査玉華 李 巍 陳文霞

瓦里安加速器“K FIL”聯(lián)鎖電路原理及其故障分析

査玉華①李 巍①陳文霞①

査玉華,男,(1965- ),本科學(xué)歷，高級(jí)工程師。解放軍第307醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科，從事醫(yī)用加速器等醫(yī)療設(shè)備的管理和維修工作。

速調(diào)管是利用電子渡越時(shí)間效應(yīng)，對(duì)電子注進(jìn)行速度調(diào)制，進(jìn)而獲得密度調(diào)制的一種微波功率放大管，將電子注直流能量轉(zhuǎn)換為微波能量[1]。醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器多采用速調(diào)管作為微波功率(放大)源，其價(jià)格昂貴，是加速器的核心部件之一。瓦里安公司生產(chǎn)的高能醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器設(shè)置了“VAC2”(速調(diào)管真空狀態(tài))、“K FIL”(速調(diào)管燈絲)等聯(lián)鎖電路作為監(jiān)測(cè)手段對(duì)速調(diào)管的工作狀態(tài)和工作條件進(jìn)行測(cè)試和監(jiān)控，以保障速調(diào)管以正常工作狀態(tài)運(yùn)行[2]。其中“K FIL”是加速器的主聯(lián)鎖之一，瓦里安醫(yī)用加速器以該聯(lián)鎖指示燈作為操作界面上開(kāi)機(jī)狀態(tài)的指示(預(yù)備狀態(tài)時(shí)點(diǎn)亮、開(kāi)機(jī)時(shí)燈滅)[3-4]。

瓦里安加速器對(duì)“K FIL”聯(lián)鎖的描述是：速調(diào)管燈絲電流等于或低于標(biāo)稱(chēng)值的一半，開(kāi)機(jī)后5 s速調(diào)管燈絲被禁止使用。日常工作中可能引起“K FIL”聯(lián)鎖的主要原因有：速調(diào)管故障(燈絲開(kāi)路)、速調(diào)管燈絲變壓器故障及燈絲電流太低[5]。

1 “KFIL”聯(lián)鎖電路工作原理

1.1 速調(diào)管燈絲供電電路

在加速器調(diào)制柜的主電源分配電路中取A、C兩相電(均為208 Vac)供給輔助電源分配電路，通過(guò)T3變壓器后輸出236 Vac到由T6、T7等組成的速調(diào)管燈絲升壓穩(wěn)壓電路，在電路輸出端串聯(lián)連接一功率電阻(7.5 Ω、25 W)，電阻兩端再并聯(lián)連接一繼電器K13(額定工作電壓6 Vac)，此電路(電纜標(biāo)號(hào)W18)經(jīng)機(jī)座母版連接到脈沖變壓器油箱上，經(jīng)防爆接頭連接至油箱內(nèi)的速調(diào)管燈絲變壓器的初級(jí)，再通過(guò)燈絲變壓器次級(jí)給速調(diào)管燈絲提供7.5 Vac的電壓[6-7]。

1.2 速調(diào)管燈絲監(jiān)測(cè)電路工作原理

加速器通電后，由“STANDBY”(預(yù)備)至“ON”(開(kāi)機(jī))狀態(tài)時(shí)，如果速調(diào)管燈絲狀態(tài)正常(沒(méi)有開(kāi)路)，則功率電阻通電并在其兩端產(chǎn)生大約6 Vac的電壓差，使繼電器K13通電觸發(fā)，其觸點(diǎn)3和5閉合將故障聯(lián)鎖電路與-12 Vdc導(dǎo)通，“K FIL”聯(lián)鎖電路失能從而無(wú)“K FIL”聯(lián)鎖故障，使得加速器在無(wú)其他聯(lián)鎖的情況下能夠正常工作[8]。反之，當(dāng)燈絲開(kāi)路時(shí)，燈絲變壓器次級(jí)負(fù)載阻抗無(wú)窮大，則初級(jí)電流減小，繼電器K13線(xiàn)包上的電壓下降，不能正常觸發(fā)，則會(huì)引發(fā)聯(lián)鎖電路工作，同時(shí)點(diǎn)亮“K FIL”聯(lián)鎖信號(hào)以報(bào)警[9-10]。

1.3 速調(diào)管燈絲變壓器監(jiān)測(cè)電路工作原理

速調(diào)管燈絲的供電電路在速調(diào)管燈絲變壓器正常時(shí)，從脈沖變壓器油箱接頭端子處可測(cè)量到大約236 Vac、1.1 A的電壓、電流，這就提供了繼電器K13的正常觸發(fā)條件，使得“K FIL”聯(lián)鎖不會(huì)出現(xiàn)，加速器得以正常工作。如果供電電路或速調(diào)管燈絲變壓器異常(如阻抗變大、短路或局部短路等)，使得電路上的電壓電流改變，也會(huì)導(dǎo)致繼電器不能正常觸發(fā)，從而引起“K FIL”聯(lián)鎖并報(bào)警[11]。

2 “K FIL”聯(lián)鎖報(bào)警故障實(shí)例

2.1 速調(diào)管燈絲開(kāi)路

機(jī)型：瓦里安CL1800醫(yī)用加速器，使用10年。

(1)故障現(xiàn)象。加速器通電后，將鑰匙開(kāi)關(guān)由“STANDBY”位置轉(zhuǎn)到“ON”位置，“K FIL”聯(lián)鎖燈滅，同時(shí)開(kāi)機(jī)預(yù)熱10 min計(jì)時(shí)開(kāi)始，數(shù)秒鐘后“K FIL”聯(lián)鎖燈再次出現(xiàn)，加速器回到“STANDBY”狀態(tài)。

(2)故障維修。測(cè)量速調(diào)管燈絲變壓器初級(jí)電壓為240 Vac，但電流幾乎為0，判斷變壓器次級(jí)或燈絲開(kāi)路。排掉油箱內(nèi)的絕緣油，測(cè)量到燈絲開(kāi)路，更換速調(diào)管后調(diào)試相關(guān)參數(shù)，設(shè)備恢復(fù)正常。

2.2 聯(lián)鎖電路上繼電器損壞

機(jī)型：瓦里安CL23EX醫(yī)用加速器，使用4年。

(1)故障現(xiàn)象。一段時(shí)間多次出現(xiàn)“K FIL”聯(lián)鎖，有時(shí)是在剛開(kāi)機(jī)預(yù)熱計(jì)時(shí)期間(0～12 min內(nèi)任意時(shí)間)，有時(shí)是在正常工作出束狀態(tài)，出現(xiàn)聯(lián)鎖時(shí)，一般將鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)回預(yù)備狀態(tài)并再次開(kāi)機(jī)即可清除聯(lián)鎖。

(2)故障維修。檢查速調(diào)管燈絲變壓器初級(jí)電壓、電流均正常，在開(kāi)機(jī)時(shí)測(cè)量K13繼電器線(xiàn)包電壓為8.2 Vac，取下該繼電器檢查發(fā)現(xiàn)其線(xiàn)包外的絕緣紙發(fā)黃，分析認(rèn)為與繼電器線(xiàn)包并聯(lián)的功率電阻壓降過(guò)大，繼電器線(xiàn)包長(zhǎng)期超額度電壓工作，使得其觸發(fā)動(dòng)作有時(shí)失靈。通過(guò)計(jì)算認(rèn)為功率電阻阻值過(guò)大，將功率電阻更換為6 Ω(25 W)，再測(cè)量其壓降為6.5 Vac，更換新的K13繼電器后開(kāi)機(jī)正常[12-13]。

3 小結(jié)

速調(diào)管燈絲供電及其聯(lián)鎖報(bào)警電路原理清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，監(jiān)測(cè)報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)作用靈敏可靠，只要掌握其工作原理，就能很快對(duì)電路產(chǎn)生的故障進(jìn)行檢查判斷并加以解決，提高工作效率。

[1]顧本廣.醫(yī)用加速器[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

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[7]清華大學(xué)電子教研組編，楊素行主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程[M].2版.北京：高等教育出版社，1998.

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1672-8270(2014)09-0120-02

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10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.09.043

2014-04-20

①解放軍第307醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科 北京 100071