Synergy直線加速器水冷系統故障維修二例

鄭旭海，譚庭強，李黎

1. 綿陽市中心醫院 腫瘤科，四川 綿陽 621000；2. 電子科技大學醫學院附屬腫瘤醫院 四川省腫瘤醫院·研究所 四川省癌癥防治中心 放療中心，四川 成都 610041

引言

放射治療是目前腫瘤治療的三大主要方法之一，主要采用直線加速器作為外照射治療的放射源[1-2]。水冷系統作為醫用直線加速器的重要組成部分[3-4]，其作用是給加速器的磁控管、偏轉磁鐵、靶、微波負載、聚焦線圈、磁控管磁鐵等產熱部件降溫，使加速器內部保持恒定的工作溫度[5-6]。加速器水冷系統故障時，可能會影響到加速器的性能參數[7-8]，控制系統也會報故障聯鎖阻止設備正常運行[9-10]。本文通過對Synergy型直線加速器水冷系統2例故障的維修總結，探討加速器水冷系統維修和保養的方法，為該類設備的故障維修和保養提供參考。包括內循環和外循環兩個子系統[11]。其工作原理，見圖1。外循環用于制冷產生18℃～22℃的外循環水；內循環系統將內循環水通過水管輸送到需要制冷的部件，制冷后內循環水帶回的熱量在熱交換器上傳遞給外循環水后再循環使用[12]，達到持續制冷的目的。內循環水系統的主要部件，見圖2。直線加速器運行過程中，控制系統會自動監測內循環水的水溫、水壓和水流量。當水溫偏離設定值時，控制電路驅動連續水流量調節閥調節進入熱交換器中的外循環水流量，保證從熱交換器輸送到各個部件的水流溫度穩定在28℃[13]。水溫、水壓和水流量值超出設定的閾值時，會產生相應的故障聯鎖阻止加速器正常運行，只有將故障聯鎖消除后才能恢復正常運行。

1 Synergy型直線加速器水冷系統原理

Synergy型直線加速器采用的是二次恒溫水冷系統，

2 故障實例

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

加速器開機啟動過程中內循環水壓力低至約3.1 psi，加速器控制系統報錯“Low water pressure”（水壓低），需要對加速器復位才能消除故障。

圖1 Synergy直線加速器水冷系統原理圖

圖2 Synergy直線加速器內循環水系統主要部件示意圖

2.1.2 故障分析

故障代碼“Low water pressure”指示的是加速器控制系統監測到內循環水回路上的水流壓力開關SW41-3（Item 196）斷開。水流壓力開關SW41-3的作用是監測內循環水壓力的下限（7.3 psi），呈常關閉狀態。SW41-3開關斷開的原因可能是：① 開關本身故障；② 內循環系統水量少，壓力低于閾值7.3 psi（正常值應該是10～12.5 psi）[14]；③ 壓力調節氣囊的壓力不在正常范圍內，水壓波動時起不到調節作用。

2.1.3 故障檢修

此故障是在加速器開機啟動過程中出現的，復位后故障可以消除，加速器能正常使用，可以判斷開關SW41-3和內循環水的壓力均應正常。啟動加速器，觀察啟動過程中內循環水壓力表指針的變化情況。一開始水壓值為正常的11 psi，水泵啟動瞬間壓力突然降低至3.1 psi左右，隨后又恢復到11 psi，控制系統顯示“Low water pressure”故障代碼。由此可以判斷故障原因是加速器啟動過程中內循環水壓力波動引起的。進一步檢查，排空內循環系統中的水，用氣壓表測量氣囊的壓力，測量值為3.2 psi（正常值為7.5 psi）。至此，可以確定此故障的原因是壓力調節氣囊的壓力值低，不能有效及時調節內循環水泵啟動時產生的水壓波動。維修更換氣囊，加水測試，故障排除。在現場沒有備件的情況下，也可以用加氣泵將氣囊的壓力加至7.5 psi，繼續使用，后續有需要再更換。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

加速器報“Item223-Water temp”（水溫）故障，狀態降至“system on”，控制系統阻止加速器進入Preparatory（準備）狀態，如圖3所示。

圖3 水溫故障現象

2.2.2 故障分析

故障代碼“Water temp”是指安裝在供水分水器上的水溫傳感器檢測到內循環水的溫度高于35℃或者低于10℃。故障的原因可能有：① 水溫傳感器故障；② 溫度值校準錯誤；③ 水溫控制器故障；④ 水流量控制閥故障；⑤ 外循環系統制冷故障。

2.2.3 故障檢修

加速器出現水溫故障時，登錄到加速器控制系統的維修模式將加速器狀態設置為“closed”（關閉），查看Item223 Part4顯示的實際水流溫度值，并與內循環水溫控制器上顯示的溫度值比較，結果顯示兩個值均接近35℃，且溫度值和隨時間的變化幅度也一致，說明水溫傳感器和溫度值的校準均應正常。下一步查看水溫控制器是否顯示故障代碼，結果水溫控制器顯示也正常，說明水溫控制器應該工作正常。再查看外循環水系統制冷機上顯示的溫度值，溫度為19℃，屬于正常值范圍內（正常值范圍18℃～22℃），水冷機工作正常。最后，查看水流量控制閥的工作狀態，待內循環水溫升至30℃以上時，水流控制閥的閥門應該要跟隨打開以增加水流量，實際結果是水溫控制閥始終處于關閉位置，水溫控制閥的工作異常。進一步檢查水溫控制閥，待水溫升至30℃以上時，用萬用表直流電壓檔測量TS13A的8腳和10腳，正常情況下應該有+26 V電壓，如果電壓異常則表明控制電路有問題，正常則說明水流控制閥故障。實測電壓為+26.2 V，至此，可以判斷是水流控制閥故障。

故障維修主要是更換電動水流控制閥，更換時的難點在于換水管。在確認水管狀態良好的情況下，可以保留舊接頭，只更換閥體。維修后故障排除，加速器恢復正常運行。

3 總結

Synergy型直線加速器水冷系統的故障聯鎖數量不多，主要是水溫、水壓和水流聯鎖，但出現每一種故障聯鎖的原因都是多樣的。在開展維修工作前應充分理解水冷系統的工作原理，仔細觀察故障現象，全面分析可能的故障原因，建立清晰的維修思路，然后再動手逐一排查故障點，做到先動腦再動手、先易后難、邊維修邊思考。日常維護應該注重保養和預防性維修，定期檢查內循環水壓力和壓力調節氣囊的壓力、外循環系統制冷機的工作狀態、水管接頭是否漏水、水流量調節閥的工作狀態以及測試各聯鎖電路是否工作正常[15-16]，發現故障隱患及時安排預防性維修，避免在治療過程中出現故障，影響設備正常使用。