PLUS移动X光机的工作原理及故障检修2例

济南市第三人民医院 器械科，山东 济南 250101

引言

POLYMOBIL系列产品是西门子公司中高档移动X线机[1]，其控制电路是以CPU为核心，采用软件程序控制和先进的逆变充电电路，市电整流后经电容滤波、蓄能，再经IGBT逆变成频率为中频电流，然后经中频变压器升压后，供X线球管使用[2]。逆变器前级采用电容充电式供电，球管采用组合式，高压只在组合式球管内产生，更加安全[3-4]。现将其工作框图及日常维修介绍如下。

1 POLYMOBIL PLUS工作原理简述

该机主要由CPU板D916、电源板D927、充电电路D952、充电电容组D971、逆变D961、组合球管H1、KV/mA测量电路D900组成。

1.1 电源板D927工作原理简述

该板主要为其他各板提供供电。市电220 V输入，经隔离电源Z1稳压，U2变压整流输出直流24 V为D927提供工作电压，开机继电器K22吸合后，一路经U1输出直流5 V、15 V为CPU板D916提供工作电压，另一路直接输入充电电路D952。由D952输出直流440 V，再次回到D927板，分别完成灯丝加热、旋转阳极电路的变频逆变输出以及准直器的输出[5-6]。

1.2 充电回路工作原理简述

由充电电路D952，充电电容组D971组成。220V市电输入后，整流升压，在B+，B-两端加载440V直流电输出至充电电容组D971。其中充电回路为脉冲控制，由D916板上CPU发出控制信号，送到充电控制板D952产生一组给电容器堆充电的逆变控制脉冲，充电的高低由脉宽调制来控制，充电的速率控制在＞1.4 V/s和<2.8 V/s之间[7-9]。

1.3 球管组合H1与测量电路D900工作原理简述

由D927逆变后输出的灯丝初级和高压初级，经变压器输出次级至球管的阳极与阴极。D900为KV/mA测量电路，信号反馈给D916，作为PWM控制信号。

1.4 机器维修模式简述

该款机器可进入维修程序，查看机器的运行状态及参数设定。断电，打开机器前面板，找到CPU板D916上的开关SW2B，将其拨至“2”，重新开机，在显示面板上出现“PR 1”的提示。按mA+/mA- ，可选择不同的维修程序或参数，按下面板上的“Light”键，就可以开始单项程序。此维修程序，不会有X线的发生。在整修维修程序完成后，记得将开关拨回位再重新开机。程序共有16项，分别完成充电电容组能量检测，曝光次数、记录查看，KV、mAS值设定，灯丝加热电流，KVC方波查看等功能。具体内容可查看维修手册，获取相关信息。

2 POLYMOBIL PLUS故障检修二例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

开机后机器报警声提示，面板有E6报错闪烁，几秒钟后又有E13出现，与E6交替报错。

2.1.2 故障分析

根据手册可知，E6为IH Heating measured

2.1.3 故障检修过程

打开主机上面板，找到D916板，带电测Vc点为0（应为4.4 V），IH点为0，IHS点为2 V左右。继续拆前盖板，找到D952板，观察在开机后，D952板上有指示灯Vin未亮，正常时应该常亮，此灯不亮，则表明D952输入端无220 V或板上电路有元件损坏。220V输入端来自于D927的X3的3、9脚，至D952的X3的7、9脚。此时检查机器的供电输入正常，经Z1、D927的X3输出亦正常。继续查找后级电路，发现串接在D952输入端220 V后的两个标号为NTC 1.0 1413的热敏电阻NTC，其中有一个已经从电路板上断掉，脱落在电路板上。通常为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流，在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻，能有效抑制开机时的浪涌电流[10-11]。而如果此元件断开，则整个电路不通。测量此电阻，并未损坏，仔细检查发现元件焊接处的断茬非常齐整。似乎是当时焊接时不牢固，由于机器经常在路上移动，使其受震动影响从而虚接脱落。为安全起见，重新购买同型号的电阻更换上。重新开机，机器不再报错，面板显示初始的KV和mA值，D952上Vin灯亮，D952上的CBE、CBD充电指示灯有规律的闪烁，测量B+、B-两端有440 V，测量D916板上的IH与IHS点电压相同，vc测试点电压为4 V左右，同时测量灯丝加热电路初级11、12端电压为8 V，正常。进入维修模式，运行程序1及程序9测试，无异常。曝光试机，工作正常。将机器充电待机一天，期间曝光多次，无报错信息后交付临床科室使用。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

机器刚开机，自检正常，超过几分钟后，或者曝光结束后有故障代码ER11、ER37出现。

2.2.2 故障分析

ER11提示机器充电回路电容组负载电压过高，或D952板输出电压B+、B-两端异常，D952板故障。ER37则表示在高压出线时KV数值与设定值不一致，D916故障。在开机状态下，市电220 V经保险F1后整流，升压至直流440 V。测量点两个热敏电阻（NTC 1.0 1413）间电压为AC220 V，放电电阻R3-R5间为DC440 V。同时可在D916板上的TP VC点对地电压为4.4 V（是440 V的1%），也可直接测量D927板F5保险的任一端对地电压。在断电的情况下，D952上的Vin与电容组上的10个指示灯会亮，电容组D971上的电压会通过放电回路R3-R5释放掉。如果此电压不正确，数值偏高，则说明电容组上的电压高于440 V，出现故障ER11。无论出现ER11还是ER37均与D952、D916电路板有关，主要是电源问题，因此首先测量440 V电压是否正常，再判断是D952还是D916板故障。

2.2.3 故障检修过程

将电源接通，开机测量NTC输入电压220 V正常，但B+、B-两端电压已超过440 V，接近500 V，

因此怀疑D952板异常。断电，拔下电源插头，正常情况下，断电10 min后，电压逐渐降低，指示灯慢慢变暗并熄灭。而在此次故障时，断电10 min后，以上指示灯仍然常亮，同时测量R3与R5端电压（即B+、B-端电压）竟然有200 V左右，下降很慢，因此怀疑放电回路异常。再继续测量R3、R4、R5三个放电电阻，R4与R5阻值为5K，R3阻值无穷大，已烧毁，造成放电回路异常，电容组端一直带有高压电，一旦接通电源，D952板直接在电容组上加440 V电压，造成电容组电压叠加过高，从而报ER11错误，曝光时，也会报ER37错误（KV值异常）。首先将放电电阻两端的电压快速放电，使压降为零，然后更换一个同值的电阻，重新开机，测量DC440 V正常，曝光测试不再有故障代码产生。关机，同时观察到电阻R3-R5间的电压在10 min内逐渐降低，最后降为零，说明放电回路恢复正常。机器重新开机，曝光试验多次，不再有故障发生。交付临床使用。造成放电回路电阻烧毁的原因有很多，主要与电容组D971中的10个电容有损坏或漏液的情况有关[12]。

3 总结与讨论

由于我院临床科室比较分散，此机器主要在病区之间移动，路况不好的时候，机器来回颠簸，极易造成机器在电源、组合球管、机械装置上的故障，特别是D952、D927、D961。通过以上两例故障分析与检修可知，第一例在D952充电回路部分，为保障电源输出的稳定性，电路设计时增加了多级保护，此例故障就是因为保护电路接触不良引起，前级电路出现故障，自动切除后级的输出，避免了更大的损失。第二例故障出现在放电回路，X线设备为高压高能设备，直流充电多在400V以上，后级的电压放电回路的安全设计尤为重要，第二例故障就是因放电电阻烧毁造成机器放电失败[13]。床边机作为小型X光机，在电路设计上比较简单，元件少，出现故障后，相比起复杂的机器，比较容易上手，加上维修手册的帮助，修复成功率较高[14]。遇到故障发生，查明故障提示，分析故障原因，判断故障点，利用万用表、示波器等工具，采用断开负载、接上假负载、直观法、隔离法、替代法等方式，多能解决问题[15-16]。

X线设备的故障产生原因很多，可分为正常性损耗，使用不当，保养和维修不及时，性能调整不当，质量不佳，外电源影响等。其中使用不当和保养维修不及时是重要原因。以上两例故障都能说明在日常工作中正确操作和保养的重要性。自机器出现这两例故障后，器械科对科室使用人员进行了再培训，要求科室人员在使用时应注意谨慎操作，防止震动，特别是球管头和电源部分。机器操作人员应在每天进行机器开机前检查，查看机器外观，电源供电是否正常；开机自检通过方能进行下一步的操作。器械科根据机器的使用情况，每季度开展定期保养：打开机器内部，检查电容组及充放电回路，检查电容是否有漏液情况，逆变电路及电源板上各元件有无发黑、短路或断路情况；检查机器接地良好，组合球管与控制电路联接正常。同时每年定期进行计量校验，保证图像质量。通过以上的措施，加强各项管理，在以后的工作中，该设备的同类故障未再发生，证明了定期进行保养维护的重要性。