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故障自诊断系统的作用(故障诊断系统设计)

2022-11-18  本文已影响 135人 
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  CT技术发展至今,虽然在功能和应用技术方面有了非常大的进步,比如在扫描速度、扫描排数、扫描图像质量(空间分辨率和密度分辨率)、后处理软件功能(标准重建、肺重建、细节重建、三维重建、内窥镜技术、模拟手术刀、血流分析)等,但其基本机构并没有大的变化,CT的基本结构包括:控制台—负责人机交流,根据操作者的指令来控制整个系统,兵监测系统是否正常运行;重建单元—负责将探测器采集的原始数据重建为诊断图像,并在显示器上显示出来;高压单元—负责为球管提供12万伏以上的高压,以及为球管灯丝提供激发电流,控制球管旋转转阳极旋转;数据采集单元—负责采样原始数据;机架控制单元—负责机架部分的控制及反馈。比如机架旋转、倾斜、射线层厚、机架运动及静止单元之间的数据传输控制等;病人床—负责病人床的运动,如升降、进床、退床等;数据通讯传输单元及接口单元—负责CT各个单元之间的控制指令传输、校验以及原始数据的传输校验,安全回路的监测,设备运行状态的监测等;软件系统—包括操作系统软件和应用系统软件。操作系统软件一般采用UNIX系统、LINIUX系统、WINNT系统等,医学方面的用途要求稳定性高,占用系统内存小。

  下面是CT设备的基本结构和功能:

  ①球管:tube,产生射线。②DAS(数据采集):GE单排数据采集系统包括23块通道板,分左中右三部分,中间9块,左右各7块,1块DDP板,1块CIF板,总共685个有效管道,20个参考通道,3个Q校准通道,12个地通道。③高压系统:包括接口板、KV控制板,高压油箱,逆变组件,AC/DC板,滤波板,旋阳板,灯丝板,LVPS板。④Collimator(层厚):层厚控制器,控制扫描层厚,单排螺旋最小层厚为1MM,层厚控制器采用闭环控制,层厚反馈有编码器执行,单双排层厚控制器不通用。⑤SUB板:也叫继电器板,TGP板控制机架旋转,床升降,机架倾斜都要通过SUB板。⑥OGP板:旋转部分控制,操作台道DAS,JEDI,的通信都要经过OGP板,GPULS2(机架旋转位置)也要送到OGP板,另一个机架旋转位置反馈GPELS1送到TGP板,这两个信号通过两个光耦来检测。⑦LVPS:低压电源板,给高压系统各班子提供工作电压,输出为160 V,15V,—15V,160V用来给灯丝加热。⑧旋阳板:也叫rotor板,控制球管旋转阳极工作。⑨DETECTER(探测器):螺旋机采用固体稀土陶瓷探测器,平扫机采用气体探测器,探测器主要是把穿过人体的X线变成电流信号再送到DAS进行处理。⑩{11}{12}DAS接口板:接受来自DAS的原始数据,对信号进行光/电转换,和校验。{13}吊架:拆装球管,油箱时用来悬挂吊链。{14}显示板:也叫维修面板,维修机器时拆掉前盖后,要控制床升降进出,机架倾斜,定位灯等操作可通过该板来实现。{15}重建板:NPRM重建主板。上面还可插入重建子板(NPRS),重建板主要对来自DAS的原始数据进行重建。增加重建子板可提高重建速度,但要成对添加、{16}口板。{17}CDROM光驱。{18}3.5"磁光驱。{19}5"磁光驱。{20}显示器:操作和诊断的窗口。{21}伺服电机:带动机架旋转。

  熟悉了CT设备的基本结构和功能,还必须掌握CT常用术语,在操作CT和检查故障代码的时候,经常用到各类CT术语,了解术语的含义对操作维修设备有很大的作用。如控制台:operator console简称DC;机架:Gantry简称G 比如G—pulse。是机架位置脉冲;球管:Tube;管芯insert;球管灯丝:Filament;球管旋转阳极:Rotor;高压:High voltage简称HV如高压邮箱HVTank;高压电缆HVcable 高压逆变 HV inverter;数据采集单元:Date acquisition system简称DAS;探测器:Detector 简称DET;病人床:Table 简称T;故障:error;功能:Function;显示器:Moniter;诊断:Diagnotics 简称Diag;功能简称Function Check简称FC;更换:Replacement;工具:Tool;校准:Calibration简称Cal;模块校准:Phantom Cal;空气校准:Air Cal 水模校准:Water Cal;调试:adjustment简称Adj;重建单元:Reconstraction unit简称Recon;原始数据:Raw data;后重建:Retro Recon;重建后图像:Image;三维图像 3D image 简称3D;硬件:Hardware;软件:software扫描协议:Protocal;扫描:Scan;轴向扫描 Axial scan;定位扫描 Scout scan;螺旋扫描 Helical scan;灯丝控制板 Heater control board;旋转阳极控制板 rotor control board;千伏控制板KVcontrol board;层后控制器Collimator等。有了好的CT结构认识和对CT常用术语的深入了解,建立系统化功能化维修思路,任何故障基本上都能迎难而解。

  如何建立系统化功能化维修思路呢?(1)CT技术发展至今已经非常成熟,其功能化、网络化、系统化较为全面,各个部件单元都有独立的功能和控制,这位快速区分故障奠定了基础。(2)建立流程控制的理念,以系统化的观点来看待故障,防止陷入维修死角误区。(3)修机器大忌没有头绪地眉毛胡子一把抓,应该冷静下来,根据故障现象判断哪个单元有关联,再通过软件及硬件地测试来最终确定故障,当然维修工作是个经验性很强的工种,充分与大家沟通交流,并善于总结,可以更快地解决故障。

  首先,要以系统化的观念来考虑故障的意思,是要建立流程控制的理念。所谓流程控制九是自动控制,所有流程自动控制陡包含以下几个概念:1:控制部件2:执行部件3:负载部件4:检测反馈部件。通过这四个部件来形成一个流程的闭环控制系统。比如高压KV控制,它就是一个典型的流程闭环控制系统。控制部件—KV控制板,负责根据控制台的指令来控制输出到球管两端的电压,一般为12万伏;执行部件—高压逆变器,负责将直流信号变为高频信号;高压邮箱,负责将600V电压变为正负6万伏高压;负载部件—球管;检测反馈部件—反馈回路中反馈电压,一般通过电阻或者互感器。当出现高压过流故障时,根据前面所讲的,我们需要考虑四个方面,即:控制单元—KV控制板—执行单位—逆变器和高压油箱。负载单元是球管。检测及反馈单元是高压测量板商5欧姆电阻。针对球管我们可以进行冷高压测试(no losd kv test);针对高压逆变器可进行逆变控制测试和逆变器短路测试;针对高压油箱,没有测试程序,但可以通过物理检测盒排除法判断;针对反馈单位可以直接测量反馈电阻,要求误差3%;针对KV控制板没有测试程序,但可以通过观察状态指示灯或者进行一些物理测量来判断。

  其次,以功能化的观念来区分故障:在充分了解设备各个组成部件及各部件功能的基础上,根据故障信息,首先判定引起这个故障的相关单元或者部件是什么。比如说:系统报告HV System error(高压故障),那么我们就应该很明确地区考虑高压单元的各个部件,是KV还是灯丝电路、或者旋转阳极、或者球管、逆变器等这些部件可以通过测试程序、板件测量、板件指示灯状态来判断。比如图像有伪影,一般有伪影,系统部报错,但我们通过对系统结构的理解可以知道,产生伪影的主要相关部件是数据采集单元及数据重建单元。那么我们就可以通过一些测试方法来区分是采集单元还是重建单元。常用的方法是用以前正常的原始数据进行重建,如果正常那么就是数据采集的故障,如果不正常,就是重建单元的故障。比如系统在运行过程中死机,根据系统运行控制是由控制台完成的,那么我们就主要考虑和控制台相关的各个方面。引起死机的相关因素有那些呢?根据各个部件的功能我们可以找出以下几个因素:(1)控制台系统软件崩溃;(2)系统硬盘损坏;(3)其他与主机进行通讯的板件有故障导致主机与故障版件通讯死循环。经常看可见的是原始数据硬盘损坏,因为这两者与主机主板有着非常频繁的数据通讯和交换;(4)其他可能与主机板通讯的部件(较少)。那么下一步就分别进行相关的活动逐项排除。比如安装软件或者格式化硬盘来确定第一或者第二故障原因。可以通过格式化原始数据硬盘或者检测重建板来判断第三故障原因。

  总之,要想成为一个号的CT维修工程师,最后总结三句话:以功能化的观念来区分故障;以系统化的观念考虑故障;多和其他有经验的工程师交流并及时总结记录。

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