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万东HF50-R高频X线机是一台技术先进,性价比合理的专用X线摄影机,此型号的高频X线机性能优良、占用空间较小、结构合理、工作状况稳定。在国内各级医院的放射科以及其他科室的治疗中普遍使用。本文就该机的X线管旋转阳极启动控制电路一例故障进行探讨。目前在临床应用高频X线机较传统X线机应用了更多先进技术,给实际维修带来难度。本文从实践总结出当故障发生时,以机器故障码作为维修的出发点,结合实际情况,区分故障报错信息的真实性,确定好正确的维修方向。再按照电路原理图、具体故障部位等,逐步进行比较、分析以及信号寻迹等手段。从具体表现出来的多种现象中找出真正故障,最终排除故障。
一、高频x线机原理及特点
随着微机控制技术以及高频逆变的发展,一种新型的逐渐发展起来。高频x线机具有成像质量高,整体体积小,射线剂量小以及病人受益大的特点,越来越被广大医务工作者和患者使用。常见的传统x线机是通过自耦变压器将工频电源供给高压变压器的初级端。而新兴的高频x线机是先对工频电源进行整流和滤波,之后变成平滑直流,由逆变器把直流电变成频率为几十KHz的交流电,最终供给变压器初级使用。
根据高频x线机发展情况及市场调研,万东HF50-R高频X线机采用了电力电子器件IGBT管作为逆变器的开关器件,提高了逆变器工作频率,同时简化KV逆变器控制。高频机使用单片机对整机进行控制,与工频机相比有着明显的不同,单片机的使用将高频机各种性能提高到一个更高的水平。比如曝光限时、故障报警、降落负载、实时控制、自动处理、数据存储等,这些都是为x线机的智能化和数字化创造了条件。
二、故障现象分析
高频X线机是普通放射设备发展的趋势,维修人员能够积极利用故障代码进行分析,尽快找出故障的原因,减少损失。合理的分析可以大大节约维修时间,也是维修人员努力的方向。基本有以下几部分组成:高压发生器、X线管、控制台、摄影床以及成像装置。在分析系统出现的故障过程中就可以从这几个部分入手。
万东HF50-R高频X线机在开机自检结束可以进入正常工作界面,但是出现故障之后按下曝光手闸第一挡时,机器操作面板显示故障代码:E18,机器进入自锁状态,不能正常工作。
三、检修过程
按下曝光手闸一挡,观察X线管的旋转阳极,发现未能启动。打开主机控制柜,观察X线管旋转阳极启动控制电路板,发现按下曝光手闸一挡后,X线管旋转阳启动控制电路板上只有发光二极管(LD4)点亮,用万用表测量TB2接线端子板29号端子与可控硅(D)的M1端之间无220VAC交流电压,再仔细观察发现继电器(K3)未工作,测量继电器(K3)工作回路电源电压为正常的24VDC,继电器K3线圈两端之间的电压只有约8VDC,发光二极管(LD4)上电压降为15.9VDC,流过的电流为12mA,因此判定发光二极管(LD4)不正常,其上电压降太大,导致继电器(K3)不能工作。更换发光二极管(LD4),再次测量继电器(K3)线圈两端之间的电压为21VDC,发光二极管(LD4)上压降为2.3VDC,流过的电流为32.27mA。再次试机,按下曝光手闸一挡,启动板工作正常,X线管旋转阳极启动正常,机器操作面板显示正常,机器曝光正常,至此机器故障排除。
四、电路分析
(K3)继电器的工作电路如图1。
从图中可以看到,发光二极管(LD4)串联在继电器(K3)线圈的工作回路中,(K3)继电器的型号为:JQX-13F,其线圈的阻抗为650Ω,功率为0.9W[1],(LD4)发光二极管的型号为:HP1843,其参数为:正向压降小于2.5V,最大工作电流为IFm=50mA,在使用中它的工作电流不应大于0.6倍IFm[2],然而在上图中,继电器K3线圈的工作回路中的电流约为32mA,已经超过了0.6倍的IFm电流值,(LD4)发光二极管在这样的电流下工作,容易使其特性变异或损坏,这就使该电路产生了一个故障隐患。
从上面的分析可以看出,该电路的优点是:当继电器(K3)损坏或无24V电压时发光二极管LD4不发光,比较直观;缺点是发光二极管(LD4)容易损坏,当发光二极管(LD4)不是完全损坏而是特性变异的时候,可能仍然会发光,但压降会变大,使继电器(K3)不能工作(本例即是如此),检修时可能产生误判,认为该电路仍然工作正常。
五、改进建议
在改进的过程中针对发光二极管容易损坏的特点,使继电器(K3)不能工作,检修时可能产生误判的情况进行电路方面的改进。
如图2所示,将继电器(K3)线圈的工作回路中的发光二极管(LD4)去掉,将发光二极管(LD4)串接一个2.2KΩ,1/8W的电阻,然后将再其并联在继电器(K3)线圈的两端。组成新的继电器(K3)线圈的工作回路。
该电路的优点是:当24V电压正常时,发光二极管(LD4)发光且工作电流约为10mA,只有0.2倍的发光二极管(LD4)的IFm电流,这样发光二极管(LD4)就不易损坏,消除了发光二极管(LD4)容易损坏的故障隐患,并且由于发光二极管(LD4)是并联在继电器(K3)线圈的两端,即使发光二极管(LD4)损坏,继电器(K3)仍然可以正常工作,从改进的继电器(K3)工作电路可以看到,由于在继电器(K3)的工作回路中减少了一个串联元件,从而也降低了该电路发生故障的概率。
六、总结与展望
万东HF50-R高频X线机在开机之后按下曝光手闸第一挡时,机器操作面板出现E18故障代码,机器进入自锁状态,不能正常工作。
当继电器(K3)的线圈断路时,发光二极管(LD4)仍然会发光。经过反复的调研和分析,找到了故障的原因,将继电器(K3)线圈的工作回路中的发光二极管(LD4)去掉,将发光二极管(LD4)串接一个2.2KΩ,1/8W的电阻,然后将其并联在继电器线圈的两端。组成新的继电器(K3)线圈的工作回路。降低了该电路发生故障的概率。
该改进电路的虽然解决了出现的问题,但是仍然存在一定的缺点。在今后的工作中,针对万东HF50-R高频X线机使用特点以及经常出现的故障原因积极改进。
参考文献
[1]参阅浙江创星电子公司网页.
[2]参阅维库电子开发网.
注:故障X线机所在医院:重庆市渝北区王家乡卫生院。
作者简介:
黄学思(1958—),男,重庆人,理学士,工程师,现供职于重庆市医疗设备质量检测管理所,主要从事医疗设备的检测、安装、维修。
熊正华,现供职于重庆市医疗设备质量检测管理所。
一、高频x线机原理及特点
随着微机控制技术以及高频逆变的发展,一种新型的逐渐发展起来。高频x线机具有成像质量高,整体体积小,射线剂量小以及病人受益大的特点,越来越被广大医务工作者和患者使用。常见的传统x线机是通过自耦变压器将工频电源供给高压变压器的初级端。而新兴的高频x线机是先对工频电源进行整流和滤波,之后变成平滑直流,由逆变器把直流电变成频率为几十KHz的交流电,最终供给变压器初级使用。
根据高频x线机发展情况及市场调研,万东HF50-R高频X线机采用了电力电子器件IGBT管作为逆变器的开关器件,提高了逆变器工作频率,同时简化KV逆变器控制。高频机使用单片机对整机进行控制,与工频机相比有着明显的不同,单片机的使用将高频机各种性能提高到一个更高的水平。比如曝光限时、故障报警、降落负载、实时控制、自动处理、数据存储等,这些都是为x线机的智能化和数字化创造了条件。
二、故障现象分析
高频X线机是普通放射设备发展的趋势,维修人员能够积极利用故障代码进行分析,尽快找出故障的原因,减少损失。合理的分析可以大大节约维修时间,也是维修人员努力的方向。基本有以下几部分组成:高压发生器、X线管、控制台、摄影床以及成像装置。在分析系统出现的故障过程中就可以从这几个部分入手。
万东HF50-R高频X线机在开机自检结束可以进入正常工作界面,但是出现故障之后按下曝光手闸第一挡时,机器操作面板显示故障代码:E18,机器进入自锁状态,不能正常工作。
三、检修过程
按下曝光手闸一挡,观察X线管的旋转阳极,发现未能启动。打开主机控制柜,观察X线管旋转阳极启动控制电路板,发现按下曝光手闸一挡后,X线管旋转阳启动控制电路板上只有发光二极管(LD4)点亮,用万用表测量TB2接线端子板29号端子与可控硅(D)的M1端之间无220VAC交流电压,再仔细观察发现继电器(K3)未工作,测量继电器(K3)工作回路电源电压为正常的24VDC,继电器K3线圈两端之间的电压只有约8VDC,发光二极管(LD4)上电压降为15.9VDC,流过的电流为12mA,因此判定发光二极管(LD4)不正常,其上电压降太大,导致继电器(K3)不能工作。更换发光二极管(LD4),再次测量继电器(K3)线圈两端之间的电压为21VDC,发光二极管(LD4)上压降为2.3VDC,流过的电流为32.27mA。再次试机,按下曝光手闸一挡,启动板工作正常,X线管旋转阳极启动正常,机器操作面板显示正常,机器曝光正常,至此机器故障排除。
四、电路分析
(K3)继电器的工作电路如图1。
从图中可以看到,发光二极管(LD4)串联在继电器(K3)线圈的工作回路中,(K3)继电器的型号为:JQX-13F,其线圈的阻抗为650Ω,功率为0.9W[1],(LD4)发光二极管的型号为:HP1843,其参数为:正向压降小于2.5V,最大工作电流为IFm=50mA,在使用中它的工作电流不应大于0.6倍IFm[2],然而在上图中,继电器K3线圈的工作回路中的电流约为32mA,已经超过了0.6倍的IFm电流值,(LD4)发光二极管在这样的电流下工作,容易使其特性变异或损坏,这就使该电路产生了一个故障隐患。
从上面的分析可以看出,该电路的优点是:当继电器(K3)损坏或无24V电压时发光二极管LD4不发光,比较直观;缺点是发光二极管(LD4)容易损坏,当发光二极管(LD4)不是完全损坏而是特性变异的时候,可能仍然会发光,但压降会变大,使继电器(K3)不能工作(本例即是如此),检修时可能产生误判,认为该电路仍然工作正常。
五、改进建议
在改进的过程中针对发光二极管容易损坏的特点,使继电器(K3)不能工作,检修时可能产生误判的情况进行电路方面的改进。
如图2所示,将继电器(K3)线圈的工作回路中的发光二极管(LD4)去掉,将发光二极管(LD4)串接一个2.2KΩ,1/8W的电阻,然后将再其并联在继电器(K3)线圈的两端。组成新的继电器(K3)线圈的工作回路。
该电路的优点是:当24V电压正常时,发光二极管(LD4)发光且工作电流约为10mA,只有0.2倍的发光二极管(LD4)的IFm电流,这样发光二极管(LD4)就不易损坏,消除了发光二极管(LD4)容易损坏的故障隐患,并且由于发光二极管(LD4)是并联在继电器(K3)线圈的两端,即使发光二极管(LD4)损坏,继电器(K3)仍然可以正常工作,从改进的继电器(K3)工作电路可以看到,由于在继电器(K3)的工作回路中减少了一个串联元件,从而也降低了该电路发生故障的概率。
六、总结与展望
万东HF50-R高频X线机在开机之后按下曝光手闸第一挡时,机器操作面板出现E18故障代码,机器进入自锁状态,不能正常工作。
当继电器(K3)的线圈断路时,发光二极管(LD4)仍然会发光。经过反复的调研和分析,找到了故障的原因,将继电器(K3)线圈的工作回路中的发光二极管(LD4)去掉,将发光二极管(LD4)串接一个2.2KΩ,1/8W的电阻,然后将其并联在继电器线圈的两端。组成新的继电器(K3)线圈的工作回路。降低了该电路发生故障的概率。
该改进电路的虽然解决了出现的问题,但是仍然存在一定的缺点。在今后的工作中,针对万东HF50-R高频X线机使用特点以及经常出现的故障原因积极改进。
参考文献
[1]参阅浙江创星电子公司网页.
[2]参阅维库电子开发网.
注:故障X线机所在医院:重庆市渝北区王家乡卫生院。
作者简介:
黄学思(1958—),男,重庆人,理学士,工程师,现供职于重庆市医疗设备质量检测管理所,主要从事医疗设备的检测、安装、维修。
熊正华,现供职于重庆市医疗设备质量检测管理所。