温度自动控制系统

在医用电子直线加速器中有许多产热部件，如加速管、磁控管（速调管）、聚焦线圈、导向线圈、偏转线圈、脉冲变压器、X线靶和吸收负载等。这些器件只有在恒温条件下才能保证稳定工作，因此，温度自动控制系统也是医用电子直线加速器的重要组成部分。在医用电子直线加速器中，温度控制方式一般是采用水循环强制冷却自动恒温系统。加速器中典型水循环温度自动控制系统原理，见图2-13-13。

图2-13-13系统是一种二次水循环自动恒温系统，它包括“内循环”和“外循环”两套水循环回路，这两个回路的冷却水互相隔离，通过内换热器进行热量交换。以内换热器为界，图2-13-13中右半部分是“内循环”回路，其中虚线框内表示加速器需要强制冷却的产热器件，通过内循环水泵产生强制循环水流将热量带走；图中左半部分是“外循环”回路，它主要包括一套制冷系统、一个冷却水箱、一个外循环水泵和相应的温度控制器件。在现代高能医用电子直线加速器中，之所以采用二次恒温水循环系统，首先是可以将内循环系统的水温精度设定得比较高，一般可以达到±0．5℃左右，以确保加速器其相关器件的恒温运行。同时，内循环系统的水质可以得到保证，这样就避免了加速器内部一些细小管径的管路因杂质而堵塞。另外，二次恒温水循环系统对外循环系统的要求相对来说也比较低，可以使用常规的制冷方式制冷，也可以使用水塔冷却或直接使用地表水来进行制冷。其实，早期低能医用电子直线加速器一般采用一次恒温水循环系统，即温控机组排出的恒温水通过联接管路直接进入到加速器内部各恒温部件中，直接对这些部件进行冷却，然后回到温控机组的储水箱中。虽然一次恒温水循环系统的结构简单成本较低，但温度和水质都得不到有效保障，因此，现代高能医用电子直线加速器一般都是采用二次水循环自动恒温系统。

图2-13-13　典型水循环温度自动控制系统

在医用电子直线加速器中，不管采用何种冷却方式，恒温系统都应具备以下功能。

1．恒温水的控制温度及控制精度要在一定范围内可以调节。一般恒温水的温控范围在10～40℃，典型温度是22～23℃，控制精度一般在±1°～±3°，这要根据不同的机型而定。如果设定精度太低，水温的波动较大，会影响加速器工作的稳定性；精度太高，水温的波动较小，但对温控机组的要求较高，会增加温控机组的制造成本。

2．该系统要有完整的故障报警及故障联锁功能。当温控机组出现水温高、水温低、水压或水流异常、水位过低等各种故障时，该系统应及时、准确通知加速器主控系统，并进行连锁保护，以确保加速器安全而稳定地运行。