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林玉峰,马继民(南京军区福州总医院医学工程科,福建福州350025)
2100C直线加速器用电子射线治疗肿瘤时,根据病人照射部位和肿瘤形状、大小的要求,需要配上各种大小的限光筒,并在限光筒上套上铅模,用来限制射线散射,避免电子与空气中的分子发生相互作用。
我院引进的瓦里安2100C高能加速器带有5个电子限光筒,分别是6×6、10×10、15×15、20×20和25×25。由于使用频率高,在装上和搬走的过程非常容易损坏,而且厂家一般不提供板级维修,需要更换的电路板及其它的部件价格都很昂贵,所以限光筒的维修很有意义。
1限光筒的主要工作原理瓦里安限光筒靠近病人的一端装有防碰装置(TouchGUARD),有3组(LEFT,RIGHT和BOTTOM)压敏电阻(FSR)粘在橡胶上,一旦碰到病人或其它物体,机器所有机械运动立即停止,起到保护病人和机器的作用。橡胶上还有另外两组压敏电阻(INSTL和LATCH),用来监控限光筒的铅模(FINALAPERTURE)是否装上并锁好。以FSR#1(BOTTOM)为例,从随机电路图可知,R8给FSR#1提供正偏,保持U1输出端7脚为高电平,使Q2和Q1导通,LD1指示灯亮,J50的11脚得到一个+12V的TOUCH信号。如果FSR#1受到压迫,阻值变小,U1输出低电平,Q2和Q1截止,LD1灯灭,J50的11脚降为低电平。其余4组压敏电阻工作原理与FSR#1大致相同,正常时FSR#1、FSR#3、FSR#4同时产生一个高电平的COLLISION信号,而FSR#2(LATCH)和FSR#5(INSTL)分别产生高电平的FFDALATCH和FFDAINSTL信号。D1、D5、D8、D11和U5组成的电路相当于一个或门,只要FSR#1、FSR#2、FSR#3与FSR#4中任何一个开路,U5的7脚就输出低电平,Q2和Q1截止,LD1灯灭。另外,U7(7805)还送出一个+5V的EAAVAIL信号。限光筒电缆接口的右测打有一排小孔,不同的限光筒,孔的位置各不相同,使用时插在ACCMOUNT上感光模块的槽内,槽中共有13对发光管和受光管,对不同的限光筒编成不同的码,根据编码来识别不同的限光筒,并在控制室的电脑中显示(6×6为43,10×10为53,15×15为63,20×20为73,25×25为83)。当选好能量,插上限光筒后,准直器会按照不同的限光筒自动调野。
2故障检修正常时,限光筒电路板上U1至U6的输入端和输出端的电压值如表1。
参考表中的数值,而且有多个限光筒可以对比,维修起来就比较方便。从机器使用至今作者多次维修限光筒故障,总结起来最容易发生的有下面几种现象及排除方法。
故障现象1插上限光筒,机头上RESET红灯亮,按下RESET开关,准直器会自动调野,但松开RESET开关后,RESET红灯又亮,且限光筒电路板上LD1灯不亮,而用其它好的限光筒试用,却正常。这种故障多次发生,每次原因各不相同,但常见的有:(1)FSR#1,或FSR#3,或FSR#4压敏电阻开路或阻值变小;(2)FSR#2压敏电阻开路;(3)U1或U3或U4或U5(LM311N)集成片损坏。检查时,首先拔掉限光筒上JI插头,用万用表测量各个压敏电阻的阻抗,正常的应该是170k左右,压迫时会变小到20～50k。假如阻抗变小太多,常常是因为压敏电阻经常受压,与橡胶粘得太紧,可用手术刀片轻轻分开,再用无水酒精洗,阻值基本上会恢复正常范围。假如是FSR#2开路,可在电路板上加上100多k的电阻替代压敏电阻临时使用。假如是FSR#1,FSR#3和FSR#4开路,因为它们是起防碰作用,用电阻替代的方法不太安全,只好更换整个TOUCHGUARD。如果压敏电阻无故障,就要分别测试U1、U3、U4和U5的输入、输出端的直流电压值,与上表中的正常值进行比较,发现哪一路异常,就更换该路的集成片(LM311N)。(三极管Q2、Q1从来没有发生过故障)。
故障现象2插上限光筒,准直器会自动调野,限光筒电路板上的LD1亮,但机头上DS1红灯亮,用其它好的限光筒插上却正常。这种故障的原因只有FSR#2压敏电阻(LATCH)阻值变小或U2集成片损坏,导致限光筒输出的FFDALATCH信号异常。测量U2的2、3、7脚。电压值分别是1.7V、4V和1V。其中2脚输入电值从7V降为1.7V,7脚从正常的高电平变为低电平,说明U2没坏。测量FSR#2阻抗只有35k。用以上所述的处理FSR阻抗变小的方法处理后,限光筒恢复正常。
故障现象3插上限光筒,机头上DS2绿灯亮,RESET红灯不亮,限光筒电路板上的LD1灯亮,但准直器不会自动调野,电脑上COLL和ACC故障灯提示,而换上其它限光筒却无故障。这种故障的可能有FSR#5(INSTL)开路或U6集成片损坏,导致限光筒输出的FFDAINST信号异常。测量U6的输出端7脚的电压为高电平,其输入端2脚和3脚都正常,说明U6损坏。更换U6后,限光筒恢复正常。
故障现象4插上限光筒,机头上RESET红灯亮,按住RESET复位键,RESET灯灭,准直器可以自动调野,但松开RESET键,RESET灯又亮,且换上其它4个限光筒,故障现象一致。不插限光筒,作X线治疗时,机器都正常。查限光筒电路板上LD1灯亮,测试U1到U6各个输入端和输出端的电压值都正常,Q1集电极,即J50的11脚的电压为11.5V,属正常电压范围,J50的4脚(EAAVAIL)和J50的6脚(COLLISION)都是高电平,说明限光筒本身无故障,并发出了正常的信号。按下RESET键时,可以听到STAND上ACCCNTRLBKPLN板里RY1继电器的动作声音,说明继电器RY1正常。再从厂家提供的电路图分析,松开RESET复位键后,因为继电器RY1不能自保,导致RESET灯又亮。要使RY1保持工作,限光筒输出+11.5V的TOUCH信号必须送到RY1的8脚。说明当中有发生开路现象。取下ACCMOUNT,用万用表测量它们之间的通断,发现J50到J31之间的扁平电缆的第11脚被折断。修复电缆线后,所有限光筒工作正常。从以上检修结果可以看出,限光筒的故障主要发生在5组压敏电阻,限光筒电路板上6个LM311N芯片,以及限光筒与ACCMOUNT接口后的扁平电缆。这与操作员平时的不当操作有很大关系。使用时,必须轻拿轻放,对准插槽,勿用力撞击,以免撞坏插槽上的开关和接口。不用限光筒时,要挂在托架上,严禁把TOUCHGUARD一端压的台面上,经常压迫压敏电阻,容易造成压敏电阻开路或阻抗变化。
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