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Varian2100 C\D加速器ION2联锁分析
hc360慧聪网医疗器械行业频道 2004-03-24 08:15:16
    [摘  要]电离室作为监测调控射束位置和测量辐射强度的核心部件，需要外加一定的电场，在比较恒定的温度下，才能可靠稳定地工作。ION2(ION1)联锁提示电离室极化电压工作状态异常，它可以由电源本身故障引起，也可以由电离室故障而引起。根据具体情况分析处理，使电离室工作在正常的状态下，以保证射束的对称性和处方剂量的精确可靠性。
    [关键词]极化电源；电离室；云母片
    故障现象：ION2联锁。
    电路分析：电离室电压联锁信号ION2来自电离室电源控制板J7-5。电源控制板上PS5产生的电离室500V极化电压，经该板J9-4到横向电离室极化极，再由极化极反馈回J9-3，经R24在R25上产生约-5V的分压。该电压作为监测信号经J10-5送入电压比较器U4，然后驱动光耦U1及ION2发光管DS12。比较器U4的参考电位由-12V电压经RN2与R11分压设定，当输入电压低于-4V即电离室极化电压低于400V时，U4-1电位反转，DS12产生故障指示，同时产生ION2联锁信号。电源变压器T1经全桥CR20和可调三端稳压器LM317、LM337输出±12V稳定的直流电压，供给PS5直流电压转换器产生500V极化电压。LM317、LM337内含电流限制、过热保护、安全工作区保护电路。
    故障判断：出现ION2联锁，电离室电源ION2五指示，说明ION2电离室500V电压监测信号异常。做以下工作，确定故障范围。
    (1)首先检查电源控制板TP10测试端电压，实测为0V说明反馈输入信号异常，可除外是由于U4、U1以及相关元件故障而引起的ION2联锁。
    (2)测PS5输出电压即插座J9-4与地间电压，正常应为-500V而实测为-7V，说明PS5输出异常。
    (3)由于ION1指示正常故可排除电源变压器T1、全桥CR20和可调三端稳压器U13、U14等±12V输出电路故障，故障仅限于PS5本身或电源负载。
    辨别方法：
    (1)拔掉电离室电源P9插头后再测J9-4端电压，实测为-500V，电压正常。但此时电离室电源ION2五指示，因为ION2电离室电源监测信号是通过P9-3返回。
    (2)做进一步确认，将J9-1与J9-4插脚对换，PS4与PS5交叉供电，则出现IONl联锁，电离室电源ION1五指示，而ION2指示正常。这说明PS5电源正常，故障在电离室供电回路或电离室本身，由于电源负载过重，电源内部保护电路作用使输出减小。
    电离室500V电压经电源接口P／J9-4、电缆W109、电离室接口P／J3-B供给横向电离室极化极。正常情况下极化极与地绝缘，故断开P／J9接口测插头P9-4与地间阻值应为无穷大，但实测存在-5kΩ电阻，证明被检测部分有故障，需进一步判断是供电回路还是电离室故障。
    操作方法：
    (1)将准直器外罩及两侧弧形铅块卸掉，旋转准直器到适当角度缩野卸掉挡块后向外拉取掉反光盘，将电离室暴露。
    (2)将横向电离室电源插头P3与插座分离(逆时针旋转接口卡)。
    (3)再测插头P9-4与地间阻值状态。实测为无穷大，说明供电线路正常无短路现象，电离室故障。
    电离室结构：Varian2100C／D电离室是充气型平板电离室，径向和横向电离室上下重叠互相隔离，上层为径向电离室，其收集电极测控径向平面并提供第一通道剂量读数。下层为横向电离室，其收集电极测控横向平面并提供第二通道剂量读数。每个电离室中有一极化极和一收集极，极板间隔1mm，收集极被分隔成四个部分，每个为一单独的信号极。两个内部'D'形状的部分提供放射剂量测定和辐射角度调控信号，外部弧形部分仅提供对称性辐射位置调控信号。
    故障分析：电离室500V极化板电压是经J3-B脚输人，取下电离室后测J3-B脚与外壳间电阻为无穷大，测J3-B与J3-D电阻为5kΩ，J3-A、D在电路中接地，故在回路中P9-4与地间阻值应为5kΩ。Varian相关资料实验数据是：极板间隔1英寸、极间电压24000V时绝缘性能开始下降。所以极板间隔1mm即0.04英寸，极间应能承受1000V的电压。Varian2100C／D加速器电离室工作电压为500V，是什么原因造成绝缘性能下降呢?解剖电离室后发现：位于电离室极化极与极间金属间隔环之间的云母片上有一击穿孔，并有放电后的碳化痕迹。金属环与收集极相通并经收集极接地，故破坏了电极间的绝缘性，造成极化极与地间存在约5kΩ电阻。云母片的绝缘性能很高，当局部有瑕疵时绝缘性能可能会下降，使用一定时期后物理性能改变，造成局部放电。
    安装调整：电离室发生上述故障一般情况下应予以更换。电离室外壳上有两定位孔，每个电离室接口都有接口标号，根据接口标号排序确认电离室的上下面，按照定位销引导装入。电离室六个接口的连接线是用塑料绑扎带分路绑扎，在辐射环境下容易老化，安装时由于触动可能会脱落，故需一同更换。电离室安装好后必须在三维水箱出束扫描指导下，做剂量学测试调整和辐射调控系统的修正，达到加速器的各项剂量学指标后方可进行正常使用。
信息来源： 李建欣 崔援朝 李泳
 
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