[發明專利]X射線發生器及用于監控X射線發生器的方法

有效

• 申請號: 201410290641.5
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN105228326B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 王永平;彭德安;江明;俞天涯;馮甄
• 申請（專利權）人: 銳珂（上海）醫療器材有限公司
• 主分類號: H05G1/08
• 分類號: H05G1/08;H05G1/12;H02M3/335;G01R31/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張懿;湯春龍

本發明提供了一種X射線發生器，所述X射線發生器至少包括電源轉換單元、變壓器單元以及X射線管，并且所述X射線發生器還包括監控單元，所述監控單元包括：頻率測量模塊，用于測量電源轉換單元的實際工作頻率；負載測量模塊，用于測量電源轉換單元的有效負載；頻率估計模塊，用于根據所測得的有效負載以及所述電源轉換單元的電路參數來估計所述電源轉換單元的預計工作頻率；頻率比較模塊，用于將實際工作頻率與預計工作頻率進行比較；以及判斷模塊，用于基于所述比較的結果來判斷所述電源轉換單元是否工作正常。另一方面，本發明還提供了一種用于監控X射線發生器的方法。

技術領域

本發明一般地涉及電路技術，并且更具體地，涉及一種X射線發生器以及用于監控X射線發生器的方法。

背景技術

X射線自從被發現以來已被廣泛應用于各個領域。舉例來說，X射線衍射法已成為研究晶體結構、形貌和各種缺陷的重要手段。另外，X射線依據其穿透作用、差別吸收、感光作用和熒光作用而被應用于醫學診斷，其是世界上最早應用的非刨傷性的內臟檢查技術。

X射線發生器至少包括X射線管和高壓發生部分，其中X射線管主要由陰極、陽極和玻璃殼三部分組成，陽極和陰極封裝在高真空度的玻璃殼內。陰極（鎢絲）在高溫下可發射足夠數量的電子，這些電子在陰陽兩極高壓作用下被加速成為高速電子流。當高速電子撞擊鎢靶時，電子動能轉換為兩部分能量：其中不到1%能量轉換為X射線能量；而99%以上能量轉換為陽極熱量，加速了陽極靶面的溫升。高壓發生器的主要作用是供給X射線管陰、陽兩極直流高壓和燈絲加熱電壓。

諸如醫用X射線發生機的X射線機設備通常需要高頻高壓發生器以提高有用射線的比率并且降低X射線管的電紋波系數。因此，往往還需要電源轉換電路來向高壓變壓器部分提供高頻脈沖輸入。對于這種結構的高頻高壓X射線發生器，往往很難監控其高頻高壓發生電路部分的工作狀態。按照傳統的方法，例如直接檢測輸出電壓的方式，存在很多特定情況無法識別電路故障的情形發生。

發明內容

鑒于上述情況，本發明提供了一種X射線發生器，所述X射線發生器至少包括電源轉換單元、變壓器單元以及X射線管，并且所述X射線發生器還包括監控單元，所述監控單元包括：頻率測量模塊，用于測量電源轉換單元的實際工作頻率；負載測量模塊，用于測量電源轉換單元的有效負載；頻率估計模塊，用于根據所測得的有效負載以及所述電源轉換單元的電路參數來估計所述電源轉換單元的預計工作頻率；頻率比較模塊，用于將實際工作頻率與預計工作頻率進行比較；以及判斷模塊，用于基于所述比較的結果來判斷所述電源轉換單元是否工作正常。

根據本發明的一些實施例，估計所述預計工作頻率包括：基于所述電路參數預先確定所述電源轉換單元的電壓增益與所述電源轉換單元的工作頻率之間的對應關系；根據所述有效負載計算所述電源轉換單元的電壓增益；以及依據計算得到的電壓增益和所述對應關系來確定所述預計工作頻率。

根據本發明的一些實施例，所述電源轉換單元由諧振型逆變器電路構成。

根據本發明的一些實施例，所述諧振型逆變器電路為LCC諧振變換器，并且所述電路參數是串聯諧振電感Ls、串聯諧振電容Cs以及并聯諧振電容Cp。

根據本發明的一些實施例，所述對應關系依據以下公式;

其中，，，，M為所述電壓增益，f為所述工作頻率，R為所述有效負載。

根據本發明的一些實施例，所述X射線發生器為醫用高頻高壓X射線發生器。

另一方面，本發明還提供了一種用于監控X射線發生器的方法，其中所述X射線發生器至少包括電源轉換單元、高壓單元以及X射線管，所述方法包括：測量電源轉換單元的實際工作頻率；測量電源轉換單元的有效負載；基于所測得的有效負載以及所述電源轉換單元的電路參數來估計電源轉換單元的預計工作頻率；將實際工作頻率與預計工作頻率進行比較；以及基于所述比較的結果來判斷所述電源轉換單元是否工作正常。