X线机单元电路

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第七章 X线机单元电路分析

第七
电路的基本要求： 1.为X线管灯丝提供稳定可调的交流低压电，以产生足够数量的电子来控制X线的量 2.为X线管提供可调的管电压加速电子撞击阳极靶面 3.能精确控制X线的发生与停止 4.必须有相应的旋转阳极启动电路和延时保护电路；X线管的容量保护电路。
基本电路包括 1.电源电路 2.X线管灯丝加热电路 3.高压变压器触及电路 4.高压变压器次级电路和管电流测量电路 5.控制电路 6.机械辅助装置电路
第七节控制电路
作用：按照临床技术要求控制X线的发生和停止，协同其他机械动作控制种类：透视胃肠摄影普通摄影滤线器摄影体层摄影等控制透视控制过程：胃肠摄影控制：
第二节电源电路
电源电路的作用：将外电源引入到控制台内部，为个基本电路提供电源，电源电路要在一定范围内可调且能适应电源电压的波动。
第三节 X线管灯丝加热电路
作用：灯丝加热电路是为X线管灯丝提供加热电源的电路，能实现管电流的调节也成为管电流调节电路。电路包括初级电路和次级电路 X线管灯丝加热初级电路作用：根据不通管电流要求设置X线管灯丝加热变压器初级不同的输入电压。初级电路组成：稳压器管电流调节器空间电荷抵偿装置 X线管灯丝温度控制装置
第四节高压变压器初级电路
作用：将自耦变压器输出的可调电压送至高压变压器初级的电路。管电压的预示
第五节高压变压器次级及管电流测量电路
作用：为X线管提供管电压和对管电流进行测量，组成部分：高压变压器高压整流元件高压电缆 X线管毫安表
第六节 X线管安全保护电路
作用：从电路结构上防止误操作或X线机出现异常曝光，防止损坏X线管。种类：容量保护电路过电压保护电路过电流保护电路冷高压保护电路旋转阳极启动延时保护电路 1.容量保护电路的作用 2。旋转阳极启动延时保护电路的作用，基本功能

X线机单元电路分析

2020/12/2
口腔留学生
2020/12/2
口腔留学生
（二）摄影管电流的调节
摄影管电流数值远大于透视管电流，且摄影管电流在曝光时不可调节，，在摄影灯丝加热变压器初级电路中，一般接入分挡调节电阻。
如图，XK是毫安选择器，调节XK，可以改变串联在灯丝变压器初级得电回路中的电阻大小，对摄影管电流进行选择。同时XK也可以根据不同的毫安值改变空间电荷抵偿的幅度。
2020/12/2
口腔留学生
自耦变压器在设计中，输出端有多种电压值的输出头，其中也有额定电压的固定抽头。而各抽头间的电压值，仍遵守变压比的规律。因此，当外界电源电压波动时，只要调节碳轮的位置来改变自耦变压器输入端与输出端的匝数比，其输出端的电压就能保持额定电压值。
2020/12/2
口腔留学生
2020/12/2
口腔留学生
二、管电压的控制
(一)使用接触器控制高压初级电路在高压初级电路中，即在高压变压器初级绕组至自耦变压器之间，由一组以
上的接触器触点，控制高压初级电路“接通”或“断开”。接触器线圈由限时电路或脚闸开关控制。
2020/12/2
口腔留学生
2020/12/2
口腔留学生
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口腔留学生
3.双开、关机按钮的电源电路这类电源用于双管式X线机，能分别控制透视和摄影电源电路的“通”“断”。如图KF-200型X线机电源电路：可以通过AN1/AN2(控制台)、AN3/AN4 (点片架)
来控制电源电路的通断。
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口腔留学生
2020/12/2
2020/12/2
口腔留学生
2020/12/2
口腔留学生
（三）管电流的稳定

X线机单元电路分析课件

02
测试方法：使用仪器仪表进行测量，如示波器、万用表等
测试结果分析：根据测试数据，分析电路的性能和稳定性，找出存在的问题并提出改进措施
04
电源单元电路
电源单元电路的性能指标：输出电压、电流、功率、效率等
04
电源单元电路的工作原理：将交流电转换为直流电，并进行滤波和稳压
03
电源单元电路的组成：变压器、整流器、滤波器、稳压器等
电路图分析
电路参数计算
电阻：计算电路中的电阻值，包括串联、并联和混联电路
01
电容：计算电路中的电容值，包括串联、并联和混联电路
02
电感：计算电路中的电感值，包括串联、并联和混联电路
03
电压：计算电路中的电压值，包括直流、交流和脉冲信号
04
电路性能测试
测试目的：评估电路的性能和稳定性
测试项目：电压、电流、功率、频率、相位等
04
信号处理单元电路
1
信号处理单元电路的功能：对X线信号进行放大、滤波、整形等处理
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
信号处理单元电路的组成：主要包括前置放大器、滤波器、整形电路等
3
信号处理单元电路的工作原理：对X线信号进行放大、滤波、整形等处理，以得到所需的信号
4
信号处理单元电路的设计要点：考虑信号的带宽、噪声、失真等因素，进行优化设计
02
电源单元电路的作用：为X线机提供稳定的电源
01
控制单元电路
控制单元电路的功能：控制X线机的工作状态和参数
01
控制单元电路的组成：包括电源、控制芯片、传感器等
02
控制单元电路的工作原理：通过控制芯片对传感器的信号进行处理，控制X线机的工作状态和参数

医学影像设备学第三章X线机单元电路(三)资料

2019/2/1
F30-ⅡF型
21
四电路举例分析
XG-200型床上管
mA表整流器
床下管单相桥式整流
2019/2/1
22
四电路举例分析
XG-200型
透视连通2XG 1SFJ2、3WJ2闭合
2019/2/1 23
四电路举例分析
XG-200型
透视连通2XG 1SFJ2、3WJ2闭合
2019/2/1
点片 WJ工作
24
四电路举例分析
XG-200型
摄影连通1XG 1SFJ2断开
2019/2/1 25
课程小结
一、单相全波整流高压次级电路特点与
管电流测量方法；二、三相全波整流高压次级电路；
三、倍压整流高压次级电路。
请分析与总结X线管高压次级电路的特点，完成课后思考题11、12题。
2019/2/1 26
摄影：R被短接
固定分流
2019/2/1
10
一单相全波整流高压次级电路
(2)变压器抵偿法透视
摄影方向相反实现抵偿
电容电流抵偿电路
2019/2/1
11
二三相全波整流高压次级电路
脉动率
ε =(Umax-Umin)/Umax×100%
脉动率越小，输出功率越大
Umax
Umin
单相全波整流
2019/2/1
一单相全波整流高压次级电路
阳极为正阴极为负
前
无用X线
2019/2/1 8
一单相全波整流高压次级电路
直流毫安表次级绕组、电缆→电容→电容电流→mA表指示值偏大电容电流抵偿电路：电阻抵偿法、变压器抵偿法

X线机单元电路(整流)

实训注意事项
1．管电压调节器在通电实训前要调到零位。 2．在通电实训过程中，模拟X线管灯丝不要使其发亮。 3．在调试过程中，数字mA表不能显示为“1”，这意味着已超出量程，否则将损坏数字mA表。 4．万用表测量电压时，要随时注意交流和直流档位的转换。测量直流电压时，注意表笔的测量极性 5. 自耦变压器在通电实训前,把自耦变压器调到零位
学习情境二单元电路制作与调试
学习子情境五 X线机整流电路分析与调试
实训内容
实训一实训二实训三单相全波整流电路的工作特性倍压整流电路的工作特性三相全波整流的工作特性
实训目的
1．观察单相全波整流电路中各整流管、X线管的工作情况和电压波形，掌握X线管的灯丝发射特性和阳极特性。 2．观测倍压整流电路关键测试点间的电压、电流及电压波形，掌握倍压整流电路的工作状态和特性，加深对该电路工作原理的理解。 3．通过数据测量及观测波形，理解并掌握三相全波整流电路的工作原理及特点。
倍压整流实训电路图
单相倍压整流波形图
uo
t
u2下降， u2小于电容上的电压二极管承受反向电压而截止。电容C通过RL放电， uc按指数规律下降，时间常数 = RL C
u2上升, u2大于电容上的电压uc,u2对电容充电， uo= uc u2
实训三
按图连接线路
原理图（一）
三相双重六波整流实训电路图
单相全波与三相多波整流电路的比较
1．单相全波整流每半周期电压降到零使X线输出中不必要的软射线增多；而三相多波整流脉动率小，显著减小对人体的无益辐射 2．单相全波整流曝光最短时间为半周期10ms；三相多波整流可达3ms 3.单相全波整流负载功率大时会造成供电系统严重失衡；三相多波整流三相电源平均分担。 4.三相多波整流X线输出量是单相全波整流1.5 （六波）~2倍（十二波）

医用X线机设备学(上)第四章 X线机控制单元电路

第四章X射线机主控单元电路第一节、X射线机控制技术发展一、X射线机主控技术随着时代科学技术的发展而发展控制器件水平提高：电器电子集成电路X射线控制水平提高：手动半自动全自动一、X射线机三纽控制技术实现方式：分别控制控制参数：KV、MA、SEC开始年代：最早（1920 ----1930）使用元器件：开关、继电器、接触器控制精度：低一、X射线机二纽控制实现方式：MA 与SEC合为MAS控制参数：KV、MAS开始年代：（1930 ---1950）使用元器件：电子管元器件、电器元器件控制精度：较低一、X射线机单纽控制实现方式：增加功能键控制参数：KV、功能键开始年代：（1950 ---1960）使用元器件：电子管、晶体管、电器元件自动暴光器件控制精度：提高一、X射线机零纽控制实现方式：全部功能键控制参数：无，功能键开始年代：较早（1960 ---1970）使用元器件：电子元器件、自动暴光器件控制精度：较高二、主控单元的基本组成(1)诊断用X射线机是根据医学诊断的需要，将电能转化为X射线能的一种装置。

由于诊断目的不同，所组成的诊断用X射线机也就不同。

但其基本组成均由如下四部分所构成：1）产生X射线的X射线管装置；2）为X射线管提供管电压和灯丝电压的高压发生装置；3）控制X射线的发生时间和调节X射线的量与质的控制装置；4）为满足诊断需要而装备的各种辅助装置。

二、主控单元的基本组成(2)三、诊断用X射线机的基本电路(1)目前国内外医用X射线机的类型很多，规格不一，电路差异很大，但所用的X射线管都是固定阳极或旋转阳极的热电子真空X射线管，X射线机的电路结构都是根据X射线管的工作需要来设计的。

三、诊断用X射线机的基本电路(2)X射线机对其电路的要求，包括如下三个方面:1) 供给可调节的X射线管灯丝加热电压，以改变灯丝的加热温度，达到对X射线量的控制。

2)供给可调节的X射线管管电压，以改变阴极电子高速撞击阳极的能量，达到对X射线质的控制。

X线机主机单元电路分析-PPT

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● ● 133
134
第三节 X线管灯丝加热电路
1ห้องสมุดไป่ตู้5
灯丝加热电路是为X线管灯丝提供加热电源的电路。
关系流程：灯丝加热电压Vf↑→灯丝温度↑→灯丝发射的电子数量↑→管电流Ia↑→X线量↑
136
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一、谐振式磁饱和稳压器
匝分配不均匀，使电压波形变坏。
60
(一)三相六波桥式整流高压次级电路 1.高压整流电路
61
62
2.mA测量电路
63
(二)双三相六波桥式整流高压次级电路
64
(三)三相十二波桥式整流高压次级电路
65
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69
三、倍压整流高压次级电路
70
四、毫安秒测量电路五、高压次级电路举例
0.25S
82
五、XHD150B-10型800mA限时器控制电路
＜＞200mA ＜＞120kV 6V
83
第七节自动曝光控时电路
84
自动曝光控时电路是在X线通过被照物体后，以到达胶片上所需的感光剂量来决定曝光时间的；胶片感光剂量满足后，自动切断高压。
自动曝光控时电路也叫mAs限时电路。
85
四、JSB-23型限时器电路
●
延时后
●
● ●
78
五、XHD150B-10型800mA限时器控制电路
此处错误
79
五、XHD150B-10型800mA限时器控制电路 a c d e
80
五、XHD150B-10型800mA限时器控制电路

医学影像设备学第三章X线机单元电路(二)

通过光电转换元件将接收到的X线转换为电信号，经过放大、模数转换等环节，将信号传输至图像处理系统进行后续处理。
02
高压发生电路
高压发生电路的组成
电源电路
高压变压器
控制电路
保护电路
提供高压发生电路所需的电源，通常为直流电
源。
将电源电路提供的低压转换为高压，为X线管提
供必要的电压。
控制高压发生电路的工作状态，如管电流、曝
影像处理系统的功能与作用
功能
影像处理系统可以对接收到的影像进行各种处理，如调整对比度、亮度、锐度等，以提高影像质量。
作用
影像处理系统是医学影像设备中不可或缺的一部分，它能够改善医学影像的质量，使其更易于观察和诊断。
影像处理系统的工作原理
工作原理
影像处理系统通过数字信号处理器（DSP）对接收到的电信号进行一系列的运算和处理，实现各种图像处理功能。
电源电路工作原理
高压发生电路工作原理
通过整流、滤波、稳压等环节，将交流电转换为稳定的直流电，为整机各部分提供工作电压。
通过变压器升压、硅整流器整流等环节，产生高电压和大电流，用于激发X线管产生 X线。
控制电路工作原理
探测器电路工作原理
通过微处理器等控制元件，实现对X线机各项功能的控制和调节，包括曝光时间、管电流、管电压等参数的调节。
03
控制系统
控制系统的组成
电源电路
为整机提供所需电源，确保设备正常工作。
操作面板
提供人机交互界面，方便用户进行参数设置和操作控制。
控制电路
接收操作面板指令，对X线机各部分进行协调控制。
保护电路
监测设备工作状态，在异常情况下采取保护措施。

10 X线机主机单元电路3_2

一、单相全波整流高压次级电路 ♦ 单相全波整流高压次级电路主要由高压整流
电路和管电流测量电路组成。
(二)管电流测量电路
二、三相全波整流高压次级电路
♦ 高压变压器的输出功率不仅与管电压、
管电流的大小有关，而且与管电压、管电流的脉动率有关。脉动率越小，输出功率越大。脉动率的定义为：
♦ 式中：Umax 为整流输出电压最大值；
Umin 为整流输出电压最小值。
♦ 三相全波整流高压次级电路的优点是：①kV 的脉动率
很小(六波为13.4%，十二波为3.4%)，有效地抑制了软射线，显著减少了对人体的无益辐射；②最短曝光时间可达3ms；③kV 波形近似平稳直流，分布在焦点轨迹全周的负载几乎是均匀的；④在相同的管电压和管电流条件下，X 线输出量是单相全波整流的1.5 倍 (六波)~2 倍(十二波)；⑤曝光时的负载由三相电源平均分担，对电源电阻的要求可适当放宽。
♦ 接触器控制
接触器从线圈得电到常开触点闭合有一定的延滞时间，使之不能满足快速摄影的需要。故目前中、大型工频X 线机常采用可控硅来控制管电压。可控硅亦称晶闸管，是一种无触点开关元件，它控制敏捷，无噪声，电压降小，能很好地满足快速摄影需要。
三、管电压预示与补偿
♦ 为了方便 X 线检查，在进行管电压调节时，其数值应
♦ 高压次级电路是指由高压变压器次级绕组至X 线管两
极所构成的回路。该单元电路在小型X 线机中，因X 线管兼作高压整流元件，所以只有指示管电流值的 mA 表和安全保护装置。在中、大型X 线机中，该电路设有将交流高压整流为直流高压的不同形式的整流电路、用来指示管电流值的管电流测量电路和切换X 线管的高压交换闸电路等。
♦ 1．刻度盘预示法 ♦ 2．仪表预示法

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降压驱动
降压驱动
器
继电器
装置
电源电压自动调整电路的构成方框图
L2 L1
L3
L V -SE
T
LPV
-15V +15V
K -L L K -L
R8-01
-
-
L V SE N SE
2
M 1- 02
3
+-10V
R1-02
差分放大器
Q 1- 02
Q 2- 02
三相自耦变压器
-15V
整流滤波
0V
0V
5.1k
1 0k
? 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。
? 一.对电路的基本要求 ? 无论是固定阳极 X线管还是旋转阳极 X线管，都必
须满足下列要求： ? 1.可调管电流能给X线管灯丝提供可调加热电压，
改变X线管灯丝温度，达到控制 X线量的目的。 ? 2.可调管电压能给X线管提供很高且可以调节的
DC
00 6
~220V
AN 1
03 5
1
03 2
03
03 0
AN 4
03 4
03 3
AN 3
按下，DC吸合自锁
B1 AN 2
DC 按下，DC失电
L0
00 1
自耦变压器失电
003
RD 2 005
DC
L2
007 V
170V
6V
XD 1
0V
20 V
18 0V 16 1
LV
24 0V
16 2
自耦变压器
270V
? 3.高压发生电路将自耦变压器供给的低电压转化为高电压输送到 X线管两极的电路。高压初级电路外接KV控制器，起到控制管电压的目的。
? 4.控制电路控制X线机的发生和停止，以及与此相关的各种电路系统。这是 X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、旋转阳极启动保护电路等。
TC
SC
XD 2
0V
图5-4 KF -Ⅱ20型0 X线机电源电路
? 四.电源电压自动调整电路 ? 为了进一步减小高压发生器整流输出 KV的脉动率，
大功率X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。置
自
电源电压整流信号L1L2L3 电路
差分
放大电路
耦变压
管电压，达到控制 X线质的目的。 ? 3.可调曝光时间使X线管在选定时间内接通和切
断，控制 X线的发生时间。
? 二.基本电路
? 1.电源电路为X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需要的各种不同电压的交流电和直流电。
? 2.X线管灯丝加热电路为X线管灯丝输送加热电压的电路。分为灯丝变压器初级电路 (mA调节电路 ) 和次级电路。
? 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。
? 实际电路中，多采用在初级电路中串联电位器来调节管电流。电阻增大，其上压降增大，灯丝初级电压降低，灯丝温度降低，管电流减小。反之，管电流增大。
? 5.X线应用设备的电路
电源电路高压发生电路
★
控制电路
灯丝加热电路
X线管
各种应用设备电路
第二节电源电路
? X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。
? 一.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。
保险丝
自耦变压器
电源插座
? 关于自耦变压器：
? 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；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—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公共绕组，其余部分称为串联绕组，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增大，自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用。
第五章 X线机主机单元电路分析
第一节概述
? X线机的主机部分，以实现 X线管在透视和摄影过程中的管电压、管电流和曝光时间三个基本参量的控制为主要目的，称为三钮制控制阶段。
? 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 0.02s~0.04s。
? 1950~1960年间随着 X线机技术的发展，出现了二钮制控制主机系统，即在 X线摄影前只预选 KV值和X线总辐射量 mAs值。
? 三.双“通”、双“断”按钮电源电路
? 这类电源用于双管式 X线机，能分别控制透视和摄影电源电路的“通”“断”。
? 如图KF-200 型X线机电源电路：可以通过 AN1/AN2( 控制台)、AN3/AN4 ( 点片架)来控制电源电路的通断。
L 1 002
熔断器
RD 1 004
电源接触器
DC
E
R 1-0 4
R 7-0 7
D 2-03
K-LL
R 7-0 3
K
C 3-0 3
A
R 1-0 3
K 1 -AT Lu
L-DM CM
LL
L 100 L0
第三节 X线管灯丝加热电路
? 灯丝加热电路是为X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mA调节电路。
? 时间一定时，X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。
? 二.可变输入电压的电源电路 ? 可变输入电压指提供给 X线机的电源电压，即可采
用220V，又可采用 380V。
实线：380V 虚线：220V
电源接触器电源通断按钮
? 图中JC0为电源接触器、 AN1/AN2分别为电源“通”、 “断”按钮，机器出厂时一般接在 380V上。可以通过调节线路，将输入电压变为 220V。如上图。
? 20世纪70年代以后出现了单钮控制主机系统，在摄影操作过程中，只需选定 KV值，即可在 X线管允许的最大容量范围内曝光。
? 后来，由于计算机技术在 X线机领域的应用以及采用自动曝光控制系统，又出现了零钮制控制主机系统，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。
L SV基准电位
K -R M 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。
图 5 -6 （ 1 ）
电源电压自
R 7-0 8
D 2-0 4
K-LU
R 7-0 4
K
C 3-0 4
A