医用直线加速器故障维修

  仪器网 ·  2012-07-15 08:58  ·  53044 次点击
医用直线加速器高压部分产生速调管用的高压,它由高压变压器,脉冲变压器,高压二极管,氢闸流管CX1159,充电电感,四极管Y475和辅助电路等构成,有4×104V的直流高压。本文介绍在高压部分产生的2个较典型的故障,其解决方法供同行参考。
故障现象1
出现连锁DOSERATE(SW),正常X线出束被中断。
检修过程进行所有硬件旁路,出束,用双踪数字示波器在BNCBOX上检测相关波形,如PULSE-I(释放给速调管的RF脉冲电流),INJ-I(反映电子枪发射电子的数量),RF-REFL(微波反射功率波),BEAM-I(由靶检测到的束流)。观测后得不到PULSEI图像。
据维修经验,总结产生此故障的原因可能有(1)闸流管老化;(2)四极管灯丝电压异常;(3)高压变压器电压不正常。
关机进入速调柜机房,机房内有焦糊味。重新开机,发现K4F1(8A)保险丝指示灯发亮,熔断的现象。
第一步检查闸流管CX1159:可以肉眼先判断闸流管启辉光的颜色是否为蓝色。(TP7接地)。(1)灯丝电压,TP2与TP3为6.55V;(2)TP4=+18.11V,TP6=+235V,TP5=–156V,TP1=–156V。从以上数据可以看出闸流管工作正常。
第二步检查四极管Y475:6脚接地。(1)TB2上,5-6(ScreenGrid)=+0V,7-6(ControlGrid)=–0V,4~1(Filaments)=8.4VacTP1(LightTubeBiasOff)=–440V;(2)拆下光电管的一端,用微弱手电光快速照射光纤(手电光不能持续照射1s以上,否则会损坏四极管)的同时,测TP1的动态电压,为+10Vdc(BiasedOn);(3)测四极管内部各电阻、电容、二极管,结果都为正常,观察到内腔有焦碳迹象,用无水酒精擦洗后安装回基座。所测数据显示四极管工作异常。
第三步从图纸5655683(SCHEM,MODULATORHVREG—K4)分析,TP7和TP5的电压都为零,引起K4击穿的电路须从K4T2查起。K4T2相关的电路(见图1)。
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换上新的保险丝K4F1,断开四极管的所有接线桩。用万用表测量K4T2的初级电压,为110Vac(标称值为120Vac,属正常),次级电压端,TB1S22-1为1KV,S34-5为465V,S1为8.4V。关掉整机电源(注意:断电后在测量速调柜中各元器件前,必须用放电棒对高压部分充分放电。),用万用表测量各元件,充电电感L1正常,碳质电阻R29(33Ω,1/2W)击穿。经过测试整流桥堆CR8和CR16~23中有四个二极管击穿。
故障小结由于没现成的备件,单纯从厂家购置桥堆需要一定的时间而且价格不菲,自己就从市场上购买参数相近的二极管自制桥堆。更换以上几个配件,重新连接好四极管,开机,K4F1不出现再次击穿现象。预热后出束,脉冲电流PULSEI幅值和宽度均恢复正常。优化波形后投入治疗。在检查过程中同时发现,与K4T2次级线圈连接的电线因为大电流的经过,持续发热后塑料壳破损,产生打火现象,机房内焦糊味的原因由此可以解释。
故障现象2
出束前出现27#(HIGHVOLTAGEOVERCURRNT)。
检修过程从连锁提示可以判定故障出现在速调柜那里。(1)首先用示波器测量PULSEI的幅度是否大于11A或110V,以排除速调管问题;(2)对闸流管各测试点的电压进行测量,结果正常;(3)对四极管各测试点的电压进行测量。TB2上:5-6(ScreenGrid)=+650V(+800~+850V)7-6(ControlGrid)=–440V(–600~–650V)4~1(Filaments)=7.4V(8~9V);TP1(LightTubeBiasOff)=200V以上测试结果显示所有的电压都比标称值小。断开四极管的每个接线桩,使四极管悬空,测量TB2上的5~6(3脚接地)=+812V,7~6=-640V,恢复正常,此现象表明四极管的负载太重,可能有接地现象产生。这须检查四极管及其底座相关的电路,四极管及其底座的电路(见图2)。拆下四极管的底座,用万用表测量各个元件,电阻阻值、电容正反阻值和三极管都正常,进一步检测各元件的外壳与基座有无短路的情况,结果测到C8(10μF,450V)的外壳直接连接在四极管底座上,亦即直接接地,导致四极管负载太重。拆之,发现C8底座上的云母垫片已经变脆粉碎,由于当时无现成的云母绝缘片,想办法用自制的垫片替代。方法是:用没经过曝光的胶片,反复用洗胶片的液
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体进行一系列冲洗,直至洗去表面的离子为止,最后用无水酒精擦洗干净,装回机器中,开机,测得所有的电压恢复正常。
故障分析机器运行使用时间较长,会导致元器件老化损坏。云母片的变脆粉碎,就是由于二极管C8老化后在工作过程中过度发热所致。考虑到C8的热稳定性和功能已不够稳定,自制胶片垫的热稳定性不好,最后向西门子订购了四极管的基座以彻底解决此故障隐患。
来源:《现代仪器》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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