[转发]BJ-4直线加速器的保养与维修

毕光迎。柴向东
(湖北省襄樊市第一人民医院器械科，湖北襄樊441000)
[中图分类号]TH774 [文献标识码]B [文章编号]1002—2376(2OO6 J 1l一0033—03
[摘要]我院从1994年底开始使用BJ一4医用直线加速器，该机型在当时是一款设计和制造都很成熟机型，性能稳定，性价比高，维修方便且费用低。我们在长达11年的使用中坚持定时保养和及时故障维修，使得如电子枪、氢闸流管、磁控管等主要元器件运行良好，均没更换，磁控管已运行了1500个高压小时，现还能正常工作。为医院节约了大笔资金也为病人治疗节省了宝贵的时间。现将多年来所做的保养，一些故障的维修整理出来，与大家交流。
[关键词]BJ一4医用直线加速器；电子枪；氢闸流管；磁控管；剂量率；保养；维修
1 加速器的保养
1．1 整机一般保养
加速器安装结束投入使用后，我们严格按要求做好了日保养，月保养，季度保养和年度保养。加速器在投入使用后的第一年，故障率很高，经过对故障的维修进行分析总结，发现大部分故障出在高压电路部分和联锁控制部分。高压部分的故障在控制台上显示“过压”，具体到元件是：星一角转换变压器，高压脉冲调制器和电子枪阴极的高压对地爬电，俗称“打火”，造成加速器过压保护。造成这种原因主要是机房内空气湿度大和高压元器件上粉尘较多。解决办法一是在不治疗时也将除湿机开着除湿，使机房内空气湿度小于75％，二是每3个月对高压电路部分除尘，用沙布和无水酒精进行清洁处理。通过这种定时保养，高压“打火”现象明显减少。联锁控制部分的故障有很多不是因为元器件的损坏造成的，而是由于接头插座接触不良出现的故障。针对这一情况在年度保养时，我们就对加速器的每一个接线头用工具进行紧固，脱焊点加焊，电路板插拔口铜皮用橡皮擦掉氧化层。这以后这类接触不良造成的故障就很少出现了。
1．2 主要元器件的保养：加速器的几大主件能从使用到现在没有损坏，平时的维护是至关重要的。我们通过对主元件工作环境及原理的分析，并为每个主件制定了维护保养计划。
(1)氢闸流管的维护是非常重要的一环，本机采用的是国产陶瓷氢闸流管，型号zQlM一1500／50，其灯丝供电AC6．3V。在使用中我们将灯丝电压在夏季降到5．9～6．0V使用，春秋季升到6．0～6．1 V，冬季升到6．1～6．2V。正常预热5min，实际预热延长到20rnin。氢闸流管的最大优点之一是具有良好的触发特点，只需触发脉冲幅度较高，前沿较陡。用示波器观察主触发电路输出脉冲，将脉冲幅度调到5v，脉冲宽度为2．5 ，重复频率2OOHz。经过以上处理，氢闸流管在出束过程中导通很稳定，管内打火现象减少，大大的延长使用寿命。再每隔半年把备用管换上轮流使用，也延长了使用寿命。
(2)磁控管的维护：本机采用的是英国EEV公司的M5125可调谐磁控管，灯丝供电8．5 v，电流9A，输出2 MW，工作频率范围是2992～3001 MHz，在加速器中工作频率范围是2998MHz 4-1 MHz。磁控管的工作状态直接影响加速器的稳定性和输出射线的品质，也影响其使用寿命，磁控管的寿命是由灯丝的寿命决定的。灯丝加热电流过小，阴极发射不足，磁控管工作就不稳定。过大，阴极温度过高又会导致寿命大大缩短。针对磁控管的特性安装调试中就将管灯丝加热电流降低调在6格(8V左右)，使用了一段时间后，磁控管工作不太稳定，就慢慢调到7格(8．3V)，并一直使用到现在。磁控管频率偏移分为快变化和慢变化，慢变化是用自动频率控制系统(AFC系统)来稳定的。AFC系统的优点是控制精度高，跟随速度快。但在控制磁控管的频率过程中有时越调越偏，造成剂量率波动较大，这时就要用手动调节找出磁控管与加速管最佳谐振点。随着环境温度的变化磁控管的温度随之波动，磁控管的频率波动较大，在一天的治疗中要多次手动调节，对病人治疗影响比较大。于是就改手动，调到最佳谐振点，剂量率调在280 cGy／min。自动改为手动后，我们将两周一次的剂量监测改为每周一次。经过一段时间的使用发现效果很好，每周的剂量监测数据变化不大，经过微调就能符合治疗要求。经过这种改动后，可使磁控管的寿命延长了，现在已用到了1500个高压小时，是其额定使用寿命300 500高压小时的3—5倍，相当节省了一个磁控管。
(3)电子枪及真空钛泵的维护：BJ一4加速器采用的是钡钨阴极电子枪。电子枪与加速管、真空钛泵是一个整体，其中之一损坏，电子枪就报废了。首先，我们将真空电源不断电，让钛泵24小时工作。
使加速管腔体真空度在11年中始终<1格，加速管腔体内良好的高真空使得电子枪没有发生阴极“中毒”现象。由于钛泵24小时工作，钛泵高压接线头与泵体之间的绝缘陶瓷上吸附有粉尘，粉尘过多再加上空气湿度大时，就容易造成真空高压对泵体地爬电，打火。轻者损坏真空电源，重者损坏钛泵，使加速管报废。在季度保养时，关掉真空电源，放掉倍压
电容上的电荷，用沙布加无水酒精对绝缘陶瓷表面进行清洁，有时还要用精细沙纸对其表面进行打磨。最后，把枪灯丝电流调到最低出束值20格上(200mA)，同时，延长低预热时间到10min，高预热时间到15min。经过以上处理，使电子枪灯丝老化减缓，一直正常使用到2002年枪灯丝才有所老化，上调到27格，2005年老化加速，升到30格，现在又升到35格，仍能正常出束。
2 加速器的故障维修
故障一：很频繁出现机内高压打火切机故障，有时是早晨开机预热完成后，试机出束时，有时是正在出束中出现，操作台“过载”灯亮，机柜上“过压”灯亮。
分析与检修：与故障有关的是高压电路部分，有爬电、短路现象。故障出现时直流高压表正向打表，充电电压、电流无，磁控管和电子枪没启动。于是关机断电，放掉高压，卸下电子枪高压，把枪灯丝电压调到“0”。到室内机架边观察打火点。重新开机预热完成后出束，见机柜上方“叭”的一声闪现一火花，高压联锁立刻保护切机。观察到打火处在高压充电电容一侧。再关机，放掉高压，爬上机柜查找高压打火处，高压充电电容一侧有充电高压硅堆Bz7，仿真线(IJ4一L8，C4_C8)等元件。在这些元件上及周围没有发现打火痕迹，元件表面也没有粉尘，因为刚做了高压部件保养。由于该处打火，决定再用沙布沾上无水酒精对这些元件擦拭一遍。当擦拭到仿真线输出与高压脉冲变压器输入接线端时，发现焊接的接线头上有打火的痕迹，在灯光下进一步观察是高压脉冲变压器输入铜接线头焊点虚焊，用表量，时通时不通，接触不良。对其加焊处理后，接上电子枪高压，把枪灯丝电压调回原值。重新开机出束，机内高压打火切机故障消失。
故障二：低，高预热结束，出束，三响正常，但无束。直流高压12格正常，充电电压，充电电流无。
分析与检修：从故障现象看，是开关氢闸流管没有导通。开关氢闸流管不导通有以下几种情况：(1)氢闸流管阳极无高压，灯丝电压过低，自身严重老化，预热时间不够。(2)重复频率发生器故障。直流高压有l2格指示表明氢闸流管阳极加上了高压。灯丝电压用表测得是6．1 V，在正常范围内，但还是怀疑灯丝电压低造成阴极温度不够，不能导通。将电压调到6．2V，延长预热10min，氢闸流管仍不导通。
排除氢闸流管自身故障。重复频率发生器由触发器和触发放大器组成，内触发部分安装在调制器脉冲柜上的控制盒内，作备用。外触发信号由自动频率系统AFC中的触发电路提供，是正在使用的主触发信号。
断开主触发信号，接上内触发信号后，开关氢闸流管正常导通出束了。再用示波器查外触发输出，无信号。故障在外触发电路。从电路原理图上分析，外触发信号是从锁相AFC电路中分离出来的，锁相AFC中的重复频率发生器产生5 ps的方波，经过脉冲分配电路分出一路信号作为主触发信号。用示波器从后级往前级查信号通道，测D6正端无信号，17的e极无，b极无。测六反相缓冲器7406的9脚(输入)有9V、5 的负脉冲信号，8脚(输出)无脉冲输出，用表查14脚有+5V，17( I口ll2)的C极+15V，判定7406损坏。更换一块7406，再测8脚有输出正脉冲信号，测到调制器的主触发信号是正常的5 V、5鹏正脉冲信号。换回主触发信号，开关氢闸流管导通正常，故障消失。
故障三：出束过程中，操作台上I道显示剂量计数的数码管出现计数跳动过快，Ⅱ道电磁计数器也出现计数跳动过快，时间显示偏差在5倍以上。
分析与检修：从现象看是剂量监测部分的故障剂量监测部分由电离室，剂量放大器，电压一频率转换电路和剂量计数器组成。用物理剂量仪检测输出剂量，置100eGy量出束，待操作台数码管计数到100停机，此间物理剂量仪测到实际剂量是33 cGy，偏差太大。在出束中， I道、Ⅱ 道剂量率正常：280cGy／min，指针波动小，各高压参数无异常。剂量率正常，首先排除了电离室，剂量放大器。查剂量监测电路的直流供电一400V， ±12V， 一15 V，+24 V也正常。接下来在待机状态下按检查键，加上内控60dgy／min信号时，时间显示是正常的60s，I道累计剂量计数显示是60，Ⅱ道的电磁计数器计数也是60。从加上内控信号计数正常，又排除剂量计数器有故障。故障就缩小在I道、Ⅱ道电压一频率转换电路
及以时间显示有关的电路上。先查I道电压一频率转换电路，该电路由I U1， I V2， I V3组成，测±15V，供电正常，用表量三极管I V2，I v3完好，量I U1各脚电压正常，怀疑I U1内部性能下降，换上备用同型号的ZF4500放大器，开机试，故障依旧。排除I道电压一频率转换电路故障。由于Ⅱ道电压一频率转换电路相对独立于I道，除非两道同时损坏才能出现上述故障，于是排除Ⅱ道电压一频率转换电路。至此排除剂量监测部分的故障。加速器在出束时是由外控信号控制的，从图上看，外控信号由机内联锁系统来，经3．／29加到D3，D13，D26(三输入与非门)的1脚(1 A)，分别控制I道、Ⅱ道、时间显示。A／29与地接有C5(0．01 )电容，作高频滤波，怀疑其滤波不足，试着在c5两端并一支1 电容作低频滤波。开机出束，故障消失。该故障现象是由于外控信号中串有低频干扰信号造成剂量监测部分出现故障，解决办法是加电容滤波。