玉彪

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院設(shè)備科 （廣東廣州 510700）

閘流管是醫(yī)用加速器中的高頻高壓開關(guān)元件，主要用來控制儲能元件向負載放電，其工作過程主要分為3個階段，即柵極放電點火階段、放電由柵極到陽極發(fā)展階段、陽極到陰極的電弧放電階段［1］。醫(yī)用加速器中的閘流管具有功率大、體積小、效率高、點火時間穩(wěn)定、消電離速度快、重復(fù)頻率高等優(yōu)點，但其屬于消耗性元件，且價格較昂貴，故使用中應(yīng)注意維護保養(yǎng)，以延長其使用壽命?，F(xiàn)將醫(yī)用加速器中閘流管的構(gòu)造、安裝與監(jiān)測方法及故障維修三例報道如下。

1 閘流管的構(gòu)造

醫(yī)用加速器中的閘流管是一種充滿氣體的電子三極管，與其他真空電子三極管結(jié)構(gòu)相似，主要由陽極、陰極、柵極3部分組成，構(gòu)造圖見圖1。陽極是一個平面圓盤，上部及四周設(shè)屏蔽網(wǎng)與其他部分隔離。陽極下方2～3 cm處是控制柵極，其表面覆蓋了一層細柵網(wǎng)，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，且熔點高、耐高壓?？刂茤艠O下設(shè)有點火隔離極，其可改善閘流管的點火性能，縮短點火延遲時間，避免陽極電場穿過柵網(wǎng)到達陰極。陽極屏蔽罩、陽極細柵網(wǎng)、控制柵網(wǎng)、點火隔離極在電氣關(guān)系上相互關(guān)聯(lián)，且其與陰極、陽極均被固定于圓筒柵極殼內(nèi)。陰極采用的是旁熱式陰極，外圍設(shè)有雙股螺旋燈絲，最外層設(shè)有保溫屏蔽，其不僅可降低加熱功率，使溫度均勻分布，而且能夠避免陰極材料濺射至柵極［2］。閘流管底端共有5個管腳，找到1腳后，沿順時針方向依次為2、3、4、5腳，其中，1腳和5腳為閘流管燈絲，2腳為地線，3腳為第一柵極，4腳為第二柵極。整個閘流管由玻璃罩保護，見圖2。

圖1 閘流管構(gòu)造圖

圖2 閘流管實物圖

閘流管內(nèi)裝有氫發(fā)生器，其是金屬管殼結(jié)構(gòu)，管壁設(shè)孔，內(nèi)置加熱絲，并充滿鈦氫合物粉末，該粉末在一定條件下可產(chǎn)生氣體以補充閘流管內(nèi)不斷被吸收掉的氫氣，延長閘流管的使用壽命［3］。當(dāng)加熱時，鈦氫化合物粉末便會分解并釋放出氫氣，氫氣經(jīng)孔隙擴散至閘流管的內(nèi)部空間；冷卻后，氫氣通過孔隙重新被吸收并形成鈦氫化合物，從而使閘流管內(nèi)保持高真空狀態(tài)。閘流管內(nèi)的氣壓與燈絲電壓密切相關(guān)，一般要求預(yù)熱3～5 min才可正常開始工作，若氣壓不足，則會使閘流管失去控制能力，加大管壓降，造成陽極過熱，縮短閘流管的壽命。

2 閘流管的安裝與監(jiān)測

2.1 安裝

閘流管的安裝流程： （1）斷開醫(yī)用加速器整機電源，30 min后，打開調(diào)制柜的側(cè)面板，使用高壓放電棒對調(diào)制柜內(nèi)的所有高壓元件逐一進行放電，尤其是對手可觸及的地方應(yīng)進行反復(fù)放電，且放電后須將高壓放電棒懸掛于機器上指定的地方，避免高壓電容上電荷積蓄產(chǎn)生的二次高壓對人造成傷害；（2）拆除舊閘流管前，請勿用手掌試探其溫度，因整機運行時的閘流管溫度可達2 000℃以上，待閘流管自然冷卻降溫后，方可拆除舊閘流管，拆除閘流管時，擰松閘流管頂端陽極帽的固定螺釘，分離陽極帽，拔出閘流管，拔出后的閘流管應(yīng)橫向放在平穩(wěn)的水平面上，并將新的閘流管對準(zhǔn)管腳方位插于插座上；（3）最后，使用沾過無水乙醇的無紡布擦拭閘流管的玻璃殼，避免因手掌的汗跡殘留在玻璃殼上而導(dǎo)致使用時熱量分布不均發(fā)生爆裂。

閘流管安裝時的注意事項：閘流管是一個高真空的玻璃管，裝置時應(yīng)保持豎直（如瓦里安機型）或橫向（如西門子機型和醫(yī)科達機型），不可倒置，因倒置后可能使陰極氧化物的粉塵或微粒進入柵極空間，使閘流管不能正常工作，同時，閘流管內(nèi)金屬電極受熱后變軟，甚至?xí)霈F(xiàn)打火現(xiàn)象，或損壞。

2.2 監(jiān)測

為保障閘流管的正常使用，工程師應(yīng)對其進行定期的監(jiān)測，主要監(jiān)測閘流管的燈絲電壓和第一柵極電壓［4］。工程師在每個季度做機器保養(yǎng)的時候，應(yīng)測量閘流管的燈絲電壓和第一柵極電壓并做相應(yīng)記錄。閘流管的燈絲電壓為6.4 V AC，新閘流管第一柵極電壓一般為18V DC左右，且閘流管的柵極電壓會隨著醫(yī)用加速器的使用逐漸增大，當(dāng)其電壓逐漸升高至20 V DC時，臨床科室應(yīng)備份或更換新的閘流管。由于機器出束后，閘流管的柵極點火電壓會有所下降，測量不到第一柵極電壓的真實值，故測量閘流管第一柵極電壓的最佳時間是機器開機預(yù)熱完成后、晨檢模式前。

3 閘流管故障，三例

3.1 故障一

3.1.1 故障現(xiàn)象

故障代碼：調(diào)制器柜故障（MOD）聯(lián)鎖代碼、高壓過流（HOVC）聯(lián)鎖代碼，無劑量輸出，機器無法工作。

3.1.2 故障排除（1）進入維修模式SERVICE，旁路（OVERRIDE）與劑量有關(guān)的聯(lián)鎖［第1通道高劑量率（XDR1）、第2通道高劑量率（XDR2）、第1通道對稱性（EXQ1）、第2通道對稱性（EXQ2）、第1通道低劑量率（UDR1）、第2通道低劑量率（UDR2）等］；（2）選擇適當(dāng)?shù)哪芰?、模式、劑量率后出束；?）通過示波器的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)高壓電壓電流（HVPS－I）有波形，而脈沖形成網(wǎng)絡(luò)電壓（PFN－V）、靶電流（TARG－I）無波形，由此可知，調(diào)制器柜有直流充電電壓而無脈沖高壓輸出，閘流管未觸發(fā)，即未形成PFN－V，示波器上監(jiān)測不到PFN－V波形；（4）打開調(diào)制柜側(cè)蓋板，觀察閘流管燈絲亮度正常，使用萬用表測量閘流管燈絲電壓為6.4 V AC，而測量第一柵極電壓達到30 V以上，故判斷閘流管已損壞，更換新閘流管后機器工作正常。

3.2 故障二

3.2.1 故障現(xiàn)象

機器不能正常工作，調(diào)制器柜內(nèi)有強烈的高壓放電聲，閘流管腳處有火光閃爍。

3.2.2 故障排除

（1）打開調(diào)制器柜，閘流管管腳處聞及燒焦味，且發(fā)現(xiàn)閘流管管腳1處與插座處燒融變黑；由于閘流管長期處于高溫高壓環(huán)境中，新閘流管安裝時工藝的好壞、環(huán)境溫度、空氣濕度均可影響閘流管的正常狀態(tài)或壽命，此故障現(xiàn)象發(fā)生率較高，工程師操作時切忌將燒壞的管腳打磨后重新使用，如此操作會導(dǎo)致出現(xiàn)更大的火花，進一步燒毀其他的高壓部件。（2）更換新的管座和閘流管后故障排除。

3.3 故障三

3.3.1 故障現(xiàn)象

故障代碼：UDR1聯(lián)鎖代碼、UDR2聯(lián)鎖代碼，無劑量輸出，機器無法工作。

3.3.2 故障排除（1）進入維修模式SERVICE，OVERRIDE與劑量有關(guān)的聯(lián)鎖（XDR1，XDR2，EXQ1，EXQ2，UDR1，UDR2等）；（2）選擇適當(dāng)?shù)哪芰?、模式、劑量率后出束；?）通過示波器監(jiān)測到HVPS－I波形、電子槍電流（GUN－I）波形正常，反射波（REFL）波形缺失且PFN－V波形不正常，PFN－V峰值為5.8 V DC，低于正常值的7.2 V DC；（4）打開調(diào)制柜側(cè)蓋板，觀察閘流管燈絲亮度，發(fā)現(xiàn)亮度明顯偏暗，使用萬用表測量閘流管的第一柵極電壓為28.3 V DC，燈絲電壓為6.4 V AC，判斷閘流管已老化，更換新的閘流管后故障排除。