骨病熱療機(jī)的基本原理及故障檢修

馬曉新凌海波左 智

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骨病熱療機(jī)的基本原理及故障檢修

馬曉新①凌海波①左 智①

馬曉新,男,(1979- ),本科學(xué)歷，工程師。新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院醫(yī)療器械中心，從事醫(yī)療設(shè)備的采購(gòu)、管理及維修工作。

骨病熱療機(jī)；電路故障；故障分析

①新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院醫(yī)療器械中心 新疆 烏魯木齊 830001

骨病熱療機(jī)是利用電感場(chǎng)加熱源產(chǎn)生的物理能量分別作用于人體四肢骨關(guān)節(jié)的理療器械。治療時(shí)，人體組織中發(fā)生離子運(yùn)動(dòng)和偶極子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可引起體內(nèi)離子的移動(dòng)，從而引起歐姆損耗，達(dá)到產(chǎn)熱的目的，熱感深度可達(dá)5～8 cm。通過(guò)加熱增加血液循環(huán)，提高免疫能力，加強(qiáng)代謝消除炎癥[1]。由于該設(shè)備應(yīng)用范圍廣，操作簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定，治療效果明顯，成為各醫(yī)院康復(fù)科、風(fēng)濕科理療室必備的常規(guī)理療設(shè)備[2]。

1 骨病熱療機(jī)基本原理

骨病熱療機(jī)采用電感場(chǎng)產(chǎn)熱原理作用于人體四肢骨關(guān)節(jié)。接通電源后，220 Vac 經(jīng)配電器整流再分配到各單元，輸出電壓經(jīng)過(guò)可調(diào)式耦合變壓器調(diào)整后作用于功率發(fā)射管，并引起發(fā)射管的振蕩。當(dāng)高頻波被引出，電纜內(nèi)有電流通過(guò)時(shí)，根據(jù)右手拇指定律，電纜周圍將產(chǎn)生相應(yīng)頻率的交變磁場(chǎng)，人體內(nèi)的環(huán)形結(jié)構(gòu)相當(dāng)于閉合的線圈，其“閉合的線圈”處于高頻交變磁場(chǎng)中，“線圈”內(nèi)將感應(yīng)產(chǎn)生漩渦狀的渦電流。渦電流的頻率與引起磁場(chǎng)的電流的頻率相同，但方向相反，因此渦電流也是高頻交變的。渦電流基本屬于傳導(dǎo)電流，可引起體內(nèi)離子的移動(dòng)，離子的移動(dòng)引起歐姆損耗，而產(chǎn)熱，通過(guò)加熱增加血液循環(huán)，提高免疫力，加強(qiáng)代謝消除炎癥，使抗氧恢復(fù)正常，從而達(dá)到治療目的[3]。

2 骨病熱療機(jī)基本結(jié)構(gòu)

骨病熱療機(jī)是由感應(yīng)加熱器、治療床、操作系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置和電器控制系統(tǒng)等組成。其感應(yīng)加熱系統(tǒng)中的核心部件為功率發(fā)射管(E3062C)和可調(diào)式耦合變壓器(0～250 V)，實(shí)際操作中，故障發(fā)生最多且最難排查的就是這個(gè)部分。

3 技術(shù)參數(shù)與工作環(huán)境條件

骨病熱療機(jī)工作的技術(shù)參數(shù)：輸出頻率為(40.68±1)MHz；輸出功率為0～800 W持續(xù)可調(diào)，最大功率800 W(±20%)；額定輸入功率≤3000 W。工作環(huán)境條件：環(huán)境溫度為10～30 ℃；相對(duì)濕度≤70%；電源電壓為220 Vac (±10%)，50 Hz(±2%)。

4 常見(jiàn)故障及處理

4.1 故障案例一

(1)故障現(xiàn)象。骨病熱療機(jī)接通電源后，各指示燈不亮，主機(jī)無(wú)反應(yīng)。

(2)故障分析。造成此故障的原因有以下3種情況：①外供電系統(tǒng)故障，無(wú)正常市電(墻插斷電)，或是電源線斷路，無(wú)電壓輸入；②內(nèi)電路故障，輸入電源無(wú)法作用于各模塊；③操作不當(dāng)，突發(fā)事件迫使操作人員按下了急停開(kāi)關(guān)，急停開(kāi)關(guān)一直處于按合狀態(tài)。

(3)故障排查與維修。①將萬(wàn)能表調(diào)到交流電壓檔，檢測(cè)供電電壓是否正常，再將萬(wàn)能表調(diào)至通斷檔，檢測(cè)電源線是否正常，逐一解決，故障排除；②當(dāng)外供電系統(tǒng)無(wú)誤時(shí)，將設(shè)備外殼拆開(kāi)，檢查主機(jī)箱內(nèi)電路。機(jī)箱中共有4個(gè)0.25 A的保險(xiǎn)絲管(電源輸入電路1個(gè)，控制板電路1個(gè)，保護(hù)可調(diào)變壓器1個(gè)，保護(hù)功率發(fā)射管1個(gè))，用萬(wàn)能表通斷檔測(cè)試4個(gè)保險(xiǎn)管是否熔斷，如有熔斷，檢查各電路是否有短路現(xiàn)象、整流電路中的整流二極管是否被擊穿，以及啟動(dòng)電容是否正常等，排查完畢后更換保險(xiǎn)管，故障解決。若保險(xiǎn)管未熔斷，檢查保險(xiǎn)座是否正常，以及各連接線是否有脫焊或者斷路，逐一處理后故障解決；③檢查急停開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，若其被按合，旋轉(zhuǎn)急停開(kāi)關(guān)，使其恢復(fù)常態(tài)，故障解決。

4.2 故障案例二

(1)故障現(xiàn)象。開(kāi)機(jī)充分預(yù)熱后進(jìn)行治療，控制電壓表升高電壓，電流表示數(shù)隨著電壓的升高而升高，但電感場(chǎng)不產(chǎn)熱。

(2)故障分析。電感場(chǎng)不產(chǎn)熱，表明輸出電纜中無(wú)電流通過(guò)，無(wú)輸出功率。

(3)故障排查與維修。根據(jù)故障現(xiàn)象，由簡(jiǎn)到難逐一排查。①檢查輸出電纜是否正常，將電纜從發(fā)生器上拔下，用萬(wàn)能表通斷檔檢測(cè)電纜線是否斷路，如有斷路，修復(fù)后故障解決；②電纜在發(fā)生器上的連接口故障，接口接觸不良，或底座斷路，對(duì)應(yīng)處理，故障解決；③功率發(fā)射管的輸出電路斷路，對(duì)發(fā)射管加壓后，發(fā)射管會(huì)產(chǎn)生振蕩，可能會(huì)使其上方的導(dǎo)連線松動(dòng)，將其重新連接，用螺絲固定后故障解決。

4.3 故障案例三

(1)故障現(xiàn)象。開(kāi)機(jī)充分預(yù)熱后進(jìn)行治療，調(diào)高輸出電壓時(shí)，電壓升高但電流表無(wú)變化，即升壓不升流。

(2)故障分析。此故障可根據(jù)電感場(chǎng)是否產(chǎn)熱來(lái)分別分析。①電感場(chǎng)產(chǎn)熱，表明有輸出功率，而電流表無(wú)示數(shù)變化，說(shuō)明電流表故障；②電感場(chǎng)不產(chǎn)熱，說(shuō)明輸出電纜中無(wú)電流通過(guò)，根據(jù)熱療機(jī)的電控原理可知，輸出電流隨著輸出電壓的升高而升高，是由電壓調(diào)節(jié)鍵控制，調(diào)諧鍵只是在電壓升至最大后對(duì)電流的調(diào)整[4]。而此時(shí)，故障的產(chǎn)生是由于功率發(fā)射管不能正常發(fā)出高頻波，導(dǎo)致的原因較多，需要逐一排查。

(3)故障排查與維修。①如電流表的輸入電壓正常，更換新電流表后故障排除。如電流表無(wú)輸入電壓，檢查其供電線，查找電線的斷路處，焊合后故障解決；②拆開(kāi)外殼檢查發(fā)射管，由于無(wú)輸出功率，此時(shí)發(fā)射管肯定無(wú)法發(fā)光發(fā)熱。對(duì)發(fā)射管加壓后，發(fā)射管會(huì)產(chǎn)生振蕩，而發(fā)射管是坐在一個(gè)4腳底座上的，隨著振蕩的持續(xù)，發(fā)射管會(huì)從底座上松動(dòng)，進(jìn)而無(wú)電壓作用于發(fā)射管，將發(fā)射管拔出，重新插牢，開(kāi)機(jī)后發(fā)射管正常亮起并發(fā)熱，故障解決；③外界灰塵掉落與發(fā)射管底座口，隨著長(zhǎng)時(shí)間的加熱，座口有碳化，阻礙了電壓的輸入。檢查4個(gè)腳座，將碳化處用砂紙打磨，之后重新插入發(fā)射管，發(fā)射管正常亮起、發(fā)熱，故障解決；④發(fā)射管啟動(dòng)電壓異常，控制發(fā)射管啟動(dòng)的電路在主機(jī)底部，需將主機(jī)翻轉(zhuǎn)(由于主機(jī)較重，且位置比較隱秘，缺乏經(jīng)驗(yàn)的工程師在檢修時(shí)常常會(huì)忽略)，經(jīng)過(guò)整流后加載于底座的電壓為6.3 Vac，其中會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)組較粗的導(dǎo)連線，在每個(gè)底座的接口上同時(shí)并聯(lián)了1個(gè)啟動(dòng)電容，這些導(dǎo)連線和啟動(dòng)電容斷路是產(chǎn)生發(fā)射管無(wú)法啟動(dòng)的最大原因，解決后發(fā)射管正常亮起、發(fā)熱，故障解決；⑤發(fā)射管的啟動(dòng)電壓正常，底座導(dǎo)電正常，則說(shuō)明發(fā)射管內(nèi)陰極絲熔斷，無(wú)法修復(fù)，更換新功率發(fā)射管后設(shè)備正常。

4.4 故障案例四

(1)故障現(xiàn)象。開(kāi)機(jī)充分預(yù)熱后進(jìn)行治療，調(diào)高輸出電壓時(shí)，電壓表與電流表均無(wú)變化，即不升壓也不升流。

(2)故障分析。造成此種現(xiàn)象原因是控制面板和(或)可調(diào)式耦合變壓器故障[5]。

(3)故障排查與維修。①由于可以正常開(kāi)機(jī)預(yù)熱，因此故障點(diǎn)為升壓鍵損壞，或者升壓信號(hào)無(wú)法傳遞，檢查升壓鍵是否正常，如有損壞，更換后設(shè)備正常。如按鍵正常，檢查導(dǎo)連線，檢查旋轉(zhuǎn)調(diào)壓按鈕時(shí)可調(diào)式耦合變壓器匝數(shù)轉(zhuǎn)換盤(pán)的輸入電壓是否為±12 Vac，如是，則考慮第二類情況，即可調(diào)式耦合變壓器故障，如不是，則處理斷路的導(dǎo)連線，故障排除；②根據(jù)可調(diào)式耦合變壓器的原理可知，升壓時(shí)，向可調(diào)式耦合變壓器的匝數(shù)轉(zhuǎn)換盤(pán)加以正向電壓，匝數(shù)轉(zhuǎn)換盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，增加輸出電壓[6]；降壓，則加以負(fù)向電壓，其逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，降低輸出電壓。而正負(fù)向轉(zhuǎn)換是由2個(gè)限位開(kāi)關(guān)(MQS-52)協(xié)同作用的，在限位開(kāi)關(guān)上各焊有一個(gè)整流二極管(N4007)，2個(gè)二極管是對(duì)向焊接的，這2個(gè)二極管任何一個(gè)被擊穿，都會(huì)導(dǎo)致匝數(shù)轉(zhuǎn)換盤(pán)無(wú)法驅(qū)動(dòng)。將2個(gè)二極管焊下檢測(cè)是否發(fā)生擊穿，如有，更換擊穿的二極管(焊接時(shí)注意二極管的連接方向)，故障解決。

5 小結(jié)

骨病熱療機(jī)在實(shí)際使用中很難在理想環(huán)境下工作，因此需要工程師定期為其保養(yǎng)，主要是清理灰塵和加固螺絲，從而提高設(shè)備的使用壽命[6]。在維修設(shè)備時(shí)，應(yīng)從原理著手，從結(jié)構(gòu)分析，熟悉模塊結(jié)構(gòu)，分清模塊功能，逐級(jí)排除問(wèn)題，從而提高自身的維修能力。

[1]劉自立,尚希福,胡飛,等.微波治療骨腫瘤的原理及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)骨腫瘤骨病,2011, 10(1):78-81.

[2]蔡葵.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備維修技術(shù)指南[M].北京:光明日?qǐng)?bào)出版社,2013:273.

[3]任長(zhǎng)學(xué),黃學(xué)寧.人體深部無(wú)損傷熱療機(jī)的原理與性能[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào),1995,22(5):104-106.

[4]戴丹,王朝,吳磊,等.超短波電療儀基本原理與檢修[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2013,10(9):110-111.

[5]陳焱森,林建華,譚理連,等.放射科設(shè)備發(fā)生故障的原因類型及減少故障的經(jīng)驗(yàn)探討[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備, 2014,11(3):102.

[6]孫多.1000kV變壓器調(diào)壓方式選擇及運(yùn)行維護(hù)[J].中國(guó)電力,2010,43(7):29-33.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.02.048

1672-8270(2016)02-0148-02

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2015-03-03