5端電壓（即B+、B-端電壓）竟然有200 V左右，下降很慢，因此懷疑放電回路異常。再繼續(xù)測量R3、R4、R5三個(gè)放電電阻，R4與R5阻值為5K，R3阻值無窮大，已燒毀，造成放電回路異常，電容組端一直帶有高壓電，一旦接通電源，D952板直接在電容組上加440 V電壓，造成電容組電壓疊加過高，從而報(bào)ER11錯(cuò)誤，曝光時(shí)，也會(huì)報(bào)ER37錯(cuò)誤（KV值異常）。首先將放電電阻兩端的電壓快速放電，使壓降為零，然后更換一個(gè)同值的電阻，重新開機(jī)，測量DC440 V正常，曝光測試不再有故障代碼產(chǎn)生。關(guān)機(jī)，同時(shí)觀察到電阻R3-R5間的電壓在10 min內(nèi)逐漸降低，最后降為零，說明放電回路恢復(fù)正常。機(jī)器重新開機(jī)，曝光試驗(yàn)多次，不再有故障發(fā)生。交付臨床使用。造成放電回路電阻燒毀的原因有很多，主要與電容組D971中的10個(gè)電容有損壞或漏液的情況有關(guān)[12]。

3 總結(jié)與討論

由于我院臨床科室比較分散，此機(jī)器主要在病區(qū)之間移動(dòng)，路況不好的時(shí)候，機(jī)器來回顛簸，極易造成機(jī)器在電源、組合球管、機(jī)械裝置上的故障，特別是D952、D927、D961。通過以上兩例故障分析與檢修可知，第一例在D952充電回路部分，為保障電源輸出的穩(wěn)定性，電路設(shè)計(jì)時(shí)增加了多級(jí)保護(hù)，此例故障就是因?yàn)楸Ｗo(hù)電路接觸不良引起，前級(jí)電路出現(xiàn)故障，自動(dòng)切除后級(jí)的輸出，避免了更大的損失。第二例故障出現(xiàn)在放電回路，X線設(shè)備為高壓高能設(shè)備，直流充電多在400V以上，后級(jí)的電壓放電回路的安全設(shè)計(jì)尤為重要，第二例故障就是因放電電阻燒毀造成機(jī)器放電失敗[13]。床邊機(jī)作為小型X光機(jī)，在電路設(shè)計(jì)上比較簡單，元件少，出現(xiàn)故障后，相比起復(fù)雜的機(jī)器，比較容易上手，加上維修手冊(cè)的幫助，修復(fù)成功率較高[14]。遇到故障發(fā)生，查明故障提示，分析故障原因，判斷故障點(diǎn)，利用萬用表、示波器等工具，采用斷開負(fù)載、接上假負(fù)載、直觀法、隔離法、替代法等方式，多能解決問題[15-16]。

X線設(shè)備的故障產(chǎn)生原因很多，可分為正常性損耗，使用不當(dāng)，保養(yǎng)和維修不及時(shí)，性能調(diào)整不當(dāng)，質(zhì)量不佳，外電源影響等。其中使用不當(dāng)和保養(yǎng)維修不及時(shí)是重要原因。以上兩例故障都能說明在日常工作中正確操作和保養(yǎng)的重要性。自機(jī)器出現(xiàn)這兩例故障后，器械科對(duì)科室使用人員進(jìn)行了再培訓(xùn)，要求科室人員在使用時(shí)應(yīng)注意謹(jǐn)慎操作，防止震動(dòng)，特別是球管頭和電源部分。機(jī)器操作人員應(yīng)在每天進(jìn)行機(jī)器開機(jī)前檢查，查看機(jī)器外觀，電源供電是否正常；開機(jī)自檢通過方能進(jìn)行下一步的操作。器械科根據(jù)機(jī)器的使用情況，每季度開展定期保養(yǎng)：打開機(jī)器內(nèi)部，檢查電容組及充放電回路，檢查電容是否有漏液情況，逆變電路及電源板上各元件有無發(fā)黑、短路或斷路情況；檢查機(jī)器接地良好，組合球管與控制電路聯(lián)接正常。同時(shí)每年定期進(jìn)行計(jì)量校驗(yàn)，保證圖像質(zhì)量。通過以上的措施，加強(qiáng)各項(xiàng)管理，在以后的工作中，該設(shè)備的同類故障未再發(fā)生，證明了定期進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)的重要性。