[發明專利]一種具有管電流控制的X射線發生裝置

有效

• 申請號: 201410656163.5
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104378897A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 李德來;郭超;陳靜君;曾哲
• 申請（專利權）人: 汕頭市超聲儀器研究所有限公司
• 主分類號: H05G1/24
• 分類號: H05G1/24
• 代理公司: 汕頭市潮睿專利事務有限公司 44230
• 代理人: 林天普;丁德軒

技術領域

本發明涉及一種X射線發生裝置，尤其涉及一種具有管電流控制的X射線發生裝置。

背景技術

衡量X射線發生器性能的優劣主要有三個重要的物理量，它們分別是：管電壓、管電流和曝光時間。

理想的管電壓在曝光時應該上升時間小、紋波電壓趨向為零。而管電壓的大小決定了X射線的質。管電流的大小決定X射線的量；曝光時間、管電壓和管電流三者共同決定放射劑量的大小。產生X射線必備三個條件：①陰極燈絲加熱產生電子，這些電子在燈絲周圍形成空間電荷，即電子云；②在高千伏（KV）所產生的電場和真空條件下產生高速電子流；③阻止高速電子的金屬靶標。

從技術角度看，實現管電流的精密控制有一定的難度，主要受到陰極燈絲加熱在其周圍形成的空間電荷效應的影響。

目前常用的管電流控制方法為管電流自身反饋控制，該控制方法對普通小容量X射線管而言，基本可以滿足使用要求，可以使管電流基本保持穩定，但管電壓改變時，管電流變化范圍大。因此，該控制方法存在控制精度低、動態響應時間長的缺點。管電壓發生變化時，管電流變化明顯。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有管電流控制的X射線發生裝置，這種具有管電流控制的X射線發生裝置對管電流控制的動態響應時間更短，控制精度更高。采用的技術方案如下：

一種具有管電流控制的X射線發生裝置，包括X射線發生器、高壓電路、燈絲供電逆變模塊和管電流自身反饋控制模塊，燈絲供電逆變模塊包括依次電連接的燈絲逆變脈寬控制集成電路、四路驅動脈沖變壓器、燈絲全橋逆變電路和燈絲變壓器，高壓電路的兩端與X射線發生器電連接，燈絲變壓器與X射線發生器電連接，管電流自身反饋控制模塊的信號輸入端電連接在X射線發生器與高壓電路之間，管電流自身反饋控制模塊的信號輸出端與燈絲逆變脈寬控制集成電路的控制輸入端電連接，其特征是：還包括燈絲電流控制模塊，燈絲電流控制模塊的信號輸入端與燈絲變壓器的原邊電連接，燈絲電流控制模塊的信號輸出端與燈絲逆變脈寬控制集成電路的控制輸入端電連接。

上述高壓電路為X射線發生器提供千伏電壓，加載在X射線發生器的陽極和陰極上，形成電子加速的高壓電場，屬于現有技術，這里不再詳述。

上述燈絲供電逆變模塊，一般包括依次電連接的燈絲逆變脈寬控制集成電路、四路驅動脈沖變壓器、燈絲全橋逆變電路和燈絲變壓器，為X射線發生器陰極燈絲加熱提供電流，燈絲溫度升高，電子獲得的能量等于或大于該電子的逸出功時，便脫離軌道形成自由電子，燈絲溫度越高，電子逸出數量越多，燈絲供電逆變模塊屬于現有技術，在這里不再詳述。

上述管電流自身反饋控制模塊對X射線發生器的管電流進行采樣，采樣后的電壓信號送入燈絲逆變脈寬控制集成電路內部誤差放大器的反相端，與差放大器的同相端上代表管電流大小的管電流預設值（一般是一個預設的電壓信號）進行比較，若采樣的管電流偏小，則誤差放大器的輸出值減小，燈絲逆變脈寬控制集成電路輸出方波的占空比變大，這樣燈絲供電逆變模塊的輸出功率增加，燈絲溫度升高，使管電流增加；若采樣的管電流偏大，則燈絲逆變脈寬控制集成電路輸出脈寬減小，燈絲供電逆變模塊的輸出功率減小，使管電流減小。管電流自身反饋控制模塊屬于現有比較成熟的技術，有多種實現方式。

本發明的X射線發生裝置，在原有管電流自身反饋控制的基礎上，增加了燈絲電流控制模塊，燈絲電流控制模塊采樣燈絲變壓器原邊電流信號，轉換為代表燈絲電流大小的燈絲電流電壓信號，再與預設的燈絲電流電壓信號的正常值、最大值、最小值進行比較，根據比較結果來控制燈絲逆變脈寬控制集成電路的脈寬和通斷，從而達到控制燈絲加熱電流的目的。由于在原有管電流自身反饋控制的基礎上，增加了燈絲電流控制模塊，同時實現管電流自身反饋控制和燈絲加熱電流反饋控制，燈絲加熱電流的反饋控制是對燈絲加熱電流的大小進行調節，由管電流產生的過程可知，燈絲加熱電流加熱陰極燈絲，燈絲溫度升高使電子克服勢壘從陰極脫出，燈絲溫度越高電子越容易逸出，燈絲加熱電流與燈絲溫度直接相關，所以控制燈絲加熱電流，也就直接控制了電子逸出速度，所以燈絲加熱電流的反饋控制對管電流控制的動態響應更快，管電流自身反饋控制和燈絲加熱電流反饋控制二者結合，共同控制，對管電流控制的動態響應時間更短，控制精度更高。