Varian 23EX直線加速器槍控制單元故障分析檢測

杜　毓（汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院　設備科，廣東汕頭515031）

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Varian 23EX直線加速器槍控制單元故障分析檢測

杜毓
（汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院設備科，廣東汕頭515031）

〔摘要〕本文詳細分析了瓦里安高能加速器槍控制單位，因冷端電源故障引起的UDRS聯鎖。闡述了槍控制板的主要設置方法及步驟，并針對冷端近期多次出現該類故障進行聯合統一的分析，找出其根本原因為散熱不良，提出對該隱性故障的重視。

〔關鍵詞〕瓦里安加速器；槍控制單元；槍控制板設置；散熱不良；故障維修

醫用直線加速器是實現遠距離精確放射治療的大型醫用設備[1]。本院的Varian 23EX從2009年使用至今，病人量一直很大，平均一天開機時間不少于10h。為了使用安全，處于高壓工作的電子槍驅動部分屬于近密封裝配，散熱條件一般。

1　故障現象

在熱機情況下，機器突然無法出束，報UDRS連鎖。進入維修模式觀察，GUN I 6x模式只有12，而該機正常值約為40。 停機10min左右，能正常出束，此時GUN I 正常。約20MU后GUN I 又剩下12，無法出束。再次出束沒效果，再等10min才能出束20MU左右。

2　故障分析與處理

打開槍冷端單元，槍控制板并沒有故障報錯。查看槍控制板監測該部分的狀態，燈絲電壓為5.3V，燈絲電流為3.7A，屬于正常范圍內。測量實際的燈絲電壓，關閉冷端電源板S3，切斷高壓模塊的交流供電電源。打開槍熱端單元，測量Heater（TP3）對Cathode（TP2）的電壓，測量值與冷端監測值基本一致，排除槍燈絲本身故障問題[2]。打算關閉冷端電源S1做進一步檢查，此時冷端電源板短路著火冒煙，及時按下急停按鈕切斷整機電源，拆下冷端電源板。發現PS1模塊5V輸出位置處已被燒焦，該通路的CR3穩壓管擊穿，對應連接的地線也燒斷，而該路的輸入保險F2并沒有損壞，懷疑是電源模塊本身出問題。仔細檢查冷端處的電路板，發現槍控制板也出現了集成塊部分燒焦的現象，同時槍驅動背板及AFC和槍脈沖控制板均出現部分被熏黑的現象，清潔后并未發現明顯燒焦痕跡。更換該電源板后空載測量，TP1+5V、TP2、TP3±15V均正常[3]。插入AFC和槍脈沖控制板，同時更換新的槍控制板（之前已經設置好），能正常開啟但槍控制板出現Fil Proc連鎖報警。查代碼是燈絲電壓處理峰值過高。重啟冷端電源后，監測燈絲處理電壓，發現電壓一直上升，直到6.8V后報故障聯鎖并停止供電。欲將該板重新設定，發現燈絲處理電壓無法受控。設置燈絲處理電壓值時，在不調節情況下出現自動緩慢上升直到報錯，且期間調節無效。在熱端測量燈絲的實際電壓，存在著同樣的情況，跟隨著槍控制板的電壓一起上升，直到故障出現停止供電為止。更換熱端的燈絲電源板[4]，現象依舊，排除熱端故障問題。考慮槍控制板各種控制信號是通過槍驅動背板上的光電耦合器，利用光導纖維與熱端建立通訊，而背板上的光電耦合器正是由電源板的5V供電，懷疑背板的光纖處理因電源5V短路引起不受控的故障[5]。更換槍驅動背板后，該電壓受控，重新設置槍控制板，設置方法后面有詳細說明。設置好后各個能量均能正常出束，該次故障排除。

槍控制板有一個專用的微處理器MCU控制電子槍的三種參數：陰極偏置高壓，柵極脈沖電壓和燈絲電源。高壓偏置和柵極脈沖信號由控制臺的四位BCD碼的改變來選擇每一檔能量的數值，而燈絲電壓則在所有能量下設置一個相同的數值[6]。具體步驟和方法為：

（1）將槍控制板上的W3接上，S2的1～4打到OFF（調整模式）。插上后閉合電源板的S1、S2開關。

（2）將槍控制板旋鈕調至Init，按ENTER，初始化處理，清除原先設置。

（3）設置燈絲處理電壓：將旋鈕S4調至Pr F，撥動S3慢慢將電壓調高，注意觀察維修界面的GUN VAC數值。當數值升高時，等待其降低至約為零時再調高電壓，一般調至6.5即可，enter保存即可。

（4）設置燈絲電壓：S4調至Set F，設置到5.3，enter保存即可。

（5）設置柵極處理電壓：S4調至Pr G，在no mode 零模式下設置到100，enter保存。

（6）設置柵極電壓：S4調至Set G，用手柄設置各個能量檔，將柵極值設置到相應的數值。一般在槍控制單位下方標有該機器安裝調試好后各個能量檔的數值。

（7）設置高壓偏置處理電壓：S4調至Pr HV，閉合電源板的S3，啟動高壓模塊。將能量設置到任意檔，除no mode之外。將高壓調至-25kV到-30kV之間保存。

（8）設置高壓偏置電壓：S4調至Set HV，用手柄調至各個能量檔，將HV值設置到相應的數值。可參考該機器近期正常使用時候晨檢報告單上的GUN V數值。設置高壓時，由于槍控制板上數字位數的限制，無法顯示小數點的數字，必須結合維修屏幕上GUN V的數值進行設置。

（9）設置完成后關閉槍電源，取下槍控制板，將W3跳線取掉，S2的1～3保持OFF，S2-4打到ON，整個設置完成。

3　討論

根據該機的維修記錄，在四個月前該部分出現了槍控制板的EEPROM聯鎖故障，更換了槍控制板。在三個月前該部分也出現了因冷端電源板不穩定導致GUN I 數值異常，同時槍控制板出現MCU A/D+聯鎖，更換電源板后恢復正常。如今該部分又出現類似的故障且和溫度有關，仔細檢查發現位于槍冷端底部的散熱風扇因軸承問題出現卡死狀態，造成該部分無法正常散熱。由此可知，近期該部分故障的根本原因就是因散熱不良而導致的。該風扇安裝于冷端控制單元底部，平時維修時難以發現其使用情況，容易造成遺漏檢測，并且風扇卡死問題不會馬上造成故障聯鎖，而是在日常工作中造成散熱不良，并且該部分由于高壓原因，屬于近封閉式裝配，僅靠該風扇起到散熱作用，加劇了槍冷端部分過熱的程度，久而久之造成元器件不穩定，縮短工作壽命從而引起電路板故障，導致在短時間內多次出現該類故障，需更換散熱風扇后，故障才能真正解除。

4　小結

大型設備結構復雜，維修前在了解其結構及原理的基礎上，根據故障現象結合各主要測試點電壓，做出系統的分析一步一步排查。如果出現短時間多次故障，應注意聯合分析，特別是一些不易發現的隱性故障，有的放矢，事半功倍，及時使故障得到圓滿解決。

［參考文獻］

［1］ 張炳昌，李凱，宋強.Varian 23EX醫用直線加速器故障分析與維修 [J].中國醫療設備，2015，30（2）:147-148.

［2］ 李陸軍，余海坤.瓦里安23EX直線加強器UDRS聯鎖故障檢修一例 [J]. 中華放射腫瘤學雜志，2013，9（5）:373.

［3］ 竇文，王雪峰.瓦里安高能加速器電子槍控制電路的原理和常見故障維修 [J].中國醫學裝備，2009，6（6）:61-62.

［4］ 陳曉，劉旭紅，李文輝.瓦里安2100C直線加速器GFIL聯鎖故障的檢測[J].中國醫療設備，2013，28（10）:137-138.

［5］ 楊紹州，王勝軍. 瓦里安2100C加速器GFIL聯鎖檢修方法 [J].中華放射腫瘤學雜志，2002，11（3）:151-152.

［6］ 宋喜國 .VARIAN2300C/D型直線加速器槍控制部分原理剖析[J].醫療裝備，2001，12:6-7.

收稿日期：2015-05-05

〔中圖分類號〕TL53

〔文獻標識碼〕C

〔文章編號〕1002-2376（2015）09-0048-02