第五章高頻X線機(jī)

1、第五章,高頻,X,線機(jī),學(xué)習(xí)目標(biāo),1,掌握高頻,X,線機(jī)的工作原理和各電路的基本結(jié)構(gòu),2,熟悉高頻線機(jī)各電路的工作程序和分析方法,第一節(jié),概述,工頻,X,線機(jī)的缺點(diǎn),1,體積與重量龐大,2,高壓波形脈動(dòng)率高,X,線計(jì)量不穩(wěn)定，軟射線成分較多,3,曝光參量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性較差,一、高頻,X,線機(jī)主要特點(diǎn),1,病人的皮膚劑量低：高頻機(jī)高壓發(fā)生器輸出,波形近似于恒定直流，脈動(dòng)率非常低，波紋系數(shù),5,輸出,x,線的能量單一性大大提高，病人的皮,膚劑量大為降低,2,成像質(zhì)量高：?jiǎn)文苷?x,線，物質(zhì)對(duì)其吸收遵守,指數(shù)規(guī)律，射線透過物質(zhì)以后，只有光子數(shù)量的減,少，沒有光子能量的變化，這對(duì)于提高成像質(zhì)量十,

2、分有利,3,輸出劑量大：因高頻機(jī)屬恒定直流曝光，故,在膠片獲得同樣黑化度的情況下，高頻機(jī)的,mAs,值,是工頻機(jī)的,60,4,實(shí)時(shí)控制：曝光過程中可對(duì),kV,和,mA,進(jìn)行實(shí)時(shí)控,制。高頻機(jī)的,kV,通常由直流逆變器輸出脈沖的頻率,來調(diào)節(jié)，逆變器輸出頻率不僅受,kV,設(shè)定值控制，同,時(shí)還受,kV,檢測(cè)信號(hào)控制，在曝光過程中，輸出頻率,可根據(jù)檢測(cè)信號(hào)與設(shè)定值比較的結(jié)果進(jìn)行迅速的跟,蹤調(diào)整，以確保,kV,實(shí)際值等于設(shè)定值,另外，高頻機(jī)的,mA,通常由直流逆變器輸出脈沖的寬,度來調(diào)節(jié)，逆變器輸出脈寬不僅受,mA,設(shè)定值控制,同時(shí)還受燈絲加熱或,mA,檢測(cè)信號(hào)控制，在曝光過程,中，輸出脈寬可根據(jù)檢測(cè)信

3、號(hào)與設(shè)定值比較的結(jié)果,進(jìn)行迅速的跟蹤調(diào)整，以確保,mA,實(shí)際值等于設(shè)定值,實(shí)時(shí)控制還可使高頻,x,線機(jī)曝光書的重復(fù)性大大提,高。不論影像,kV,和,mA,的因素有多少，只要其變化幅,度在某一允許范圍內(nèi)，高頻機(jī)每次曝光輸出量都可,以保持基本一致,5,高壓變壓器的體積小、重量輕：根據(jù)變壓器的工作原理,變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)和鐵芯截面積的乘積與初級(jí)電壓和,電源頻率之間的關(guān)系為,NS=E/4.44fB,公式中,N,為初級(jí)匝數(shù),S,為鐵芯截面積,E,為初級(jí)電壓,f,是工作頻率,B,為磁感應(yīng)強(qiáng)度。由于,f,越大,NA,就越小，因,此高頻高壓發(fā)生器比工頻高壓發(fā)生器的體積和重量要小得,多，這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)便攜式和

4、移動(dòng)式,x,線機(jī)非常有利,6,可實(shí)現(xiàn)超短時(shí)曝光,x,線機(jī)超短時(shí)曝光取決于,高壓波形的上升沿。因高頻機(jī)高壓波形上升沿很陡,一般是十幾至幾十微秒，故最短曝光時(shí)間可達(dá),1ms,工頻機(jī)的高壓波形按正弦波形變化，上升沿緩慢,例如單相全波整流,x,線機(jī)，管電壓波形一個(gè)周期是,10ms,因有效曝光電壓只占,5ms,故工頻機(jī)最短曝,光時(shí)間至少要大于,3ms,7,便于智能化：高頻機(jī)使用單片機(jī)對(duì)整機(jī)進(jìn)行,控制和管理，這和工頻機(jī)相比有著顯著的不同，單,片機(jī)的應(yīng)用將高頻機(jī)的各種性能提高到一個(gè)嶄新的,水平。比如降落負(fù)載、曝光限時(shí)、故障報(bào)警、實(shí)時(shí),控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自動(dòng)處理等，這些都是為,x,線機(jī),的數(shù)字化和智能化創(chuàng)造了必

5、要條件,二、工作原理,50,赫茲交流電源經(jīng)過二極管整流、電容器平滑為恒,定直流電壓后，經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成具有一定頻率的,方波電壓，該方波電壓經(jīng)變壓器升壓，再經(jīng)整流,濾波，變?yōu)槠交闹绷鞲邏汉?，施加?X,線管兩端,與此同時(shí)，采樣電路對(duì)管電壓進(jìn)行采樣，并將采樣,值送到比較器，與預(yù)置的管電壓值進(jìn)行比較。如果,采樣值低于預(yù)置值，則調(diào)節(jié)器發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)，升高,逆變器的頻率，或增加逆變器輸出的脈沖寬度，直,到從實(shí)際的管電壓采樣值與預(yù)置值相等為止。反之,若采樣值高于預(yù)置值，則調(diào)節(jié)電路降低逆變器的工,作頻率或減少脈沖寬度，直到采樣值與預(yù)置值相等,同理，對(duì)管電流也采用同樣的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制,第二節(jié),直流逆變電源

6、,也稱高頻電源，是高頻,X,線機(jī)的重要組成部分，是,區(qū)別于工頻,X,線機(jī)的標(biāo)示性電路，主要由直流電源,直流逆變和逆變控制三部分構(gòu)成,一、直流電源,小型高頻,X,線機(jī)可直接用蓄電池供電，或由,220V,單,相交流電整流轉(zhuǎn)換為直流電源,15kV,以下高頻,X,線機(jī)一般使用,220V,單相交流電經(jīng)橋,式整流或倍壓整流后轉(zhuǎn)換成直流電源,15kV,以上的高頻,X,線機(jī)多采用,380V,三相交流電源,經(jīng)三相橋式整流，濾波后轉(zhuǎn)換成直流電源,二、橋式逆變,時(shí)間,t,1,k,1,k,2,閉合,k,3,k,4,斷開，電流為,i,1,Z,上電,壓為,E,時(shí)間,t,2,k,1,k,2,斷開,k,3,k,4,斷開，電流

7、為,0,Z,上電,壓為,0,時(shí)間,t,3,k,1,k,2,斷開,k,3,k,4,閉合，電流為,i2,Z,上電,壓為,E,時(shí)間,t,4,k,1,k,2,斷開,k,3,k,4,斷開，電流為,0,Z,上電,壓為,0,1.IGBT,逆變電路,IGBT(Insulated,Gate,Bipolar,Transistor,絕,緣柵雙極型晶體管，是由,BJT,雙極型三極管,和,MOS,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū),動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有,MOSFET,的高輸入阻抗和,GTR,的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn),GTR,飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大,MOSFET,驅(qū)動(dòng)功率很,小，開關(guān)速度快,但導(dǎo)

8、通壓降大，載流密度小,IGBT,綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽,和壓降低,橋式晶閘管逆變電路,2,橋,式,場(chǎng),效,應(yīng),管,逆,變,電,路,第三節(jié),高頻,X,線機(jī)的使用,一、組成及特點(diǎn),主要部件有控制臺(tái)，高壓發(fā)生器和,X,線管,特點(diǎn)：管電壓波形穩(wěn)定、曝光時(shí)間短、患者劑量低、精度,高；采用微處理器控制，大大提高了曝光的重復(fù)性，具有,自診斷、報(bào)警、報(bào)錯(cuò)和自保護(hù)功能；故障時(shí)提供相應(yīng)的錯(cuò),誤代碼，減少排錯(cuò)時(shí)間，使設(shè)備維修方便快捷,二、技術(shù)參數(shù),1,三相電源：,380,38,V,2,電源頻率：,50,1,Hz,3,電源容量,55kVA,4,電源內(nèi)阻,0.3,5,接地保護(hù)電阻,4,6,最高輸出電壓

9、,150kV,7,輸出最高管電壓時(shí)的管電流,320mA,8,最大輸出功率,100kV,50mAs,500mA,100ms,時(shí)大,焦點(diǎn)最大輸出功率為,50kW,9,標(biāo)稱功率,100kV,50mAs,500mA,100ms,時(shí)大焦點(diǎn),最大輸出功率為,50kW,150kV,50mAs,500mAs,100ms,時(shí),小焦點(diǎn)標(biāo)稱功率為,15kW,10,最大管電流,500mA,11,X,線管焦點(diǎn)尺寸：小焦點(diǎn),0.6mm,0.6mm,大焦點(diǎn),1.2mm,1.2mm,12,攝影管電壓調(diào)節(jié)范圍,40150kV,最小可調(diào)間隔不,大于,1kV,13,攝影管電流調(diào)節(jié)范圍,1,小焦點(diǎn),125mA,160mA,200mA

10、,250mA,320mA,400mA,500mA,共,7,擋,2,大焦點(diǎn),25mA,32mA,40mA,50mA,63mA,80mA,100mA,共,7,擋,14,曝光時(shí)間選擇,5ms,6.3ms,8ms,10ms,12.5ms,16ms,20ms,25ms,32ms,40ms,50ms,63ms,80ms,100ms,125ms,160ms,200ms,250ms,320ms,400ms,500ms,630ms,800ms,1000ms,1250ms,1600ms,2000ms,2500ms,3200ms,4000ms,5000ms,共,31,擋,15,mAs,選擇,0.5mAs,0.63m

11、As,0.8mAs,1.0mAs,1.25mAs,1.6mAs,2.0mAs,2.5mAs,3.2mAs,4.0mAs,5.0mAs,6.3mAs,8.0mAs,10mAs,12.5mAs,16mAs,20mAs,25mAs,32mAs,40mAs,50mAs,63mAs,80mAs,100mAs,125mAs,160mAs,200mAs,250mAs,320mAs,400mAs,500mAs,共,31,擋,三、操作面板按鍵功能介紹,1,方式選擇鍵：主要包括普通攝影方式，攝影床自,動(dòng)曝光攝影方式，,AEC1,或立式攝影架自動(dòng)曝光,攝影方式,AEC2,，器官程序攝影,APR,方式等,2,探測(cè)野選

12、擇鍵,AEC1,或,AEC2,時(shí)，探測(cè)野分中間野,左右野、全野三種組合,3,屏速選擇鍵,AEC1,或,AEC2,時(shí)，屏速有高、中、低,三擋,4,密度選擇鍵,AEC1,或,AEC2,時(shí)，膠片密度的調(diào)整有,2,1,0,1,2,五檔,5,曝光參數(shù)設(shè)定鍵：按下,kV,kV,mA,mA,mAs,mAs,ms,ms,鍵可增加或減少,kV,mA,mAs,ms,的設(shè)定值,6,存儲(chǔ)鍵：在器官程序攝影工作下，當(dāng)設(shè)定的參數(shù),不能滿足攝影要求時(shí)，通過操作,kV,mA,mAs,ms,等設(shè)置鍵，可修改相應(yīng)設(shè)定值，按存儲(chǔ)鍵，新設(shè)定,的曝光參數(shù)被保存,四、使用方法,1,普通攝影,1,選擇普通攝影方式,2,按操作鍵,kV,kV,mA,mA,mAs,mAs,ms,ms,鍵）設(shè)定預(yù)設(shè)值,3,按手閘檔，約,1.8,秒后聽到蜂鳴器信號(hào)，按,下手閘擋進(jìn)行曝光,4,