医科达医用直线加速器主联锁链故障维修

张金友

江苏省南通市第三人民医院设备科 （江苏南通 226000）

医科达医用直线加速器是目前常用的放射治疗设备,其原理是利用微波电场,沿直线加速电子得到较高的能量后照射人体病变组织,以达到治疗肿瘤患者的目的[1]。医用直线加速器具有复杂性,要求维修人员熟练掌握其结构和原理,及时排除常见故障,使放疗工作正常进行的同时,在一定程度上保障患者的治疗效果。本文主要描述医科达医用直线加速器的主联锁链，介绍涉及主联锁链的软件控制项目、电路板和相关电路。

1 基本原理

医科达直线加速器主要有7种状态，即未初始化、初始化、系统上电、闭合、准备、准备出束、出束。不同的状态通过不同的交流接触器得电，从而使不同的部件上电。交流接触器是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场,使触点闭合,以达到控制负载的电器,可快速切断交流主回路[2]。在各个状态变换过程中，牵涉到4个联锁链，即主联锁链、低压联锁链、运动联锁链、高压联锁链。主联锁链，当加速器状态从初始化升至系统上电时，主交流接触器A 得电，加速器水冷系统上电；低压联锁链，当加速器状态从系统上电升至闭合时，低压交流接触器 F 和H 得电，加速器低压电源上电；运动联锁链，当加速器状态从闭合升至准备时，运动交流接触器B 和C 得电，加速器运动部件上电；高压联锁链，当按下加速器的出束按键时，加速器状态升至准备出束，此时高压交流接触器J、K 和D 得电，加速器高压变压器上电。

2 主联锁链

主联锁链控制给主交流接触器 A 供电的24 V 交流电。主交流接触器 A 开关作用于高压电源、低压电源、用于运动系统的电机驱动电源、水冷系统电路（通过电流断路器11作用）这4个电源电路的三相电。主联锁链控制主交流接触器A 必须首先上电，然后加速器的其他硬件联锁和交流接触器才能正常工作。主联锁链的工作条件见表1。

表1 主联锁链的工作条件

只有当主联锁链的工作条件各项内容及所涉及的各项软件项目均满足时，主联锁链才能正常工作。

医科达加速器的控制软件包含了700余个Item，用于实时监测和控制各子系统的运行参数和状态。当机器出现故障时，控制软件会根据实时监测的信息自动诊断故障，并在显示器上显示错误代码和故障信息[3]。

2.1 主交流接触器A

当主电流断路器8吸合，单相24 V 电压从源头70区的变压器T2输出，经过73区的保险丝FS73B，随后送至主交流接触器A 的线包,如图1。

当所有主联锁链的工作条件均满足时，主交流接触器A 由24 V 电压上电，触点吸合，三相电通过主交流接触器A，作用于后面的电路。如果有一个不安全的联锁被触发，则24 V 电压链断开，主交流接触器A 失电，触点打开，三相电无法送至后面的电路。

主交流接触器A 的状态由项目i77监测（表2），并汇报给加速器主机柜。

表2 影响主联锁链的软件项

i77项目监测的是CON A 上的辅助触点，从而侦测三相电是否通过CON A 作用于加速器的其他系统。CON A 的辅助触点的一端连接于通过继电器联锁板-74区A侧（IRC-74A 板）送来的公共地信号CGPA，此CGPA 信号随后通过CON A 的辅助触点，送至数字输入编码板-接口控制区A侧板子（DIE-ICA 板），然后DIE-ICA 板将此CGPA 信号处理后作为输出信号成为项目i77，并送至加速器主机柜。当CON A 吸合，辅助触点闭合，此时DIE-ICA 板的输入被拉低（逻辑0信号），DIE-ICA 板将i77设置为逻辑1，代表CON A 吸合。

2.2 主联锁链的工作条件

2.2.1 客户处联锁

加速器治疗室和控制室内必须安装急停开关，急停开关采用自锁手动恢复类型，串联后总电阻＜2 Ω[4]。客户接口板监测急停开关的状态，如果所有急停开关未被激活，则代表安全，24 V 电压供电线路能通过客户联锁线路；如果任何一个联锁开关被激活，则客户联锁线路断开，CON A失电。

2.2.2 冷却水温度

医科达加速器的循环冷却水系统是保证加速器谐振频率和加速电子运动轨迹稳定工作的重要条件,采用水冷系统来保持温度的相对恒定[5]。温度检测开关安装于冷却水系统中，用于提供过温保护，水温开关并行连接于电流断路器CB11的第21和第22触点间。当水温检测开关检测到水温超过42 ℃时，开关即断开，从而断开24 V 电压供电线路，CON A 线包失电；当水温开关检测到水温恢复至42 ℃以下时，24 V 电压供电线路可正常通过水温开关。

2.2.3 软件使能

当所有的软件联锁条件满足，主机柜中的软件项目i400使能主联锁链（表2）。i400应用的顺序如下：i400用于接口控制区域A侧的DIE-ICA板，当i400被设置为1（开），DIE-ICA将电平信号输出给继电器输出板-接口控制区A侧（ROC-ICA板）的继电器RLA3的线圈上；当ROC-ICA板的继电器RLA3的线包得电，并且触点吸合，则22 V电压可通过RLA3的触点送至IRC-74A板子上的继电器RL8的线圈；IRC-74A板子上的继电器RL8得电，并且触点吸合，则24 V电压线路可通至CON A交流接触器。

2.2.4 冷却水水压

冷却水的压力由内循环水冷系统中的一个低压监测开关监测，这个压力开关并行连接于电流断路器CB11的第21和第22触点间，如果冷却水的压力降至0.2 Pa 以下，则压力开关的触点断开，送至CON A 的24 V 电压线路断开。

2.2.5 冷却水水泵温度

水泵的温度是由安装在水泵上的一个温度二极管开关监测的，这个开关并行连接于电流断路器CB11的第21和第22触点间，如果水泵的温度超过90 ℃，则开关的触点断开，送至CON A 的24 V 电压线路断开。

3 维修案例

3.1 案例一

3.1.1 故障描述

加速器治疗过程中突然断电，只有主机柜工作，查看报错信息为“i77 CON A”，表明CON A未吸合。

3.1.2 故障分析及处理

由于CON A 不吸合，所以应测量急停开关，用万用表测量客户接口板上的急停开关的进出端子，发现有24 V 电压输出，但经过6个急停开关后没有24 V 电压返回，表明急停线路断开，逐一拆开6个急停开关检查，发现其中一个急停开关触点本应连通，但电阻很大，表明这一急停开关出现问题，更换新的急停开关后恢复。

3.2 案例二

3.2.1 故障描述

加速器开机，主机柜启动后加速器无法正常上电，查看报错信息为“i77 CON A”，表明CON A 未吸合。

3.2.2 故障分析及处理检查客户接口板上的关于急停的输入和输出端子，发现均没有24 V 电压，表明故障还在电路的前端，查看图纸，24 V 电压的源头为T2变压器，测量T2变压器的输出，发现有24 V 电压，再次查看图纸，发现在T2变压器输出端和急停输入端之间，有一保险丝FS73B，怀疑保险丝熔断导致24 V 电压无法正常送至急停处，拆下保险丝，发现保险丝已经熔断，更换新的保险丝后故障排除。