医学影像设备学-X线成像设备(7)-阳极启动和保护电路课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,阳极启动电路,基本工作原理（1）,旋转阳极X线管具有焦点小、功率大等优点，但在使用过程中，特别是在摄影时必须使阳极旋转，并达到额定转速才能曝光，否则将使热量过分集中，熔化靶面造成管子损坏。,阳极轴是转子，要想使阳极旋转，必须在管壁外侧，靠近阳极端安装由铁芯和绕组组成的定子，构成单相异步电机。（图）,阳极启动电路,基本工作原理（2）,定子绕组分启动绕组和工作绕组，两个绕组在圆形定子铁芯上呈90度，这样当把在时间上（相位上）相差90度的两相交流电引入定子后，便产生了旋转磁场，使阳极旋转。,通常两个绕组（工作绕组和启动绕组）由同一相点供电，为了产生相位差，通常在启动绕组上串联一电容，进行移相，称为电容剖相。,阳极启动,旋转延时保护电路,220V交流电经整流稳压后获得12V直流，通过RT13向C1充电。当7点的电压达到要求时JEC-2导通，J1吸合，曝光开始。C1充电时间为0.8s。,旋转延时保护电路,JEC-2内部结构如上。当输入为2.1V时，T13复合管导通。D1、T4截止。T4集电极电位升高，D2被击穿，导致T5、T6导通，继电器J吸合，并通过J1自锁，使继电器持续工作。同时使J2吸合，C1经J2，R5放电。为下次准备。,7为输入，2输出，接继电器线圈，5接电源12V，8接R3、C4。,高速启动器简介,增加阳极转速可增大X线管的瞬时负载能力,最大瞬时负载,P为最大允许负载功率,n为阳极转速,d为焦点轨迹直径,k为常数,高速启动器,高速启动器,说明,从图中可以看到：在3000转分时达到最大允许功率，如转速下降，最大允许功率也下降，当为2000转分时，功率下降约20。,50HZ的电源频率最高转速为3000转分；60HZ时为3600转分。其最大允许功率约提高10。,如果采用150HZ的电源频率，转速可达9000转分，实际转速为8500转分。可提高功率1.7倍。,高速启动器,高速启动器的工作方式,磁饱和变压器方式,可控硅逆变器变频供电法,磁饱和,当变压器线圈中通过一定量的电流时，由于磁化介质是铁磁性材料，磁化曲线为非线性的。,B为磁感应强度；H为磁场强度；曲线为导磁率。,在b点，磁场强度再增长，磁感应强度几乎不再增加了，这种现象称为磁饱和。,磁饱和稳压器,磁饱和稳压器是利用磁饱和特性制成的，主要部件就是一个饱和变压器。,初级线圈L1的铁心截面积大，为非饱和铁心。,次级线圈L2的铁心截面积小，为饱和铁心。,磁饱和稳压器,随电源电压的增加，铁心内磁通量也随着增加。,当磁通量达到饱和点时，电源电压再增加，增加的磁通只能漏到空气中，而次级铁心内的磁通量基本保持不变。,所以次级线圈所产生的输出电压也基本不变，起到了稳压的作用。,磁饱和稳压器,三相磁饱和稳压器,三相磁饱和稳压器,阳极的制动,阳极的制动,为了使阳极能高速旋转，其轴承的摩擦系数非常小，在断电后阳极不能很快停下来，会减少管球寿命。,对于高速阳极，当转速50007000转时会产生共振，严重损坏管球，所以必需有制动装置。,制动电路：通直流电。,九、X线管安全保护电路,X线管的正确使用是保证X线管安全和延长X线管寿命的根本措施。,每一只管球都有自己的最大额定规格，即最大容量，超过这个极限就会造成损坏。,为了避免这种情况而采用的保护电路就称X线管安全保护电路。,原理,X线管的瞬时负载主要决定于管电压、管电流、曝光时间三参数的乘积。,以X线管瞬时负载特性曲线为依据。,原理,对于每个焦点，每次所选择的：,管电压,管电流,曝光时间,所对应的坐标点，都应落在瞬时负载特性曲线之下，否则保护电路就要动作，自动阻止曝光。,原理,X线管安全保护电路可从电路结构上防止选择摄影条件时超过X线管的额定负载，它属于一次性预制保护。,对额定值之内的连续、重复曝光而出现的累积性过载不起作用。,X线管安全保护电路也称,X线管过载保护电路,X线管容量保护电路,X线管瞬时负载保护电路,参数连锁式,在三钮制中三大参数分别调节，所以均采用三参数连锁式保护电路。,当某一参数超过额定值时，由保护电路发出指令，使曝光系统不能工作。,参数连锁式,电路实现：,由输入电路和驱动电路两大部分组成。,输入模拟电压反映了KV、mA、s三参数的变化。,该输入电压与反映容量临界值的电压相比较。,一旦超过的临界值就由驱动电路阻止曝光。,驱动电路可以采用晶体管电路或是集成电路。,参数连锁式,M203为差分放大器；GJ为驱动单元；,2为时间信号；3为mA信号和KV；23时6为负；,负荷率式瞬时保护电路,负荷率是指X线管一次曝光的负荷占最大允许负荷的百分数。,这种保护基础也是三参数连锁。,将三参数模拟信号送到负荷率指示仪表上（直流电压表），当一次曝光负载超过额定值时，通过驱动电路使保护继电器工作，曝光不能进行。,负荷率式瞬时保护电路,负荷率式瞬时保护电路,比例运算放大器；放大倍数与时间选择联动，曝光时间越长，放大倍数越大。,3为kV、mA的变化关系。,降落负载式保护电路为了是运动器官动态摄影时的曝光时间尽可能缩短，以减少动态模糊，要求：,X线主机和X线管球功率适应快速摄影的需要。,X线管球在任何情况下都应安全工作，不能超过允许的负载能力。,降落负载式保护电路,通常三钮制控制主机电路中采用的机械联锁或电路控制等容量保护电路，使X线管,在某一额定电流下,对应的允许属于的最高管电压和曝光时间。,出现一接近最大负载的阶梯曲线。,不能充分发挥X线管的使用效能,降落负载式保护电路,原理,单钮制中选定KV，配合自动曝光控制组件。,曝光在X线管球的最大允许功率下开始。,然后依据阳极焦点面上的散热能力，逐渐减小X线管负载。,使用此系统时，无法预知准确的曝光时间，KV固定，使用自动连续降落或递减的管电流来使X线管功率下降。,在充分发挥X线管效能的前提下，获得最短的曝光时间。,降落负载式保护电路,曝光开始X线管球即在选定管电压下使用最高的允许功率，其焦点温度接近极限，随曝光时间的延长，自动使管电流逐渐减小。焦点温度近似恒定。,降落负载式保护电路,在自动降落负载时，由于管电流随曝光时间的延长而减小，必然导致主电路电压降的减小，使管电压相对升高。,故必需有相应的电压补偿电路,