Elekta醫(yī)用直線加速器水循環(huán)系統(tǒng)的工作原理和常見(jiàn)故障維修

張朋

解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九七〇醫(yī)院醫(yī)工科 （山東煙臺(tái) 264000）

醫(yī)用直線加速器屬于高耗能設(shè)備，在電能轉(zhuǎn)換為電磁波、電子加速、電子偏轉(zhuǎn)、電子打靶等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，且產(chǎn)生的熱量主要集中在波導(dǎo)注入器、偏轉(zhuǎn)磁鐵、波導(dǎo)相關(guān)部件（如磁控管、飛行管、聚焦線圈）等部位。為保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，各元件必須工作在穩(wěn)定的溫度條件下。加速器通過(guò)水冷系統(tǒng)為設(shè)備降溫，但由于水冷系統(tǒng)持續(xù)工作且水流速大、水壓高，相對(duì)容易發(fā)生故障，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備關(guān)機(jī)、元件溫度異常、設(shè)備報(bào)警[1]。因此，熟悉加速水冷系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)備的保養(yǎng)和維修具有重要的意義。

1 水循環(huán)系統(tǒng)的工作原理

Elekta醫(yī)用直線加速器的水循環(huán)系統(tǒng)分為內(nèi)部水冷系統(tǒng)和外部水冷系統(tǒng)兩部分，兩者通過(guò)熱交換器進(jìn)行熱量轉(zhuǎn)換。冷卻以后的內(nèi)循環(huán)水分別經(jīng)過(guò)波導(dǎo)注入器、波導(dǎo)相關(guān)組件和偏轉(zhuǎn)磁體降溫，從而使得整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)工作，再經(jīng)過(guò)多合一接口合并成為一路，在冷卻泵的作用下回到熱交換器重新冷卻。

內(nèi)循環(huán)水流速約為67 L/min，水壓為6～13 psi，一旦水壓低于6 psi或水溫高于90 ℃，位于連鎖鏈的低壓開(kāi)關(guān)或熱保護(hù)開(kāi)關(guān)就會(huì)被觸發(fā)，斷開(kāi)主接觸器CON-A，從而起到保護(hù)循環(huán)水泵和其他元件的作用。通過(guò)二極管溫度傳感器測(cè)量水溫，該傳感器位于內(nèi)部水路的供水管路處，靈敏度為2 mV/℃；通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度輸出探頭，并反映在計(jì)算程序的 item 223條目[2]。

外循環(huán)水系統(tǒng)的電動(dòng)閥門由內(nèi)循環(huán)水二極管傳感器的輸出電壓控制，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門可控制外循環(huán)水的流速，進(jìn)而經(jīng)由熱交換器控制內(nèi)循環(huán)水的溫度，最終保持整個(gè)系統(tǒng)處于正常的溫度范圍。

2 水循環(huán)系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及維修

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備在工作過(guò)程中報(bào)錯(cuò)“i223 Water Temperature”，內(nèi)循環(huán)水溫29 ℃，水溫變化時(shí)，電動(dòng)閥門位置不變，不能根據(jù)溫度變化而進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.1.2 故障分析與維修

經(jīng)分析，故障原因?yàn)殡妱?dòng)閥門損壞，需更換電動(dòng)閥門，更換電動(dòng)閥門時(shí)需要注意：上下接水管無(wú)需更換，只需要更換閥門本身；電動(dòng)閥門的接線順序是1-559，2-空，3-二極管負(fù)極，4-二極管正極，5、6、7-空，8-557、二極管正極、二極管負(fù)極，9-空，10-558，11-556，12-550[3]。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備在工作過(guò)程中報(bào)錯(cuò)“i223 Water Temperature”，內(nèi)循環(huán)水溫28 ℃。

2.2.2 故障分析與維修

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的溫控器為28 ℃，處于正常范圍，但主機(jī) item223 water temp 參數(shù)顯示為34 ℃，一旦顯示溫度超過(guò)35 ℃，加速器就會(huì)因溫度過(guò)高而報(bào)錯(cuò)。此時(shí)，加速器狀態(tài)為“system on”，由于內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)有2個(gè)溫度傳感器[4]，分別用于溫控器控制水閥和加速器主機(jī)item223顯示并產(chǎn)生連鎖。分析原因?yàn)橛糜趇tem223顯示的傳感器損壞，更換傳感器后，故障排除，另外，還可以取出傳感器并清潔，排查是否由于內(nèi)循環(huán)水中雜質(zhì)附著在傳感器表面引起故障。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

冬季天氣十分寒冷時(shí)，首次開(kāi)機(jī)后加速器報(bào)錯(cuò)“i223 Water Temperature”，設(shè)備無(wú)法正常工作，系統(tǒng)狀態(tài)為“system on”。

2.3.2 故障分析與維修

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，內(nèi)循環(huán)水溫僅有8 ℃，查看item223的上限溫度為35 ℃，下限溫度為10 ℃。分析原因?yàn)椋孪逌囟仍O(shè)置過(guò)高，水溫低于下限溫度。加速器水冷系統(tǒng)的初始設(shè)置雖然考慮到了大部分地區(qū)，但不能完全適應(yīng)寒冷的北方地區(qū)，溫度下限設(shè)置過(guò)高導(dǎo)致水循環(huán)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，因此將item223的下限溫度設(shè)置為5 ℃（在下限參數(shù)處輸入500）后，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備在工作過(guò)程中報(bào)錯(cuò)“i223 Water Temperature”，內(nèi)循環(huán)水溫28 ℃，主機(jī)狀態(tài)為“system on”。

2.4.2 故障分析與維修

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，外循壞水冷機(jī)溫度高達(dá)30 ℃，而正常外循壞水冷機(jī)溫度應(yīng)為（18±2） ℃。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，氟利昂的壓力未在正常范圍內(nèi)，因此加氟至正常范圍后，故障排除。需要特別注意，氟的標(biāo)號(hào)必須與原裝標(biāo)號(hào)一致，否則會(huì)引起其他故障。

3 小結(jié)

水循環(huán)系統(tǒng)是醫(yī)用直線加速器的重要組成部分，一旦發(fā)生故障則會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，無(wú)法繼續(xù)工作，若發(fā)生漏水則會(huì)引發(fā)更加嚴(yán)重的故障，甚至可威脅人身安全。除及時(shí)進(jìn)行故障維修之外，水循環(huán)系統(tǒng)的日常保養(yǎng)也是非常重要的工作[5]，例如每半年更換1次濾芯，定期檢查并更換水路系統(tǒng)的密封圈等，及時(shí)保養(yǎng)可有效降低故障率，因此要求技術(shù)工作人員熟悉水循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，并做好設(shè)備的日常檢查工作。