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文檔簡介
磁共振實踐機房建設;設備安裝;硬件、軟件調試;設備維修;1磁共振實踐機房建設;1機房選址遠離大型金屬運動體:不靠近垂直起降電梯;不靠近馬路;不靠近火車道;地下無輕軌;等等附近無大型振動源,如:發(fā)電機、泵站等;有較大承重要求:地下室或一層;附近無正對射頻電磁波源:如電視發(fā)射臺、通信發(fā)射機站等等;附近無大電壓和強電流設備:高壓線、變壓器、空調壓縮機等;2機房選址遠離大型金屬運動體:不靠近垂直起降電梯;不靠近馬路;機房建設地面清理大塊鐵磁性物質;預留磁體就位通道或門;制冷劑就位通道;地面承重,磁體基座單獨澆鑄成塊;3m水平差<3mm磁體室高度;與型號有關;地面防振,利用減振措施;做好射頻頻蔽;用料:銅;機房鋼材用量控制15Kg/m2;裝修材料采用無磁性材料;恒溫系統(tǒng);室內恒溫恒濕;水冷系統(tǒng);帶走冷頭的熱量;通風系統(tǒng);氦泄漏緊急排風系統(tǒng);下送風,上回風;電源要求:三相五線制;地線與中線不能短接;獨立變壓器供電;電源要求干凈,穩(wěn)定;3機房建設地面清理大塊鐵磁性物質;3屏蔽外界各種頻率的射頻電磁波對MR信號的干擾;一般采用銅板或不銹鋼板進行屏蔽,掃描室的六個面都需要完全包裹在銅內。構成完整密封的屏蔽體;銅板接縫采用氬弧焊和無磁螺釘鏈接;地板內的屏蔽還采用防潮、防腐和絕緣處理;總體要求是各門、觀察窗、墻面、波導管等處對15~100MHz范圍內距離在2m時信號衰減大于90dB;室內的燈必須采用直流燈泡;所有進出線均通過濾波器傳導板;觀察窗采用鋼化玻璃夾雙層銅網;空調一點接地,接地電阻要小于規(guī)定值;射頻屏蔽4屏蔽外界各種頻率的射頻電磁波對MR信號的干擾;射頻屏蔽4磁體安裝磁體就位與固定;制冷劑泄放管道安裝;超導磁體的冷頭裝置安裝;氦壓縮機與水冷裝置安裝;勵磁電源系統(tǒng)的安裝;磁體抽真空(壓力<0.001Pa)以及兩次磁腔預冷;液氦填充達到要求液面;80%;<35%需要補充;從小到大,分次勵磁,最后達到要求的磁場;高斯計測量或中心頻率測量;緊急退磁裝置;警示標志等;5磁體安裝磁體就位與固定;566778899冷頭勵磁電源插棒高壓低溫氦氣、低壓高溫氦氣銅管10冷頭勵磁電源插棒高壓低溫氦氣、低壓高溫氦氣銅管101111121213131414警示標志15警示標志15防止靜磁場對其他電子設備的干擾;防止環(huán)境中的大的鐵磁物質對靜磁場的干擾屏蔽方法一般采用:鐵;為了簡化機房的磁屏蔽費用,往往采用磁體自身的鐵屏蔽,機房安置在不會出現(xiàn)大型鐵磁物質出現(xiàn)的地方;運輸方便,安全;5Gs線距離:側向<2.5m;徑向<3m;磁屏蔽16防止靜磁場對其他電子設備的干擾;磁屏蔽16勻場磁場均勻性測量;均勻性算法:極差算法;標準差算法;數(shù)值相同時,前者均勻性優(yōu)于后者;勻場方案確定;計算機輔助勻場;永磁型磁體勻場;無源勻場超導型無源勻場;超導型有源勻場;17勻場磁場均勻性測量;均勻性算法:極差算法;標準差算法;數(shù)值相18181919主磁場線圈勻場線圈20主磁場線圈勻場線圈202121系統(tǒng)安裝機架前端濾波器傳導板梯度功放接受放大射頻功放譜儀系統(tǒng)計算機系統(tǒng)監(jiān)視器、鍵盤22系統(tǒng)安裝機前端濾梯度功放接受放大射頻功放譜計監(jiān)22硬件調試發(fā)射線圈調諧與射頻均勻性調節(jié);接受線圈調諧與匹配調節(jié);梯度波形(預加重)調節(jié);23硬件調試發(fā)射線圈調諧與射頻均勻性調節(jié);23線圈調諧與匹配調節(jié)24線圈調諧與匹配調節(jié)24252526262727軟件調試(序列調試)體模測試:信噪比、均勻性、線性度測試與調節(jié);分辨率調試;偽影調試;對比度調試;信噪比調試;序列參數(shù)調試;(所有序列對所有部位)28軟件調試(序列調試)體模測試:信噪比、均勻性、線性度測試與調3%的CuSO4水溶液293%的CuSO4水溶液2930303131磁共振維修磁共振作為科學技術含量最高的大型影像設備,既有機械材料特性,又有電路特性;有氣路還有電路、磁路;既有精密數(shù)字電路,時間精度達10nS;又有高電壓高電流模擬電路,電流高達500A;既有高頻電路,可達100MHz,還有脈沖電路;既有硬件,又有軟件的系統(tǒng),因此再好的設備都有故障可能性;任何系統(tǒng)都存在一定的故障率。一個龐大的系統(tǒng)由許多部件組成。每一個部件都存在一定的故障率。不同的部件故障率不同。影響整個系統(tǒng)故障率的是故障率最高的部件。問題的核心是出現(xiàn)故障后如何進行分析,如何盡快地將故障定位并加以排除。整個系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng);32磁共振維修磁共振作為科學技術含量最高的大型影像設備,既有機械硬件系統(tǒng)主磁場系統(tǒng);制冷系統(tǒng);梯度場系統(tǒng);射頻場系統(tǒng);數(shù)字化控制系統(tǒng);數(shù)據處理系統(tǒng);圖像重建和計算機系統(tǒng);上述每個系統(tǒng)加上樣品和環(huán)境出現(xiàn)問題都可能造成整個系統(tǒng)的故障,稱為硬件故障;硬件故障分為機械故障和電路故障;磁共振系統(tǒng)中很少出現(xiàn)機械故障;較多是電路故障或其他因素故障;33硬件系統(tǒng)主磁場系統(tǒng);33軟件故障操作系統(tǒng):windows-XP;Unix;Linux;系統(tǒng)軟件:磁共振設備的控制、數(shù)據采集與圖像重建顯示界面;序列:不同的磁共振成像序列;檢查維修程序;軟件故障往往由于硬件故障引起,導致系統(tǒng)軟件的破壞或引起參數(shù)的改變;或者由于操作者的不當設置或操作導致;34軟件故障操作系統(tǒng):windows-XP;Unix;Linux
1.設備的因素:
(1)設備的質量:造成設備質量問題的原因很多,其中有:
①設計的原因:機器在設計時留的余地太小,例如:電源的容量不足而負載又太重;梯度或射頻功率放大器最大輸出功率不足;接受帶寬不夠;檢測靈敏度設計不夠;梯度線圈線徑設計不夠;板上電磁干擾設計考慮不夠等;信號傳遞的匹配不佳;序列時間傳輸延遲導致序列失效;元器件選擇不當?shù)?;功放管散熱效果差;產生故障的原因設備因素、人為因素、環(huán)境因素35
1.設備的因素:產生故障的原因設備因素、人為因素、環(huán)境因②制造加工安裝調試的原因:生產過程中的質量檢查與監(jiān)督不嚴,造成不合格的產品出廠。例如:應當擰緊的螺絲沒有擰緊;應當緊固的部件沒有緊固;屏蔽效果不好等;射頻不均勻;元器件電磁干擾等;③元器件的質量不好:例如:電子管、功放管發(fā)熱、IGBT質量差等;(2)設備的老化:由于長久使用設備老化。例如:磁體均勻性變差,由于長期使用吸入一些磁性物質;壓變電容出現(xiàn)老化,導致線性變差等。功放管、電子管(球管)等老化;36②制造加工安裝調試的原因:生產過程中的質量檢查與監(jiān)督不嚴,2.人為的因素:
(1)安裝調試:無論在機器出廠時還是維修過程中安裝調整欠佳引起故障的情況時有發(fā)生。例如:磁體安裝時,磁場、射頻、梯度未能做到完全同中心;磁場均勻性未達標;梯度增益以及渦流補償參數(shù)效果差等;線圈調諧未考慮到受檢體的影響等;372.人為的因素:(1)安裝調試:無論在機器出廠時還是維(2)操作使用:操作使用不當也常常是引起故障的原因之一。例如:開機與關機的過程沒有按操作規(guī)程規(guī)定的程序執(zhí)行;機器加電后沒有進行必要的預熱;電源突然停電導致儲能元件出現(xiàn)電壓過沖從而損壞或損壞其他元件;開機不開空調機室內溫度升高;停機之前沒有按規(guī)程退出程序等;參數(shù)設置超過設備極限;如層厚太小,F(xiàn)OV太小等;38(2)操作使用:操作使用不當也常常是引起故障的原因之一(3)維修保養(yǎng):適當?shù)倪m時的維修保養(yǎng)對于保證機器的穩(wěn)定可靠運行,延長機器的使用壽命至關重要。例如:機器內部的空氣過濾網必須經常進行除塵,以便使得機器有良好的通風散熱,梯度功放尤其關鍵;經常地檢查圖像質量也是保養(yǎng)的重要工作,因為進行圖像質量檢查不僅是為了確保圖像質量而且可以預先防止故障的發(fā)生;液氦壓力表的經常觀察;線圈接插頭要按照要求小心插拔;39(3)維修保養(yǎng):適當?shù)倪m時的維修保養(yǎng)對于保證機器的穩(wěn)定可靠運3.環(huán)境因素:
(1)電源:電源通常指電網供電電源。①電源電壓的穩(wěn)定性:突然斷電對MRI的損害是很大的,恢復供電后常常會引起故障;原因:高頻電路,有許多儲能元器件,電源突變會造成嚴重的影響;因此建議配備UPS電源;②電網電源的內阻:一般來說MR的梯度和射頻都是工作脈沖狀態(tài)下的,對功率消耗瞬時是很大的,如果電網的內阻大就會造成線路壓降。403.環(huán)境因素:(1)電源:電源通常指電網供電電源。(2)地線:MRI的地線非常重要,接地不好往往引起機器的不穩(wěn)定,有時也會產生故障。MRI的地線應當單獨埋設,不應當與電網變壓器接地線合用;機架的地線采用銅帶,有一定面積,電阻小,干擾?。?3)溫濕度:掃描室內的溫度與濕度也很重要,特別是溫度。相對濕度應當保持在40—65%。溫度過高或相對濕度過大或過小都可能引起機器的故障;41(2)地線:MRI的地線非常重要,接地不好往往引起機器的不檢修工程師要求對磁共振成像原理精熟;磁共振設備的維修類似于“中醫(yī)”看病,不能完全“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”;信號低,以為射頻原因,結果是恒溫系統(tǒng)問題;胸中有丘壑,對整機系統(tǒng)了然于胸,各個系統(tǒng)部件的作用與連接以及對圖像質量的影響非常熟悉;經驗累積,作有心人;排除故障后,要仔細分析原因,將涉及到的理論作好梳理并做好維修筆記;對于自動恢復的故障,也要分析原因(一般是環(huán)境因素或電源因素導致的故障);熟悉設備說明書;對于英文名稱要有概念;板卡維修,需要能看懂圖紙;42檢修工程師要求對磁共振成像原理精熟;磁共振設備的維修類似于“基本維修方法觀察法:最簡單的方法,斷路,燒壞等;排除法:縮小故障可能性范圍;排除不可能原因;對比法:參數(shù)調整,對比分析;軟故障;替換法:有些部件是并列的,如三路梯度是等效的;梯度功放的幾塊AMP板也是等效的;對比互換就可知道原因;測量法:關鍵的電源電壓、控制電平、DC-DC的輸入電壓、板卡電源電壓等穩(wěn)態(tài)量;模擬檢測:斷開部分電路或負載,觀察前級電路輸出是否正常;要知道斷路后的危險;軟件測試法:充分利用設備自帶的測試軟件進行故障判斷;獲取密碼;診斷程序也可能不充分;43基本維修方法觀察法:最簡單的方法,斷路,燒壞等;43典型故障與排除一般情況下,MRI機出故障時均會報錯誤代碼,根據錯誤代碼,結合報錯說明和處理提示,通過翻閱維修手冊,耐心地一步一步檢查,有些故障還是可以自己來解決的。這樣節(jié)省了時間.提高了工作效率。常見故障主要在幾個系統(tǒng):梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、制冷與水冷系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)四個部分;44典型故障與排除一般情況下,MRI機出故障時均會報錯誤代碼,根梯度子系統(tǒng)(gradientsubsystem或gradients)是MRI系統(tǒng)的重點部位,由于它長期工作在高電壓大電流條件下,受電流、電壓波動及環(huán)境溫度、濕度變化的影響較大,所以它是整臺設備的“高危地帶”,極易發(fā)生故障;
梯度子系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的部位是梯度功率放大器中的AMP板,而AMP板最容易出現(xiàn)問題的是IGBT管和DC/DC逆變器。如果更換IGBT管后依然擊穿,那就是IGBT輸入級的工作電壓有問題。
梯度子系統(tǒng)45梯度子系統(tǒng)(gradientsubsystem或gradiDC-DC變換器PCM;PFM兩種方式46DC-DC變換器PCM;PFM兩種方式46射頻子系統(tǒng):高頻電路;電感電容等儲能元件多;而且要實現(xiàn)大功率10kW的放大,采用多級放大;第一級采用單管放大,功率分配后,經并行推挽功率放大后再進行功率合成,第三級采用電子管放大;高頻射頻功放燒壞;動態(tài)元件的動態(tài)效應損壞;電子管燒壞,耦合變壓器燒壞等,因此成為磁共振系統(tǒng)故障的重災區(qū);47射頻子系統(tǒng):高頻電路;電感電容等儲能元件多;而且要實現(xiàn)大功率48484949故障現(xiàn)象1:無信號;順流而上查找原因,從簡單到復雜分析可能原因:1、信號接受通路不通;檢查接收線圈:
檢查線圈是否扣好(包括線圈是否接觸良好。衣服有沒有夾進去和有沒有異物等);檢查接收多極插座;線圈有沒有推到位;有沒有放信號源;檢查線圈連接線有無折斷。接收放大通路是否通;接受放大器電源是否有;其余接收處理電路由于工作小功率下,故障率很低;50故障現(xiàn)象1:無信號;順流而上查找原因,從簡單到復雜分析可能原2、無射頻激勵,檢查射頻功放:RFGATE射頻門控燈(檢查控制射頻功放工作與否),在正常掃描情況下,射頻門控燈應該在不斷的閃爍,在不掃描的情況下,射頻門控燈是不亮的;FAULT保護燈亮代表設備出現(xiàn)故障,READY黃燈,如果燈亮代表準備好,POWER綠燈,如果燈亮代表接通電源;RESET故障復位按鈕,若FAULlT燈亮,READY燈出現(xiàn)周期性的故障代碼,在確認停止校正或掃描的前提下,輕輕按一下RESET故障復位按鈕。512、無射頻激勵,檢查射頻功放:RFGATE射頻門控燈(檢查3、射頻發(fā)射無效,發(fā)射線圈有故障:若有條件可用示波器檢測前反向功率比,正常情況下至少應大于2倍(用像序列掃描);也可以做圖像,間接地反應出來,如做出來的水模一邊偏暗等;若發(fā)射線圈有嚴重故障.按一下掃描射頻功放就會保護,當然信號肯定也是沒有的。4、射頻激勵無效,檢查射頻偏移量:射頻偏移量應控制在±5以內,假如超出這個范圍,就要檢查屏蔽間的溫度或者要調節(jié)空調的設置溫度(頻率上升,應升高溫度;頻率下降,應降低溫度)。523、射頻發(fā)射無效,發(fā)射線圈有故障:若有條件可用示波器檢測前反射頻發(fā)射控制信號是否有;檢查譜儀與計算機是否連接正常;通過譜儀連接檢測程序進行檢測;
界面文件的丟失或者破壞;解決:將事先備份的系統(tǒng)軟件目錄的文件覆蓋到系統(tǒng)文件夾中(出現(xiàn)上述情況一般是非法關閉計算機或在掃描過程中突然斷電引起??膳鋫銾PS為計算機供電)
故障現(xiàn)象2:點擊校正、掃描無反應53射頻發(fā)射控制信號是否有;檢查譜儀與計算機是否連接正常;通過譜故障現(xiàn)象3:校正信號正常,掃描時出現(xiàn)“接收增益失敗”
病人身體有金屬異物導致信號異常;梯度不正常;導致線圈未能接受到信號源中心;54故障現(xiàn)象3:校正信號正常,掃描時出現(xiàn)“接收增益失敗”病人身故障現(xiàn)象4:水冷失效,磁體自動降磁常導磁共振,冬季來臨時,磁體自動降磁,頻率偏移,信噪比下降,嚴重時偏離最大自動調諧范圍,找不到信號;通過多方分析,最后才知,室外水管冰凍,無法散熱,導致磁體升溫,磁場下降;55故障現(xiàn)象4:水冷失效,磁體自動降磁常導磁共振,冬季來臨時,磁故障現(xiàn)象5:液氦蒸發(fā)率超標GESignal0.5T型號MRI現(xiàn)象:液氦蒸發(fā)率超標,日消耗液氦大于2%,并不斷升高,液氦低溫容器壓力大于27.579kPa,液氦滲透流量達到滿刻度。56故障現(xiàn)象5:液氦蒸發(fā)率超標GESignal0.5T型號MR制冷系統(tǒng)結構:包括液氦冷屏、冷頭、壓縮機、水冷機組三個部分。冷頭是制冷部件,為超導磁體提供20K、77K兩級低溫,它是一個膨脹機,經過壓縮的高純氦氣在這里膨脹帶走周圍的熱量,通過兩級缸套端面的墊圈將冷量傳輸?shù)酱殴舱竦膬杉壠帘紊?,以隔絕結構導熱)冷頭的材料主要是絲綢膠木,一、二級分別以銅網和鉛丸為蓄冷填料。壓縮機主要為冷頭提供高壓氦氣,由冷頭返回的低壓氦氣,經過壓縮機壓縮提升壓力,與水冷機組提供的冷卻水換熱、濾油這幾個過程,將高壓氦氣輸送回冷頭,建立氦氣循環(huán)過程。通過冷頭和壓縮機的不停的工作,就可以源源不斷地為磁共振提供冷量,以達到減少液氦蒸發(fā)的目的。57制冷系統(tǒng)結構:包括液氦冷屏、冷頭、壓縮機、水冷機組三個部分。制冷系統(tǒng)結構圖58制冷系統(tǒng)結構圖58冷頭的額定壽命為2-3年;吸附劑(活性碳,吸附壓縮用潤滑油)也會失效,1萬小時壽命,導致效率下降;活塞、旋轉閥也是磨損元件,需要定期更換;可能原因:(1)水冷機工作不正常,循環(huán)水不能帶走氦壓機產生的熱量;(2)氦壓縮機壓縮比下降,冷頭制冷效率低;(3)吸附器過濾效果差,絕熱軟管和冷頭活塞存在油膜,冷頭工作效率低;(4)冷頭負壓腔真空度下降;(5)冷頭高壓氦氣進出旋轉開關閥磨損,活塞仿功效率差;(6)冷頭活塞臟堵或活塞環(huán)磨損,高壓氦氣不能充分膨脹。59冷頭的額定壽命為2-3年;吸附劑(活性碳,吸附壓縮用潤滑油)經檢查冷水機組,循環(huán)水溫度顯示正常值10℃-氦壓機工作正常,測算壓縮比大于2.5,高壓為22×102kPa(22Bar)。冷頭負壓腔表面無結露,負壓腔真空度正常。檢測冷頭溫度,一級超過80K(0.9691V),二級超過42K(1.069V)。對照GE公司提供的技術指標,一級為32K-63K,二級為9K-17K。測量結果遠大于標準值,顯然冷頭制冷效率差,制冷部件可能損壞或臟堵。由于冷頭不起制冷作用,冷屏溫度逐漸上升,輻射漏熱增多,導致液氦消耗的百分比增加,液氦蒸發(fā)磁體容器壓力升高,滲透流量增加。張方林,黃曉明,慧聰網,2004.3.160經檢查冷水機組,循環(huán)水溫度顯示正常值10℃-氦壓機工作正常,故障現(xiàn)象6:射頻功放電源故障2例型號:GE公司,Elscint2T故障1:掃描時,出現(xiàn)“FIELDERROR”;設備間,射頻功放開關跳到“OFF”狀態(tài),“FAULT”黃燈亮;按RESET后,再打開,馬上跳到“OFF”,黃燈亮,同時溫到焦臭;提示ERR83:56VStartupLow,即56V電源值偏低;分析:56V電源調整板的問題;保險絲F207和F3均正常;測調整板的輸入電源,應為65V,結果為0V;因此為前面的低壓電壓板有問題,結果發(fā)現(xiàn)大功率電阻燒斷,更換電阻,故障消除;軟啟動電阻,陶瓷電阻,功率不夠,容易燒蹦;如本身有裂紋,更容易燒壞;61故障現(xiàn)象6:射頻功放電源故障2例型號:GE公司,Elscin故障2:掃描時,出現(xiàn)“FIELDERROR”;設備間,射頻功放開關跳到“OFF”狀態(tài),“FAULT”黃燈亮;按RESET后,再打開,馬上跳到“OFF”,黃燈亮,同時溫到焦臭;提示ERR83:56VStartupLow,即56V電源值偏低,僅37V后下掉到0;分析:56V電源調整板的問題;保險絲F207和F3均正常;測調整板的輸入電源,應為65V,實為65V,但很快下掉;該板有自我保護功能,閉鎖電路,如輸出檢測低于44V,調整板會切斷輸入電源防止負載短路;因此可能:調整板本身問題或者負載短路;測試負載正常;外部輸入60V穩(wěn)壓電源,測試輸出近29V,進一步檢查三端穩(wěn)壓管U4(TL783C)輸出僅10.2,實際應為28V;更換穩(wěn)壓管,故障排除;倪萍,蔡華,醫(yī)療設備信息;2003.5;62故障2:掃描時,出現(xiàn)“FIELDERROR”;設備間,射頻故障6:常導磁體掉磁與磁場不穩(wěn)定機型:西門子,Magnetom0.2T故障現(xiàn)象:工作中突然掉磁,F(xiàn)iledon燈滅;按下magneton磁體開關勵磁后,數(shù)分鐘Filedon燈閃爍,表示磁場不穩(wěn)定;即使磁場建立起來,工作中也出現(xiàn)閃爍;圖像質量差;可能故障原因:1,水冷系統(tǒng)失效;導致磁體溫度過高,〉300C;2,磁體電源板故障;輸出繼電器誤動作;溫度檢測器問題;電源功放管散熱不夠;不可能完全損壞;最后故障:水循環(huán)正常;電源板故障;63故障6:常導磁體掉磁與磁場不穩(wěn)定機型:西門子,Magneto故障7:超導磁體氦氣泄露機型:philips,NT-0.5故障現(xiàn)象:日消耗液氦3L以上(正常2L);補充壓力1.4MPa(正常約為2.3MPa);返回壓力約為0.49MPa(正常約1MPa);液氦回收線路:故障分析:液氦回收管路中有氦氣泄露;可能:各連接口有松;密封圈老化或損壞;壓縮機泄露;冷頭泄露;氣管損壞泄露;低溫高壓氦氣低溫高壓氦氣屏蔽墻64故障7:超導磁體氦氣泄露機型:philips,NT-0.5故故障檢修:沒有專用的氦氣泄露檢測工具,可采用肥皂泡法檢測所有連接口處是否有泄露;關閉磁體冷卻系統(tǒng)電源(壓縮機電源);取下外部氣管A,B,并用專用堵頭密封端口,獨立觀察壓縮機壓力是否正常;取下內部氣管,并將C,D口封閉,觀察壓縮機壓力表,有下降,說明不是冷頭問題;更換內部,外部氣管,故障消除;65故障檢修:65型號:SiemensImpact1.0T故障現(xiàn)象:
開機后,計算機自檢正常,但RF
射頻系統(tǒng)Dowloading不能完成,在控制臺的錯誤報告中提示射頻系統(tǒng)處在Standbyoff狀態(tài),使用主菜單下的System/standby功能不能啟動射頻系統(tǒng)。溫度、風扇正常,但高壓電源HVPS柜左上方四個LED均亮;光纖輸入信號正常;檢測功放電子管陽極和屏極電壓,正常;最后檢測出電子管損壞。故障現(xiàn)象8:射頻功放管故障2例阮亮,磁共振射頻放大管故障分析,醫(yī)療裝備,2000.666型號:SiemensImpact1.0T故障現(xiàn)象8:射頻功型號:GEElscintprestige2T;故障現(xiàn)象:掃描過程中突然中斷,提示:“controllererror”;橫斷面圖像變成中央一條豎線;檢查:設備間,Z梯度的Inhabit紅燈亮;錯誤指示燈“Overcurrent”燈亮,說明X梯度功放燒毀而切斷輸出;再次按下“Inhabit”,故障仍舊,還出現(xiàn)打火和焦臭;故障現(xiàn)象9:梯度功放故障67型號:GEElscintprestige2T;故障現(xiàn)象關掉電源,將X梯度功放在射頻濾波板上的梯度濾波器拆下來檢查,在兩組對稱分布的片狀電容(1.8nF)炸壞,用萬用表測電阻只有3K,而另外一組電阻則為3M。焊下?lián)p壞電容,用酒精將電路板清理干凈后用電吹風吹干,然后用相近電容值的鉭電容替代(2000pF/2kV),管腳盡量剪短后焊上,裝上梯度濾波器,通電試機,按滅X軸inhabit鍵紅燈,綠燈亮,試掃水模,圖像正常;進一步分析,頻率為81.26MHz,極易受到干擾;雨季濕度大,電容因此被擊穿,從而造成過電流保護;后來連續(xù)在YZ上也發(fā)生同類故障多起,原因均為C9或對稱電容C5燒壞;將電容全部更換后,故障消除;作者認為電容設計時存在缺陷,耐壓偏低;倪萍等,醫(yī)療設備信息;2001.0668關掉電源,將X梯度功放在射頻濾波板上的梯度濾波器拆下來檢查故障現(xiàn)象10:運行中斷型號:西門子MPACT1.0T;故障現(xiàn)象:經常掃描過程中,監(jiān)視器內某區(qū)域內容消失;掃描仍進行,但結束后不能重建圖象;機器在掃描過程中會自動切換到關機界面,即桌面上顯示:TYPE:B(boot),C(continue),ORN(newcommandmode);磁盤運行不正?;虿贿\行;無法進行人機對話;故障出現(xiàn)不太頻繁,且無規(guī)律;無法檢查問題檢查:排除環(huán)境問題;清除灰塵,維修保養(yǎng)一遍;問題仍未解決;設備電源也無問題最后解決:用示波器觀察CPU電源電壓出現(xiàn)下降;69故障現(xiàn)象10:運行中斷型號:西門子MPACT1.0T;6磁共振實踐機房建設;設備安裝;硬件、軟件調試;設備維修;70磁共振實踐機房建設;1機房選址遠離大型金屬運動體:不靠近垂直起降電梯;不靠近馬路;不靠近火車道;地下無輕軌;等等附近無大型振動源,如:發(fā)電機、泵站等;有較大承重要求:地下室或一層;附近無正對射頻電磁波源:如電視發(fā)射臺、通信發(fā)射機站等等;附近無大電壓和強電流設備:高壓線、變壓器、空調壓縮機等;71機房選址遠離大型金屬運動體:不靠近垂直起降電梯;不靠近馬路;機房建設地面清理大塊鐵磁性物質;預留磁體就位通道或門;制冷劑就位通道;地面承重,磁體基座單獨澆鑄成塊;3m水平差<3mm磁體室高度;與型號有關;地面防振,利用減振措施;做好射頻頻蔽;用料:銅;機房鋼材用量控制15Kg/m2;裝修材料采用無磁性材料;恒溫系統(tǒng);室內恒溫恒濕;水冷系統(tǒng);帶走冷頭的熱量;通風系統(tǒng);氦泄漏緊急排風系統(tǒng);下送風,上回風;電源要求:三相五線制;地線與中線不能短接;獨立變壓器供電;電源要求干凈,穩(wěn)定;72機房建設地面清理大塊鐵磁性物質;3屏蔽外界各種頻率的射頻電磁波對MR信號的干擾;一般采用銅板或不銹鋼板進行屏蔽,掃描室的六個面都需要完全包裹在銅內。構成完整密封的屏蔽體;銅板接縫采用氬弧焊和無磁螺釘鏈接;地板內的屏蔽還采用防潮、防腐和絕緣處理;總體要求是各門、觀察窗、墻面、波導管等處對15~100MHz范圍內距離在2m時信號衰減大于90dB;室內的燈必須采用直流燈泡;所有進出線均通過濾波器傳導板;觀察窗采用鋼化玻璃夾雙層銅網;空調一點接地,接地電阻要小于規(guī)定值;射頻屏蔽73屏蔽外界各種頻率的射頻電磁波對MR信號的干擾;射頻屏蔽4磁體安裝磁體就位與固定;制冷劑泄放管道安裝;超導磁體的冷頭裝置安裝;氦壓縮機與水冷裝置安裝;勵磁電源系統(tǒng)的安裝;磁體抽真空(壓力<0.001Pa)以及兩次磁腔預冷;液氦填充達到要求液面;80%;<35%需要補充;從小到大,分次勵磁,最后達到要求的磁場;高斯計測量或中心頻率測量;緊急退磁裝置;警示標志等;74磁體安裝磁體就位與固定;5756767778789冷頭勵磁電源插棒高壓低溫氦氣、低壓高溫氦氣銅管79冷頭勵磁電源插棒高壓低溫氦氣、低壓高溫氦氣銅管108011811282138314警示標志84警示標志15防止靜磁場對其他電子設備的干擾;防止環(huán)境中的大的鐵磁物質對靜磁場的干擾屏蔽方法一般采用:鐵;為了簡化機房的磁屏蔽費用,往往采用磁體自身的鐵屏蔽,機房安置在不會出現(xiàn)大型鐵磁物質出現(xiàn)的地方;運輸方便,安全;5Gs線距離:側向<2.5m;徑向<3m;磁屏蔽85防止靜磁場對其他電子設備的干擾;磁屏蔽16勻場磁場均勻性測量;均勻性算法:極差算法;標準差算法;數(shù)值相同時,前者均勻性優(yōu)于后者;勻場方案確定;計算機輔助勻場;永磁型磁體勻場;無源勻場超導型無源勻場;超導型有源勻場;86勻場磁場均勻性測量;均勻性算法:極差算法;標準差算法;數(shù)值相87188819主磁場線圈勻場線圈89主磁場線圈勻場線圈209021系統(tǒng)安裝機架前端濾波器傳導板梯度功放接受放大射頻功放譜儀系統(tǒng)計算機系統(tǒng)監(jiān)視器、鍵盤91系統(tǒng)安裝機前端濾梯度功放接受放大射頻功放譜計監(jiān)22硬件調試發(fā)射線圈調諧與射頻均勻性調節(jié);接受線圈調諧與匹配調節(jié);梯度波形(預加重)調節(jié);92硬件調試發(fā)射線圈調諧與射頻均勻性調節(jié);23線圈調諧與匹配調節(jié)93線圈調諧與匹配調節(jié)24942595269627軟件調試(序列調試)體模測試:信噪比、均勻性、線性度測試與調節(jié);分辨率調試;偽影調試;對比度調試;信噪比調試;序列參數(shù)調試;(所有序列對所有部位)97軟件調試(序列調試)體模測試:信噪比、均勻性、線性度測試與調3%的CuSO4水溶液983%的CuSO4水溶液29993010031磁共振維修磁共振作為科學技術含量最高的大型影像設備,既有機械材料特性,又有電路特性;有氣路還有電路、磁路;既有精密數(shù)字電路,時間精度達10nS;又有高電壓高電流模擬電路,電流高達500A;既有高頻電路,可達100MHz,還有脈沖電路;既有硬件,又有軟件的系統(tǒng),因此再好的設備都有故障可能性;任何系統(tǒng)都存在一定的故障率。一個龐大的系統(tǒng)由許多部件組成。每一個部件都存在一定的故障率。不同的部件故障率不同。影響整個系統(tǒng)故障率的是故障率最高的部件。問題的核心是出現(xiàn)故障后如何進行分析,如何盡快地將故障定位并加以排除。整個系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng);101磁共振維修磁共振作為科學技術含量最高的大型影像設備,既有機械硬件系統(tǒng)主磁場系統(tǒng);制冷系統(tǒng);梯度場系統(tǒng);射頻場系統(tǒng);數(shù)字化控制系統(tǒng);數(shù)據處理系統(tǒng);圖像重建和計算機系統(tǒng);上述每個系統(tǒng)加上樣品和環(huán)境出現(xiàn)問題都可能造成整個系統(tǒng)的故障,稱為硬件故障;硬件故障分為機械故障和電路故障;磁共振系統(tǒng)中很少出現(xiàn)機械故障;較多是電路故障或其他因素故障;102硬件系統(tǒng)主磁場系統(tǒng);33軟件故障操作系統(tǒng):windows-XP;Unix;Linux;系統(tǒng)軟件:磁共振設備的控制、數(shù)據采集與圖像重建顯示界面;序列:不同的磁共振成像序列;檢查維修程序;軟件故障往往由于硬件故障引起,導致系統(tǒng)軟件的破壞或引起參數(shù)的改變;或者由于操作者的不當設置或操作導致;103軟件故障操作系統(tǒng):windows-XP;Unix;Linux
1.設備的因素:
(1)設備的質量:造成設備質量問題的原因很多,其中有:
①設計的原因:機器在設計時留的余地太小,例如:電源的容量不足而負載又太重;梯度或射頻功率放大器最大輸出功率不足;接受帶寬不夠;檢測靈敏度設計不夠;梯度線圈線徑設計不夠;板上電磁干擾設計考慮不夠等;信號傳遞的匹配不佳;序列時間傳輸延遲導致序列失效;元器件選擇不當?shù)?;功放管散熱效果差;產生故障的原因設備因素、人為因素、環(huán)境因素104
1.設備的因素:產生故障的原因設備因素、人為因素、環(huán)境因②制造加工安裝調試的原因:生產過程中的質量檢查與監(jiān)督不嚴,造成不合格的產品出廠。例如:應當擰緊的螺絲沒有擰緊;應當緊固的部件沒有緊固;屏蔽效果不好等;射頻不均勻;元器件電磁干擾等;③元器件的質量不好:例如:電子管、功放管發(fā)熱、IGBT質量差等;(2)設備的老化:由于長久使用設備老化。例如:磁體均勻性變差,由于長期使用吸入一些磁性物質;壓變電容出現(xiàn)老化,導致線性變差等。功放管、電子管(球管)等老化;105②制造加工安裝調試的原因:生產過程中的質量檢查與監(jiān)督不嚴,2.人為的因素:
(1)安裝調試:無論在機器出廠時還是維修過程中安裝調整欠佳引起故障的情況時有發(fā)生。例如:磁體安裝時,磁場、射頻、梯度未能做到完全同中心;磁場均勻性未達標;梯度增益以及渦流補償參數(shù)效果差等;線圈調諧未考慮到受檢體的影響等;1062.人為的因素:(1)安裝調試:無論在機器出廠時還是維(2)操作使用:操作使用不當也常常是引起故障的原因之一。例如:開機與關機的過程沒有按操作規(guī)程規(guī)定的程序執(zhí)行;機器加電后沒有進行必要的預熱;電源突然停電導致儲能元件出現(xiàn)電壓過沖從而損壞或損壞其他元件;開機不開空調機室內溫度升高;停機之前沒有按規(guī)程退出程序等;參數(shù)設置超過設備極限;如層厚太小,F(xiàn)OV太小等;107(2)操作使用:操作使用不當也常常是引起故障的原因之一(3)維修保養(yǎng):適當?shù)倪m時的維修保養(yǎng)對于保證機器的穩(wěn)定可靠運行,延長機器的使用壽命至關重要。例如:機器內部的空氣過濾網必須經常進行除塵,以便使得機器有良好的通風散熱,梯度功放尤其關鍵;經常地檢查圖像質量也是保養(yǎng)的重要工作,因為進行圖像質量檢查不僅是為了確保圖像質量而且可以預先防止故障的發(fā)生;液氦壓力表的經常觀察;線圈接插頭要按照要求小心插拔;108(3)維修保養(yǎng):適當?shù)倪m時的維修保養(yǎng)對于保證機器的穩(wěn)定可靠運3.環(huán)境因素:
(1)電源:電源通常指電網供電電源。①電源電壓的穩(wěn)定性:突然斷電對MRI的損害是很大的,恢復供電后常常會引起故障;原因:高頻電路,有許多儲能元器件,電源突變會造成嚴重的影響;因此建議配備UPS電源;②電網電源的內阻:一般來說MR的梯度和射頻都是工作脈沖狀態(tài)下的,對功率消耗瞬時是很大的,如果電網的內阻大就會造成線路壓降。1093.環(huán)境因素:(1)電源:電源通常指電網供電電源。(2)地線:MRI的地線非常重要,接地不好往往引起機器的不穩(wěn)定,有時也會產生故障。MRI的地線應當單獨埋設,不應當與電網變壓器接地線合用;機架的地線采用銅帶,有一定面積,電阻小,干擾?。?3)溫濕度:掃描室內的溫度與濕度也很重要,特別是溫度。相對濕度應當保持在40—65%。溫度過高或相對濕度過大或過小都可能引起機器的故障;110(2)地線:MRI的地線非常重要,接地不好往往引起機器的不檢修工程師要求對磁共振成像原理精熟;磁共振設備的維修類似于“中醫(yī)”看病,不能完全“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”;信號低,以為射頻原因,結果是恒溫系統(tǒng)問題;胸中有丘壑,對整機系統(tǒng)了然于胸,各個系統(tǒng)部件的作用與連接以及對圖像質量的影響非常熟悉;經驗累積,作有心人;排除故障后,要仔細分析原因,將涉及到的理論作好梳理并做好維修筆記;對于自動恢復的故障,也要分析原因(一般是環(huán)境因素或電源因素導致的故障);熟悉設備說明書;對于英文名稱要有概念;板卡維修,需要能看懂圖紙;111檢修工程師要求對磁共振成像原理精熟;磁共振設備的維修類似于“基本維修方法觀察法:最簡單的方法,斷路,燒壞等;排除法:縮小故障可能性范圍;排除不可能原因;對比法:參數(shù)調整,對比分析;軟故障;替換法:有些部件是并列的,如三路梯度是等效的;梯度功放的幾塊AMP板也是等效的;對比互換就可知道原因;測量法:關鍵的電源電壓、控制電平、DC-DC的輸入電壓、板卡電源電壓等穩(wěn)態(tài)量;模擬檢測:斷開部分電路或負載,觀察前級電路輸出是否正常;要知道斷路后的危險;軟件測試法:充分利用設備自帶的測試軟件進行故障判斷;獲取密碼;診斷程序也可能不充分;112基本維修方法觀察法:最簡單的方法,斷路,燒壞等;43典型故障與排除一般情況下,MRI機出故障時均會報錯誤代碼,根據錯誤代碼,結合報錯說明和處理提示,通過翻閱維修手冊,耐心地一步一步檢查,有些故障還是可以自己來解決的。這樣節(jié)省了時間.提高了工作效率。常見故障主要在幾個系統(tǒng):梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、制冷與水冷系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)四個部分;113典型故障與排除一般情況下,MRI機出故障時均會報錯誤代碼,根梯度子系統(tǒng)(gradientsubsystem或gradients)是MRI系統(tǒng)的重點部位,由于它長期工作在高電壓大電流條件下,受電流、電壓波動及環(huán)境溫度、濕度變化的影響較大,所以它是整臺設備的“高危地帶”,極易發(fā)生故障;
梯度子系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的部位是梯度功率放大器中的AMP板,而AMP板最容易出現(xiàn)問題的是IGBT管和DC/DC逆變器。如果更換IGBT管后依然擊穿,那就是IGBT輸入級的工作電壓有問題。
梯度子系統(tǒng)114梯度子系統(tǒng)(gradientsubsystem或gradiDC-DC變換器PCM;PFM兩種方式115DC-DC變換器PCM;PFM兩種方式46射頻子系統(tǒng):高頻電路;電感電容等儲能元件多;而且要實現(xiàn)大功率10kW的放大,采用多級放大;第一級采用單管放大,功率分配后,經并行推挽功率放大后再進行功率合成,第三級采用電子管放大;高頻射頻功放燒壞;動態(tài)元件的動態(tài)效應損壞;電子管燒壞,耦合變壓器燒壞等,因此成為磁共振系統(tǒng)故障的重災區(qū);116射頻子系統(tǒng):高頻電路;電感電容等儲能元件多;而且要實現(xiàn)大功率1174811849故障現(xiàn)象1:無信號;順流而上查找原因,從簡單到復雜分析可能原因:1、信號接受通路不通;檢查接收線圈:
檢查線圈是否扣好(包括線圈是否接觸良好。衣服有沒有夾進去和有沒有異物等);檢查接收多極插座;線圈有沒有推到位;有沒有放信號源;檢查線圈連接線有無折斷。接收放大通路是否通;接受放大器電源是否有;其余接收處理電路由于工作小功率下,故障率很低;119故障現(xiàn)象1:無信號;順流而上查找原因,從簡單到復雜分析可能原2、無射頻激勵,檢查射頻功放:RFGATE射頻門控燈(檢查控制射頻功放工作與否),在正常掃描情況下,射頻門控燈應該在不斷的閃爍,在不掃描的情況下,射頻門控燈是不亮的;FAULT保護燈亮代表設備出現(xiàn)故障,READY黃燈,如果燈亮代表準備好,POWER綠燈,如果燈亮代表接通電源;RESET故障復位按鈕,若FAULlT燈亮,READY燈出現(xiàn)周期性的故障代碼,在確認停止校正或掃描的前提下,輕輕按一下RESET故障復位按鈕。1202、無射頻激勵,檢查射頻功放:RFGATE射頻門控燈(檢查3、射頻發(fā)射無效,發(fā)射線圈有故障:若有條件可用示波器檢測前反向功率比,正常情況下至少應大于2倍(用像序列掃描);也可以做圖像,間接地反應出來,如做出來的水模一邊偏暗等;若發(fā)射線圈有嚴重故障.按一下掃描射頻功放就會保護,當然信號肯定也是沒有的。4、射頻激勵無效,檢查射頻偏移量:射頻偏移量應控制在±5以內,假如超出這個范圍,就要檢查屏蔽間的溫度或者要調節(jié)空調的設置溫度(頻率上升,應升高溫度;頻率下降,應降低溫度)。1213、射頻發(fā)射無效,發(fā)射線圈有故障:若有條件可用示波器檢測前反射頻發(fā)射控制信號是否有;檢查譜儀與計算機是否連接正常;通過譜儀連接檢測程序進行檢測;
界面文件的丟失或者破壞;解決:將事先備份的系統(tǒng)軟件目錄的文件覆蓋到系統(tǒng)文件夾中(出現(xiàn)上述情況一般是非法關閉計算機或在掃描過程中突然斷電引起??膳鋫銾PS為計算機供電)
故障現(xiàn)象2:點擊校正、掃描無反應122射頻發(fā)射控制信號是否有;檢查譜儀與計算機是否連接正常;通過譜故障現(xiàn)象3:校正信號正常,掃描時出現(xiàn)“接收增益失敗”
病人身體有金屬異物導致信號異常;梯度不正常;導致線圈未能接受到信號源中心;123故障現(xiàn)象3:校正信號正常,掃描時出現(xiàn)“接收增益失敗”病人身故障現(xiàn)象4:水冷失效,磁體自動降磁常導磁共振,冬季來臨時,磁體自動降磁,頻率偏移,信噪比下降,嚴重時偏離最大自動調諧范圍,找不到信號;通過多方分析,最后才知,室外水管冰凍,無法散熱,導致磁體升溫,磁場下降;124故障現(xiàn)象4:水冷失效,磁體自動降磁常導磁共振,冬季來臨時,磁故障現(xiàn)象5:液氦蒸發(fā)率超標GESignal0.5T型號MRI現(xiàn)象:液氦蒸發(fā)率超標,日消耗液氦大于2%,并不斷升高,液氦低溫容器壓力大于27.579kPa,液氦滲透流量達到滿刻度。125故障現(xiàn)象5:液氦蒸發(fā)率超標GESignal0.5T型號MR制冷系統(tǒng)結構:包括液氦冷屏、冷頭、壓縮機、水冷機組三個部分。冷頭是制冷部件,為超導磁體提供20K、77K兩級低溫,它是一個膨脹機,經過壓縮的高純氦氣在這里膨脹帶走周圍的熱量,通過兩級缸套端面的墊圈將冷量傳輸?shù)酱殴舱竦膬杉壠帘紊?,以隔絕結構導熱)冷頭的材料主要是絲綢膠木,一、二級分別以銅網和鉛丸為蓄冷填料。壓縮機主要為冷頭提供高壓氦氣,由冷頭返回的低壓氦氣,經過壓縮機壓縮提升壓力,與水冷機組提供的冷卻水換熱、濾油這幾個過程,將高壓氦氣輸送回冷頭,建立氦氣循環(huán)過程。通過冷頭和壓縮機的不停的工作,就可以源源不斷地為磁共振提供冷量,以達到減少液氦蒸發(fā)的目的。126制冷系統(tǒng)結構:包括液氦冷屏、冷頭、壓縮機、水冷機組三個部分。制冷系統(tǒng)結構圖127制冷系統(tǒng)結構圖58冷頭的額定壽命為2-3年;吸附劑(活性碳,吸附壓縮用潤滑油)也會失效,1萬小時壽命,導致效率下降;活塞、旋轉閥也是磨損元件,需要定期更換;可能原因:(1)水冷機工作不正常,循環(huán)水不能帶走氦壓機產生的熱量;(2)氦壓縮機壓縮比下降,冷頭制冷效率低;(3)吸附器過濾效果差,絕熱軟管和冷頭活塞存在油膜,冷頭工作效率低;(4)冷頭負壓腔真空度下降;(5)冷頭高壓氦氣進出旋轉開關閥磨損,活塞仿功效率差;(6)冷頭活塞臟堵或活塞環(huán)磨損,高壓氦氣不能充分膨脹。128冷頭的額定壽命為2-3年;吸附劑(活性碳,吸附壓縮用潤滑油)經檢查冷水機組,循環(huán)水溫度顯示正常值10℃-氦壓機工作正常,測算壓縮比大于2.5,高壓為22×102kPa(22Bar)。冷頭負壓腔表面無結露,負壓腔真空度正常。檢測冷頭溫度,一級超過80K(0.9691V),二級超過42K(1.069V)。對照GE公司提供的技術指標,一級為32K-63K,二級為9K-17K。測量結果遠大于標準值,顯然冷頭制冷效率差,制冷部件可能損壞或臟堵。由于冷頭不起制冷作用,冷屏溫度逐漸上升,輻射漏熱增多,導致液氦消耗的百分比增加,液氦蒸發(fā)磁體容器壓力升高,滲透流量增加。張方林,黃曉明,慧聰網,2004.3.1129經檢查冷水機組,循環(huán)水溫度顯示正常值10℃-氦壓機工作正常,故障現(xiàn)象6:射頻功放電源故障2例型號:GE公司,Elscint2T故障1:掃描時,出現(xiàn)“FIELDERROR”;設備間,射頻功放開關跳到“OFF”狀態(tài),“FAULT”黃燈亮;按RESET后,再打開,馬上跳到“OFF”,黃燈亮,同時溫到焦臭;提示ERR83:56VStartupLow,即56V電源值偏低;分析:56V電源調整板的問題;保險絲F207和F3均正常;測調整板的輸入電源,應為65V,結果為0V;因此為前面的低壓電壓板有問題,結果發(fā)現(xiàn)大功率電阻燒斷,更換電阻,故障消除;軟啟動電阻,陶瓷電阻,功率不夠,容易燒蹦;如本身有裂紋,更容易燒壞;130故障現(xiàn)象6:射頻功放電源故障2例型號:GE公司,Elscin故障2:掃描時,出現(xiàn)“FIELDERROR”;設備間,射頻功放開關跳到“OFF”狀態(tài),“FAULT”黃燈亮;按RESET后,再打開,馬上跳到“OFF”,黃燈亮,同時溫到焦臭;提示ERR83:56VStartupLow,即56V電源值偏低,僅37V后下掉到0;分析:56V電源調整板的問題;保險絲F207和F3均正常;測調整板的輸入電源,應為65V,實為65V,但很快下掉;該板有自我保護功能,閉鎖電路,如輸出檢測低于44V,調整板會切斷輸入電源防止負載短路;因此可能:調整板本身問題或者負載短路;測試負載正常;外部輸入60V穩(wěn)壓
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