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随着CT技术发展,金属陶瓷球管应用越来越广泛。它采用金属外壳代替玻璃外壳、用陶瓷作电极支座,大大延长了X线球管使用寿命。但是性能再好的球管也会发生故障。分析球管故障的原因,总结出故障判断的方法,无疑是很重要的。下面针对Somatom Plus4 机型来进行说明。
从故障现象和出错信息可知,余属陶瓷球管损坏主要有以下几种:
1)阴极灯丝老化
故障原因为阴极灯丝钨金属加热蒸发逐渐变细内阻增大,使其发射电子能力减低,扫描时阴阳两极加上高压后,管电流低于正常值,当工作管电流(IT)低于正常管电流(1T_nom)35%时,X线剂量(Dose)测量控制电路送出信号,出错信息为E5047 IT。
球管灯丝老化判断不难。对于双焦点球管,大、小焦点自动切换,当1mm、2mm扫描时,使用小焦点,大于2mm扫描时,使用大焦点。当球管大焦点曝光时出现错误,而小焦点扫描时曝光正常,可通过直接测量灯丝电阻确定。可拔出阴极电缆,测量灯丝电阻,正常值应在零点几欧姆,如电阻太大,就可确定灯丝损坏。
2)旋转阳极故障
故障原因有两种:一是旋转阳极定子线圈损坏(开路或短路);二是旋转阳极长期工作在高温状态下,导致轴承损坏,转动阻力变大甚至卡死,使阳极在曝光前达不到规定的转速。
正常三相定子线圈电阻应为3.3Ω。如定子线圈叵间短路,则电阻变小,线圈电流增大。当大于45A后,旋转阳极控制板报错,信息为E7013 I anode high阳极线圈过流。若用万用表测得一相线圈电阻小于3.3Ω时,即可而判定球管损坏。
如阳极旋转在曝光前达不到规定的速度,机器显示错误信息为E7023 anode speed wrg。在旋转阳极线圈电源电压正常情况下,可使用Service/Test/GanRot/RAC01阳极旋转测试软件检测。倘若阳极旋转噪声明显过大,并且不能达到额定转速,即可判定球管的旋转阳极损坏。
3)真空度不良
此种故障最为常见,约占50%。由于阴极电子长期轰击阳极靶面,大部分转换成热能使得阳极靶面温度升高,造成阳极钯面金属蒸发,使球管的真空度下降。当球管加上高压后,会产生打火(arcing)导致管电流过大。打火发生的情况有三种:一是阳极对地;二是阴极对地;三是阴极对阳极。机器显示错误信息有五种:(1)E5011 UT>-82kV;(2)E5010 UT>+82kV;(3)E5013 UT;(4)E5046 1T>IT_nom Dose;(5)E5028 Short_inverter。
上述打火情况,起初可能偶尔出现,随着时间的推移会越来越频繁。如果做Service/Adjust/Getter/Gettering(球管除气训练)后,机器仍可正常扫描,或者当把扫描电压降为80kV时,机器仍可正常扫描,这就可能是球管的真空度不良耐压降低所致。判断球管的真空度不良,还需排除高压电缆、高压滑环、高压阻尼电阻器(damping resistance)、高压发生器等故障。
当机器发生第一、第二种错误信息时,可通过下面方法来判断:首先将高压长电缆直接接到高压阻尼电阻器,脱开机架内高压短电缆和高压滑环,若故障依旧,再把阴极与阳极电缆进行互换,故障信息相同,为球管故障。若故障随电缆更换而信息发生变化,则为电缆故障。球管故障,当出现E5011 UT>-82kV为阳极对地打火,压降变小,而致阴极电压变高之故;出现E5010 UT>+82kV为极阴对地打火。
第三种情况E5013 UT系工作管电压低于正常值10%时出现错误。第四种情况E5046 IT>IT_nom Dose为工作管电流大于正常值35%时发生。第五种情况E5028 short_inverter提示高压逆变器短路。当球管真空度严重不良至漏气时,严重打火才会出现此错误信息。后三者损坏球管可用假负载(dummy plug)测试来确定。方法是首先将球管高压电缆头拔出,把假负载代替球管插入高压阻尼电阻器进行耐压测试(Service/Test/Gen/HVC01),若测试通过,就可确定为球管损坏。
4)保护装置损坏
球管热量主要通过循环油带走。球管保护装置有温度传感器,温度过热保护开关,压力传感器开关。当油温度≥80℃,或油压力>0.4bar时,会出现E9044 tbc_cable_break信息提示,停止扫描以保护球管。当油温度,压力在正常范围时,仍出现E9044错误信息,原因有(1)温度过热保护开关损坏;(2)压力传感器开关损坏;(3)D573板故障;(4)连接线插头接触不良或断开。当球管出现E9044错误时,可按下列办法处理:在机架断电状态下,拔出球管上×6插头,测量二个保护开关状态,当测量8、10两端时,电阻无量大,处于常开状态,确定温度过热保护开关损坏
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