PLUS移動X光機的工作原理及故障檢修2例

濟南市第三人民醫院 器械科，山東 濟南 250101

引言

POLYMOBIL系列產品是西門子公司中高檔移動X線機[1]，其控制電路是以CPU為核心，采用軟件程序控制和先進的逆變充電電路，市電整流后經電容濾波、蓄能，再經IGBT逆變成頻率為中頻電流，然后經中頻變壓器升壓后，供X線球管使用[2]。逆變器前級采用電容充電式供電，球管采用組合式，高壓只在組合式球管內產生，更加安全[3-4]。現將其工作框圖及日常維修介紹如下。

1 POLYMOBIL PLUS工作原理簡述

該機主要由CPU板D916、電源板D927、充電電路D952、充電電容組D971、逆變D961、組合球管H1、KV/mA測量電路D900組成。

1.1 電源板D927工作原理簡述

該板主要為其他各板提供供電。市電220 V輸入，經隔離電源Z1穩壓，U2變壓整流輸出直流24 V為D927提供工作電壓，開機繼電器K22吸合后，一路經U1輸出直流5 V、15 V為CPU板D916提供工作電壓，另一路直接輸入充電電路D952。由D952輸出直流440 V，再次回到D927板，分別完成燈絲加熱、旋轉陽極電路的變頻逆變輸出以及準直器的輸出[5-6]。

1.2 充電回路工作原理簡述

由充電電路D952，充電電容組D971組成。220V市電輸入后，整流升壓，在B+，B-兩端加載440V直流電輸出至充電電容組D971。其中充電回路為脈沖控制，由D916板上CPU發出控制信號，送到充電控制板D952產生一組給電容器堆充電的逆變控制脈沖，充電的高低由脈寬調制來控制，充電的速率控制在＞1.4 V/s和<2.8 V/s之間[7-9]。

1.3 球管組合H1與測量電路D900工作原理簡述

由D927逆變后輸出的燈絲初級和高壓初級，經變壓器輸出次級至球管的陽極與陰極。D900為KV/mA測量電路，信號反饋給D916，作為PWM控制信號。

1.4 機器維修模式簡述

該款機器可進入維修程序，查看機器的運行狀態及參數設定。斷電，打開機器前面板，找到CPU板D916上的開關SW2B，將其撥至“2”，重新開機，在顯示面板上出現“PR 1”的提示。按mA+/mA- ，可選擇不同的維修程序或參數，按下面板上的“Light”鍵，就可以開始單項程序。此維修程序，不會有X線的發生。在整修維修程序完成后，記得將開關撥回位再重新開機。程序共有16項，分別完成充電電容組能量檢測，曝光次數、記錄查看，KV、mAS值設定，燈絲加熱電流，KVC方波查看等功能。具體內容可查看維修手冊，獲取相關信息。

2 POLYMOBIL PLUS故障檢修二例

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

開機后機器報警聲提示，面板有E6報錯閃爍，幾秒鐘后又有E13出現，與E6交替報錯。

2.1.2 故障分析

根據手冊可知，E6為IH Heating measured

2.1.3 故障檢修過程

打開主機上面板，找到D916板，帶電測Vc點為0（應為4.4 V），IH點為0，IHS點為2 V左右。繼續拆前蓋板，找到D952板，觀察在開機后，D952板上有指示燈Vin未亮，正常時應該常亮，此燈不亮，則表明D952輸入端無220 V或板上電路有元件損壞。220V輸入端來自于D927的X3的3、9腳，至D952的X3的7、9腳。此時檢查機器的供電輸入正常，經Z1、D927的X3輸出亦正常。繼續查找后級電路，發現串接在D952輸入端220 V后的兩個標號為NTC 1.0 1413的熱敏電阻NTC，其中有一個已經從電路板上斷掉，脫落在電路板上。通常為了避免電子電路中在開機瞬間產生的浪涌電流，在電源電路中串接一個功率型NTC熱敏電阻，能有效抑制開機時的浪涌電流[10-11]。而如果此元件斷開，則整個電路不通。測量此電阻，并未損壞，仔細檢查發現元件焊接處的斷茬非常齊整。似乎是當時焊接時不牢固，由于機器經常在路上移動，使其受震動影響從而虛接脫落。為安全起見，重新購買同型號的電阻更換上。重新開機，機器不再報錯，面板顯示初始的KV和mA值，D952上Vin燈亮，D952上的CBE、CBD充電指示燈有規律的閃爍，測量B+、B-兩端有440 V，測量D916板上的IH與IHS點電壓相同，vc測試點電壓為4 V左右，同時測量燈絲加熱電路初級11、12端電壓為8 V，正常。進入維修模式，運行程序1及程序9測試，無異常。曝光試機，工作正常。將機器充電待機一天，期間曝光多次，無報錯信息后交付臨床科室使用。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

機器剛開機，自檢正常，超過幾分鐘后，或者曝光結束后有故障代碼ER11、ER37出現。

2.2.2 故障分析

ER11提示機器充電回路電容組負載電壓過高，或D952板輸出電壓B+、B-兩端異常，D952板故障。ER37則表示在高壓出線時KV數值與設定值不一致，D916故障。在開機狀態下，市電220 V經保險F1后整流，升壓至直流440 V。測量點兩個熱敏電阻（NTC 1.0 1413）間電壓為AC220 V，放電電阻R3-R5間為DC440 V。同時可在D916板上的TP VC點對地電壓為4.4 V（是440 V的1%），也可直接測量D927板F5保險的任一端對地電壓。在斷電的情況下，D952上的Vin與電容組上的10個指示燈會亮，電容組D971上的電壓會通過放電回路R3-R5釋放掉。如果此電壓不正確，數值偏高，則說明電容組上的電壓高于440 V，出現故障ER11。無論出現ER11還是ER37均與D952、D916電路板有關，主要是電源問題，因此首先測量440 V電壓是否正常，再判斷是D952還是D916板故障。

2.2.3 故障檢修過程

將電源接通，開機測量NTC輸入電壓220 V正常，但B+、B-兩端電壓已超過440 V，接近500 V，

因此懷疑D952板異常。斷電，拔下電源插頭，正常情況下，斷電10 min后，電壓逐漸降低，指示燈慢慢變暗并熄滅。而在此次故障時，斷電10 min后，以上指示燈仍然常亮，同時測量R3與R5端電壓（即B+、B-端電壓）竟然有200 V左右，下降很慢，因此懷疑放電回路異常。再繼續測量R3、R4、R5三個放電電阻，R4與R5阻值為5K，R3阻值無窮大，已燒毀，造成放電回路異常，電容組端一直帶有高壓電，一旦接通電源，D952板直接在電容組上加440 V電壓，造成電容組電壓疊加過高，從而報ER11錯誤，曝光時，也會報ER37錯誤（KV值異常）。首先將放電電阻兩端的電壓快速放電，使壓降為零，然后更換一個同值的電阻，重新開機，測量DC440 V正常，曝光測試不再有故障代碼產生。關機，同時觀察到電阻R3-R5間的電壓在10 min內逐漸降低，最后降為零，說明放電回路恢復正常。機器重新開機，曝光試驗多次，不再有故障發生。交付臨床使用。造成放電回路電阻燒毀的原因有很多，主要與電容組D971中的10個電容有損壞或漏液的情況有關[12]。

3 總結與討論

由于我院臨床科室比較分散，此機器主要在病區之間移動，路況不好的時候，機器來回顛簸，極易造成機器在電源、組合球管、機械裝置上的故障，特別是D952、D927、D961。通過以上兩例故障分析與檢修可知，第一例在D952充電回路部分，為保障電源輸出的穩定性，電路設計時增加了多級保護，此例故障就是因為保護電路接觸不良引起，前級電路出現故障，自動切除后級的輸出，避免了更大的損失。第二例故障出現在放電回路，X線設備為高壓高能設備，直流充電多在400V以上，后級的電壓放電回路的安全設計尤為重要，第二例故障就是因放電電阻燒毀造成機器放電失敗[13]。床邊機作為小型X光機，在電路設計上比較簡單，元件少，出現故障后，相比起復雜的機器，比較容易上手，加上維修手冊的幫助，修復成功率較高[14]。遇到故障發生，查明故障提示，分析故障原因，判斷故障點，利用萬用表、示波器等工具，采用斷開負載、接上假負載、直觀法、隔離法、替代法等方式，多能解決問題[15-16]。

X線設備的故障產生原因很多，可分為正常性損耗，使用不當，保養和維修不及時，性能調整不當，質量不佳，外電源影響等。其中使用不當和保養維修不及時是重要原因。以上兩例故障都能說明在日常工作中正確操作和保養的重要性。自機器出現這兩例故障后，器械科對科室使用人員進行了再培訓，要求科室人員在使用時應注意謹慎操作，防止震動，特別是球管頭和電源部分。機器操作人員應在每天進行機器開機前檢查，查看機器外觀，電源供電是否正常；開機自檢通過方能進行下一步的操作。器械科根據機器的使用情況，每季度開展定期保養：打開機器內部，檢查電容組及充放電回路，檢查電容是否有漏液情況，逆變電路及電源板上各元件有無發黑、短路或斷路情況；檢查機器接地良好，組合球管與控制電路聯接正常。同時每年定期進行計量校驗，保證圖像質量。通過以上的措施，加強各項管理，在以后的工作中，該設備的同類故障未再發生，證明了定期進行保養維護的重要性。