医用X线摄影设备-高频X线机（医学影像设备）

高频机概述学习任务A高频机的组成B高频机的特点高频机的组成高频机的特点掌握油箱的组成功能会使用摇表等仪表工具及相关元器件损坏的判断方法爱护设备、严谨求实、辩证分析能力教学目标一球管产生射线X射线产生原理管电压（KV）~灯丝电压阳极到阴极之间的电流称之为管电流（MA）一球管产生射线管电压（KV）越高，产生的X射线能量越大，穿透力越强灯丝电压越高，灯丝电流越大，产生的电子数量越多，管电流（MA）越大，X射线剂量率越大管电压为零时，电子不能移动，X射线不能产生，所以可以控制管电压存在的时间来控制曝光时间（T）曝光时间越长产生的X射线剂量越大，则可用毫安秒（MAS）来表示X射线的剂量一一定的灯丝电压（或灯丝电流）下，KV越高，移动到阳极的电子数量越多，MA越大。——空间电荷补偿X线管作为一个大功率负载，由于电源内阻（以及引线电阻）的影响，控制KV的电源电压不变时，随着输出的MA增大KV将会减小。——KV补偿球管产生射线二工频机高压产生方式工频电源50~60Hz三工频机的局限性500mAX线机的高压发生器和操作控制台自耦变压器高压变压器结构笨重、自动化程度低三工频机的局限性防护水平低、图像质量差KVt(ms)10010203040040不稳定的X射线剂量软X射线三工频机的局限性曝光参数精度低KV与mA是相互关联的，依靠KV补偿和空间电荷补偿的方法，曝光精度仍然很低曝光时间精度难以控制。变压器的剩磁现象、电感性限制了最短的曝光时间以及对电路的冲击四高频机的优势四高频机的优势四高频机的优势四高频机的优势四高频机的优势优势输出高质量X线输出剂量大可实现实时控制输出稳定、重复性好优势体积大大缩小可实现智能化曝光时间可以更短使用直流电源供电四高频机的优势相同的曝光时间，变频300mAX线机输出剂量与500mA相等0.1s曝光时间可输出高质量X线输出剂量大四高频机的优势可实现实时控制输出输出稳定、重复性好KV和mA的控制采用闭环控制四高频机的优势体积大大缩小、重量减轻普通变压器的感应电动势E与工作频率f、线圈匝数n、铁心截面积A之间的关系为：四高频机的优势可实现智能化操作控制台计算机控制可实现自动化控制技术智能控制技术四高频机的优势曝光时间可以更短使用直流电源供电最短曝光时间可到达1ms，而工频机用半周期曝光就是10ms，实际有效为3ms最可解决供电电源问题，可实现移动和野外的条件下使用四高频机的优势五高频机的控制框图工频电源整流电路主逆变高压发生器X线管灯丝逆变主逆变触发灯丝逆变触发服务开关计算机阳极启动键盘、显示曝光控制自动曝光自动亮度五高频机的控制框图管电流控制与调节原理框图管电流的大小主要是由灯丝加热电流来决定的。原理框图管电流的大小主要是由灯丝加热电流来决定的。原理框图Indico机型举例附图10灯丝逆变控制信号灯丝逆变器大小焦切换控制灯丝初级电流采样灯丝电流采样值灯丝电流设定值Indico机型举例附图9次级中心点阳极管电流采样阴极管电流采样管电流采样值摄影1V=100mA透视1V=2,.5mA管电流控制与调节原理框图管电流的大小主要是由灯丝加热电流来决定的。原理框图管电流的大小主要是由灯丝加热电流来决定的。原理框图Indico机型举例附图10灯丝逆变控制信号灯丝逆变器大小焦切换控制灯丝初级电流采样灯丝电流采样值灯丝电流设定值Indico机型举例附图9次级中心点阳极管电流采样阴极管电流采样管电流采样值摄影1V=100mA透视1V=2,.5mA案例导入设备维修服务报告单案例导入大焦点曝光时，没有X线发生，同时出现E007错误故障现象ERRORCODEMESSAGE(membraneconsole)MESSAGE(touchscreenconsole)PROBLEMACTIONE007FILAMENTFAULTFilamentFaultGeneratorhasdetectedfilamentcurrent＜2amps.1.CheckforopenfilamentinX-raytube检查X线管灯丝是否完好2.Checkforpoorconnectionsinthecathodecable检查阴极的高压电缆是否连接完好3.Checkfusesonfilamentboard(s)检查灯丝板上的保险丝检测到灯丝电流低于设定的限制值原理框图管电流的大小主要是由灯丝加热电流来决定的。故障检修流程球管灯丝观察法测量法流程方法测量数据异常灯丝断路故障数据正常阴极电缆观察法测量法数据异常电缆断路保险丝故障电缆正常灯丝板保险丝观察法替代法故障消失故障依旧灯丝板驱动等相关信号主要测量法测量数据异常故障所在注意事项检修过程中，一定注意用电安全对设备结构原理的熟悉程度是快速判断和解决故障的关键勤学习、善于发现问题并解决而问题，真正实现工程师的价值管电流控制与调节案例导入设备维修服务报告单案例导入大焦点曝光时，没有X线发生，同时出现E007错误故障现象ERRORCODEMESSAGE(membraneconsole)MESSAGE(touchscreenconsole)PROBLEMACTIONE007FILAMENTFAULTFilamentFaultGeneratorhasdetectedfilamentcurrent＜2amps.1.CheckforopenfilamentinX-raytube检查X线管灯丝是否完好2.Checkforpoorconnectionsinthecathodecable检查阴极的高压电缆是否连接完好3.Checkfusesonfilamentboard(s)检查灯丝板上的保险丝检测到灯丝电流低于设定的限制值原理框图管电流的大小主要是由灯丝加热电流来决定的。故障检修流程球管灯丝观察法测量法流程方法测量数据异常灯丝断路故障数据正常阴极电缆观察法测量法数据异常电缆断路保险丝故障电缆正常灯丝板保险丝观察法替代法故障消失故障依旧灯丝板驱动等相关信号主要测量法测量数据异常故障所在注意事项检修过程中，一定注意用电安全对设备结构原理的熟悉程度是快速判断和解决故障的关键勤学习、善于发现问题并解决而问题，真正实现工程师的价值管电压控制与调节原理框图原理框图Indico机型举例实际KV的采样采用高阻抗电阻相互串联，根据分压原理，采用适当的比例1:15kV关系，得到适合阳极kV和阴极kV的采样电压。附图7Indico机型举例KV设定值实际KV采样过电压信号KV采样值KV控制信号主逆变驱动脉冲信号KV

ON信号KV设定值KV采样值附图5Indico机型举例KV设定值实际KV采样过电压信号KV设定值KV采样值HV

ON信号KV采样值KV控制信号主逆变驱动脉冲信号KV

ON信号KV采样值KV采样值KV设定值KV采样值Indico机型举例主逆变驱动脉冲信号功率放大逆变板逆变板逆变板附图6管电压控制与调节原理框图原理框图Indico机型举例实际KV的采样采用高阻抗电阻相互串联，根据分压原理，采用适当的比例1:15kV关系，得到适合阳极kV和阴极kV的采样电压。附图7Indico机型举例KV设定值实际KV采样过电压信号KV采样值KV控制信号主逆变驱动脉冲信号KV

ON信号KV设定值KV采样值附图5Indico机型举例KV设定值实际KV采样过电压信号KV设定值KV采样值HV

ON信号KV采样值KV控制信号主逆变驱动脉冲信号KV

ON信号KV采样值KV采样值KV设定值KV采样值Indico机型举例主逆变驱动脉冲信号功率放大逆变板逆变板逆变板附图6案例导入设备维修服务报告单案例导入开机自检正常，手闸I档，旋转阳极正常；手闸II档，设备不能曝光，出现E008错误。故障现象ERRORCODEMESSAGE(membraneconsole)MESSAGE(touchscreenconsole)PROBLEMACTIONE008KV/MAFAULTKV/mAFaultThegeneratorhasdetectedafaultin

thekVormAoutputduringan

exposureand

immediately

terminatedtheexposure.ThismaybecausedbyarcingintheX-ray

tube,arcingoftheHVcables,orHTtank.1.IfarcingoftheX-raytubeis

suspected,checkcondition

oftube.TheX-raytubemaybedamagedorsimply

require“seasoning,Refer

tochapter6fortube

seasoningprocedure.如果判断是X线管放电，检查X线管的状态。X线管可能损坏，或者仅仅需要老炼X线管2.IffailureofHTtankis

suspected,contactproduct

support.如果高压油箱有故障，请联系产品支持。在曝光过程中电源检测到一个kV或mA输出错误并立即结束曝光。可能是X线管、高压电缆放电或高压油箱放电故障分析框图单相或三相网电源驱动高压驱动控制脉冲频率调制器或脉冲宽度调制器管电压采样阳极电缆阴极电缆整流滤波逆变高压变压整流滤波直流电高频交流电比较控制设定管电压实测管电压油箱故障检修流程阴阳极电缆阴阳电缆对调阴极电缆X线球管观察法替代法球管故障故障消失故障依旧故障消失高压油箱主要观察法油箱故障故障依旧高压放电控制板、逆变板、接口板等相关信号主要测量法故障所在油箱正常测量数据异常流程方法故障辐射防护熟悉程度工程师的价值管电压控制与调节案例导入设备维修服务报告单案例导入开机自检正常，手闸I档，旋转阳极正常；手闸II档，设备不能曝光，出现E008错误。故障现象ERRORCODEMESSAGE(membraneconsole)MESSAGE(touchscreenconsole)PROBLEMACTIONE008KV/MAFAULTKV/mAFaultThegeneratorhasdetectedafaultin

thekVormAoutputduringan

exposureand

immediately

terminatedtheexposure.ThismaybecausedbyarcingintheX-ray

tube,arcingoftheHVcables,orHTtank.1.IfarcingoftheX-raytubeis

suspected,checkcondition

oftube.TheX-raytubemaybedamagedorsimply

require“seasoning,Refer

tochapter6fortube

seasoningprocedure.如果判断是X线管放电，检查X线管的状态。X线管可能损坏，或者仅仅需要老炼X线管2.IffailureofHTtankis

suspected,contactproduct

support.如果高压油箱有故障，请联系产品支持。在曝光过程中电源检测到一个kV或mA输出错误并立即结束曝光。可能是X线管、高压电缆放电或高压油箱放电故障分析框图单相或三相网电源驱动高压驱动控制脉冲频率调制器或脉冲宽度调制器管电压采样阳极电缆阴极电缆整流滤波逆变高压变压整流滤波直流电高频交流电比较控制设定管电压实测管电压油箱故障检修流程阴阳极电缆阴阳电缆对调阴极电缆X线球管观察法替代法球管故障故障消失故障依旧故障消失高压油箱主要观察法油箱故障故障依旧高压放电控制板、逆变板、接口板等相关信号主要测量法故障所在油箱正常测量数据异常流程方法故障辐射防护熟悉程度工程师的价值高频机之逆变技术单相或三相网电源驱动高压驱动控制脉冲频率调制器或脉冲宽度调制器管电压采样管电压调控框图阳极电缆阴极电缆整流滤波逆变高压变压整流滤波直流电高频交流电比较控制设定管电压实测管电压逆变技术：将直流电源变成频率几万到几十万赫兹的高频交流电逆变技术K1K4K3K2E0VZT0-T1K1、K3通，K2、K4断，形成+ET0T1T1-T2K1、2、3、4均断，负载Z上电压为零逆变技术K1K4K3K2E0VZT0-T1K1、K3通，K2、K4断，形成+ET0T1T1-T2K1、2、3、4均断，负载Z上电压为零T2T3T2-T3K1、K3断，K2、K4通，形成-E逆变技术K1K4K3K2E0VZT0-T1K1、K3通，K2、K4断，形成+ET0T1T1-T2K1、2、3、4均断，负载Z上电压为零T2T3T2-T3K1、K3断，K2、K4通，形成-ET3-T4K1、2、3、4均断，负载Z上电压为零T4T5T6T7T8逆变技术频率不变脉宽改变占空比不变频率改变+E-E+E-E+E-EPWM和PFMKGAKAGECDSGEB2VTB1不控型器件半控型器件全控型器件二极管场效应管晶闸管IGBT单结晶体管控制开关整流滤波直流电源逆变电路负载：高压变压器交流电源矩形波发生器交流电源1243ABQ1Q2Q4Q3桥式方波逆变电路原理U1,4U2,3tttUAB000