冉华锋，刘传高

（蚌埠医学院第二附属医院医疗设备科，安徽 蚌埠 233040）

0 引言

DR 具有快速成像、操作简便、成像分辨力高等显著优点，其作为医院X 射线检查的主要设备，实现了患者胸部、骨骼等多部位的数字化检查，是医院的必备设备之一[1-3]。飞利浦DR Digital Diagnost 系列主要由Eleva 工作站、悬吊系统（含天花板吊轨、球管组件、悬吊控制面板、束光器）、立式胸片架、高压发生器柜、诊断床等组成[4-6]。

我院为省属三级甲等医院，现有5 台飞利浦DR，其中3 台Digital Diagnost 2.0（包括1 台Digital Diagnost dual Detector、2 台Digital Diagnost single Detector）于2010 年投入使用，2 台Digital Diagnost C50 于2020 年投入使用。5 台设备自运行以来开机率达到96%以上。3 台Digital Diagnost 2.0 设备运行时间长、使用率较高，设备故障较多，现将这3 台飞利浦DR胸片架移动类故障现象及维修思路进行归纳、总结，以为医工人员维修同类故障提供参考。

1 飞利浦DR 胸片架系统结构

飞利浦DR 立柱胸片架系统包含立柱电动机和胸片架2 个部分，如图1 所示。胸片架通过机械装置固定在立柱上，可沿立柱预设的轨道上下移动，以对不同身高的患者进行拍片[7]。图2 为飞利浦DR 胸片架，包含探测器框架、电离室、按键面板、滤线栅、探测器[8]。控制胸片架运动的部件包含传动链条、驱动电动机、传感器和控制电路。胸片架在链条牵引下沿着轨道上下移动，带动其内部的探测器移动，通过安装在立柱顶端的位置编码器来检测胸片架在立柱上的位置，然后将胸片架位置编码信息反馈给主控系统，主控系统再根据位置信息控制球管移动，从而实现球管自动追踪探测器。调节胸片架位置时，首先打开立柱顶部电动机的刹车，电动机得电后带动链条上下移动。松开调节按键后，电动机失电，刹车锁死，保证胸片架停留在当前位置。由于患者的检查部位不同，胸片架按照指令在立柱上来回上下运动，驱动电动机、刹车很容易出现磨损和故障。

图2 胸片架外观图

2 故障维修实例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

胸片架突然不能上下移动，按上下移动键，胸片架不移动。

2.1.2 故障分析

引起胸片架不能上下移动的原因可能是：（1）电动机供电故障，导致电动机没有驱动力；（2）电动机本身故障，电动机内部损坏，有电源输入，但没有动力输出；（3）电动机控制信号故障，导致电动机没有获取到驱动命令；（4）刹车故障，导致电动机运动阻力大，无法运动。由于在日常使用中发生刹车类故障较多，本文对其电动机刹车部分控制电路进行分析，为医疗设备工程师在日常维修中快速定位此类故障提供参考。

电动机刹车控制电路如图3 所示，交流20.4 V经过整流桥整流成26 VDC，为了保护后级电路，在整流桥后面并联压敏电阻R5，当输入电压过高时，将电压钳位到一个相对固定的电压值，实现对后级电路的保护。当按下图3 中开关SW-PB 时，26 VDC 流经R7、SW-PB、R1 形成回路，该回路中R1 两端产生电位差，使三极管Q10 基极导通。Q10 导通后，电流经控制刹车的电磁线圈Y1、三极管Q10 形成回路，整个刹车回路导通，刹车打开。当释放开关SW-PB 时，三极管Q10 断开，刹车回路断开，刹车锁死。当电路正常工作时L1 会亮，且成绿色，如图4 所示。如果整流桥输出没有26 VDC 或者是电压达不到稳压管D2的阈值，L1 不亮。图3 中控制刹车打开的电磁线圈相当于电感，当三极管Q10 断开时，电磁线圈两端瞬间电压很大，容易击穿三极管Q10，电路中二极管D9 在刹车断电时起到续流作用，卸载线圈上的高压。电容C8 的作用是保护三极管Q10，避免Q10 导通时受到电压冲击。

图3 电动机刹车控制电路图

2.1.3 故障维修

首先，检查电动机，按向上或向下键操作探测器移动时，观察到电动机微微动了一下，之后不再动作。检查电动机供电电源，电压正常，给电动机供电的一瞬间，电动机驱动电压正常，证明电动机供电与控制信号正常。其次，检查刹车回路，发现刹车未打开，且刹车电源指示灯不亮。测量刹车回路，发现熔断器F1 熔断（图4 中箭头位置），更换同型号熔断器后，电源指示灯L1 亮，按向上或向下键操作时，刹车仍不能打开。继续检查熔断器F1 之后的电路，测量整流桥输出电压为26 VDC，电阻R7、R8、R1 阻值正常，按下SW-PB 开关，测量电阻R1 上端对地有电压，电阻R8 左端对地电压为0.6 V，判断三极管Q10 基极电压正常，因此初步判定三极管Q10 损坏。断电状态下用数字万用表测量三极管的PN 结，测得基极和发射极正向压降为0 V，即PN 结损坏。同时测得电容C8 也损坏。更换同型号的电容C8 和三极管Q10，电路恢复正常，刹车正常打开，故障排除。

图4 工作指示灯

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

胸片架上下移动速度缓慢。按向上或向下键时，刹车能打开，电动机能正反转动，电动机可以驱动胸片架上下移动，但是移动速度缓慢。

2.2.2 故障分析

引起胸片架运行速度慢的原因可能是：（1）电源故障，输出电压偏低，使得驱动力不够；（2）电动机本身故障，电动机输出力矩不够；（3）胸片架上下移动阻力大，如内部滑块与立柱之间摩擦力过大或刹车未完全释放，导致阻力大。

2.2.3 故障维修

首先，测量电动机供电电源，电压正常，将电动机负载断开后启动电动机，电动机运行正常；其次，检查滑块与胸片架内部轨道，发现胸片架运行时略有阻力，给轨道涂上润滑油后胸片架运行时仍有阻力；然后，检查刹车电路，测量各节点电压均正常；最后检查刹车间隙（如图5 箭头所示），发现刹车间隙内有较多黑色粉尘，导致间隙太小，清理内部粉尘后，胸片架上下运行速度正常，故障排除。

图5 电动机刹车

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

操作人员反映使用中经常出现在没有操作的情况下，球管突然下降，然后又自动上升，过一会又下降、上升。现场检查，多次操作都未发现异常，反复测试，发现胸片架在特定的位置时球管才会出现此问题。

2.3.2 故障分析

球管出现这种现象的原因可能有：（1）悬吊系统电动机刹车不能完全锁死，在球管配重不平衡状况下导致球管自动下降，引起反馈电路动作，然后球管又上升；（2）控制电路故障，球管运动控制系统接收到错误的信号，导致球管移动。

2.3.3 故障维修

首先，检查球管配重是否平衡，在释放刹车的情况下，操作按键使球管自由上下移动，均能够停留在任何位置，说明球管配重调节没有问题。其次，在刹车关闭情况下无法拉动球管，表明刹车功能正常。再次，检查球管悬吊系统电路，没有发现明显故障点，且多次测试球管没有发生移动故障。现场反复测试发现胸片架在特定位置时，球管才会出现自主上下移动的问题，初步判定该故障与胸片架系统有关联。

在跟踪状态下，球管会跟随胸片架的运动而上下自动追踪运动，自动调整对齐胸片架。胸片架的位置信息通过位置编码器来获取。位置编码器位于胸片架顶部，其内部是可调节电阻值的电位器结构，如图6 所示。胸片架上下移动时带动电位器转动，电位器阻值随之发生变化，导致加载在电位器上的电压也发生变化。胸片架位置信息采集电路图如图7 所示，端子X4 为电位器接口，其引脚1 和引脚3 连接到电位器的两端，通过芯片A1 提供稳定的参考电压10 VDC，电位器抽头与端子X4 的引脚2 相连，输出电压通过电阻R3 和电压跟随器A2 连接到A1 芯片的引脚4。A1 芯片采集电位器的电压信号并进行处理，将位置信息通过MOS 管V5 传输至控制板。胸片架在特定位置时，测量X4 的引脚1 电压正常，测量X4 的引脚2 的电压时，其电压一直在变化，胸片架在其他位置时电压稳定，由此判断电位器某一段电阻损坏。关机后拆下电位器测量其阻值，发现在特定位置时阻值不断变化，判定电位器损坏，更换同型号的电位器后，故障排除。

图6 位置编码器

图7 胸片架位置信息采集电路图

该案例中的故障从表面上来看是X 射线球管的问题，实际上是关联的胸片架故障。胸片架上位置编码器不断向控制系统反馈变化的位置信息，控制系统不断向球管发送追踪指令，导致球管反复自主升降。该故障是在特定的位置才发生，不易发现故障原因，在维修的时候需要反复测试，多观察、多分析才能快速找到故障点。

3 小结

DR 胸片架移动类的故障多集中在电动机刹车电气元件损坏、刹车间隙过小、胸片架立柱顶部位置编码器故障。本文介绍了3 例DR 胸片架移动类的故障，并给出了判断电气元件损坏的方法以供同仁们参考。机器长期使用，运动部件会磨损老化，电气元件也会老化损坏，需要定期检查和维护，并定期对探测器进行校准，如果发现器件异常，需要及时予以更换，以免发生机器故障导致无法正常使用或者对患者产生伤害[9]。同时，应加强设备操作人员的培训，制订操作规程并严格按照操作规程进行操作。只有工程师和操作人员共同努力，确保定期维护设备和正确操作设备才能有效地减少设备故障，提高设备可靠性。