在CT设备中,高压发生器是故障发生比较频繁的部分,也是比较棘手的部分,在高压故障中,因为在旋转阳极引起的故障占很大比例,下面介绍三例旋转阳极故障,虽然表现为同一现象,机型不同,引起故障的原因也就不同,解决故障的方式也不一样。
1 机型:西门子SOMOTOM DR-H
故障信息:CN0122
Anode speed is too low
故障原理:旋转阳极的控制指令从D1板的CMOS 中发出,经D3板缓冲送到D7板上,由隔离变压器放大后,分别驱动桥式结构的四个大功率开关管,使它们轮流导通,将直流电压转换成脉冲形式驱动管球线圈,加速时旋转频率为165 Hz,在规定的时间内达到额定转速后,旋转频率变为65 Hz,直到曝光结束。
故障分析:根据故障信息,我们检查了旋转阳极的控制电路和管球线圈,发现D7板上的大功率开关管击穿,同时,管球线圈的阻值变小。可能是极间短路,更换D7板后,仍不能启动,说明管球线圈极间短路,更换管球套,做旋转阳极测试时,旋转正常,但曝光儿次以后,故障重复出现,管球线圈和D7板上的大功率开关管又烧毁。更换旋转阳极的信号线X42,仍不能解决问题,在连续儿次更换管套和D7板之后,我们终于发现了引起故障的原因:在阳极高压插头上,有一条极细的裂隙,在高压硅脂的掩盖下,不易察觉。我们重新做一个高压插头后,故障解决,机器恢复正常。
讨论:阳极高压经电缆和插头进入管球时,和旋转阳极的线圈之间并无关联。并且每次旋转阳极线圈被烧毁时,阻值的变化相同,启动线圈从18Ω减少到14Ω,说明故障是同一原因引起。肯定是阳极插头漏电,经管套外壳感应到旋转阳极线圈,造成极间短路。就阳极电路本身来说,电流强度不足以击穿线圈。如果更换高压电缆试验,成本太高,也浪费时间。所以电路中细微的变化,都应当引起我们的注意,千里大堤溃于蚁穴,设备维修也是一个道理。
2 机型:G E公司Prospeed S Fast
故障信息:ER-117
XG Error 00000112
故障原理:旋转板给管球定子提供电源,它的主要构成是逆变器、变压器和电容。CRVRC逆变器是由两个独立的半桥逆变构成,Q1和Q2构成一个逆变,Q3和Q4构成另一个,每个逆变器通过变压器和电容提供给一组定子绕组办皆振频率:逆变器工作频率接近谐振电容和定子绕组电感构成的谐振频率,这样能使逆变器有效地完成转子电源转换,减少加速时间;保护电路:变压器T3和T4测量每个逆变器的输出电流,T5和T6测量电流峰值以检测击穿电流,R1/R2/R3/R4/RS和R6用于测量逆变器DC电源的过压或欠压,提供给控制电路。
旋转板控制CTVRC单元,提供1GBT的控制信号,并根据反馈信号和设定值调节脉冲宽度,同时也保护CTVRC单元过流或过压。
故障分析:根据错误代码,我们首先进行旋转阳极测试,依次进入维修程序,Maintain→→Support一→Generator/tube一→Generator Test,运行控制部分CTVRC测试S17结果正常,可以观察到控制脉冲发光二极管的闪烁,因为此时没有加550 V工作电压,管球的旋转阳极并没有启动,在旋转阳极线圈的阻值正常时,问题就发生在1GBT及驱动部分,再运行S14,S18测试时,出现错误信息。拆开机器检查,发现Q1和Q2击穿,证实测试结果,检查电路板发现,Q1和Q2的前级也被烧毁,因为桥式结构的对称性,更换1GBT时,要成对更换,尽量保证参数的一致性,包括前级驱动三极管,也是成对更换,以避免参数不一致发生导通误差。
讨论:Prospeed S Fast的测试程序比较完善,再加上状态指小灯,几个程序的结合基本可以发现故障的大概位置,关键是器件的选择和匹配,特性参数的一致性是正常工作的基本要求,特别是在高频、高压的情况下,稍有差异,就会前功尽弃。
3 机型:GE 16排CT LightSpeed
故障信息:40-0114
Rotor not at Speed
故障原因:16排螺旋CT用的高压发生器是Jedi发生器,可用于多种CT管球,它的旋转控制板可以用于高速旋转(最大速度=180Hz=10800rpm)和低速旋转。
逆变器是带有6个1GBT的三路逆变,封装在一个模块里逆变器由D C直流供电,使用一个YWM(脉宽调制)控制1GBT ,给1GBT施加周期命令,使每一相产生正弦波电流,并使阳极旋转频率在每相之间也有一个最优角度,在这个“基本的”命令频率内,可以调制1GBT命令持续时间,以得到最优的电流水平,因为1GBT被连接到D C电压,1GBT的门驱动电路通过光偶隔离。驱动电源由控制总线的+15v产生的回扫电源提供,4个隔离的+15v电源分别供给每一个1GBT门。(+5v给逻辑门电路)。
旋转驱动主要依赖微处理器,它的主要功能是:给出加速和制动时间和逆变电流安全水平。接受命令,随时刷新旋转状态,测量逆变电流和调节逆变器,把反馈送回到主程序,发生错误时将旋转置于安全状态,读出管球安全值,驱动管球冷却。
由微处理器计算应用基础频率,使每相正弦波的频率对应与所要求的阳极频率,1GBT指令的修正是回路调节的结果,以保证达到管球和旋转状态的最佳电流,这个回路保证了所有条件的D C总线和定子温度下的加速性能。
故障分析:从基本原理来看,旋转部分主要由两部分构成,控制部分和管球定子,16排CT的测试比较简单,只有一个测试程序。我们作旋转阳极测试时,不能通过,错误代码与前面相同;测试旋转线圈阻值,都在2Ω左右,在正常范围内;检查高压电缆,没有短路或击穿。排除了其他因素,只剩下控制板和管球本身的问题,在作旋转阳极测试时,我们观察控制板上的指小灯,处于正常状态,并且可以听到旋转阳极启动时的声音,但噪音较正常为大,伴有偶尔的金属摩擦声,大约3~4s后,转动停止,控制台给出错误信息。综合以上因素,我们判断是管球的轴承损坏,因为摩擦加大,在规定的时间内无法达到额定转速,虽然曝光次数较少,但机械磨损不能修复更换管球后机器正常。
讨论:设备维修时,我们必须考虑到一切可能的因素,不管设备多新,公司牌子多大,既使在保用期内机械故障和电气故障照样发生。所以维修时不能相信任何产品的质量如何要敢于怀疑一切。
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