瓦里安UNIQUE,医用电子直线加速器故障维修二例

张泉，张友峰，王冰

牡丹江市肿瘤医院工程物理科 （黑龙江牡丹江 157009）

瓦里安UNIQUE 加速器是一款6 MV 低能单光子医用电子直线加速器，可快速实现适形放射治疗、调强放射治疗及旋转调强放射治疗，且治疗效果较好。该款加速器是利用磁控管产生的微波对电子枪产生的电子束流在加速管中加速打靶产生X 线来治疗患者，其中，加速管是驻波型且竖向垂直安装，因此省去了聚焦线圈、偏转磁铁等束流部件，相对而言结构简单，故障率也较低。该型机在我院已使用6年多，性能较稳定，但设备故障不可避免，本文介绍了设备的两例特殊故障及维修方法，以供同行参考。

1.1 故障现象

加速器报MGNT 联锁，设备不能出束。

1.2 故障分析

该联锁是由于磁控管电磁铁电源电压或电流超过或低于允许值导致的，分析联锁电路的原理可知，联锁信号是分两路（电压与电流）采样加到后级联锁电路的。其中，电压采样MGNTV 加到U5构成的低通比例运算放大器，待滤除干扰后加到R20、R10、R7构成的磁控管电磁铁电源电压采样分压电路，得到分压电压TP2；
TP6（为基准电压，由10 V REF 供电，R15调整）与TP2加到比较器U3进行比较（U3为四比较器）；
当磁控管电磁铁供电电压正常时，TP6与TP2的电压相同，比较器U3的1端、2端输出正电压，起开关作用，且前、后级隔离的光电耦合器U4导通，设备无联锁；
当磁控管电磁铁的电源电压高于或低于原设定电压值的7%时，使采样分压电压TP2同样高于或低于原设定电压值的7%，比较器U3的1端、2端输出负电压，使前、后级隔离的光电耦合器U4不导通，发光二极管DS1熄灭，向后级输出一ILMGNT 联锁信号，使加速器联锁，设备不能出束。与电压采样相同，磁控管电磁铁电源的电流采样信号MGNTI亦是加到U5构成的低通比例运算放大器，待滤除干扰后加到R18、R19、R28构成的采样分压电路，只是分压比不同；
TP5与TP7（为基准参考电压，亦由10 V REF 供电，R22调整）加到比较器U3进行比较；
当磁控管电磁铁供电电流及负载正常时，TP5与TP7的电压相同，比较器U3的13端、14端输出正电压，起开关作用，且前、后级隔离的光电耦合器U4导通，设备无联锁；
当磁控管电磁铁的电源电流高于或低于原设定电流值的2%时，使采样分压电压TP5同样高于或低于原设定电压值的2%，比较器U3的13端、14端输出负电压，使前、后级隔离的光电耦合器U4不导通，发光二极管DS1熄灭，向后级输出一ILMGNT 联锁信号，使加速器联锁，设备不能出束。

1.3 故障维修

通过对上述电路原理进行分析，我们基本能够明确检修流程。首先，检查机架左侧门内磁控管电磁铁的电源电压、电流指示，发现电压为25.4 V，电流为20.9 A，该电压、电流指示在加速器调试后均做过记录，电压指示与原始记录相比稍大，但未超过7%，是工程师维修过程中进行过调整，电流指示与原始记录相比相差不大；
观察电路板EMAG I/L的DS1发光二极管为熄灭状态，说明联锁信号已加到后级造成加速器联锁，用万用表测量电路的直流供电电压正常，测量基准参考供电电压+10 V REF亦正常，测量TP7与TP5间的电压为90 mV，正常，测量TP2与TP6间的电压偏大，使比较器U3翻转，造成联锁；
经与维修公司工程师联系沟通，在磁控管电磁铁电源电压、电流指示与原始记录偏差不大，以及工程师允许的情况下，调整R15，用万用表直流电压挡测量TP6与TP2间的电压，使其小于100 mV（在调整R15时发现其有松动，对松动亦进行了相应的处理），并调整R22，使TP5与TP7间的电压亦小于100 mV，观察磁控管工作正常，设备出束亦正常，无联锁出现，记录磁控管电磁铁电源电压与电流的指示数值，以及TP6与TP2、TP5与TP7间的电压值，为日后维修提供参考。

1.4 故障小结

通过对上述检修过程进行总结，故障的原因为：（1）工程师小范围调整了磁控管电磁铁的电源电压，但未调整R15 进行校准；
（2）R15 有松动，使TP6 的基准电压发生变化。两个原因叠加，造成设备联锁，对该故障维修之后，设备工作1 年多至今未再出现类似故障。

2.1 故障现象

在加速器治疗患者出束过程中，经常出现一道剂量仪MU1、二道剂量仪MU2无剂量输出，但计时器计时正常，未报任何联锁的故障。

2.2 故障分析

经分析，造成该故障的原因为：（1）有剂量输出，但剂量仪故障，造成无剂量计数，由于两道剂量仪从电离室、计数到显示均是独立的，所以认为同时发生故障的可能性不大；
（2）微波、高压等系统故障造成无剂量输出。

2.3 故障维修

退出治疗模式，输入维修模式密码，进入维修模式，在维修模式下出束（1、按D 进入DISPLAY；
2、按A 进入Analog；
3、按M 进入Machine）；
进入ANALOG METERS 观察模拟参数表的变化，发现出束时，表中直流供电电压正常，但TARGET I（加速管靶电流）为0，正常为13.5 A左右，PFN VOLT为10.6 V，正常为21 V左右，说明主闸流管未工作，未产生高压，造成无剂量输出；
打开机架右侧门内上机壳，用万用表交流挡测量主闸流管灯丝电压的测量端为～6.3 V，用万用表直流挡测量偏压端与机壳间的电压为22 V，基本正常，但仍怀疑主闸流管问题；
因手头有一新闸流管，所以进行了更换处理，发现设备工作一段时间后仍经常出现上述故障，对闸流管的相关部分进行了彻底检查后，发现闸流管管脚与管座的接插部分有锈蚀，造成接触不良，使主闸流管停振，进而导致故障出现；
因手头暂无新管座，所以只能对旧管座及闸流管管脚进行彻底清理、清洗处理，并重新安装，应急使用时发现设备可正常工作，并于新管座到货后进行了更换，故障彻底排除。

2.4 故障小结

在此次故障出现后，我们分析了原因，在排除元器件原因后，发现故障发生在雨季，由于空气湿度大而造成故障发生，所以在机房配置了除湿机进行除湿，设备工作3年至今未再次出现此类故障。