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GE螺旋CT扫描系统的故障与检修

2019-07-25刘永强王艳芹

中国医疗设备 2019年7期
关键词:固态刹车阳极

刘永强,王艳芹

单县中心医院 影像科,山东 菏泽 274300

引言

电子计算机断层扫描(CT)具有扫描速度快、图像清晰和灵敏度高的特点,其原理是利用精确的X线束与探测器一同围绕人体某一部位做一断层扫描,以便于医师能够直观地观察受检者具体情况,现已成为临床早期诊断和治疗的重要参考依据[1]。

但是实际临床CT使用中,发现CT具体应用过程容易受环境因素、人为因素、本身因素及其他因素的影响,导致CT机出现众多的故障,会严重影响临床检查的准确性、受检者的安全性,进而延误患者的治疗与安全,不仅威胁患者的身心健康,严重时还会产生医患纠纷,影响医院声誉[2]。为此,根据我院使用GE 螺旋CT十多年的情况,现将下列几例常见故障分析和维修方法分享给大家。

1 故障一

1.1 故障现象

CT开机后状态正常,在球管预热时发生扫描机架无法旋转,发出巨大噪音。

1.2 故障分析与排除

根据错误代码的报错信息:The DS402 Drive reported fault code:8480 hex; Overspeed(F08)。含义是 DS402 驱动报错,旋转过速。

CT机的扫描机架由旋转架和固定部分组成。扫描时,旋转电机经减速器通过齿形带带动旋转架旋转,旋转方向为顺时针(SCT),其中包括启动过程、采样过程和减速刹车过程[3]。当前大多数CT机采用了滑环技术,滑环固定在旋转架上,在旋转时一直与碳刷保持良好接触,实现扫描架的旋转部分和固定部分之间的电源输送和信号传递。

由于CT机是大型精密仪器,采取先关机的原则,防止仪器进一步扩大故障范围。关掉总电源后,首先对扫描机架进行检查,打开机架,对所有复位开关、控制开关仔细检查,一切正常,同时对复位开关复位[4]。

然后检查电源分配柜TS3 接线柱的牢固度,在没发现异常情况下,重新开机,观察旋转电源接触器(KSV)触点吸合情况,发现按下定位灯的瞬间,KSV有吸合动作,并有短时间正常电压输出,说明电源分配柜(PDU)输出端正常。继续观察DS402轴向驱动(Axial Driver)上的代码变化,在机器复位成功后显示旋转伺服代码(N502)为正常状态,按下定位灯或者在服务(Service)模式下旋转机架,马上报错 F305 并伴随巨大咔咔噪音。

在科尔摩根官网查询伺服电机(AKD)报错代码F305为制动器开路。测试动态刹车,阻值为32 Ω,正常。再测试静态刹车,在服务开关板(Service Switch Board)上打开轴向(Axial)运动和关闭轴向(Axial)运动时用手动旋转机架对比阻力,发现阻力没有任何变化,说明静态刹车已经失灵(静态刹车集成于Axial motor)。更换轴向马达(Axial motor),故障解决。

1.3 讨论

CT扫描机架有动态刹车和静态刹车,动态刹车是机架旋转时所设置的刹车装置,静态刹车是机架与设备无相对运动时的刹车装置。Axial motor造成CT故障其实并不多,电压可能是导致该故障的主要原因,日常工作中应严格按照CT操作规程正确使用,并做好CT的保养工作,定期清理滑环系统等机械部分,对机房温湿度进行合理调节[5],尽量保证CT电源电压的稳定不间断,减少此类故障的发生。

2 故障二

2.1 故障现象

间歇性的报错:球管温度超过93°,机器扫描中断。

2.2 故障分析与排除

CT球管是CT设备中的核心部件,通常由管芯、管套和配套的油循环冷却部分构成[6]。由于球管内部绝缘物质的作用,即使球管自身温度超过93°,外壳温度也不会高于60°。用表面温度计测量其外层温度,可达60°,说明球管超温报警信息不是误报。

CT机正常工作时,球管的热交换器风扇处于运转中,以保证球管的散热,使球管在正常的温度范围内工作[7]。当报警提示超温时,首先就要检查球管热交换器风扇是否正常工作。

在报错的同时,观察到热交换器风扇(Heater Exchanger Fan)和球管油泵(Tube Oil Pump)停止工作。分析图1,常开固态继电器(Oil Pump Relay)工作状态,输入端IN+、IN-得电直流24 V,输出端OUT+、OUT-闭合,球管油泵(tube oil pump)得电工作,同时热交换器风扇控制单元(Fan On/Off Control)工作,球管散热器(HX)正常工作。出现故障时,油泵固态继电器输入端失电(低电平),输出端开路,Oil Pump停止工作,同时热交换器风扇控制单元保持在开路状态。球管散热器(HX)停止工作。

出现此故障时,测得油泵固态继电器输入端之间电压为直流24 V,输出端之间电压为交流118.5 V,说明固态继电器输出端没有真正闭合,出现逻辑故障。故障点就在固态继电器。更换固态继电器K1,故障解决。

图1 CT球管部分电路图

2.3 讨论

固态继电器是由微电子电路、分离电子器件、电力电子功率器件组成的无触点开关,损坏的原因很复杂,其中过流和散热较差是损坏的主要原因。瞬间停电、供电,瞬间电流值很高,可以造成固态继电器过流[8];固态继电器的最大缺点是发热量大,需要很大的空间及很好的散热性能。故应该与院方供电部多沟通,尽早获取停电信息,在正常供电状态下正常开机和关机,以免类似故障的发生。

3 故障三

3.1 故障现象

系统无法曝光,同时显示报错信息,但报错杂乱。

3.2 故障分析与排除

报错信息为:① (10-0178)Liquid Bearing tube rotation speed too low; ② (60-0317)Spit Ratio error, PPC board has detected the rate of tube spits during exposure has reached; ③(60-0318) kV did not reach 75 percent after 20 ms, Indicates that there was no HV ON signal generated for exposure time count-up; ④ (10-0176)Liquid Bearing tube speed too high。其中(10-0178)为液体轴承转速过低;(60-0317)为打火频率错误,PPC板检测出球管在曝光过程中达到打火频率限制;(60-0318)kV在20 ms后未达到75%,表明信号发生器上没有高压供曝光时间计数;(10-0176)液体轴承转速过高。依据上述故障信息,分析故障原因应为高压部分存在故障。

由高压分析软件(HVBAT)分析提示球管损坏可能性最大。检查球管和其周围情况,发现阳极电缆(球管端)打火炸裂。查找高压打火的原因[9],测量阳极电缆( 高压隔离变压器端跟球管端)两两之间并未短路;检查高压插头的3个针无异常现象;直接通过油井测量阳极定子绕组阻值L-C:2.4 Ω,S-C:2.4 Ω,阻值正常;通过高压电缆cable 测量阳极定子绕组,阻值一样都是2.4 Ω。根据高压分析软件分析结果,结合球管的曝光秒次及现场检查,先更换球管及阳极电缆。更换球管及电缆后,系统仍无法曝光,报错内容固定 :(40-0103)Rotor current overload.Rotor control board has detected Main or ac Rotor current too high compared to the max.Tube motor current.含义是转子电流过大,控制板已检测到转子电流已达到上限值。

根据服务手册里故障排除的解析,错误主要指向高压附属盒(AUX box)及球管。由于球管是新换的,基本排除。检查高压附属盒到高压隔离变压器的连线,无异常现象。此时再次做了高压分析软件(HVBAT),但结果仍然是提示球管问题,查看新的高压分析软件 数据内的转子检测结果,高压隔离变压器的主副绕组阻值均正常。更换高压附属盒 ,故障现象依旧是转子电流过载。更换高压隔离变压器 ,故障消失。

3.3 讨论

总结此次故障:开始主要是球管阳极打火,因打火导致前路的 阳极电缆损坏。另外通过此次故障,发现HVBAT里有很多有用信息可以使用:里面的 HV testing标签可以告知发生HV故障时的一些troubleshooting 的 技巧;rotor testing 可以告知如何检查 rotor 故障,还有troubl shooting的技巧可以提示一些球管故障的检查方法。

综合运用故障诊断程序和分析软件排查故障,是CT维修中的常规手段[10],指明了维修方向,也提高了维修效率。

4 结束语

CT扫描作为疾病诊断的重要检查方法之一,在临床上的应用越来越广泛,设备能否正常运行,直接关系到医院的正常诊断工作[11]。目前我国大多数医院的中高档CT都装有故障自我诊断软件,当出现故障时,会有不同类别的报警或错误提示代码,维修工程师可以根据故障提示来进行维修自行检修[12]。通过看、听、闻、摸等方式来了解CT设备,进而分析其是否正常运转,如若发现异常,此时根据故障现象初步判断故障部位,深入探查,确定故障原因,进而有针对性的维修[13]。

加强对CT设备的全面了解,医疗设备工程师对越来越多的故障进行检修,可以大大节约时间,节省维修成本,提高工作效率[14]。为此,尽可能地探讨有效地维修方法和技巧,分析故障原因,层层查找和排除,进而有针对性地解决问题,使CT设备恢复正常工作[15],满足临床诊断工作的需要。

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