翟召波

（河北省石家莊晉州市人民醫(yī)院，河北 石家莊）

0 引言

核磁共振波譜儀如今已經(jīng)在醫(yī)學(xué)、教學(xué)、科研等多個領(lǐng)域得到廣泛的運用，它是一種大型的精密儀器，其特點在于零件密集、功能多樣化、技術(shù)含量高以及價格昂貴[1-2]?；趦x器本身的特點及其在多個領(lǐng)域的重要作用，在投入使用中，儀器的維護是一項非常關(guān)鍵的工作，而電子工程師主要負(fù)責(zé)研究、教學(xué)、開發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)還有管理各種類型的電子設(shè)備以及信息系統(tǒng)，在核磁共振波譜儀使用維護中發(fā)揮著重要作用[3-4]。AC80脈沖傅里葉核磁共振波譜儀的核心部件便是磁鐵，是形成磁場的主要因素，所以，在儀器的維護中需要將磁鐵作為重點保護對象。而電子工程師在編寫程序時專門為該儀器的磁鐵設(shè)置了保護系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)檢測物超出范圍量的情況，會激發(fā)報警鈴聲和信息碼并自動斷電來提示相關(guān)操作人員。但是在實際操作過程中，儀器的磁鐵保護系統(tǒng)并不是萬能的，存在著一定故障幾率，比較常見的情況有，儀器工作中由某項異常指標(biāo)引起磁鐵保護系統(tǒng)故障或者儀器指標(biāo)一切正常但是卻發(fā)出警報聲音并且自動斷電。筆者此次主要是為了研究這類儀器的磁鐵保護系統(tǒng)故障排除，為此，選取了一臺由德國的Bruker公司生產(chǎn)的AC80脈沖傅里葉核磁共振波譜儀，就其使用過程中磁鐵保護系統(tǒng)和相關(guān)故障進行了探討。

1 核磁共振波譜儀磁鐵保護系統(tǒng)涉及到的內(nèi)容指標(biāo)

該儀器的磁鐵保護系統(tǒng)共涉及到8個內(nèi)容指標(biāo)，分別是：①水壓（O），低電平指示工作正常，高電平指示有一個外循環(huán)水泵異常（停止工作）、外循環(huán)水壓不足；②溫度（T1），磁鐵電源配電箱的極限溫度為80 ℃，高電平指示其配電箱的溫度太高；③溫度（T2），磁鐵線圈的極限溫度為80 ℃，高電平指示儀器的磁體線圈溫度過高；④溫度（T3），磁鐵內(nèi)冷卻板的極限溫度為53 ℃，高電平指示儀器磁鐵的冷卻板溫度過高；⑤斷相（Y），低電平指示三相電正常，高電平指示三相輸入電源中缺少一或二相；⑥電流（＞I），磁鐵線圈的極限電流為85 A，高電平指示儀器的磁鐵線圈電流太大；⑦電壓（Vce），指的是磁鐵的集電極-發(fā)射極（電源晶體管輸出級）之間電壓，當(dāng)電壓＜6 V，就會出現(xiàn)高電平；⑧電壓（U），磁鐵線圈兩端采集到的電壓信號樣本，分壓后（1/10）比較，如果這時候電壓值＜0.53或者＞5.75時，就會出現(xiàn)高電平[5-6]。

2 磁鐵保護系統(tǒng)故障的狀態(tài)字顯示

每一種故障對應(yīng)著一種狀態(tài)字，方便操作人員快速掌握故障情況予以解決，通過查看控制臺，數(shù)字顯示“0”，表示狀態(tài)正常，數(shù)字顯示“1”，表示狀態(tài)異常，如下圖1中所示，最高位數(shù)字5不變，方框中的三位數(shù)組成八進制數(shù)，X表示此約束項受故障源控制，有低電平和高電平兩種可能，若為數(shù)字“1”，則指示高電平即狀態(tài)異常，若為數(shù)字“0”，則指示低電平即狀態(tài)正常[7-8]。故障信息碼從5001～5377，指示出各種不同障礙組合，詳見圖1。

圖1 磁鐵系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)字表示

3 核磁共振波譜儀磁鐵保護系統(tǒng)的電路原理

磁鐵保護系統(tǒng)的自鎖電路可以鎖定上述8種內(nèi)容指標(biāo)的任一異常狀態(tài)，并通過三條支路輸出進行指示，如下圖2所示，三條輸出支路分別：①指示電路；②門電路，通過門電路輸出指令控制驅(qū)動電路，再由驅(qū)動電路直接操作磁鐵電源的開關(guān)，實現(xiàn)斷電和通電的控制；③轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)換支路，主要作用是向控制臺輸送信號，完成異常狀態(tài)警報提醒和故障信息碼提醒。

圖2 儀器磁鐵自動保護系統(tǒng)框圖

4 核磁共振波譜儀磁鐵保護系統(tǒng)的常見故障和排除方式

4.1 儀器內(nèi)循環(huán)水泵不工作，開機異常

儀器內(nèi)循環(huán)水泵工作正常時，可聽見“沙沙”的水流聲音，有時還會在離子交換柱里看見流過的小氣泡?？刂齐娐?、電源以及水泵本身都是影響內(nèi)循環(huán)水泵工作的重要因素，因此一旦出現(xiàn)異常，可先考慮這三個方面。首先將警報板上的“PUMP ON”開關(guān)撥到“SET PUMP”，由自動改為手動，此時如果內(nèi)循環(huán)水泵工作正常，那么控制電路出現(xiàn)故障的可能性最大，需要對報警板的電路進行檢查；如果此時內(nèi)循環(huán)水泵仍舊無法運作，那么插頭連線或供電電源出現(xiàn)故障的可能性較大，需要檢查電源電壓和插頭連接有沒有問題；上面兩項皆不存在問題，則內(nèi)循環(huán)水泵自身故障的可能性最大，需要進行拆換修理。

4.2 儀器正常啟動中磁鐵電源繼電器不吸合、警報聲響起、故障信息碼為“5004”，LED指示燈“T3”亮起

這種類型的故障在突然斷電后比較常見，儀器故障指示燈與信息碼提示操作者“磁鐵的冷卻板溫度過高”，但事實上這時候儀器開啟動還未運轉(zhuǎn)，其冷卻板的溫度是和室內(nèi)溫度一致，不可能超過53 ℃。而造成這種與實際條件不符的原因通常是磁鐵下面的溫度感應(yīng)觸點被彈開后未得到及時的復(fù)位。而溫度感應(yīng)觸點被彈開的主要原因在于斷電突然，失去冷卻水循環(huán)，磁鐵內(nèi)部的殘留熱量將導(dǎo)致磁鐵的溫度超過53 ℃。此時只需使用數(shù)字萬用表筆等工具對準(zhǔn)感應(yīng)觸點輕輕敲擊,當(dāng)觸點閉合后即可排除儀器的故障。

4.3 查看穩(wěn)壓電源其電流表沒有指示，警報聲響起且磁鐵控制箱面板Vce表頭指示位于紅色區(qū)域

紅色區(qū)域表示Vce失落，這是儀器磁鐵保護系統(tǒng)為了防止磁鐵線圈因過大電流而損壞的最終保護措施。這種故障發(fā)生時“Flux on”指示燈會出現(xiàn)閃爍，但由于其他類型的故障也會引起該指示燈的閃爍，因此這時候首先要做的是對磁鐵控制箱的指示燈進行檢查，排查引起的原因。①在磁鐵控制面板上找到“Reset”，使用復(fù)位，這種方式可用于排除由于使用電器的外部電路突然啟動導(dǎo)致電源波動很大引起的故障，紅色指示燈熄滅則故障已排除；②若紅色指示燈未熄滅，則表示本次故障不是瞬間故障，則需要根據(jù)故障信息代碼檢查儀器；③若上述兩點皆為排除故障，那么可通過查看穩(wěn)壓電源、磁鐵接通繼電器和觸點來排除故障。

4.4 儀器運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)故障信號“5020”和警報聲，磁鐵電源繼電器有“碰碰”的響聲，指示電路上紅燈“O”閃爍

首先依據(jù)故障信號代碼指示檢查儀器外循環(huán)水壓，若的確是水壓異常，那么只需根據(jù)指示排除掉水壓引起的故障即可；若水壓沒有異常，則考慮在震動的過程中內(nèi)循環(huán)水壓的觸點和外循環(huán)水壓的觸點發(fā)生間斷性的斷開合起；如果檢查觸點無異常，就需要對照電路原理圖排查電路的輸出端，這時候電路的輸出正處于高電平和低電平連續(xù)跳變的狀態(tài)，對于可能導(dǎo)致該連接點發(fā)生連續(xù)電位變化的眾多因素，必須逐一消除[9]。①更換電路后故障排除，則表明造成的原因就是自鎖電路，如果更換電路后故障沒有排除，則需要在電容C1兩端使用萬用表筆測量電位，若正常則電位處于恒定狀態(tài)，若C1、R1原件、電源等有故障則電位會出現(xiàn)連續(xù)的變化。②排除電路因素后就要考慮繼電路的因素，主要是由于“狀態(tài)轉(zhuǎn)換”電路集成塊發(fā)生故障引起電路輸出端的電位發(fā)生異常，因而出現(xiàn)磁鐵保護系統(tǒng)的故障，這時排除故障只需替換掉相應(yīng)的集成塊即可。

5 結(jié)束語

信息系統(tǒng)與電子設(shè)備發(fā)展的同時也推動了醫(yī)療、科研、教學(xué)等多個領(lǐng)域的發(fā)展，電子工程師在其中擔(dān)任了研究開發(fā)、設(shè)計生產(chǎn)、教學(xué)一級管理的重要責(zé)任。其發(fā)揮的重要作用囊括了各種大型精密儀器的整個使用壽命。核磁共振波譜儀作用于各領(lǐng)域，且作用巨大，但是儀器元件復(fù)雜且整體價格昂貴，因此在投入使用中故障排除工作是一個非常重要的環(huán)節(jié)，尤其是磁鐵保護系統(tǒng)的故障排除工作，離不開電子工程師們的努力。