SIEMENS PRIMUS-M型加速器调制器的故障分析
2011-11-30钱德军唐从森
钱德军,唐从森
(江苏省建湖县人民医院,江苏建湖224700)
SIEMENS PRIMUS-M型加速器调制器的故障分析
钱德军,唐从森
(江苏省建湖县人民医院,江苏建湖224700)
SIEMENS M型加速器调制器的结构及工作原理,并分析其两例故障产生的原因。
直线加速器;调制器;故障
1 调制器的结构及工作原理
脉冲调制器结构如图1所示,主要有:Charging choke、Charging diode、DE’Q电路、PFN网络、氢闸流管和脉冲变压器等。
图1 脉冲凋制器结构图
脉冲调制器工作原理可以简单理解为两个工作过程:充电过程和放电过程。
充电过程:380V三相市电经变压器T1变压——变压器次级线圈绕组的选择受控制台信号的控制,高压硅堆CR1-6整流和电容C1滤波 (Siemens图号:5681994)后行成调制器高压直流电源,经Charging choke、Charging diode对PFN网络充电储能。DE’Q电路对充电过程进行控制,当PFN达到所需能量要求时,DE’Q Regulator触发可控硅CR1(Siemens图号:5747840)导通Choke次级对地低阻抗导通,充电过程停止。
放电过程:充电结束,机器触发信号给T4变压器,CR2可控硅导通,T2变压器产生+1kV高压给氢闸流管第3极 (Simens图号:5652268,氢闸流管为英国EEV公司产CX1159),氢闸流管导通,电流经脉冲变压器升压后加在磁控管的两极,使电子在电磁场中振荡产生微波为电子加速提供能量。
2 故障分析
故障一:DQ电路故障
故障现象:治疗模式仅5MeV电子线可以出速,但剂量率低,X线和高能电子线机器跳30#Modulator Incomplete,并且跳CB2电源开关。
检查及修复过程:用示波检查5MeV电子线的Pulse I、Charge I和RF-REF发现Pulse I值偏高,Charge I为全波充电,判定故障在调制器部分。并且可以初步判定DE’Q电路失控,即问题在DE’Q Regulator部分。本先易后难的原则,用万用表测量DQ电路±15V电源,无电压信号,更换此电源模块,用示波器测Pulse I、Charge I波形正常,机器X线、电子线各能量正常出速。
分析原因:由于DE’Q不工作,对充电网络失去控制,所以PFN放电电压为2E(E为MOD P.S.电压),在X线低能时状态时充电电压低,不会形成过流,但Pulse I过剂量饱和点,所以剂量率低。在电子线高能和X线状态,充电电压高,2E后形成过流,调制器CB2开关跳闸。
故障二:闸流管故障
故障现象:电子线、X线各能量均不出速,机器出剂量率联锁12#Dose rate1(SW)、13#Dose rate1(SW)、54#Dose rate1(HW)。
检查及修复过程:旁路所有硬件和软件联锁,选X线6MV能量编程,用示波器测量Inject I、RF和Pusle I信号。检测发现Inject I、RF波形正常,Pusle I无信号。可以判定故障在调制器部分。继续用示波器检测Charge I波形无信号。观察发现氢闸流管灯丝颜色偏红 (正常应为暗红),结合氢闸流管使用时间较长,可能是氢闸流管老化,不能导通。用万用表测量氢闸流管灯丝电压正常,栅极电压为29.9V(正常为15~28V),可以判定氢闸流管老化不能导通,更换氢闸流管,机器正常出束。
分析原因:氢闸流管由于老化未能导通,不能形成放电回路,从而导致Pusle I和Charge I信号的缺失。氢闸流采用氢气电离后离子作为通电载流子,而管子老化使得电离的离子不足,使得栅极和阴极间的电阻增加,从而使得栅极电压升高。
3 结语
机器不出速时,一定要用示波器首先确认机器出故障的部分。一般调制器出现故障时,Pusle I或Charge I波形异常,还常伴随PS O/C和CLIP O/L指示灯熄灭。另外直线加速器调制器部分结构效为复杂,工程技术人员在平时的工作中要认真研读厂家的技术资料,在检修时一定要用放电棒对高压部件作放电处理,确保人身安全。
[1]顾本广.医用加速器 [M].北京:科学出版社,2004.
[2]Siemens加速器维修资料
TH774
B
1002-2376(2011)08-0079-02
2011-05-25