X线机单元电路

《X线机单元电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X线机单元电路（86页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第五章第五章 X X线机主机单元电路分析线机主机单元电路分析第一节第一节 概述概述n nX X线机的主机部分，以实现线机的主机部分，以实现X X线管在透视和摄影过线管在透视和摄影过程中的程中的管电压、管电流和曝光时间管电压、管电流和曝光时间三个基本参量三个基本参量的控制为主要目的，称为的控制为主要目的，称为三钮制控制阶段三钮制控制阶段。n n所使用的主要元件为多位多层选择开关、通用继所使用的主要元件为多位多层选择开关、通用继 电器和接触器。控制精度约为电器和接触器。控制精度约为0.02s0.04s0.02s0.04s。n n1950196019501960年间随着年间随着X X线机技术的发展，

2、出现了线机技术的发展，出现了二二钮制控制钮制控制主机系统，即在主机系统，即在X X线摄影前只预选线摄影前只预选KVKV值值 和和X X线总辐射量线总辐射量mAsmAs值。值。n n2020世纪世纪7070年代以后出现了年代以后出现了单钮控制单钮控制主机系统，在主机系统，在 摄影操作过程中，只需选定摄影操作过程中，只需选定KVKV值，即可在值，即可在X X线管允线管允许的最大容量范围内曝光。许的最大容量范围内曝光。n n后来，由于计算机技术在后来，由于计算机技术在X X线机领域的应用以及采线机领域的应用以及采 用自动曝光控制系统，又出现了用自动曝光控制系统，又出现了零钮制零钮制控制主机控制主机

3、系统，按人体脏器分类，设置部位按钮，曝光参系统，按人体脏器分类，设置部位按钮，曝光参 数自动选定，操作进一步简化。数自动选定，操作进一步简化。n n目前，为了摄影条件搭配的灵活性需要，三钮制目前，为了摄影条件搭配的灵活性需要，三钮制 仍然普遍使用。仍然普遍使用。n n一一. .对电路的基本要求对电路的基本要求n n无论是固定阳极无论是固定阳极X X线管还是旋转阳极线管还是旋转阳极X X线管，都必线管，都必须满足下列要求：须满足下列要求：n n1.1.可调管电流可调管电流 能给能给X X线管灯丝提供可调加热电压线管灯丝提供可调加热电压，改变，改变X X线管灯丝温度，达到控制线管灯丝温度，达到控制

4、X X线量的目的。线量的目的。n n2.2.可调管电压可调管电压 能给能给X X线管提供很高且可以调节的线管提供很高且可以调节的管电压，达到控制管电压，达到控制X X线质的目的。线质的目的。n n3.3.可调曝光时间可调曝光时间 使使X X线管在选定时间内接通和切线管在选定时间内接通和切断，控制断，控制X X线的发生时间。线的发生时间。n n二二. .基本电路基本电路n n1.1.电源电路电源电路 为为X X线机控制台内的自耦变压器输送线机控制台内的自耦变压器输送电能的电路。其作用是为其它各单元电路提供所电能的电路。其作用是为其它各单元电路提供所需要的各种不同电压的交流电和直流电。需要的各种不

5、同电压的交流电和直流电。n n2.X2.X线管灯丝加热电路线管灯丝加热电路 为为X X线管灯丝输送加热电线管灯丝输送加热电压的电路。分为灯丝变压器初级电路压的电路。分为灯丝变压器初级电路(mA(mA调节电路调节电路) )和次级电路。和次级电路。n n3.3.高压发生电路高压发生电路 将自耦变压器供给的低电压转将自耦变压器供给的低电压转化为高电压输送到化为高电压输送到X X线管两极的电路。高压初级电线管两极的电路。高压初级电路外接路外接KVKV控制器，起到控制管电压的目的。控制器，起到控制管电压的目的。n n4.4.控制电路控制电路 控制控制X X线机的发生和停止，以及与此线机的发生和停止，以及

6、与此相关的各种电路系统。这是相关的各种电路系统。这是X X线机中最复杂的一部线机中最复杂的一部分，除了基本元件和电路外，还有摄影控制电路分，除了基本元件和电路外，还有摄影控制电路、旋转阳极启动保护电路等。、旋转阳极启动保护电路等。n n5.X5.X线应用设备的电路线应用设备的电路电源电路高压发生电路X线管控制电路灯丝加热电路各种应用设备电路第二节第二节 电源电路电源电路n nX X线机电源电路是给自耦变压器供电的电路，是机线机电源电路是给自耦变压器供电的电路，是机器的总电源。器的总电源。n n一一. .简单的电源电路简单的电源电路当电压补偿调节器K1由断点旋至12时，电源接通，自耦变压器B1工

7、作，指示灯ZD亮，电压表V指示电压，继续调节K1，使电压表指示在220V上。 电源插座保险丝自耦变压器n n关于自耦变压器：关于自耦变压器：n n自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的部分部分线匝上。通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为线匝上。通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组，同容量的自藕变压公共绕组，其余部分称为串联

8、绕组，同容量的自藕变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高这个优点就越加突出。因变压器容量越大，电压越高这个优点就越加突出。因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用到广泛应用。 n n二二. .可变输入电压的电源电路可变输入电压的电源电路n n可变输入电压指提供给可变输入电压指提供给X X线机的电源电压，即可采线机的电源电压，即可采 用用220V22

9、0V，又可采用，又可采用380V380V。电源接触器电源通断按钮实线：380V 虚线：220Vn n图中图中JCJC0 0为电源接触器、为电源接触器、ANAN1 1/AN/AN2 2分别为电源分别为电源“通通”、“断断”按钮，机器出厂时一般接在按钮，机器出厂时一般接在380V380V上。可上。可以通过调节线路，将输入电压变为以通过调节线路，将输入电压变为220V220V。如上图。如上图。n n三三. .双双“通通”、双、双“断断”按钮电源电路按钮电源电路n n这类电源用于双管式这类电源用于双管式X X线机，能分别控制透视和摄线机，能分别控制透视和摄影电源电路的影电源电路的“通通”“”“断断”。

10、n n如图如图KF-200KF-200型型X X线机电源电路：可以通过线机电源电路：可以通过AN1/AN2(AN1/AN2(控制台控制台) )、AN3/AN4 (AN3/AN4 (点片架点片架) )来控制电源电路的通来控制电源电路的通断。断。熔断器电源接触器按下，DC吸合自锁自耦变压器按下，DC失电 自耦变压器失电n n四四. .电源电压自动调整电路电源电压自动调整电路n n为了进一步减小高压发生器整流输出为了进一步减小高压发生器整流输出KVKV的脉动率的脉动率，大功率，大功率X X线机趋向于采用三相自耦变压器供电且线机趋向于采用三相自耦变压器供电且电源电压自动调整。电源电压自动调整。整流 电

11、路差分 放大 电路升压驱动 继电器降压驱动 继电器升压驱动 装置降压驱动 装置自 耦 变 压 器电源电压 信号L1L2L3电源电压自动调整电路的构成方框图三相自耦 变压器整流滤波-10V基准电位差分放大器若LPV大于或小于LSV，则差分放大器输出正或负的电压信 号，则Q202或Q102导通，驱动伺服电机调整自耦变压器，直 到LPV=LSV，差分放大器无输出，电机停转。第三节第三节 X X线管灯丝加热电路线管灯丝加热电路n n灯丝加热电路是为灯丝加热电路是为X X线管灯丝提供加热电源的电路，通过线管灯丝提供加热电源的电路，通过此电路，可实现管电流的调节，又称此电路，可实现管电流的调节，又称mAm

12、A调节电路。调节电路。n n时间一定时，时间一定时，X X线的量就由管电流来决定；管电流的大小线的量就由管电流来决定；管电流的大小取决于灯丝发射的电子数量，灯丝发射电子数量又由灯丝取决于灯丝发射的电子数量，灯丝发射电子数量又由灯丝温度决定；灯丝温度越高，发射电子数目越多。而灯丝温温度决定；灯丝温度越高，发射电子数目越多。而灯丝温度是由灯丝加热电压决定的。度是由灯丝加热电压决定的。n n由此可知，管电流的调节可通过改变灯丝变压器初级电压由此可知，管电流的调节可通过改变灯丝变压器初级电压来实现。来实现。n n实际电路中，多采用在初级电路中实际电路中，多采用在初级电路中串联电位器串联电位器来调节管电

13、来调节管电 流。电阻增大，其上压降增大，灯丝初级电压降低，灯丝流。电阻增大，其上压降增大，灯丝初级电压降低，灯丝 温度降低，管电流减小。反之，管电流增大。温度降低，管电流减小。反之，管电流增大。n n对透视来说，管电流很小，一般为几毫安，但要求在曝光对透视来说，管电流很小，一般为几毫安，但要求在曝光时能连续调节，所以透视管电流调节电路一般都利用半可时能连续调节，所以透视管电流调节电路一般都利用半可调电阻；对摄影来说，管电流变化很大，从几十到数千毫调电阻；对摄影来说，管电流变化很大，从几十到数千毫 安，但曝光时不进行调节，所以摄影管电流调节电路一般安，但曝光时不进行调节，所以摄影管电流调节电路一

14、般 是由若干个抽头的可调电阻构成。是由若干个抽头的可调电阻构成。n n根据灯丝发射特性曲线，在灯丝加热电压接近极限值时，根据灯丝发射特性曲线，在灯丝加热电压接近极限值时， 只要有很小的电压变化，就会引起很大的发射率变化。因只要有很小的电压变化，就会引起很大的发射率变化。因 此，大中型此，大中型X X线机对线机对X X线管的加热电源有严格的要求，在灯线管的加热电源有严格的要求，在灯 丝初级电路设有稳压装置，常用丝初级电路设有稳压装置，常用谐振式磁饱和稳压器谐振式磁饱和稳压器。n n一般情况下，一般情况下，X X线管灯丝在一定加热温度下，管线管灯丝在一定加热温度下，管电流应该稳定不变。实际上，由于

15、空间电荷的影电流应该稳定不变。实际上，由于空间电荷的影响，在一定范围内管电流随管电压的增高而增大响，在一定范围内管电流随管电压的增高而增大 。为解决这一问题，。为解决这一问题，X X线管灯丝初级电路常设有线管灯丝初级电路常设有空间电荷补偿装置空间电荷补偿装置。n n一一. .谐振式磁饱和稳压器谐振式磁饱和稳压器n n1.1.磁饱和磁饱和n n当线圈中通过一定量电流当线圈中通过一定量电流 时，由于磁化介质是铁磁时，由于磁化介质是铁磁 性材料，则磁化曲线为非性材料，则磁化曲线为非 线性的，如图：在线性的，如图：在b b点，磁点，磁 场强度再增长，磁感应强场强度再增长，磁感应强 度几乎不再增加，这种

16、现度几乎不再增加，这种现 象称为磁饱和。象称为磁饱和。n n2.2.磁饱和稳压器原理磁饱和稳压器原理n n是利用是利用磁饱和特性磁饱和特性制成的，主要部分是一个饱和制成的，主要部分是一个饱和变压器。变压器铁心面积与一般变压器不同，初变压器。变压器铁心面积与一般变压器不同，初级线圈铁心面积大，为非饱和线圈；次级线圈铁级线圈铁心面积大，为非饱和线圈；次级线圈铁心面积小，为饱和线圈。随着电源电压的升高，心面积小，为饱和线圈。随着电源电压的升高，铁心内磁通也随之增加，当次级铁心内磁通达到铁心内磁通也随之增加，当次级铁心内磁通达到饱和点时，电源电压再次增加，次级铁心内的磁饱和点时，电源电压再次增加，次级铁心内的磁通基本保持不变，于是次级线圈所产生的输出电通基本保持不变，于是次级线圈所产生的输出电压基本不变，起到了稳压作用。如图：压基本不变，起到了稳压作用。如图：n n谐振式磁饱和稳压器谐振式磁饱和稳压器n n为使线圈达到饱和，需要很大的磁化电流，同时为使线圈达到饱和，需要