醫科達醫用直線加速器主聯鎖鏈故障維修

張金友

江蘇省南通市第三人民醫院設備科 （江蘇南通 226000）

醫科達醫用直線加速器是目前常用的放射治療設備,其原理是利用微波電場,沿直線加速電子得到較高的能量后照射人體病變組織,以達到治療腫瘤患者的目的[1]。醫用直線加速器具有復雜性,要求維修人員熟練掌握其結構和原理,及時排除常見故障,使放療工作正常進行的同時,在一定程度上保障患者的治療效果。本文主要描述醫科達醫用直線加速器的主聯鎖鏈，介紹涉及主聯鎖鏈的軟件控制項目、電路板和相關電路。

1 基本原理

醫科達直線加速器主要有7種狀態，即未初始化、初始化、系統上電、閉合、準備、準備出束、出束。不同的狀態通過不同的交流接觸器得電，從而使不同的部件上電。交流接觸器是指工業電中利用線圈流過電流產生磁場,使觸點閉合,以達到控制負載的電器,可快速切斷交流主回路[2]。在各個狀態變換過程中，牽涉到4個聯鎖鏈，即主聯鎖鏈、低壓聯鎖鏈、運動聯鎖鏈、高壓聯鎖鏈。主聯鎖鏈，當加速器狀態從初始化升至系統上電時，主交流接觸器A 得電，加速器水冷系統上電；低壓聯鎖鏈，當加速器狀態從系統上電升至閉合時，低壓交流接觸器 F 和H 得電，加速器低壓電源上電；運動聯鎖鏈，當加速器狀態從閉合升至準備時，運動交流接觸器B 和C 得電，加速器運動部件上電；高壓聯鎖鏈，當按下加速器的出束按鍵時，加速器狀態升至準備出束，此時高壓交流接觸器J、K 和D 得電，加速器高壓變壓器上電。

2 主聯鎖鏈

主聯鎖鏈控制給主交流接觸器 A 供電的24 V 交流電。主交流接觸器 A 開關作用于高壓電源、低壓電源、用于運動系統的電機驅動電源、水冷系統電路（通過電流斷路器11作用）這4個電源電路的三相電。主聯鎖鏈控制主交流接觸器A 必須首先上電，然后加速器的其他硬件聯鎖和交流接觸器才能正常工作。主聯鎖鏈的工作條件見表1。

表1 主聯鎖鏈的工作條件

只有當主聯鎖鏈的工作條件各項內容及所涉及的各項軟件項目均滿足時，主聯鎖鏈才能正常工作。

醫科達加速器的控制軟件包含了700余個Item，用于實時監測和控制各子系統的運行參數和狀態。當機器出現故障時，控制軟件會根據實時監測的信息自動診斷故障，并在顯示器上顯示錯誤代碼和故障信息[3]。

2.1 主交流接觸器A

當主電流斷路器8吸合，單相24 V 電壓從源頭70區的變壓器T2輸出，經過73區的保險絲FS73B，隨后送至主交流接觸器A 的線包,如圖1。

當所有主聯鎖鏈的工作條件均滿足時，主交流接觸器A 由24 V 電壓上電，觸點吸合，三相電通過主交流接觸器A，作用于后面的電路。如果有一個不安全的聯鎖被觸發，則24 V 電壓鏈斷開，主交流接觸器A 失電，觸點打開，三相電無法送至后面的電路。

主交流接觸器A 的狀態由項目i77監測（表2），并匯報給加速器主機柜。

表2 影響主聯鎖鏈的軟件項

i77項目監測的是CON A 上的輔助觸點，從而偵測三相電是否通過CON A 作用于加速器的其他系統。CON A 的輔助觸點的一端連接于通過繼電器聯鎖板-74區A側（IRC-74A 板）送來的公共地信號CGPA，此CGPA 信號隨后通過CON A 的輔助觸點，送至數字輸入編碼板-接口控制區A側板子（DIE-ICA 板），然后DIE-ICA 板將此CGPA 信號處理后作為輸出信號成為項目i77，并送至加速器主機柜。當CON A 吸合，輔助觸點閉合，此時DIE-ICA 板的輸入被拉低（邏輯0信號），DIE-ICA 板將i77設置為邏輯1，代表CON A 吸合。

2.2 主聯鎖鏈的工作條件

2.2.1 客戶處聯鎖

加速器治療室和控制室內必須安裝急停開關，急停開關采用自鎖手動恢復類型，串聯后總電阻＜2 Ω[4]。客戶接口板監測急停開關的狀態，如果所有急停開關未被激活，則代表安全，24 V 電壓供電線路能通過客戶聯鎖線路；如果任何一個聯鎖開關被激活，則客戶聯鎖線路斷開，CON A失電。

2.2.2 冷卻水溫度

醫科達加速器的循環冷卻水系統是保證加速器諧振頻率和加速電子運動軌跡穩定工作的重要條件,采用水冷系統來保持溫度的相對恒定[5]。溫度檢測開關安裝于冷卻水系統中，用于提供過溫保護，水溫開關并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點間。當水溫檢測開關檢測到水溫超過42 ℃時，開關即斷開，從而斷開24 V 電壓供電線路，CON A 線包失電；當水溫開關檢測到水溫恢復至42 ℃以下時，24 V 電壓供電線路可正常通過水溫開關。

2.2.3 軟件使能

當所有的軟件聯鎖條件滿足，主機柜中的軟件項目i400使能主聯鎖鏈（表2）。i400應用的順序如下：i400用于接口控制區域A側的DIE-ICA板，當i400被設置為1（開），DIE-ICA將電平信號輸出給繼電器輸出板-接口控制區A側（ROC-ICA板）的繼電器RLA3的線圈上；當ROC-ICA板的繼電器RLA3的線包得電，并且觸點吸合，則22 V電壓可通過RLA3的觸點送至IRC-74A板子上的繼電器RL8的線圈；IRC-74A板子上的繼電器RL8得電，并且觸點吸合，則24 V電壓線路可通至CON A交流接觸器。

2.2.4 冷卻水水壓

冷卻水的壓力由內循環水冷系統中的一個低壓監測開關監測，這個壓力開關并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點間，如果冷卻水的壓力降至0.2 Pa 以下，則壓力開關的觸點斷開，送至CON A 的24 V 電壓線路斷開。

2.2.5 冷卻水水泵溫度

水泵的溫度是由安裝在水泵上的一個溫度二極管開關監測的，這個開關并行連接于電流斷路器CB11的第21和第22觸點間，如果水泵的溫度超過90 ℃，則開關的觸點斷開，送至CON A 的24 V 電壓線路斷開。

3 維修案例

3.1 案例一

3.1.1 故障描述

加速器治療過程中突然斷電，只有主機柜工作，查看報錯信息為“i77 CON A”，表明CON A未吸合。

3.1.2 故障分析及處理

由于CON A 不吸合，所以應測量急停開關，用萬用表測量客戶接口板上的急停開關的進出端子，發現有24 V 電壓輸出，但經過6個急停開關后沒有24 V 電壓返回，表明急停線路斷開，逐一拆開6個急停開關檢查，發現其中一個急停開關觸點本應連通，但電阻很大，表明這一急停開關出現問題，更換新的急停開關后恢復。

3.2 案例二

3.2.1 故障描述

加速器開機，主機柜啟動后加速器無法正常上電，查看報錯信息為“i77 CON A”，表明CON A 未吸合。

3.2.2 故障分析及處理檢查客戶接口板上的關于急停的輸入和輸出端子，發現均沒有24 V 電壓，表明故障還在電路的前端，查看圖紙，24 V 電壓的源頭為T2變壓器，測量T2變壓器的輸出，發現有24 V 電壓，再次查看圖紙，發現在T2變壓器輸出端和急停輸入端之間，有一保險絲FS73B，懷疑保險絲熔斷導致24 V 電壓無法正常送至急停處，拆下保險絲，發現保險絲已經熔斷，更換新的保險絲后故障排除。