方位角脉冲异常所致CT故障的分析检修
作者：赵勇
单位：671000 云南省大理州人民医院CT室
关键词：
中华放射学杂志991120 在Somatom CR型CT中，方位角脉冲(AP)起着非常重要的协调作用，TOMO(轴位断层)扫描时，AP脉冲经旋转编码产生，D3K1002板整形，再经D16K1002板J32光电耦合后，分三路传送，见图1。一路由D16板上可编程接口芯片8255直接送往微处理器板，用于判断扫描架是否有效旋转以及进行脉冲计数；一路送往旋转控制板D18K1002，用于旋转速度的调整与监视；还有一路送往脉冲控制板D20K1002，经分频、延时后产生GCP(机架控制脉冲)、STP(扫描触发脉冲)、XTP(X线触发脉冲)，用来触发数据采集开始、射线产生等。因此，一旦AP异常，将会导致投影丢失或扫描架旋转故障。
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AP：方位角脉冲；ROAB：旋转失败；GCP：机架控制脉冲；STP：扫描触发；XTP：X线触发脉冲
图1 方位角脉冲传送电原理图
例1 TOMO扫描时，按下扫描触发键START，系统紧急停止，故障码为CP0002,CP2048；按Reset键进行系统复位，故障提示同上，复位不能完成。
分析检修：故障码提示意为：紧急停止；扫描架旋转速度太低。在Somatom CR型CT中，旋转速度的监视是由旋转控制板D18K1002完成的，由于AP脉冲频率正比于扫描架转速，因此，转速监视可凭对AP脉冲间隔进行监视来完成。原理如下：扫描开始，扫描架旋转产生AP脉冲，经D16板光耦J32传送到D18板，D18板上有一可重复触发单稳态电路对AP脉冲间隔进行监视，当两AP脉冲间隔大于300毫秒时，单稳态电路输出电平跳变，ROAB(旋转失败)信号低有效，经协调控制板D19送出中断信号IR13，扫描控制系统启动刹车，使系统紧急停止。根据以上分析，故障原因可能有以下3种情况：(1)旋转速度太低(没有旋转)；(2)AP脉冲丢失；(3)速度监视电路失效，误动作。打开机架，进行维修旋转操作，按下旋转触发键后，机架能旋转，但随即(不到1秒)便停止，右机柜接触器K1失电。由于维修旋转也不正常，首先可排除第1种故障可能。接着观察在机架所能进行的短暂旋转中，D16板上指示AP脉冲的发光二极管V5是否点亮。数次试验，V5均没有点亮，估计是AP脉冲没有传送至D16板。通过逐级检查，发现在信号输入板D16的X4插排上有一孔插座后缩，有接触不良嫌疑。经查对图纸，证实此插孔正是用于传送AP脉冲的，经紧固处理后，故障排除。
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例2 TOMO扫描时，扫描能完成，但扫描后无图像，文字监视器提示US0080：Timeout measurement,projection received 464(选定投影数为480)，故障频繁发生，但有时可自行恢复正常。
分析检修：从故障现象看，这是1例投影丢失故障。在Somatom CR型CT中，投影数目由GCP脉冲数决定，而GCP脉冲又由AP脉冲或毫米脉冲MMP分频、延时而得。因此，此类故障涉及电路较多，主要有：AP脉冲的产生与传送—包括AP孔板、D1、D3(K1012)、D16、D20(K1002)；数据传送板D28+D29(K1002)；数据接收板D29+D46(G4026)等。故障检修的关键在于故障定位，考虑到该型CT有2种扫描方式：TOMO和TOP(定位平片)，TOMO扫描时，决定投影数目的GCP脉冲由AP分频、延时而得；TOP扫描时，GCP脉冲由毫米脉冲MMP决定，其余脉冲控制、数据传送、接收均用同一电路。因此，我们可通过试验TOP扫描是否正常来进行此类故障的大概定位。如果同时TOP也不正常，故障应在共用电路D20、D28+D29、D29+D46；如果TOP扫描正常，故障应在AP脉冲产生与传送电路。根据以上分析，试作TOP扫描，结果一切正常，证明故障很可能在AP脉冲产生与传送电路。据此作如下检查：(1)进入调试程序ASO4，作TIM4(计时)测试。得测量时间4.46秒，平均投影时间9.02毫秒，均在正常范围，但Timing(定时)图上有“毛刺”，不够平滑。根据经验，“毛刺”的出现与AP孔板上有污物有关，用毛刷清洁后测试，“毛刺”消失；但试扫描故障依旧，考虑到旋转速度太快也会使AP脉冲丢失，于是在右机柜马达控制器SIMOREG E7上逆时针调电位器R46，略减慢转速，再作TIM4测试，Timing图已较前平滑，再试扫描，故障依旧。(2)为了进一步检查，进入测试程序TSO4，作方位角脉冲(AP)计数测试(详见TSO4说明)，结果发现数据窗内脉冲计数为2878(正常2880)，旋转限位开关ROL、安全开关ROSS间脉冲数也与标准值略有偏差。略微调整D1板(K1012)，ROSS开关S10、S11位置，使脉冲数符合要求，但试扫描，故障仍不能排除。上述测试正常，证明AP脉冲已正常传送到微处理器板以及旋转控制板D18，故障很可能出在D16板至D20板之间的连线上，但检查却没有发现异常。无奈拆下D16板，在对输入电路进行对比测试时(D16板上有多路相同的信号输入电路)，发现传送AP脉冲的光耦J32的电阻分压网络上保护二极管V31击穿，正反向阻值均只有100Ω，该管原型号为IN48，用一BAW76替换后，故障排除。该故障为一特殊故障，分析故障产生的原因是V31击穿后电阻仍>100Ω，虽然改变了电阻分压网络分压比，使加在光耦J32 1-2脚的信号电压下降，但仍保持有一定的信号电压，经光电耦合传送后，AP脉冲处于正常与异常之间的临界状态，直接送至微处理器板的一路，经D16板上8255芯片缓冲，没有出现异常，所以脉冲计数测试正常；送往旋转控制板D18的一路，因D18板上有一级单稳态整形电路，也没出现异常，所以速度监视没有动作，扫描能完成；而送往D20板的一路信号需经多级门电路和分频、延时电路，可能加剧了脉冲波形畸变，不能正常产生GCP脉冲，最终导致了投影丢失，引发故障。
(文中分析所涉及电路请参阅随机附图K1002-310-1B，K1012-315-1A以及K1002-320-1A)
收稿：1999-01-18
修回：1999-04-29, http://www.100md.com
单位：671000 云南省大理州人民医院CT室
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中华放射学杂志991120 在Somatom CR型CT中，方位角脉冲(AP)起着非常重要的协调作用，TOMO(轴位断层)扫描时，AP脉冲经旋转编码产生，D3K1002板整形，再经D16K1002板J32光电耦合后，分三路传送，见图1。一路由D16板上可编程接口芯片8255直接送往微处理器板，用于判断扫描架是否有效旋转以及进行脉冲计数；一路送往旋转控制板D18K1002，用于旋转速度的调整与监视；还有一路送往脉冲控制板D20K1002，经分频、延时后产生GCP(机架控制脉冲)、STP(扫描触发脉冲)、XTP(X线触发脉冲)，用来触发数据采集开始、射线产生等。因此，一旦AP异常，将会导致投影丢失或扫描架旋转故障。
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AP：方位角脉冲；ROAB：旋转失败；GCP：机架控制脉冲；STP：扫描触发；XTP：X线触发脉冲
图1 方位角脉冲传送电原理图
例1 TOMO扫描时，按下扫描触发键START，系统紧急停止，故障码为CP0002,CP2048；按Reset键进行系统复位，故障提示同上，复位不能完成。
分析检修：故障码提示意为：紧急停止；扫描架旋转速度太低。在Somatom CR型CT中，旋转速度的监视是由旋转控制板D18K1002完成的，由于AP脉冲频率正比于扫描架转速，因此，转速监视可凭对AP脉冲间隔进行监视来完成。原理如下：扫描开始，扫描架旋转产生AP脉冲，经D16板光耦J32传送到D18板，D18板上有一可重复触发单稳态电路对AP脉冲间隔进行监视，当两AP脉冲间隔大于300毫秒时，单稳态电路输出电平跳变，ROAB(旋转失败)信号低有效，经协调控制板D19送出中断信号IR13，扫描控制系统启动刹车，使系统紧急停止。根据以上分析，故障原因可能有以下3种情况：(1)旋转速度太低(没有旋转)；(2)AP脉冲丢失；(3)速度监视电路失效，误动作。打开机架，进行维修旋转操作，按下旋转触发键后，机架能旋转，但随即(不到1秒)便停止，右机柜接触器K1失电。由于维修旋转也不正常，首先可排除第1种故障可能。接着观察在机架所能进行的短暂旋转中，D16板上指示AP脉冲的发光二极管V5是否点亮。数次试验，V5均没有点亮，估计是AP脉冲没有传送至D16板。通过逐级检查，发现在信号输入板D16的X4插排上有一孔插座后缩，有接触不良嫌疑。经查对图纸，证实此插孔正是用于传送AP脉冲的，经紧固处理后，故障排除。
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例2 TOMO扫描时，扫描能完成，但扫描后无图像，文字监视器提示US0080：Timeout measurement,projection received 464(选定投影数为480)，故障频繁发生，但有时可自行恢复正常。
分析检修：从故障现象看，这是1例投影丢失故障。在Somatom CR型CT中，投影数目由GCP脉冲数决定，而GCP脉冲又由AP脉冲或毫米脉冲MMP分频、延时而得。因此，此类故障涉及电路较多，主要有：AP脉冲的产生与传送—包括AP孔板、D1、D3(K1012)、D16、D20(K1002)；数据传送板D28+D29(K1002)；数据接收板D29+D46(G4026)等。故障检修的关键在于故障定位，考虑到该型CT有2种扫描方式：TOMO和TOP(定位平片)，TOMO扫描时，决定投影数目的GCP脉冲由AP分频、延时而得；TOP扫描时，GCP脉冲由毫米脉冲MMP决定，其余脉冲控制、数据传送、接收均用同一电路。因此，我们可通过试验TOP扫描是否正常来进行此类故障的大概定位。如果同时TOP也不正常，故障应在共用电路D20、D28+D29、D29+D46；如果TOP扫描正常，故障应在AP脉冲产生与传送电路。根据以上分析，试作TOP扫描，结果一切正常，证明故障很可能在AP脉冲产生与传送电路。据此作如下检查：(1)进入调试程序ASO4，作TIM4(计时)测试。得测量时间4.46秒，平均投影时间9.02毫秒，均在正常范围，但Timing(定时)图上有“毛刺”，不够平滑。根据经验，“毛刺”的出现与AP孔板上有污物有关，用毛刷清洁后测试，“毛刺”消失；但试扫描故障依旧，考虑到旋转速度太快也会使AP脉冲丢失，于是在右机柜马达控制器SIMOREG E7上逆时针调电位器R46，略减慢转速，再作TIM4测试，Timing图已较前平滑，再试扫描，故障依旧。(2)为了进一步检查，进入测试程序TSO4，作方位角脉冲(AP)计数测试(详见TSO4说明)，结果发现数据窗内脉冲计数为2878(正常2880)，旋转限位开关ROL、安全开关ROSS间脉冲数也与标准值略有偏差。略微调整D1板(K1012)，ROSS开关S10、S11位置，使脉冲数符合要求，但试扫描，故障仍不能排除。上述测试正常，证明AP脉冲已正常传送到微处理器板以及旋转控制板D18，故障很可能出在D16板至D20板之间的连线上，但检查却没有发现异常。无奈拆下D16板，在对输入电路进行对比测试时(D16板上有多路相同的信号输入电路)，发现传送AP脉冲的光耦J32的电阻分压网络上保护二极管V31击穿，正反向阻值均只有100Ω，该管原型号为IN48，用一BAW76替换后，故障排除。该故障为一特殊故障，分析故障产生的原因是V31击穿后电阻仍>100Ω，虽然改变了电阻分压网络分压比，使加在光耦J32 1-2脚的信号电压下降，但仍保持有一定的信号电压，经光电耦合传送后，AP脉冲处于正常与异常之间的临界状态，直接送至微处理器板的一路，经D16板上8255芯片缓冲，没有出现异常，所以脉冲计数测试正常；送往旋转控制板D18的一路，因D18板上有一级单稳态整形电路，也没出现异常，所以速度监视没有动作，扫描能完成；而送往D20板的一路信号需经多级门电路和分频、延时电路，可能加剧了脉冲波形畸变，不能正常产生GCP脉冲，最终导致了投影丢失，引发故障。
(文中分析所涉及电路请参阅随机附图K1002-310-1B，K1012-315-1A以及K1002-320-1A)
收稿：1999-01-18
修回：1999-04-29, http://www.100md.com