微波治疗仪原理分析及维修

微波疗法是上世纪40年代末期才正式在临床上应用的一种高频电疗法。微波治疗仪是一种新型医疗设备,它主要应用在医学电子工程领域
微波疗法是上世纪40年代末期才正式在临床上应用的一种高频电疗法。微波治疗仪是一种新型医疗设备,它主要应用在医学电子工程领域中,是利用微波能量,对人体某一区域病灶组织中的水分子实施局部、高速运动,产生热能使病灶组织变性,并迅速恢复正常循环功能,达到治疗目的的先进治疗仪器。近年来微波技术在耳鼻喉科、消化科、泌尿科、理疗科等方面得到广泛的应用,特别是在消除多种炎症及组织凝固方面显示独特的治疗效果,且对医生和患者无副作用。随着广大医务工作者对微波技术认识的不断深入,微波治疗设备在临床上的应用日渐普及,对微波治疗仪的维修需求也越来越多。由于微波治疗仪产品基本上没有附电路图,因此维修的难度较大。以下将我们近年来维修微波治疗仪的经验介绍给同行,供参考。

1、微波治疗仪工作原理
目前普遍使用的是微机或微处理器控制微波治疗仪。微波治疗仪主要由微波产生电路、控制电路和电源电路三部分组成。
1.1 微波产生电路:
微波产生电路的核心部件是磁控管,磁控管是利用在一定磁场和外加阳极电压的作用下,产生微波振荡的二极管。阴极发射电子由阳极高压取得能量变为高速运动的电子,恒定磁场使电子做旋转运动,回旋运动电子激发耦合腔链(谐振单元等效于RC谐振电路)谐振,产生高频微波,将电子动能转 化为微波能。微波能通过磁环耦合经波导和同轴线,从辐射器(天线)输出至人体治疗部位。通过对高压直流电流的反馈控制,来稳定磁控管输出功率。
1.2 控制电路控制电路一般由单片机芯片组成。
控制电路的主要功能是:
(1)磁控管开机预热处理功能。主要用于开机之后使磁控管在灯丝电源的作用下的充分预热(一般10~20s),以保证磁控管的使用寿命。
(2)功率控制和参数显示功能,主要包括:根据设定参数控制磁控管的微波发射及发射功率、治疗时间、病人患部治疗微波功率和温度的采集处理以及显示。
(3)保护和故障报警指示功能,主要用于过压、超温、断电等处理,各种由单片机组成的控制电路的结构基本相似,因此,有关电路本文不在赘述。
1.3 电源电路:
电源电路的功能是:提供磁控管的灯丝工作电源、磁控管的阳极高压电源和控制系统所需的电源。闭合电源开关K后,低压电源变压器B2向磁控管和控制板供电。在微机或微处理器的控制下,磁控管开始预热,由于此时控制微机或微处理器没有向固态继电器发出触发控制信号,因此,固态继电器截止,高压电源无高压输出。预热完成后,微机或微处理器程序对人工设定的参数和阳极高压、患部治疗微波功率和温度进行综合计算,输出固态继电器触发控制信号,通过对固态继电器的输入触发电压信号相位的控制,从而控制加在磁控管上的负高压,进而实现对磁控管输出的微波功率的控制。

2、微波治疗故障维修实例 
2.1 故障一:
CFT22100型多功能微波治疗仪按下启动键数 秒钟后报警。

故障现象:
CFT22100型多功能微波治疗仪(徐州亿康电子科技有限公司生产)。闭合电源开关后,预热正常,时间及功率设定正常,但按下启动键数秒钟后报警。无输出(不热)。
故障分析:
预热、时间和功率设定都正常,据此可以基本得出低压电源和微机或微处理器控制部分基本正常。因为智能控制系统一般是在反复循环的程序控制下工作的,一般极少出现只有部分功能失常的问题。再根据“按下启动键数秒钟后报警”可以判断,磁控管负高压开始瞬间基本正常。又可以得出结论:微机或微处理器控制部分基本正常,磁控管负高压电路异常。进一步分析,既然可以工作几秒钟,说明高压变压器和高压电容基本正常,故障可能出在高压整流电路。报警的原因可能是由于磁控管负高压电路异常导致微波功率的设定值超出微机或微处理器的调整范围产生的。
故障检查和排除: 
关机,打开机壳,可闻到焦味,手摸高压变压器发烫。检查高压整流电路4个高压硅堆,发现有一只击穿,更换后,在4个高压硅堆的表面涂上高压硅脂后,复原。开机后,恢复正常。在高压硅堆表面涂上高压硅脂是为提高其表面绝缘性能。

2.2 故障二:
ZW21001多功能微波治疗仪微波输出弱(热感不足)。

故障现象:
ZW21001多功能微波治疗仪(天津市中亚科技术开发公司生产)。控制功能正常,微波输出弱(热感不足)。故障分析:
预热、时间和功率设定都正常,说明低压电源和微机或微处理器控制部分正常。微波输出弱,说明微波产生电路基本正常,仅根据故障现象分析此故障所在不位难度较大。因此只有采用一边检查,一边分析的方法维修。
故障检查和排除:
先检测传输线与辐射器、机器插座连接状况,没有发现接触无不良的问题。打开机壳,由于没有电路图,因此首先根据微波治疗仪微波产生电路基本特点,决定先检测高压电容两端电压,通过检测负高压,判断故障是否在电源负高压部分。用鳄鱼夹连接在高压电容和电压表(500型万用/2500V档)表两端,设定输出微波功率为15W,按下启动键,测得电压约1300V;设定输出微波功率为60W,按下启动键,测得电压约1600V;由此判断,负高压电路和功率控制部分基本正常。用小功率日光灯管靠近辐射器,灯管亮度很低。据此初步判断是磁控管老化,更换磁控管后,恢复正常工作。 
由以上两例可见,在缺少图纸资料的情况下,仪器基本原理的理解和单元电路故障的维修经验,是弥补维修仪器资料不足的重要环节。

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