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东芝影像增强器故障分析与检修

时间:2011-04-28 21:01:46  来源:  作者:
东芝影像增强器常应用于电视遥控X线机中,如透视机、胃肠机等,因其价格昂贵,故很有维修价值。以下分析东芝影像增强器两例常见故障:影像模糊和高压打火。

    一、影像增强器结构与工作原理

    影像增强器由影像增强管、管容器、电源和支架等组成。其中影像增强管是核心部件,由支架支持固定在具有防磁性能的管容器内。影像增强管则是一个大型高度真空电子管,管内前端是一个面积较大的输入屏,紧贴输入屏的是光电阴极PC,管壁有聚焦电极G1、G2、G3,尾部有一个面积较小的输出屏,输出屏前端有加速电极A(阳极),各电极由外部电路供给所需工作电压。

    透过人体的X线,投射在输入屏上,产生光子影像,光电阴极则产生与光子影像亮度相对应的电子,形成不可见的电子影像,该影像在阳极电场作用下,通过静电透镜聚焦,加速奔向阳极而投射在输出屏上,生成可见荧光影像。

    二、透视影像模糊(影像增强器型号:E5761G)

    透视影像模糊,可能是:(1)摄像系统故障;(2)增强器故障。

    1、卸下CCD摄像系统,经查,摄像系统工作正常。

    2、通电开机,在透视下观察输出屏影像,可见影像模糊,证明故障在影像增强器。

    影像增强管供电电路如图一,直流24V输入到高压电源板,经电压变换后,得到各电极所需高压,其中850V由外置电阻分压,分出600V和200V,作为聚焦电极G2、G1的工作电压。

    图一       电路简图

    开机测试,测得24V电压正常,但a点电压只有73V,b点52V,c点18V,压降均很大。这有两种可能:(1)分压板电路输入电阻变小,使高压负载过重;(2)高压电源输出电压不足、负载能力差。

    (1)检查分压电路

    计算故障前后串联电阻分压比,以判断是否有分压电阻对地短路:设流经a、b、c、d的电流分别为Ia、Ib、Ic、Id,据电路特性知,Ia远大于Ib+Ic,所以Ia+Ib+Ic≈Ia,即流经a、d点的电流相等:Ia=Id,故分压等效电路如图二(a),据串联分压电路特点,设

    故障前为          Uab/Ubd=Rab/Rbd   

    故障后为          U′ab/U′bd=R′ab/R′bd 

    又设故障前后Rab、Rbd没有变值,也没有对地短路,那么                 Rab/Rbd=R′ab/R′bd

    得             Uab/Ubd=U′ab/U′bd

    故障前     Uab/Ubd=(850-600)/600≈0.42

    故障后     U′ab/U′bd=(73-52)/52≈0.40

    所以         Uab/Ubd≈U′ab/U′bd

    可见,两比值大约相等,说明故障前后分压阻值变化很小,并没有对地短路,故不可能引起Ua大压降,排除了分压电阻有短路的可能性。

    图二     分压等效电路

    直接测量:测量a、b、c点对地阻值Rad、Rbd、Rcd,发现Rad<Rbd,故怀疑输入端有短路。卸下分压板,仔细观察检查,发现850V输入端线路板有炭化。细作清理及绝缘处理后,再测a点对地阻值,已升到几百KΩ。开机,测Ua为600V,但正常值是850V,故怀疑高压电源有故障。

    (2)检查高压电源

    拆开高压电源盒,检查发现与850V电源相串联的电阻R21烧焦,色环尽失,无法辨认阻值。分析原电路,试用50KΩ电阻替代,开机测试,得输入端电压为900V,Ua端为860V,等效电路如图二(b)。列分压等式得

    U21/R21=Uad/Rad         ①

    求Rad: 把R21=50 KΩ  Uad=860V  U21=900V-860V=40V代人①式

    得               Rad=R21Uad/ U21

    =50×860/40

    =1075(KΩ)

    求R21:如图二(c),把Rad=1075 KΩ  Uad=850V  U21=900V-850V=50V

    代人①式得        R21=RadU21/ Uad

    =1075×50/850

    ≈63.24(KΩ)

    功率消耗         P21=U21U21/R21

    =50×50/63.24

    ≈40(mW)=0.04(W)

    选取63KΩ、0.25W的电阻器更换后,测Ua≈850V,符合要求,微调VR1、VR2,使聚焦良好,图像最清晰。

    以上故障是分压板有炭化,使输入电阻变小,高压负载过重而烧坏了R21。R21烧坏使得Ua进一步骤降,G1、G2欠压而聚焦不良,最终造成输出影像模糊。

    三、高压打火(影像增强器型号:E5804HVS)

    故障现象:合闸开机,按下透视功能键,听到增强器内有清脆的“啪、啪”响声;踩下透视脚踏开关,影像显示正常,但在响声瞬间伴有横向干扰亮线。

    1、分析

    ①此时正值春季,暖流袭来,相对湿度高达96%,是电子设备发生故障的高峰季节,尤其是高压电路,故障率更高。因影像增强管阳极所需高压为25KV,所以高压打火可能性很大。②影像显示正常,说明摄像系统工作正常,增强管各极电压没有变,工作正常,干扰亮线应是打火瞬间电磁干扰所致。

    2、拆卸检查

    ①先卸下CCD摄像机,然后把整个增强器从透视床卸下,输入屏向下,竖立在桌面上。②连上电源线,通电开机,按下透视功能键,听到了高压打火声,但看不到迹象。③关机,再拆除外壳和尾部金属罩,露出增强管尾部。④再开机,按下透视功能键,即见硅橡胶与安装螺丝之间有高压放电。⑤关机,仔细观察,发现硅橡胶上有一炭化焦点。

    以上证明:故障是阳极25KV高压击穿硅橡胶绝缘层,对外壳放电所致。

    3、修复方法

    (1)检修前打开抽湿机,把室内湿度降到50%左右。

    (2)戴上口罩,防止人体呼出热气在检修部位上结露。

    (3)用手术刀,切除炭化物,但不能划伤电极,以防产生毛刺,引发尖端放电。

    (4)用电吹风把所挖部位暖吹几下,以驱潮气,但切勿太近增强管,以防玻璃壳局部过热而发生内爆。

    (5)用704硅橡胶填满、覆盖所挖部位,并尽可能填厚一点,以增加绝缘强度。

    (6)控制室内湿度在70%左右,让704硅橡胶充分吸收空气水份固化。

    (7)约经48小时,硅橡胶固化完毕。连上电源线,通电试机,按下透视功能键,未见有高压打火。

    (8)依序安装复原,开机透视,影像正常,无打火声,也无干扰亮线,检修成功。

    天气潮湿,容易引起高压电路打火。本故障中,影像增强器高压打火是因为原封装的硅橡胶绝缘强度降低,在潮湿空气诱发下,被高压击穿所致。

    四、小结

    聚焦电压失常,使得影像增强管聚焦不良,影像模糊。检修中,根据串联电路分压特点,列出分压等式,经计算分析,就判断出分压电路是否工作正常;同时,对于销毁的电阻R21,利用该电阻两端的电压降,再应用分压等式,就准确、快速地求出该电阻阻值。整个分析计算过程中,充分利用串联电路分压特点,使分析排除故障准而快。

    高压打火,是高压绝缘强度降低,加之潮湿而引发的。初修时,由于缺乏经验,修复效果欠佳,使用中也没严格控制机房温湿度,使得到了下年潮湿气候到来时,故障又再发生。吃一堑长一智,经分析故障发生规律和总结经验,改进了维修方法,同时也采取了措施,确保在潮湿天气时,室内湿度保持在60%左右,室外内温差≤6℃,使机器保持干燥,防止了潮湿和结露,故障再没出现。

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