萬東HF50-R高頻X線機(jī)啟動電路故障探討

重慶市醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量檢測管理所 黃學(xué)思 熊正華

萬東HF50-R高頻X線機(jī)是一臺技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比合理的專用X線攝影機(jī)，此型號的高頻X線機(jī)性能優(yōu)良、占用空間較小、結(jié)構(gòu)合理、工作狀況穩(wěn)定。在國內(nèi)各級醫(yī)院的放射科以及其他科室的治療中普遍使用。本文就該機(jī)的X線管旋轉(zhuǎn)陽極啟動控制電路一例故障進(jìn)行探討。目前在臨床應(yīng)用高頻X線機(jī)較傳統(tǒng)X線機(jī)應(yīng)用了更多先進(jìn)技術(shù)，給實(shí)際維修帶來難度。本文從實(shí)踐總結(jié)出當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，以機(jī)器故障碼作為維修的出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，區(qū)分故障報(bào)錯信息的真實(shí)性，確定好正確的維修方向。再按照電路原理圖、具體故障部位等，逐步進(jìn)行比較、分析以及信號尋跡等手段。從具體表現(xiàn)出來的多種現(xiàn)象中找出真正故障，最終排除故障。

一、高頻x線機(jī)原理及特點(diǎn)

隨著微機(jī)控制技術(shù)以及高頻逆變的發(fā)展，一種新型的逐漸發(fā)展起來。高頻x線機(jī)具有成像質(zhì)量高，整體體積小，射線劑量小以及病人受益大的特點(diǎn)，越來越被廣大醫(yī)務(wù)工作者和患者使用。常見的傳統(tǒng)x線機(jī)是通過自耦變壓器將工頻電源供給高壓變壓器的初級端。而新興的高頻x線機(jī)是先對工頻電源進(jìn)行整流和濾波，之后變成平滑直流，由逆變器把直流電變成頻率為幾十KHz的交流電，最終供給變壓器初級使用。

根據(jù)高頻x線機(jī)發(fā)展情況及市場調(diào)研，萬東HF50-R高頻X線機(jī)采用了電力電子器件IGBT管作為逆變器的開關(guān)器件，提高了逆變器工作頻率，同時(shí)簡化KV逆變器控制。高頻機(jī)使用單片機(jī)對整機(jī)進(jìn)行控制，與工頻機(jī)相比有著明顯的不同，單片機(jī)的使用將高頻機(jī)各種性能提高到一個更高的水平。比如曝光限時(shí)、故障報(bào)警、降落負(fù)載、實(shí)時(shí)控制、自動處理、數(shù)據(jù)存儲等，這些都是為x線機(jī)的智能化和數(shù)字化創(chuàng)造了條件。

二、故障現(xiàn)象分析

高頻X線機(jī)是普通放射設(shè)備發(fā)展的趨勢，維修人員能夠積極利用故障代碼進(jìn)行分析，盡快找出故障的原因，減少損失。合理的分析可以大大節(jié)約維修時(shí)間，也是維修人員努力的方向?；居幸韵聨撞糠纸M成：高壓發(fā)生器、X線管、控制臺、攝影床以及成像裝置。在分析系統(tǒng)出現(xiàn)的故障過程中就可以從這幾個部分入手。

萬東HF50-R高頻X線機(jī)在開機(jī)自檢結(jié)束可以進(jìn)入正常工作界面，但是出現(xiàn)故障之后按下曝光手閘第一擋時(shí)，機(jī)器操作面板顯示故障代碼：E18，機(jī)器進(jìn)入自鎖狀態(tài)，不能正常工作。

圖1 （K3）繼電器的工作電路

圖2 修改繼電器（K3）工作電路

三、檢修過程

按下曝光手閘一擋，觀察X線管的旋轉(zhuǎn)陽極，發(fā)現(xiàn)未能啟動。打開主機(jī)控制柜，觀察X線管旋轉(zhuǎn)陽極啟動控制電路板，發(fā)現(xiàn)按下曝光手閘一擋后，X線管旋轉(zhuǎn)陽啟動控制電路板上只有發(fā)光二極管（LD4）點(diǎn)亮，用萬用表測量TB2接線端子板29號端子與可控硅（D）的M1端之間無220VAC交流電壓，再仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)繼電器（K3）未工作，測量繼電器（K3）工作回路電源電壓為正常的24VDC，繼電器K3線圈兩端之間的電壓只有約8VDC，發(fā)光二極管（LD4）上電壓降為15.9VDC，流過的電流為12mA，因此判定發(fā)光二極管（LD4）不正常，其上電壓降太大，導(dǎo)致繼電器（K3）不能工作。更換發(fā)光二極管（LD4），再次測量繼電器（K3）線圈兩端之間的電壓為21VDC，發(fā)光二極管（LD4）上壓降為2.3VDC，流過的電流為32.27mA。再次試機(jī)，按下曝光手閘一擋，啟動板工作正常，X線管旋轉(zhuǎn)陽極啟動正常，機(jī)器操作面板顯示正常，機(jī)器曝光正常，至此機(jī)器故障排除。

四、電路分析

（K3）繼電器的工作電路如圖1。

從圖中可以看到，發(fā)光二極管（LD4）串聯(lián)在繼電器（K3）線圈的工作回路中，（K3）繼電器的型號為：JQX-13F，其線圈的阻抗為650Ω，功率為0.9W[1]，（LD4）發(fā)光二極管的型號為：HP1843，其參數(shù)為：正向壓降小于2.5V，最大工作電流為IFm=50mA，在使用中它的工作電流不應(yīng)大于0.6倍IFm[2]，然而在上圖中，繼電器K3線圈的工作回路中的電流約為32mA，已經(jīng)超過了0.6倍的IFm電流值，（LD4）發(fā)光二極管在這樣的電流下工作，容易使其特性變異或損壞，這就使該電路產(chǎn)生了一個故障隱患。

從上面的分析可以看出，該電路的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)繼電器（K3）損壞或無24V電壓時(shí)發(fā)光二極管LD4不發(fā)光，比較直觀；缺點(diǎn)是發(fā)光二極管（LD4）容易損壞，當(dāng)發(fā)光二極管（LD4）不是完全損壞而是特性變異的時(shí)候，可能仍然會發(fā)光，但壓降會變大，使繼電器（K3）不能工作（本例即是如此），檢修時(shí)可能產(chǎn)生誤判，認(rèn)為該電路仍然工作正常。

五、改進(jìn)建議

在改進(jìn)的過程中針對發(fā)光二極管容易損壞的特點(diǎn)，使繼電器（K3）不能工作，檢修時(shí)可能產(chǎn)生誤判的情況進(jìn)行電路方面的改進(jìn)。

如圖2所示，將繼電器（K3）線圈的工作回路中的發(fā)光二極管（LD4）去掉，將發(fā)光二極管（LD4）串接一個2.2KΩ，1/8W的電阻，然后將再其并聯(lián)在繼電器（K3）線圈的兩端。組成新的繼電器（K3）線圈的工作回路。

該電路的優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)24V電壓正常時(shí)，發(fā)光二極管（LD4）發(fā)光且工作電流約為10mA，只有0.2倍的發(fā)光二極管（LD4）的IFm電流，這樣發(fā)光二極管（LD4）就不易損壞，消除了發(fā)光二極管（LD4）容易損壞的故障隱患，并且由于發(fā)光二極管（LD4）是并聯(lián)在繼電器（K3）線圈的兩端，即使發(fā)光二極管（LD4）損壞，繼電器（K3）仍然可以正常工作，從改進(jìn)的繼電器（K3）工作電路可以看到，由于在繼電器（K3）的工作回路中減少了一個串聯(lián)元件，從而也降低了該電路發(fā)生故障的概率。

六、總結(jié)與展望

萬東HF50-R高頻X線機(jī)在開機(jī)之后按下曝光手閘第一擋時(shí)，機(jī)器操作面板出現(xiàn)E18故障代碼，機(jī)器進(jìn)入自鎖狀態(tài)，不能正常工作。

當(dāng)繼電器（K3）的線圈斷路時(shí)，發(fā)光二極管（LD4）仍然會發(fā)光。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)研和分析，找到了故障的原因，將繼電器（K3）線圈的工作回路中的發(fā)光二極管（LD4）去掉，將發(fā)光二極管（LD4）串接一個2.2KΩ，1/8W的電阻，然后將其并聯(lián)在繼電器線圈的兩端。組成新的繼電器（K3）線圈的工作回路。降低了該電路發(fā)生故障的概率。

該改進(jìn)電路的雖然解決了出現(xiàn)的問題，但是仍然存在一定的缺點(diǎn)。在今后的工作中，針對萬東HF50-R高頻X線機(jī)使用特點(diǎn)以及經(jīng)常出現(xiàn)的故障原因積極改進(jìn)。

[1]參閱浙江創(chuàng)星電子公司網(wǎng)頁.

[2]參閱維庫電子開發(fā)網(wǎng).