朱明明，秦志強(qiáng)，趙先東，宋豐言

西寧聯(lián)勤保障中心藥品儀器監(jiān)督檢驗(yàn)站 放射室，四川 成都 610017

引言

HM-200型移動(dòng)式高頻X線機(jī)由移動(dòng)式車架（含控制臺）、X射線管組件和限束器組成[1]。它的高壓電路采用逆變技術(shù)，逆變器前級采用電容充電式供電，高壓只在球管內(nèi)產(chǎn)生，增加了設(shè)備的安全性[2]，由于采用了高頻逆變電源，微機(jī)控制，可適應(yīng)內(nèi)阻較高的電源，利用一般病房所用的市電插座（AC220 V）。同時(shí)本機(jī)采用高能量組合式管頭及移動(dòng)式車架，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，安全可靠，整機(jī)移動(dòng)輕巧，擺放方便，廣泛應(yīng)用于部隊(duì)二級醫(yī)院、野外醫(yī)院、傷病員轉(zhuǎn)送站等醫(yī)療單位的X射線攝影診斷工作[3-4]。高頻X線機(jī)具有成像質(zhì)量高、整體體積小、射線劑量小等優(yōu)點(diǎn)[5]，較傳統(tǒng)X線機(jī)應(yīng)用了更多先進(jìn)技術(shù)，也給維修帶來難度，主電路的許多故障很難定位，甚至做出錯(cuò)誤判斷，擴(kuò)大故障造成更大的經(jīng)濟(jì)損失[6]?，F(xiàn)以維修工作中遇到的一例HM-200型X線機(jī)無法正常曝光的故障為例，總結(jié)維修經(jīng)驗(yàn)，分析維修方法，以供參考。

1 故障現(xiàn)象

X線機(jī)自檢通過，能正常開機(jī)。在任何條件下曝光時(shí)，X線機(jī)停止曝光并報(bào)錯(cuò)E33；故障代碼E33：攝影ADMA小于設(shè)定值。

2 燈絲回路工作原理

此X線機(jī)mA采用逆變技術(shù)，微機(jī)設(shè)定的mA值（mA-SET）和管電流采樣信號（mA-SAMP）經(jīng)脈沖寬度調(diào)制器形成脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）的控制信號，然后形成燈絲電路的驅(qū)動(dòng)信號[7]。燈絲逆變器件采用MOS管，經(jīng)燈絲變壓器初級形成完整回路；管電流采樣為雙邊采樣[8]。燈絲電路原理，見圖1。

3 故障分析與處理

檢查各電路板保險(xiǎn)是否損壞；各接線頭是否松動(dòng)。經(jīng)檢測一切正常，繼續(xù)排查。由于在正常攝影過程時(shí)按下曝光手閘一檔，旋轉(zhuǎn)陽極啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，再結(jié)合故障代碼進(jìn)行分析，高壓部分應(yīng)該正常，首先分析故障概率更大的燈絲回路[9-10]。

3.1 檢查燈絲板

燈絲板的主要功能是根據(jù)微機(jī)板脈沖寬度調(diào)制器D16給出的燈絲逆變觸發(fā)信號（即mA設(shè)定值與采樣值控制的脈沖寬度信號），經(jīng)光耦傳輸、場效應(yīng)管放大驅(qū)動(dòng)，變壓器輸出兩路脈沖寬度相等但相位相差180°的觸發(fā)信號，此信號將觸發(fā)主逆變的IPM模塊控制燈絲電流為燈絲增溫[11-12]。燈絲板的接線端口示意圖，見圖2。

圖1 HM-200型移動(dòng)式高頻X線機(jī)燈絲回路原理圖

圖2 HM-200型移動(dòng)式高頻X線機(jī)燈絲板接線端口示意圖

首先檢查燈絲板電源模塊。PF1-1、PF1-2輸入43 V交流電源，經(jīng)燈絲板BR1整流、穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后成為40 V直流電源，為燈絲逆變電路提供電源；PF1-4、PF1-6經(jīng)F2輸入220 V交流電源，經(jīng)T2變壓為18 V交流電源，經(jīng)BR2整流、N1穩(wěn)壓后成為12 V直流電源，為燈絲逆變觸發(fā)電路提供電源。PF2-3、PF2-4之間的24 V直流電源以及PF2-6、PF2-8之間的15 V直流電源由開關(guān)電源模塊提供。

測量燈絲板上檢測端口40V+、40V0之間電壓為40 V，則燈絲逆變電路電源正常；觀察燈絲板LD5、LD6、LD7、LD8指示燈都點(diǎn)亮，則燈絲逆變觸發(fā)電路電源正常。24 V、15 V直流電源正常，則開關(guān)電源正常。

檢測燈絲板輸出端口OUT1、OUT3之間的波形，按下手閘1進(jìn)入燈絲加熱狀態(tài)時(shí)觀察其輸出波形。波形如圖3所示，燈絲板輸出正確無誤。懷疑檢測模塊故障，測量采樣板。

3.2 檢查采樣板

采樣板的功能主要是通過取樣電阻R和kV控制電路的閉環(huán)，調(diào)整kV觸發(fā)信號的寬度控制X射線管電壓的輸出；通過中性點(diǎn)mA-、mA+的取樣和mA控制電路的閉環(huán)，調(diào)整燈絲觸發(fā)信號的寬度即可控制X射線管電流的輸出[13]。

（1）不曝光時(shí)，用萬用表測量采樣板mA+、mA-對0 V的電壓。測量值為0，中性點(diǎn)正常。

（2）曝光時(shí)，采用示波器測量采樣板mA+、mA-對0 V的波形。使用示波器的觸發(fā)模式：邊沿觸發(fā)；觸發(fā)源CH1；觸發(fā)方式正常；觸發(fā)耦合直流；觸發(fā)電平1 V；CH1接mA+；CH2接mA-；黑表筆接0 V；每格幅值1 V；每格時(shí)間軸10 ms。曝光條件68 kV、160 mA，進(jìn)行曝光，觀察其捕捉波形，波形如圖4所示。1 V≈50 mA，mA+、mA-輸出正常。

圖3 燈絲板OUT1-OUT3檢測波形圖

圖4 采樣板電流采樣點(diǎn)檢測波形圖

3.3 檢查CPU板采樣值

使用示波器觸發(fā)模式，測量CPU板kV-SAMP和mA-SAMP的波形。示波器觸發(fā)模式設(shè)置與測量采樣板時(shí)相同，CH1接kV-SAMP，CH2接mA-SAMP，黑表筆接CPU板15V0。曝光條件68 kV、160 mA，進(jìn)行曝光，觀察其捕捉波形。kV-SAMP：1 V≈33 kV；mA-SAMP：1 V≈50 mA，如圖5所示，波形kV-SAMP正常；mA-SAMP幅值小于設(shè)定值。

圖5 CPU板采樣點(diǎn)檢測波形圖

3.4 分析電路圖，查找故障點(diǎn)

采樣板測試點(diǎn)mA+、mA-輸出波形正常；CPU板測試點(diǎn)mA-SAMP波形小于設(shè)定值，由此可知故障確定在此兩點(diǎn)之間。根據(jù)電路圖采用倒推法逐步查找故障點(diǎn)。

（1）CPU板采樣電流部分電路圖，如圖6所示。

圖6 HM-200型移動(dòng)式高頻X線機(jī)CPU板采樣電流電路圖

mA-SAMP是PC3-6傳導(dǎo)的mA-值與PC3-5傳導(dǎo)的mA+值經(jīng)運(yùn)算放大器TL084差分放大之后的結(jié)果。使用示波器觸發(fā)模式測量PC3-6與PC3-5對CPU板+15V0的波形。示波器觸發(fā)模式設(shè)置與測量采樣板時(shí)相同，CH1接PC3-5，CH2接PC3-6，黑表筆接CPU板15V0。曝光條件68 kV、160 mA，進(jìn)行曝光，觀察其捕捉波形。由圖7可見mA+波形正常；mA-波形小于設(shè)定值，由此可知故障點(diǎn)確定在采樣板mA-采樣電路。

圖7 CPU板PC3-5、3-6檢測波形圖

（2）根據(jù)采樣板mA-采樣電路，如圖8所示，運(yùn)算放大器TL084此時(shí)承擔(dān)電壓跟隨的作用，其輸出端電壓值應(yīng)與同相輸入端數(shù)值相等。同相輸入端由兩個(gè)穩(wěn)壓二極管形成保護(hù)電路，防止電壓過大對后級電路造成沖擊。

圖8 HM-200型移動(dòng)式高頻X線機(jī)采樣板mA-采樣電路圖

① 當(dāng)X線機(jī)未曝光時(shí)，同相輸入端應(yīng)為中性點(diǎn)0 V，使用萬用表測量mA-為0 V，同相輸入端為3.5 V，輸出端為3.5 V；② 拆掉運(yùn)算放大器TL084，再進(jìn)行測量，同相輸入端電壓值5.5 V，中性點(diǎn)向上漂移，猜測保護(hù)電路正向端穩(wěn)壓二極管損壞；③ 拆下二極管V15一端，將運(yùn)算放大器TL084恢復(fù)原位，再進(jìn)行測量同相輸入端為0 V，輸出端為0 V，中性點(diǎn)恢復(fù)正常；④ 使用示波器觸發(fā)模式再次測量CPU板kV-SAMP、mA-SAMP波形，曝光條件68 kV、160 mA，進(jìn)行曝光，觀察其捕捉波形。如圖9所示波形恢復(fù)正常，且X線機(jī)曝光正常未報(bào)錯(cuò)，故障點(diǎn)確定。更換V15二極管1N4148，故障排除。

圖9 CPU板采樣點(diǎn)檢測波形圖

4 討論

當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，首先以機(jī)器故障代碼作為維修的出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，區(qū)分故障報(bào)錯(cuò)信息的真實(shí)性，確定正確的維修方向。再根據(jù)設(shè)備工作原理進(jìn)一步縮小故障判定范圍，最后按照電路原理圖、具體故障部位，逐步進(jìn)行比較、分析，從具體表現(xiàn)出來的多種現(xiàn)象中找出真正的故障點(diǎn)，最終排除故障[14-15]。在此次維修中使用示波器的觸發(fā)功能，捕獲分析曝光波形信號，迅速縮小故障判定范圍；然后結(jié)合電路原理圖比較、分析電路中的靜態(tài)工作點(diǎn)與動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，是此次故障能夠順利排除的關(guān)鍵。

分析此故障是因設(shè)備長時(shí)間未啟用，突然使用高kV攝影，引起管球放電造成的。在使用過程中應(yīng)注意：當(dāng)設(shè)備放置超過2周，再次使用之前，為保證X線管球的穩(wěn)定可靠，請先選擇小條件曝光，訓(xùn)練管球，kV條件從小到大（42～100 kV），100 mA，10 mAs，每次kV增加5 kV，間隔2.5 min。設(shè)備使用人員應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，正確掌握使用方法，做好日常維護(hù)、保養(yǎng)工作，這樣才能充分發(fā)揮設(shè)備效能，減少設(shè)備故障率，延遲設(shè)備使用壽命[16]。