SEDECAL移动式X射线摄影机的应用

孟 庆

SEDECAL移动式X射线摄影机的应用

孟 庆①

目的：对移动式X射线摄影机在临床应用中出现的高压回路特殊故障案例进行判断、分析，以提供切实可靠的维修依据。方法：依据故障代码初步判断故障部位，采用分步排除法对其进行分析、判断，并确定故障的原因所在。结果：通过案例分析对该型号移动DR的高压逆变元件、驱动电路、波形判断及输出高压放电等问题有了进一步了解，便于对设备故障进行排除。结论：对X射线摄影系统高压电路特殊故障案例的分析及排除，尤其是对逆变电路的分析，使X射线摄影机出现高压过载时可及时采取相应的维修方法。

IGBT模块；逆变器；高压发生器

[First-author’s address] Purchasing and Supply Division of The First People's Hospital of Jiashan County, Jiaxing 314100, China.

西班牙赛德科SM-50HF移动式DR X射线摄影机主要用于医疗单位放射科、病房和手术室，是一种非常便利的X射线摄影的设备，其特点为：①低能耗，佳能CXDI系列平板探测器提供更科学的160 μm像素和3.2 LP/mm的空间分辨率；②功率大，对电源的要求低，系统具有50 kW的高压发生器。可以输出10～500 mA、40-150 kV的X射线；③中文界面、简单易用，卓越的佳能操控软件和15英寸的触摸式显示屏，除可以处理、存储图像和浏览诊断外，还可通过有线或无线网络将图像传输到PACS系统中[1-3]。

1 移动式X射线摄影机IGBT模块

绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点[4-6]。GTR饱和压降低，载流密度大，驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。整流桥IGBT模块综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，适用于直流电压≥600 V的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路及牵引传动等领域(如图1所示)。

图1 整流桥IGBT模块结构

整流桥IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流使IGBT关闭切断(如图2所示)。

图2 DC Bus(直流母线逆变器的DC-BUS+和DC-BUS-)

2 IGBT模块故障案例

在X射线摄影机曝光过程中出现E09错误：即发生器过载错误[1-3]。由于产生电弧或者探测出高压电路(X射线管、高压变压器或高压电缆)运行故障IGBT模块故障(过热或IGBT错误)，曝光被中断。使用未进行预热的冷X射线管进行高功率或长时间曝光时将显示警示。

3 案例分析判断及检测

出现E09错误原因：①X线球管损坏；②高压变压器和高压电缆损坏；③IGBT模块损坏；④高压逆变模块信号控制板问题；⑤摄影或者透视中过负载。

(1)选择40 kVp、10 mA和80 ms的曝光条件(均为最小的工作条件)，按手闸曝光并且检查X射线管阳极旋转情况；如果阳极旋转不正常，检查阳极旋转启动、运转线圈及启动电容，保护、驱动电路附件。

(2)如果阳极旋转正常，做1次曝光。①若显示“09”或“Generator Overload”进行逆变模块测试；②若曝光正常，转至下一步骤。

(3)每次增加10 kV，用同样的mA和时间值再次曝光：①如果再次出现“E09”或“Generator Overload”，或者曝光在80 ms之间被切断，执行高压变压器测试中后续步骤。②如果无报错出现，持续以10 kVp/次增加kV值(60 kVp，70 kVp，80 kVp等)进行逐次曝光。如果未出现“E09”或“Generator Overload”或者曝光在80 ms之间被切断则执行高压变压器测试中的后续步骤。如果“E09”或“Generator Overload”在最高kVp档次均未出现且曝光未在80 ms之前切断则表明高压变压器和高压电缆良好，该情况是X光机在高mA值下曝光导致E09或“Generator Overload”错误。

3.1 逆变模块测试

(1)关闭发生器断开主电源，拆掉发生器电器的外罩等待逆变器DC Bus完全放电。当放电完全时充放电监视板上的Led将完全熄灭后在DC-BUS+和DC-BUS-之间做一根短接线。确认BUS之间的电压＜10 V。

(2)用万用表的Rxlk挡或二级管档测量每个IGBT的C2E1(正极)和E2或C1(负极)之间。用不同的极性重复测量C2E1(负极)和E2或C1(正极)之间。若所测值为3.5 kΩ左右，则所测管为含阻尼二极管的IGBT管，若所测值为50 kΩ左右，则所测IGBT管内不含阻尼二极管。通常对于数字万用表，IGBT管的C、E极间正向压降约为0.5 V[7-10]。

(3)测量后拆除短接在DC Bus上的短接线，否则发生器将遭到严重损坏。

(4)任何IGBT管短路，其整个开关模块均需更换。如果IGBT无问题，拆除两个IGBT连接到高压变压器上的屏蔽电缆P1，P2和P3。各自完全分离且不能接地短路，否则产生严重损害。

(5)将高压控制板上的拨码开关3000SW2-2拨在ON上，打开主电源和发生器后曝光：①如果出现“E09”或“Generator Overload”或者曝光在80 ms前被切断，应更换整个逆变器，如无法更换则需检查逆变器中电容C9和电感L1，更换所有的IGBT和IPM驱动板；②如未出现“E09”或“Generator Overload”且曝光在80 ms之前未被切断，需执行高压变压器测试中后续步骤。

(6)关闭发生器，断开主电源。设置高压控制板上的拨码开关3000SW2-2在OFF位置。并将逆变器与高压变压器之间的屏蔽线P1、P2和P3连接好。

3.2 高压变压器测试

(1)用示波器测波形：①探头1连接高压控制板的+mA(TP14)；②探头2连接高压控制板的-mA(TP13)；③基准时间为10 ms/格，电压为1 V/格。

(2)打开主电源和发生器，将高压控制板上的拨码开关3000SW2-4调至ON上，选择50 kVp、25 mA和50 ms。

(3)曝光1次检查其两波形是否对称。如果不正常检查：①高压变压器上的mA测试点是否正确的连接并且被良好的保护；②高压变压器上的插头J1被正确的连接并且被良好的保护；③J1-D与P4-7，J1-E与P4-6，J1-B与P4-2，J1-C与P4-1之间的连通情况。检查是否正确的连接好并且被良好的保护；④如果此时检查后波形依然不正常，更换高压变压器。

(4)如果波形正常，关闭发生器断开主电源。

(5)从高压变压器上拆掉高压电缆，然后注满油。

(6)在高压控制板上、FIL(TP8)与+5V(TP2)之间作一根短接线。

(7)打开主电源和发生器，选择50 kVp、50 mA和50 ms。

(8)示波器测波形：①探头1接高压控制板上+kV(TP11)；②探头2接高压控制板上-kV(TP12)；③基准时间10 ms/格，2 V/格；④曝光1次，检查两波形应是对称的。

(9)从50～110 kV用同样时间曝光，检查波形对称性及电压相近程度。

(10)选择设备允许的最高kV和最高曝光时间。但是不可超过110～130 kVp限制，曝光数次后检查波形是否正确。如果在任何档上波形对称性不在±10%以内，则需更换高压变压器[11-13]。

(11)若有备用球管则在备用球管重复上述过程。

(12)若一切正常则高压变压器良好，机器故障可能出现在球管或高压电缆上。为确定球管何时放电，需进行球管测试，无论如何其球管必须更换。

(13)将高压控制板上的拨码开关3000SW2-4调至OFF位置上，并且拆除FIL(TP8)与+5V(TP2)之间的短接线。

3.3 X线球管测试

(1)为确定球管放电的情况，必须尽快更换球管以避免对高压发生器的潜在危险。选择40 kVp、10 mA和100 ms条件曝光1次，然后每次增加10 kV曝光。如果出现“E09”或者“Generator Overload”转到高压变压测试。如果不出现，继续以每档10 kVp增加，在每个kV档曝光。如果在任何一档kVp出现“E09”或“Generator Overload”则说明球管在所选择的当前kV上出现绝缘问题。如直到最高kVp仍不出现“E09”或“Generator Overload”则说明放电可能是由于mA或kw导致的。

(2)选择最小kVp，mA和100 ms曝光，然后增加mA直到出现错误，可知球管不放电工作的最大允许mA。如果不出现“E09”或“Generator Overload”转到下一步。

(3)如果球管一直不放电，则问题涉及kw=kV× mA，在控制台上选择100 ms增加kV和mA。到达出现“E09”或“Generator Overload”的点。这表明球管能够承受的kV和mA的近似值，同样这一值可能在球管温度升高以后改变。

3.4 随机性报“E09”或“GENERATOR OVERLOAD”错误

如果机器一切正常，但随机出现“E09”或“Generator Overload”时检查：①高压控制板P5-3的IGBT FAULT(IGBT故障)信号是否为低电平(逻辑0)，如果有噪声，检查高压控制板的P5-3和两个IMP驱动板的J2-4针之间松散连接；②如果曝光时IGBT FAULT信号有效，试着隔离信号，这可能是由于其他外部设备噪声所致，也可能在选择高功率曝光或主电源电压下降超过10%时出现[14-15]。

4 结语

维修X射线摄影机故障时首先要参阅相关资料，熟悉掌握整机原理。对出现的故障现象进行认真分析，判断其故障大概范围及原因。通过测量电压、波形、元器件等锁定故障部位。切不可盲目动手拆机，以防故障扩大。平时应仔细观察正常工作状态，熟知设备的工作步骤、流程，出现故障时则容易对比判断，并起到事半功倍的作用。日常应加强维护保养，除灰紧固松脱部位，将故障消灭在萌芽状态。

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Applications of SEDECAL mobile X-ray radiographic units

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MENG Qing// China Medical Equipment,2014,11(2):58-60.

Objective: Mobile X-ray radiographic Units to appear in the clinical application of high voltage circuit judge special case of failure, the analysis in order to provide effective and reliable service basis. Methods: Preliminary judgment based fault location fault code, using stepwise exclusion analyze, judge, and determine the cause of the failure lies. Results: The high-voltage inverter element models of mobile DR, the driver circuit, the output voltage discharge waveform judgment and other issues have a better understanding, to facilitate the exclusion of equipment failure. Conclusion: Special case of X-ray radiographic Units failure high voltage circuit analysis and troubleshooting, especially for the inverter circuit analysis, X-ray radiographic appear to take timely and appropriate repair method when high pressure overload.

IGBT module; Inverter Generator; High voltage generator

1672-8270(2014)02-0058-03

R812

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.02.021

2013-10-27

①嘉兴市嘉善县第一人民医院采购供应科 浙江 嘉兴 314100

孟庆,男,(1973- ),本科学历，工程师。嘉兴市嘉善县第一人民医院采购供应科，从事设备科日常行政管理、实习生带教工作及主管全院医疗器械维修工作。