西门子ONCOR直线加速器脉冲调制系统故障维修

班卫华，李晓芳，卢海滨，梁兆宁，陶 莹，梁力文

广西省百色市人民医院放疗科，百色市，533000

西门子ONCOR直线加速器脉冲调制系统故障维修

【作 者】班卫华，李晓芳，卢海滨，梁兆宁，陶 莹，梁力文

广西省百色市人民医院放疗科，百色市，533000

该文介绍了西门子ONCOR直线加速器脉冲调制系统原理，并结合实际故障现象，描述了故障分析、维修过程及方法。

西门子加速器；调制系统原理；维修

我院2011年初购进西门子oNcoR直线加速器，医用直线加速器是目前放射治疗的主要设备，脉冲调制系统是直线加速器的重要组成部分，其性能直接影响到束流及射线的质量。在加速器的日常使用过程中，该系统故障相对较高，调制器为高压、大电流部件，维修难度大并且有一定的危险性，如能详细了解系统的原理和构造，将有助于及时地排除设备故障[1-3]。现将我院西门子oNcoR直线加速器脉冲调制系统故障判断及维修过程及方法介绍如下，供同行参考。

1 脉冲调制系统原理

在西门子oNcoR直线加速器中，利用脉冲调制系统来得到尽可能高的加速电场，进而产生大功率的微波源，脉冲调制系统基本原理框架图如图1所示。由触发器电路触发脉冲调制器，产生一定功率的、一定重复频率的和一定宽度、波形合适的高压脉冲电压，经过微波传输系统进入加速管[4]。因此加速器的性能及工作的稳定性与脉冲调制器产生的脉冲质量有着直接关系。

图1 脉冲调制系统原理框架图Fig.1 The frame of the principle of pulse modulation system

西门子oNcoR直线加速器的脉冲调制系统主要由高压油箱、高压抽屉电源、速调管及速调管灯丝电源和偏转电源组成，高压油箱包括：PFN网络、低Q电路、脉冲变压器、闸流管及相关检测、触发和保护电路[5]。系统工作时，由抽屉电源提供直流高压电源，当有触发信号注入高压油箱，产生一定功率的脉冲电压，由速调管放大微波，经过微波传输系统进入加速管。

2 故障现象

启动数字直线加速器后，复位数字直线加速器电源，发现aux Interlock K2抽屉上的Vac SUP DS1指示灯不亮，及速调管真空(Vac)指示灯、速调管灯丝电源(FiL e, FIL 1)指示灯、速调管偏转线圈电源(Sol1 I, Sol2 I, Sol3 I, Sol4 I)指示灯、微波输入窗检测到有反射波(VSWR)指示灯、微波系统内有打火(WG aRc)指示灯、偏转电流(Bias current)指示灯、六氟化硫(SF6)指示灯、抽屉电源(charge System, charge Drawer)指示灯、外循环水(Facility Water)指示灯、速调管油箱(oil Temp)指示灯这些灯全部显示红色，重新复位数字直线加速器电源，仍然显示红色，此时数字直线加速器的操作电脑显示屏报30号连锁“MoDULaToR INcoMPLeTe”(调节器或速调管的某些连锁未就绪)，造成数字直线加速器不能正常运行。

3 故障分析

根据西门子公司提供的维修手册以及相关维修经验，与aux Interlock K2调制器模块和30号连锁的有关的原因有：①外循环冷水机及内循环水机的水压、水温等存在问题；②本身的内置去离子水自循环次级水冷系统对速调管油箱、聚焦线圈、加速管、偏转磁铁、射线靶等高产热部件的保护存在问题(如：闸流管)等；③与K2调制器模块相关的高压电源的各个回路或部件存在问题。

4 故障排除

首先，检查外循环冷水机，水压、水温是否存在短时间波动现象，未发现异常。其次，检查数字直线加速器内循环水机，水位、水压及水温等各项参数也都在正常工作范围，并且对于内循环次级水系统进行电压检查，都未发现异常。再次，检查内置去离子水自循环次级水冷系统对速调管油箱、聚焦线圈、加速管、偏转磁铁、射线靶等高产热部件的保护都未发现异常。

拉出aux Interlock K2抽屉的连锁板，根据维修手册说明检查开关S1，各个开关所处的状态表1所示，处于正常状态。

表1 S1各个开关所处的状态Tab.1 The state of each switch of S1

测量X47、X52、X36、X48、X49、X50、X5的电压值分别为：9.51 V、9.53 V、9.49 V、9.52 V、9.51 V、9.50 V、9.52 V，正常。测量K5 PS3、K5 PS2、K5 PS1、K5 PS4的电压值为43 V、39 V、32 V、3.5 V，正常。测量X41至X42的电压值为1.64 V，正常。aux Interlock K2抽屉上的Vac SUP DS1指示灯不亮，用高压棒连接万用表测量由K2调制器到速调管的连接线K10 P5的输出高压值才有36 V，查看维修手册发现输出高压值大约在5 kV左右，由此说明K2调制器给速调管提供高压电源损坏。查看电路图图纸，如图2所示，可发现输出高压是由一个高压直流电源提供的，具体型号为UM6P20L，发现其输入为24 V/1 a的直流电压，经过UM6P20L变压为6 kV/3.33 ma的直流高电压。检查测量点+VIN和-VIN之间有输入电压24 V，高压输出端HVoUT未有高压输出，可以确定直流高压模块损坏。另外，采购新的电源更换上去，Vac SUP DS1指示灯变亮，检测各个参数，调节优化各个参数在误差范围内。复位数字直线加速器电源，K2调制器模块板面上所有指示灯变绿色，机器恢复正常。

图2 K2调制器速调管高压真空电源电路图Fig.2 The circuit diagram of high pressure vacuum power of modulator klystron for K2

5 总结

30号连锁是西门子oNcoR直线加速器最为常见的连锁之一，其出现的频率较高，如果不能及时得到解决，势必影响到肿瘤患者的治疗。本文通过对西门子oNcoR直线加速器脉冲调制系统原理的说明，由30号连锁现象和aux Interlock K2调制器模块板上显示灯显示情况来分析其起因，逐渐排除所有可能产生30号连锁以及K2调制器模块板上显示红灯的所有故障，使设备尽快得到维修。

总之，西门子oNcoR直线加速器的维修都要进入到维修模式，然后根据原理说明和错误代码所提示的信息，结合西门子公司提供的维修资料进行分析。找出与故障所有的关联，逐一排查。对于高端、结构复杂的全进口西门子数字直线加速器，作为物理师和维修工程师要透彻理解直线加速器所执行步骤的各项原理及工作流程，多积累维修经验，尽量借助西门子公司配有的维修资料并多和西门子维修工程师交流吸取他们的经验来检测故障所在。当机子出现故障时，尽可能在最短时间内做出准确判断，快速地解决故障，保证机器正常运行[6]。

[1] 孙东. 医用电子直线加速器脉冲调制器检修流程[J]. 医疗设备信息, 2005, 20 (8): 57-58.

[2] 陈俊, 王雪桃. 西门子PrimusH直线加速器脉冲调制系统原理与故障分析[J]. 医疗卫生装备, 2012, 33(12): 146-147.

[3] 雷烈. 医用直线加速器调制器部分原理及故障维修[J]. 中国医学装备, 2007, 4(5) :40-41.

[4] 顾广本. 医用加速器[M]. 北京: 科学出版社, 2003.

[5] 杨绍洲. 医用电子直线加速器[M]. 北京: 人民军医出版社, 2003.

[6] 班卫华, 范向华, 等. 西门子oNcoR直线加速器治疗床数显故障维修[J]. 中国医疗设备, 2014: 29(01): 135-136.

The Maintenance of Pulse Modulation System of Siemens ONCOR Linear Accelerator

【 Writers 】BAN Weihua, LI Xiaofang, LU Haibin, LIANG Zhaoning, TAO Ying, LIANG Liwen
Department of Radiotherapy, Guangxi Province Baise City People's Hospital, Baise, 533000

Siemens linear accelerator, principle of modulator system, maintenance

TL53；TH774

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.03.021

1671-7104(2016)03-0230-02

2015-12-22

班卫华，e-mail：bwh96@163.com

【 Abstract 】This paper mainly introduces the principle of the pulse modulation system of ONCOR Siemens Oncor linear accelerator, then describe the analysis, maintenance processes and methods of faults.