醫(yī)科達(dá)醫(yī)用直線加速器主聯(lián)鎖鏈故障維修

張金友

江蘇省南通市第三人民醫(yī)院設(shè)備科 （江蘇南通 226000）

醫(yī)科達(dá)醫(yī)用直線加速器是目前常用的放射治療設(shè)備,其原理是利用微波電場(chǎng),沿直線加速電子得到較高的能量后照射人體病變組織,以達(dá)到治療腫瘤患者的目的[1]。醫(yī)用直線加速器具有復(fù)雜性,要求維修人員熟練掌握其結(jié)構(gòu)和原理,及時(shí)排除常見(jiàn)故障,使放療工作正常進(jìn)行的同時(shí),在一定程度上保障患者的治療效果。本文主要描述醫(yī)科達(dá)醫(yī)用直線加速器的主聯(lián)鎖鏈，介紹涉及主聯(lián)鎖鏈的軟件控制項(xiàng)目、電路板和相關(guān)電路。

1 基本原理

醫(yī)科達(dá)直線加速器主要有7種狀態(tài)，即未初始化、初始化、系統(tǒng)上電、閉合、準(zhǔn)備、準(zhǔn)備出束、出束。不同的狀態(tài)通過(guò)不同的交流接觸器得電，從而使不同的部件上電。交流接觸器是指工業(yè)電中利用線圈流過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng),使觸點(diǎn)閉合,以達(dá)到控制負(fù)載的電器,可快速切斷交流主回路[2]。在各個(gè)狀態(tài)變換過(guò)程中，牽涉到4個(gè)聯(lián)鎖鏈，即主聯(lián)鎖鏈、低壓聯(lián)鎖鏈、運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖鏈、高壓聯(lián)鎖鏈。主聯(lián)鎖鏈，當(dāng)加速器狀態(tài)從初始化升至系統(tǒng)上電時(shí)，主交流接觸器A 得電，加速器水冷系統(tǒng)上電；低壓聯(lián)鎖鏈，當(dāng)加速器狀態(tài)從系統(tǒng)上電升至閉合時(shí)，低壓交流接觸器 F 和H 得電，加速器低壓電源上電；運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖鏈，當(dāng)加速器狀態(tài)從閉合升至準(zhǔn)備時(shí)，運(yùn)動(dòng)交流接觸器B 和C 得電，加速器運(yùn)動(dòng)部件上電；高壓聯(lián)鎖鏈，當(dāng)按下加速器的出束按鍵時(shí)，加速器狀態(tài)升至準(zhǔn)備出束，此時(shí)高壓交流接觸器J、K 和D 得電，加速器高壓變壓器上電。

2 主聯(lián)鎖鏈

主聯(lián)鎖鏈控制給主交流接觸器 A 供電的24 V 交流電。主交流接觸器 A 開(kāi)關(guān)作用于高壓電源、低壓電源、用于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源、水冷系統(tǒng)電路（通過(guò)電流斷路器11作用）這4個(gè)電源電路的三相電。主聯(lián)鎖鏈控制主交流接觸器A 必須首先上電，然后加速器的其他硬件聯(lián)鎖和交流接觸器才能正常工作。主聯(lián)鎖鏈的工作條件見(jiàn)表1。

表1 主聯(lián)鎖鏈的工作條件

只有當(dāng)主聯(lián)鎖鏈的工作條件各項(xiàng)內(nèi)容及所涉及的各項(xiàng)軟件項(xiàng)目均滿足時(shí)，主聯(lián)鎖鏈才能正常工作。

醫(yī)科達(dá)加速器的控制軟件包含了700余個(gè)Item，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制各子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，控制軟件會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的信息自動(dòng)診斷故障，并在顯示器上顯示錯(cuò)誤代碼和故障信息[3]。

2.1 主交流接觸器A

當(dāng)主電流斷路器8吸合，單相24 V 電壓從源頭70區(qū)的變壓器T2輸出，經(jīng)過(guò)73區(qū)的保險(xiǎn)絲FS73B，隨后送至主交流接觸器A 的線包,如圖1。

當(dāng)所有主聯(lián)鎖鏈的工作條件均滿足時(shí)，主交流接觸器A 由24 V 電壓上電，觸點(diǎn)吸合，三相電通過(guò)主交流接觸器A，作用于后面的電路。如果有一個(gè)不安全的聯(lián)鎖被觸發(fā)，則24 V 電壓鏈斷開(kāi)，主交流接觸器A 失電，觸點(diǎn)打開(kāi)，三相電無(wú)法送至后面的電路。

主交流接觸器A 的狀態(tài)由項(xiàng)目i77監(jiān)測(cè)（表2），并匯報(bào)給加速器主機(jī)柜。

表2 影響主聯(lián)鎖鏈的軟件項(xiàng)

i77項(xiàng)目監(jiān)測(cè)的是CON A 上的輔助觸點(diǎn)，從而偵測(cè)三相電是否通過(guò)CON A 作用于加速器的其他系統(tǒng)。CON A 的輔助觸點(diǎn)的一端連接于通過(guò)繼電器聯(lián)鎖板-74區(qū)A側(cè)（IRC-74A 板）送來(lái)的公共地信號(hào)CGPA，此CGPA 信號(hào)隨后通過(guò)CON A 的輔助觸點(diǎn)，送至數(shù)字輸入編碼板-接口控制區(qū)A側(cè)板子（DIE-ICA 板），然后DIE-ICA 板將此CGPA 信號(hào)處理后作為輸出信號(hào)成為項(xiàng)目i77，并送至加速器主機(jī)柜。當(dāng)CON A 吸合，輔助觸點(diǎn)閉合，此時(shí)DIE-ICA 板的輸入被拉低（邏輯0信號(hào)），DIE-ICA 板將i77設(shè)置為邏輯1，代表CON A 吸合。

2.2 主聯(lián)鎖鏈的工作條件

2.2.1 客戶處聯(lián)鎖

加速器治療室和控制室內(nèi)必須安裝急停開(kāi)關(guān)，急停開(kāi)關(guān)采用自鎖手動(dòng)恢復(fù)類型，串聯(lián)后總電阻＜2 Ω[4]?？蛻艚涌诎灞O(jiān)測(cè)急停開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，如果所有急停開(kāi)關(guān)未被激活，則代表安全，24 V 電壓供電線路能通過(guò)客戶聯(lián)鎖線路；如果任何一個(gè)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)被激活，則客戶聯(lián)鎖線路斷開(kāi)，CON A失電。

2.2.2 冷卻水溫度

醫(yī)科達(dá)加速器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是保證加速器諧振頻率和加速電子運(yùn)動(dòng)軌跡穩(wěn)定工作的重要條件,采用水冷系統(tǒng)來(lái)保持溫度的相對(duì)恒定[5]。溫度檢測(cè)開(kāi)關(guān)安裝于冷卻水系統(tǒng)中，用于提供過(guò)溫保護(hù)，水溫開(kāi)關(guān)并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點(diǎn)間。當(dāng)水溫檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到水溫超過(guò)42 ℃時(shí)，開(kāi)關(guān)即斷開(kāi)，從而斷開(kāi)24 V 電壓供電線路，CON A 線包失電；當(dāng)水溫開(kāi)關(guān)檢測(cè)到水溫恢復(fù)至42 ℃以下時(shí)，24 V 電壓供電線路可正常通過(guò)水溫開(kāi)關(guān)。

2.2.3 軟件使能

當(dāng)所有的軟件聯(lián)鎖條件滿足，主機(jī)柜中的軟件項(xiàng)目i400使能主聯(lián)鎖鏈（表2）。i400應(yīng)用的順序如下：i400用于接口控制區(qū)域A側(cè)的DIE-ICA板，當(dāng)i400被設(shè)置為1（開(kāi)），DIE-ICA將電平信號(hào)輸出給繼電器輸出板-接口控制區(qū)A側(cè)（ROC-ICA板）的繼電器RLA3的線圈上；當(dāng)ROC-ICA板的繼電器RLA3的線包得電，并且觸點(diǎn)吸合，則22 V電壓可通過(guò)RLA3的觸點(diǎn)送至IRC-74A板子上的繼電器RL8的線圈；IRC-74A板子上的繼電器RL8得電，并且觸點(diǎn)吸合，則24 V電壓線路可通至CON A交流接觸器。

2.2.4 冷卻水水壓

冷卻水的壓力由內(nèi)循環(huán)水冷系統(tǒng)中的一個(gè)低壓監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)，這個(gè)壓力開(kāi)關(guān)并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點(diǎn)間，如果冷卻水的壓力降至0.2 Pa 以下，則壓力開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)斷開(kāi)，送至CON A 的24 V 電壓線路斷開(kāi)。

2.2.5 冷卻水水泵溫度

水泵的溫度是由安裝在水泵上的一個(gè)溫度二極管開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)的，這個(gè)開(kāi)關(guān)并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點(diǎn)間，如果水泵的溫度超過(guò)90 ℃，則開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)斷開(kāi)，送至CON A 的24 V 電壓線路斷開(kāi)。

3 維修案例

3.1 案例一

3.1.1 故障描述

加速器治療過(guò)程中突然斷電，只有主機(jī)柜工作，查看報(bào)錯(cuò)信息為“i77 CON A”，表明CON A未吸合。

3.1.2 故障分析及處理

由于CON A 不吸合，所以應(yīng)測(cè)量急停開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表測(cè)量客戶接口板上的急停開(kāi)關(guān)的進(jìn)出端子，發(fā)現(xiàn)有24 V 電壓輸出，但經(jīng)過(guò)6個(gè)急停開(kāi)關(guān)后沒(méi)有24 V 電壓返回，表明急停線路斷開(kāi)，逐一拆開(kāi)6個(gè)急停開(kāi)關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)急停開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)本應(yīng)連通，但電阻很大，表明這一急停開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題，更換新的急停開(kāi)關(guān)后恢復(fù)。

3.2 案例二

3.2.1 故障描述

加速器開(kāi)機(jī)，主機(jī)柜啟動(dòng)后加速器無(wú)法正常上電，查看報(bào)錯(cuò)信息為“i77 CON A”，表明CON A 未吸合。

3.2.2 故障分析及處理檢查客戶接口板上的關(guān)于急停的輸入和輸出端子，發(fā)現(xiàn)均沒(méi)有24 V 電壓，表明故障還在電路的前端，查看圖紙，24 V 電壓的源頭為T2變壓器，測(cè)量T2變壓器的輸出，發(fā)現(xiàn)有24 V 電壓，再次查看圖紙，發(fā)現(xiàn)在T2變壓器輸出端和急停輸入端之間，有一保險(xiǎn)絲FS73B，懷疑保險(xiǎn)絲熔斷導(dǎo)致24 V 電壓無(wú)法正常送至急停處，拆下保險(xiǎn)絲，發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲已經(jīng)熔斷，更換新的保險(xiǎn)絲后故障排除。