Varian 23EX直線加速器槍控制單元故障分析檢測

杜　毓（汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院　設(shè)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(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院設(shè)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(lián)鎖。闡述了槍控制板的主要設(shè)置方法及步驟，并針對冷端近期多次出現(xiàn)該類故障進行聯(lián)合統(tǒng)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(guān)鍵詞〕瓦里安加速器；槍控制單元；槍控制板設(shè)置；散熱不良；故障維修

醫(yī)用直線加速器是實現(xiàn)遠距離精確放射治療的大型醫(yī)用設(shè)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(qū)動部分屬于近密封裝配，散熱條件一般。

1　故障現(xiàn)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(jiān)測該部分的狀態(tài)，燈絲電壓為5.3V，燈絲電流為3.7A，屬于正常范圍內(nèi)。測量實際的燈絲電壓，關(guān)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(jiān)測值基本一致，排除槍燈絲本身故障問題[2]。打算關(guān)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(fā)現(xiàn)PS1模塊5V輸出位置處已被燒焦，該通路的CR3穩(wěn)壓管擊穿，對應(yīng)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(fā)現(xiàn)槍控制板也出現(xiàn)了集成塊部分燒焦的現(xiàn)象，同時槍驅(qū)動背板及AFC和槍脈沖控制板均出現(xiàn)部分被熏黑的現(xiàn)象，清潔后并未發(fā)現(xiàn)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(jīng)設(shè)置好），能正常開啟但槍控制板出現(xiàn)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(jiān)測燈絲處理電壓，發(fā)現(xiàn)電壓一直上升，直到6.8V后報故障聯(lián)鎖并停止供電。欲將該板重新設(shè)定，發(fā)現(xiàn)燈絲處理電壓無法受控。設(shè)置燈絲處理電壓值時，在不調(diào)節(jié)情況下出現(xiàn)自動緩慢上升直到報錯，且期間調(diào)節(jié)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(xiàn)停止供電為止。更換熱端的燈絲電源板[4]，現(xiàn)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(qū)動背板上的光電耦合器，利用光導(dǎo)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(qū)動背板后，該電壓受控，重新設(shè)置槍控制板，設(shè)置方法后面有詳細說明。設(shè)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(shù)：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(shù)值，而燈絲電壓則在所有能量下設(shè)置一個相同的數(shù)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(diào)整模式）。插上后閉合電源板的S1、S2開關(guān)。

（2）將槍控制板旋鈕調(diào)至Init，按ENTER，初始化處理，清除原先設(shè)置。

（3）設(shè)置燈絲處理電壓：將旋鈕S4調(diào)至Pr F，撥動S3慢慢將電壓調(diào)高，注意觀察維修界面的GUN VAC數(shù)值。當(dāng)數(shù)值升高時，等待其降低至約為零時再調(diào)高電壓，一般調(diào)至6.5即可，enter保存即可。

（4）設(shè)置燈絲電壓：S4調(diào)至Set F，設(shè)置到5.3，enter保存即可。

（5）設(shè)置柵極處理電壓：S4調(diào)至Pr G，在no mode 零模式下設(shè)置到100，enter保存。

（6）設(shè)置柵極電壓：S4調(diào)至Set G，用手柄設(shè)置各個能量檔，將柵極值設(shè)置到相應(yīng)的數(shù)值。一般在槍控制單位下方標有該機器安裝調(diào)試好后各個能量檔的數(shù)值。

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

（8）設(shè)置高壓偏置電壓：S4調(diào)至Set HV，用手柄調(diào)至各個能量檔，將HV值設(shè)置到相應(yīng)的數(shù)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(shù)值。設(shè)置高壓時，由于槍控制板上數(shù)字位數(shù)的限制，無法顯示小數(shù)點的數(shù)字，必須結(jié)合維修屏幕上GUN V的數(shù)值進行設(shè)置。

（9）設(shè)置完成后關(guān)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(shè)置完成。

3　討論

根據(jù)該機的維修記錄，在四個月前該部分出現(xiàn)了槍控制板的EEPROM聯(lián)鎖故障，更換了槍控制板。在三個月前該部分也出現(xiàn)了因冷端電源板不穩(wěn)定導(dǎo)致GUN I 數(shù)值異常，同時槍控制板出現(xiàn)MCU A/D+聯(lián)鎖，更換電源板后恢復(fù)正常。如今該部分又出現(xiàn)類似的故障且和溫度有關(guān)，仔細檢查發(fā)現(xiàn)位于槍冷端底部的散熱風(fēng)扇因軸承問題出現(xiàn)卡死狀態(tài)，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(dǎo)致的。該風(fēng)扇安裝于冷端控制單元底部，平時維修時難以發(fā)現(xiàn)其使用情況，容易造成遺漏檢測，并且風(fēng)扇卡死問題不會馬上造成故障聯(lián)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(fēng)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(wěn)定，縮短工作壽命從而引起電路板故障，導(dǎo)致在短時間內(nèi)多次出現(xiàn)該類故障，需更換散熱風(fēng)扇后，故障才能真正解除。

4　小結(jié)

大型設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修前在了解其結(jié)構(gòu)及原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合各主要測試點電壓，做出系統(tǒng)的分析一步一步排查。如果出現(xiàn)短時間多次故障，應(yīng)注意聯(lián)合分析，特別是一些不易發(fā)現(xiàn)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(yī)用直線加速器故障分析與維修 [J].中國醫(yī)療設(shè)備，2015，30（2）:147-148.

［2］ 李陸軍，余海坤.瓦里安23EX直線加強器UDRS聯(lián)鎖故障檢修一例 [J]. 中華放射腫瘤學(xué)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(yī)學(xué)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(lián)鎖故障的檢測[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2013，28（10）:137-138.

［5］ 楊紹州，王勝軍. 瓦里安2100C加速器GFIL聯(lián)鎖檢修方法 [J].中華放射腫瘤學(xué)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(yī)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