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,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,及時排除常見故障,使放療工作正常進(jìn)行的同時,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)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場,使觸點閉合,以達(dá)到控制負(fù)載的電器,可快速切斷交流主回路[2]。在各個狀態(tài)變換過程中，牽涉到4個聯(lián)鎖鏈，即主聯(lián)鎖鏈、低壓聯(lián)鎖鏈、運動聯(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，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，低壓交流接觸器 F 和H 得電，加速器低壓電源上電；運動聯(lián)鎖鏈，當(dāng)加速器狀態(tài)從閉合升至準(zhǔn)備時，運動交流接觸器B 和C 得電，加速器運動部件上電；高壓聯(lián)鎖鏈，當(dāng)按下加速器的出束按鍵時，加速器狀態(tài)升至準(zhǔn)備出束，此時高壓交流接觸器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 開關(guān)作用于高壓電源、低壓電源、用于運動系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動電源、水冷系統(tǒng)電路（通過電流斷路器11作用）這4個電源電路的三相電。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內(nèi)容及所涉及的各項軟件項目均滿足時，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Item，用于實時監(jiān)測和控制各子系統(tǒng)的運行參數(shù)和狀態(tài)。當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時，控制軟件會根據(jù)實時監(jiān)測的信息自動診斷故障，并在顯示器上顯示錯誤代碼和故障信息[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73區(qū)的保險絲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，主交流接觸器A 由24 V 電壓上電，觸點吸合，三相電通過主交流接觸器A，作用于后面的電路。如果有一個不安全的聯(lián)鎖被觸發(fā)，則24 V 電壓鏈斷開，主交流接觸器A 失電，觸點打開，三相電無法送至后面的電路。

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

表2 影響主聯(lián)鎖鏈的軟件項

i77項目監(jiān)測的是CON A 上的輔助觸點，從而偵測三相電是否通過CON A 作用于加速器的其他系統(tǒng)。CON A 的輔助觸點的一端連接于通過繼電器聯(lián)鎖板-74區(qū)A側(cè)（IRC-74A 板）送來的公共地信號CGPA，此CGPA 信號隨后通過CON A 的輔助觸點，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 信號處理后作為輸出信號成為項目i77，并送至加速器主機(jī)柜。當(dāng)CON A 吸合，輔助觸點閉合，此時DIE-ICA 板的輸入被拉低（邏輯0信號），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)必須安裝急停開關(guān)，急停開關(guān)采用自鎖手動恢復(fù)類型，串聯(lián)后總電阻＜2 Ω[4]?？蛻艚涌诎灞O(jiān)測急停開關(guān)的狀態(tài)，如果所有急停開關(guān)未被激活，則代表安全，24 V 電壓供電線路能通過客戶聯(lián)鎖線路；如果任何一個聯(lián)鎖開關(guān)被激活，則客戶聯(lián)鎖線路斷開，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動軌跡穩(wěn)定工作的重要條件,采用水冷系統(tǒng)來保持溫度的相對恒定[5]。溫度檢測開關(guān)安裝于冷卻水系統(tǒng)中，用于提供過溫保護(hù)，水溫開關(guān)并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點間。當(dāng)水溫檢測開關(guān)檢測到水溫超過42 ℃時，開關(guān)即斷開，從而斷開24 V 電壓供電線路，CON A 線包失電；當(dāng)水溫開關(guān)檢測到水溫恢復(fù)至42 ℃以下時，24 V 電壓供電線路可正常通過水溫開關(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），DIE-ICA將電平信號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，并且觸點吸合，則22 V電壓可通過RLA3的觸點送至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)中的一個低壓監(jiān)測開關(guān)監(jiān)測，這個壓力開關(guān)并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點間，如果冷卻水的壓力降至0.2 Pa 以下，則壓力開關(guān)的觸點斷開，送至CON A 的24 V 電壓線路斷開。

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溫度二極管開關(guān)監(jiān)測的，這個開關(guān)并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點間，如果水泵的溫度超過90 ℃，則開關(guān)的觸點斷開，送至CON A 的24 V 電壓線路斷開。

3 維修案例

3.1 案例一

3.1.1 故障描述

加速器治療過程中突然斷電，只有主機(jī)柜工作，查看報錯信息為“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)測量急停開關(guān)，用萬用表測量客戶接口板上的急停開關(guān)的進(jìn)出端子，發(fā)現(xiàn)有24 V 電壓輸出，但經(jīng)過6個急停開關(guān)后沒有24 V 電壓返回，表明急停線路斷開，逐一拆開6個急停開關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)其中一個急停開關(guān)觸點本應(yīng)連通，但電阻很大，表明這一急停開關(guān)出現(xiàn)問題，更換新的急停開關(guān)后恢復(fù)。

3.2 案例二

3.2.1 故障描述

加速器開機(jī)，主機(jī)柜啟動后加速器無法正常上電，查看報錯信息為“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，有一保險絲FS73B，懷疑保險絲熔斷導(dǎo)致24 V 電壓無法正常送至急停處，拆下保險絲，發(fā)現(xiàn)保險絲已經(jīng)熔斷，更換新的保險絲后故障排除。