[转发]常导型MR磁体温度控制部分原理及故障处理

余度
(东莞市大朗医院，广东东莞523700)
[摘要】本文主要介绍常导型MR磁体温度控制部分的组成、原理及常见故障的分析和维修。
[关键词】温度控制部分；冷水机组；热交换
[中图分类号】R445．2 [文献标识码】B [文章编号】1007—7510(2006)05—0065 02
Theory and trouble shooting of temperature control unit in resistive magnet
YU DU
(Dalang Hospital of Dongguan，Dongguan Guangdong 523770，China)
Abstract：Theory and trouble shooting of temperature control unit in resistive magnet are discussed in the paper
Key words：temprature control unit；cooler equipment；heat exchanger
常导型MR(磁共振成像系统)的磁体是由铜或铝等导线制成的线圈组成，因其均有一定的电阻，因此也称为电阻磁体。当磁体线圈有特定的电流时，磁体空间将产生一定强度的磁场，同时磁体线圈上的功率损耗也产生相当的热量，为避免
磁体升温对磁场稳定性的影响，常导型磁共振系统需要给磁体线圈配备温度控制部分(即控制磁体散热或冷却的结构)。由于该部分为故障高发处，且直接影响到MR设备无法工作，在本文中主要就MR系统中磁体温度控制部分的组成、原理、故障和维修这几方面与各位同行进行交流。
基本组成及功能磁体温度控制部分可大体分为三大部件：
1．冷水机组，主要由压缩机、CPu板、冷凝器、强力风扇、板式蒸发器、循环水泵、储水箱、室内控制盒等部件组成。其作用是产生所需冷量并将其传递到TCU柜，是初级制冷的主要部分。
2．TCU(Temperature Control Unit温度控制装置)柜，其实质是一台可精密自动控制温度的水对水热交换器。主要由控制电路板、控制阀、热交换器、进出水温监测件、进出水压监测件、流量计、入水过滤器、带水位检测水箱、次级循环水泵等部件组成。其作用是进行初次级冷量交换．供给次级的水循环动力，并根据次级回水的温度情况通过电脑板对初次级的热交换量进行自动调控，保证供给磁体温度的正常和稳定。
3．磁体水循环，主要由TCU到磁体内部的水循环管道、阀门、超温传感器组成。其作用是将TCU传递来的精确冷量带给磁体从而将磁体的超温热量带走。
依靠这三部分的功能，通过两级热交换，最终达到给磁体线圈提供一个标准、稳定的温度环境，对保持磁场的稳定性有
着重要作用。
工作原理
磁体温度控制部分的基本工作原理如下：冷水机组经操作人员用室内控制盒设定温度启动后，由CPU板发出信号通过继电器控制压缩机的运转来产生适当的冷量，带冷量的制冷剂与冷却水经板式蒸发器进行热交换，将冷量传递给冷水机组的水循环部分，冷水机组的水循环由自带水泵驱动，带冷量的水循环通过TCU柜内部的水对水热交换部分(Heat exchanger)的初级，经热交换又将冷量传递给次级，次级为带水箱和水泵的磁体水循环环路，次级冷量经水循环传递给磁体，达到将磁体温度控制在设备正常工作要求的目的。
其中起到核心控制作用的为TCU柜中的控制阀(如图1中的Y1)，其主要工作原理是：TCU的初级供水(由冷水机输出)温度为9—13℃ ，MR设备要求保证TCU次级控制磁体励磁后温度为20±1．5℃ 。泄磁后温度30±1．5"C(保持磁体热度，以便再次励磁后能快速稳定温度和磁场)，首先温度的控制基准是通过调节两个精密电位器来分别设定励磁20℃ 和卸磁30℃状态的基准电压，工作时通过TCU 的回水温度传感器来取得磁体温度的比较电压数值。采用联锁环路控制模式，如温度的比较电压数值高于设定的基准电压参考值(实际是电位器的设定电压)，则控制阀向磁体回路打开，分配较大的流率给磁体。更有效地带走磁场驱动线圈和梯度线圈产生的热量；如温度的比较电压数值低于设定的基准电压参考值，则控制阀向旁路打开。分配较大的流率给旁路，较小的流率给磁体，磁体不断产生的热量得到较多的保留从而使温度继续增加；如温度的比较电压数值等于设定的基准电压参考值，说明当前分配给磁体的冷量和磁体释放的热量正好相等，控制阀保持原态，冷量分配不变。

常见故障现象
由磁体温度控制部分故障引起的常见故障有下列几种：
1．MR系统开机后，执行WAKEUP，出现错误提示，不能升磁。
2．MR系统升磁后，磁体温度一直缓慢上升，温度不能调节低于25度以下。
3．MR系统SCAN过程中，扫描强制停止，出现错误提示，机器强制卸磁。
4．MR系统扫描完成，得到图像效果不佳。
故障原因分析
MR系统属于大型精密设备，磁体又是MR系统的核心，磁场稳定性是磁场的重要技术指标，若有偏移将会引起影像失真和信噪比降低，而磁体温度对磁场稳定性有明显的影响，甚至引起系统的故障。磁体温度过高还会烧坏主磁场线圈和梯度线圈。因此MR系统中特别设计了磁体温度保护电路，当磁体温度超过设定上限温度(40℃)。则系统会进入连锁保护，自动卸下磁场，停止扫描，且若温度不恢复系统将无法重新工作。如果冷水机组提供不了合格的出水水温和流率，会造成控制阀即使凋到最大，分配给磁体的制冷量也不够，就不能有效稳定磁体的温度。冷水机的压缩机故障或设定不对，会造成TCU供水温度过高，而水泵故障和水路脏堵(主要是水质差造成)则会使TCU来水流率降低，造成不能提供足够的冷量，从而使制冷工作运转不正常。还有TCU等温度控制部件的故障均可能引起磁体的温度的不正常，并进一步导致MR设备强制卸磁而不能正常工作。
故障检测及排除
通过总结MR设备启用以来的故障维修记录，现归纳出以下较常见和典型故障的检测及排除方法，供大家参考：
磁体温度控制部分虽然大体可分为三部分，但其中的TCU柜起到核心的作用，尤其TCU柜上的工作指示灯、压力温度指示表(见下表)可对工作状态作准确的体现，因此通过对TCu柜的观察和分析有利于快速准确的判断工作是否正常及故障的所在大体部分。

故障1 冷水机组散热不良，引起水温升高，TCU报错。原因：机组上方遮雨挡蓬高度不够，散热风扇吹出热风不能良好流通。解决方法：将挡蓬升高后排除故障。
故障2 TCU来水温度报错，初查为冷水机组驱动失败。原因：冷水机组内水泵坏，机组水循环无法进行，不能将压缩机产生的冷量带到TCU。解决方法：更换水泵后试机正常。
故障3 冷水机驱动失败，MR系统不能升磁。原因：冷水机组工作过程中三相电源输入空气开关跳闸，机组失电无法工作。
用万用表测量压缩机三组线圈之间的阻值，阻值表现为有短路可能，经进一步检查压缩机，发现压缩机内进水造成三组线圈短路。进一步分析，确定为板式蒸发器内部因水质问题造成热交换隔板腐蚀穿孔，水由制冷剂系统管道进入压缩机。
解决方法：更换板式蒸发器和压缩机，并清洗管道后重添加制冷剂后试机正常。
故障4 冷水机组运行过程中不明原因跳闸，发生频率为一两天一次，无特定规律。原因：首先检测压缩机，无短路或漏电情况。后经仔细观察，发现跳闸时在压缩机底座处有火花出现，进一步检查发现压缩机的电源线(外有绝缘套管)出厂时用捆条捆在压缩机的一个支撑脚上，剪断捆条发现电源线与支撑脚接触位置已破损且露出金属线。确定跳闸原因是因压缩机工作时有振动，造成电源线与支撑脚反复磨擦后绝缘层破坏而对地短路。解决方法：因线芯无损坏，用绝缘胶布修复电源线后试机正常。
故障5 TCU水输入温度升高达40℃以上，MR设备自动卸磁，无法扫描，检查冷水机组发现压缩机表面结冰并停机。原因：经查发现冷水机组水循环不良，循环水流量低于正常值。进一步检查发现TCU上的过滤器太脏(与地方水质有关系)，造成水流量降低，冷水机组产生冷量不能及时传递到TCU。解决方法：更换进TCU过滤器滤芯和冷水机补水。
故障6 升磁约半小时后系统报错，并且自动卸磁。原因：经检查为TCU控制阀工作不正常引起，查控制阀所获得信号正常，进一步发现阀门转动困难。解决方法：润滑控制阀轴承，转动恢复顺畅后工作正常。
故障7 TCU温度漂移大，成像质量不理想．原因：TCU 回水温度探头接触不良。．水温控制不精确。解决方法：将TCU回水温度探头拆下，把线头磨新后重新接牢。
故障8 开机后出现系统连锁报警，不能升磁。原因：经查TCU工作正常，分析为TCU连接到MR系统的联锁控制电缆接触不良，造成系统误认为TCU报错。解决方法：重新接牢TCU连锁控制电缆，重开机后工作正常。
【参考文献】
林建，等．安科OPENMARK 11磁共振磁体温控故障检修【J】．医疗设备信息。2003，(11)：73．