CN103616655A - 校准医用诊断x射线辐射源管电流测量仪的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法，具体包括电流示值误差的校准和时间响应的校准和抗小电流干扰能力叁个主要步骤；本发明还公开了应用于这种方法的设备，包括加在辐射源管电流测量仪的标准直流电流源和瞬时直流电流输出装置，辐射源管电流测量仪的钳形探测器夹在瞬时直流电流输出装置输出回路的电缆上，标准直流电流源接在瞬时直流电流输出装置输入回路中。本发明校准方法既具有科学性和可靠性、又有较好的可操作性，并可溯源至国家标准，是值得推广应用的一种新的校准方法，还可填补我国管电流测量仪尚无校准方法和校准规范的空白。

Description

校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法及设备

技术领域

本发明属于计量学测量领域，具体涉及校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法及设备。用于对医用诊断X射线辐射源管电流测量仪，即非介入直流毫安表或钳形直流电流表的校准。 

背景技术

非介入直流毫安（mA）表和钳形直流电流表是一种新的医用诊断X射线辐射源管电流测量仪。在技术原理上，医用诊断X射线辐射源管电流的大小决定了辐射源发生辐射量的大小，管电流大即辐射量大。辐射量的大小，直接影响医院的诊断质量和患者健康及生命安全。因此，管电流的准确与否是至关重要的技术参数，是国家列为强制检定项目。按《医用诊断X 射线辐射源》国家计量检定规程（JJG744- 2004）和《医用数字摄影（CR、DR）系统X射线辐射源》国家计量检定规程（JJG1078- 2012）的要求，管电流的测量是采用钳形直流电流表或非介入直流毫安表（统称管电流测量仪）进行检测的，它是用于检定医用诊断X射线辐射源管电流的必备设备，按计量法的要求，必须进行检定或校准后才能投入使用。医用诊断X射线辐射源的高压整流方式各有不同，整医疗流后输出管电流脉动量大小也不同。目前普遍使用三相全波整流和变频升压整流，它们整流输出的直流高电压脉动量很小，从而管电流脉动量也很小，辐射输出效率高。由于医用诊断X射线辐射源管电流是瞬时发生的，时间很短，直流电流的朔源是标准直流电流源，标准直流电流源在较短的时间内无法输出稳定的直流电流，但是对于医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的校准，目前国家和地方尚无校准方法和溯源标准。 

发明内容

本发明是提供一种用于校准医用诊断诊断X射线辐射源管电流测量仪的标准设备——瞬时标准直流电流源，它综合地模拟医用诊断X射线辐射源管电流的特性而设计（可由标准直流电流源和瞬时直流电流输出装置组成），既有医用诊断X射线辐射源管电流的特性，又可以有效的溯源到国家标准。 

本发明所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法，包括以下步骤： 

（1）将辐射源管电流测量仪的钳形探测器夹在瞬时直流电流输出装置输出回路的电缆上；

（2）将标准直流电流源的输出端接在瞬时直流电流输出装置的输入端回路中；

（3）在标准直流电流源控制台上选择所需的输出电流并接到瞬时直流电流输出装置输入回路中；

（4）在瞬时直流电流输出装置控制台上选择所需的电流输出时间；

（5）打开辐射源管电流测量仪测量开关；

（6）打开瞬时直流电流输出装置输出开关，此时在瞬时直流电流输出装置的输出回路电缆上将有瞬时的标准直流电流感应在辐射源管电流测量仪的钳形探测器上；

（7）观察管电流测量仪上显示的直流电流数值是否与标准直流电流源控制台上选择的输出电流一致，并计算其误差范围。

一种校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，包括加在辐射源管电流测量仪的标准直流电流源和瞬时直流电流输出装置，辐射源管电流测量仪的钳形探测器夹在瞬时直流电流输出装置输出回路的电缆上；标准直流电流源接在瞬时直流电流输出装置的输入回路中。 

所述标准直流电流源包括按照用电阻、电容、晶体管构成的标准输出直流电源、固化好的标准直流电流源，精密电流调节器、或者由计算机控制输出的标准直流电流源；所述标准直流电流源的电流回路为连续不间断形式。 

所述瞬时直流电输出装置包括时间继电器、中间继电器和输出继电器组成的输出控制电路。 

所述瞬时直流电输出装置包括由开关电路控制时间的集成块和继电器构成。 

所述瞬时直流电输出装置包括用计算机控制输出的瞬时直流电输出的装置。 

所述标准直流电流源准确度等级为1.0级，输出电流电流范围为（0～1000）毫安，直流电流输出波纹含量不大于0.1％，所述调节器为平滑连续调节，且调节范围为由零值调至输出上限，其调节细度应不低于最大允许误差的1／10。 

所述瞬时输出装置接通输出时间范围为（0.10～5.00）秒，瞬时输出装置接通时间的允许误差应小于±（2％﹢0.05）秒。 

以上所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法，具体包含以下步骤： 

步骤一、电流示值误差的校准：瞬时直流电流源输出选择（0～1000）毫安其中一个，输出时间选择（0.10～5.00）秒其中一个，管电流测量仪置于测量状态。按下瞬时标准直流电流源电流输出开关，在管电流测量仪上读取显示值，连续测量3次，取平均值，用式(1)计算管电流测量仪示值误差；

  

  (1)

式(1)中： 

－管电流测量仪示值误差；

－管电流测量仪显示值的平均值；

－标准直流电流值；

保持选定输出时间不变，选取若干个瞬时直流电流源输出电流值进行测量，计算各测量点示值误差；

步骤二、时间响应的校准：瞬时直流电流源电流输出选择（0～1000）毫安其中一个，输出时间选择（0.10～5.00）秒其中一个进行校准，各测量3次，取平均值，用式(1)计算示值误差；

保持选定瞬时直流电流源输出电流值不变，选取若干个输出时间进行测量，计算各测量点的示值误差；

步骤三、针对设有抗小电流干扰能力的管电流测量仪的抗小电流干扰能力的校准：打开抗小电流干扰开关，选择瞬时标准直流电流源电流输出选择40毫安以下，输出时间选择（0.10～5.00）秒其中一个进行校准。

本发明的有益效果是：用本设备瞬时直流标准电流源输出的电流来校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪，从而能使管电流测量仪准确测量医用X射线辐射源管电流的大小，判断医用X射线辐射源的管电流是否合格，也能在日常工作中起到对医用X射线辐射源的检修维护，效果良好，作用大。可作为今后国家起草医用X射线辐射源管电流测量仪检定规程或校准规范的参考和依据。本装置用于医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的校准，使其量值可溯源至国家基标准，保正量值的准确可靠。 

附图说明

图1是本发明瞬时直流标准电流源校准辐射源管电流测量仪框图。 

图2是本发明瞬时直流标准电流输出装置工作原理图。

图3是本发明瞬时直流标准电流源电流输出控制工作原理图。 

图4是本发明瞬时直流标准电流源校准辐射源管电流测量仪电流工作原理图。 

图5是用计算机控制的校准医用X射线辐射源管电流测量仪的测量设备示意图。 

图6是采用集成电路形式结构的校准医用X射线辐射源管电流测量仪的测量设备示意图。 

具体实施方式

为了更加详细的介绍本发明，下面结合附图对本发明做进一步说明。 

图1中，瞬时直流标准电流源校准辐射源管电流测量仪的主要部件是：标准直流电流源和瞬时直流电流输出装置，管电流测量仪的钳形探测器夹在瞬时直流电流输出装置输出回路的电缆上，标准直流电流源接在瞬时直流电流输出装置输入回路中。 

由图2和图3构成的瞬时直流标准电流源校准辐射源管电流测量仪，包括标准直流电流源和瞬时直流电流输出装置，采用的瞬时直流电流输出装置包括时间继电器、中间继电器和输出继电器组成的输出控制电路。 

其工作原理为： 

1.标准直流电流源输出一个稳定准确的直流电流至瞬时直流电流输出装置，瞬时直流电流输出装置输出一个瞬时准确的瞬时直流电流。

2.瞬时输出装置由时间继电器和控制电路组成。图2为时间继电器J_T、中间继电器J₁和输出继电器J₂组成的控制电路图，图中K为电流瞬时输出开关。 

3.瞬时标准直流电流源选择输出一稳定的直流电流（0～1000毫安其中一个）,t秒（0.10～5.00秒其中一个）瞬时直流电流的输出过程为：标准直流电流源选择输出一稳定的直流电流（0～1000毫安其中一个），经时间继电器J_T和输出继电器J₂的常闭接点J_T-1和J_2-1形成回路，如图3。 

4.时间继电器选择t秒（0.10～5.00秒其中一个）。按下图2中输出开关K，时间继电器J_T通电，常开接点J_T-3闭合，中间继电器J₁通电，接点J₁闭合，输出继电器J₂通电。此时图3中J_T-1和J_2-1断开，J_T-2和J_2-2闭合，稳定的标准直流电流通过经时间继电器J_T和输出继电器J₂的常开接点J_T-2和J_2-2输出。 

5.当时间达到t秒（0.10～5.00秒其中一个）时，时间继电器接点J_T-3断开，中间继电器J₁和输出继电器J₂相继断电，此时J_T-1和J_2-1接通，J_T-2和J_2-2断开，瞬时输出装置输出一个直流电流（0～1000毫安其中一个），输出时间为t秒（0.10～5.00秒其中一个）的瞬时直流电流。 

中间继电器J₁起到接点延迟调节作用，能使瞬时输出电流更加稳定，且无干扰。 

校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法，包含以下步骤： 

步骤一、电流示值误差的校准：瞬时直流电流源输出选择（0～1000）毫安其中一个，输出时间选择（0.10～5.00）秒其中一个，管电流测量仪置于测量状态。按下一种新型瞬时标准直流电流源电流输出开关，在管电流测量仪上读取显示值，连续测量3次，取平均值，用式(1)计算管电流测量仪示值误差；

  (1)

式(1)中： 

－管电流测量仪示值误差；

－管电流测量仪显示值的平均值；

－标准直流电流值；

保持选定输出时间不变，选取若干个瞬时直流电流源输出电流值进行测量，计算各测量点示值误差；

步骤二、时间响应的校准：瞬时直流电流源电流输出选择（0～1000）毫安其中一个，输出时间选择（0.10～5.00）秒其中一个进行校准，各测量3次，取平均值，用式(1)计算各条件下的示值误差；保持选定瞬时直流电流源输出电流值不变，选取若干个输出时间进行测量，计算各测量点的示值误差；再各测量点的示值误差之间的差值；

步骤三、针对设有抗小电流干扰能力的管电流测量仪的抗小电流干扰能力的校准：打开抗小电流干扰开关，选择瞬时标准直流电流源电流输出选择40毫安以下，输出时间选择（0.10～5.00）秒其中一个进行校准。

现通过一个实例来说明校准方法。 

按图3连接好瞬时标准直流电流源和管电流测量仪。 

步骤一、电流示值误差的校准：瞬时直流电流源选择50毫安，输出时间选择1.2秒，管电流测量仪置于测量状态。按下瞬时标准直流电流源电流输出开关，此时瞬直流电流源输出一个直流电流为50毫安，时间为1.2秒的瞬时直流电流。在管电流测量仪上读取显示值。连续测量3次，取平均值，用式(1)计算管电流测量仪示值误差。 

 

  (1) 

式(1)中： 

－管电流测量仪示值误差；

－管电流测量仪显示值的平均值；

－标准直流电流值；

保持输出时间不变，选择不同的输出电流，如100，150，200，250，320，400，500，800毫安进行测量，按式(1)分别计算各测量点电流示值误差各点电流误差不应超过5﹪即为达标。

选取其他不同输出时间点（0.10～5.00秒其中一个），重复上述步骤一，即可进行不同时间段电流示值误差的校准。 

步骤二、时间响应的校准：瞬时直流标准电流源电流输出选择200毫安，输出时间分别选择0.1秒校准，测量3次，取平均值，用式(1)计算示值误差。 

保持电流输出不变，输出时间分别选择1.2秒校准，测量3次，取平均值，用式(1)计算示值误差。 

保持电流输出不变，输出时间分别选择3秒校准，测量3次，取平均值，用式(1)计算示值误差。 

保持电流输出不变，输出时间分别选择5秒校准，测量3次，取平均值，用式(1)计算示值误差。 

各条件下的误差值之间相差不能超过管电流测量仪最大允许误差的1/3即为达标。 

选取其他不同电流输出点（0～1000毫安其中一个），重复上述步骤二，即可进行不同电流输出段时间响应的校准。 

步骤三、针对设有抗小电流干扰能力的管电流测量仪的抗小电流干扰能力的校准：打开抗小电流干扰开关，瞬时直流标准电流源电流输出选择30毫安（可按管电流测量仪抗干扰的设置选择），输出时间分别选择0.1秒，1.2秒和3秒进行校准，此时管电流测量仪不应显示任何数值。 

由上可见，管电流测量仪通过以上方法的校准，符合《医用诊断X 射线辐射源》国家计量检定规程（JJG744- 2004）和《医用数字摄影（CR、DR）系统X射线辐射源》国家计量检定规程（JJG1078- 2012）对管电流测量仪的要求。本发明校准方法既具有科学性和可靠性、又有较好的可操作性，并可溯源至国家标准，是值得推广应用的一种新的校准方法。可填补我国管电流测量仪尚无校准方法和校准规范的空白。 

实施例2 

如图5所示，校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备采用计算机控制，计算机编好程序控制标准直流电流源和电流瞬时输出装置，标准直流电流源可以是用电阻、电容、晶体管构成的标准输出直流电源、固化好的标准直流电流源或精密电流调节器；电流瞬时输出装置可以由开关电路控制时间的集成块和继电器构成。

实施例3 

如图6所示，校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备的标准直流电流源首先通过现有的电流调节器接入到用集成电路，如集成块直接得到的标准直流电，然后输出到用集成电路制成的电流瞬时输出装置，对医用诊断X射线辐射源管电流测量仪输出瞬时电流，检测医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的准确度。

应用实施例： 

广西某计量所采用本发明方法以及实施例1-3的设备对医用诊断X射线辐射源管电流测量仪进行校准，使用经校准后的管电流测量仪有效的检测出医用诊断X射线设备中存在的辐射量过大的问题，并经过调试，最终符合国家辐射量大小的规定，有效的避免辐射过大对病人以及医生产生的不良影响，受到病人以及医院工作者的广泛好评。

Claims (9)

1.一种校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将辐射源管电流测量仪的钳形探测器夹在瞬时直流电流输出装置输出回路的电缆上；

（2）将标准直流电流源的输出端接在瞬时直流电流输出装置的输入端回路中；

（3）在标准直流电流源控制台上选择所需的输出电流并接到瞬时直流电流输出装置输入回路中；

（4）在瞬时直流电流输出装置控制台上选择所需的电流输出时间；

（5）打开辐射源管电流测量仪测量开关；

（6）打开瞬时直流电流输出装置输出开关，此时在瞬时直流电流输出装置的输出回路电缆上将有瞬时的标准直流电流感应在辐射源管电流测量仪的钳形探测器上；

（7）观察管电流测量仪上显示的直流电流数值是否与标准直流电流源控制台上选择的输出电流一致，并计算其误差范围。

2.一种校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：包括加在辐射源管电流测量仪的标准直流电流源和瞬时直流电输出装置，辐射源管电流测量仪的钳形探测器夹在瞬时直流电流输出装置输出回路的电缆上；标准直流电流源接在瞬时直流电流输出装置的输入回路中。

3.根据权利要求2所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：所述标准直流电流源包括按照用电阻、电容、晶体管构成的标准输出直流电源、固化好的标准直流电流源、精密电流调节器、或者由计算机控制输出的标准直流电流源；所述标准直流电流源的电流回路为连续不间断形式。

4.根据权利要求2所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：所述瞬时直流电流输出装置包括时间继电器、中间继电器和输出继电器组成的输出控制电路。

5.根据权利要求2所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：所述瞬时直流电流输出装置包括由开关电路控制时间的集成块和继电器构成。

6.根据权利要求2所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：所述瞬时直流电输出装置包括用计算机控制输出的瞬时直流电输出的装置。

7.根据权利要求2所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：所述标准直流电流源准确度等级为1.0级，输出电流电流范围为0～1000毫安，直流电流输出波纹含量不大于0.1％，所述调节器为平滑连续调节，且调节范围为由零值调至输出上限，其调节细度应不低于最大允许误差的1／10。

8.根据权利要求2所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的测量设备，其特征在于：所述瞬时直流电流输出装置接通输出时间范围为0.10～5.00秒，瞬时直流电流输出装置接通时间的允许误差应小于±（2％﹢0.05）秒。

9.根据权利要求1所述的校准医用诊断X射线辐射源管电流测量仪的方法，其特征在于校准医用X射线辐射源管电流测量仪的方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一、电流示值误差的校准：瞬时直流电流源输出选择0～1000毫安其中一个，输出时间选择0.10～5.00秒其中一个，管电流测量仪置于测量状态；按下瞬时标准直流电流源电流输出开关，在管电流测量仪上读取显示值，连续测量3次，取平均值，用式(1)计算管电流测量仪示值误差；

  (1)

式(1)中： 

－管电流测量仪示值误差；

－管电流测量仪显示值的平均值；

－标准直流电流值；

保持选定输出时间不变，选取若干个瞬时直流电流源输出电流值进行测量，计算各测量点示值误差；

步骤二、时间响应的校准：瞬时标准直流电流源电流输出选择0～1000毫安其中一个，输出时间选择0.10～5.00秒其中一个进行校准，各测量3次，取平均值，用式(1)计算各条件下的示值误差；

保持选定瞬时标准直流电流源输出电流值不变，选取若干个输出时间进行测量，计算各测量点的示值误差；

步骤三、针对设有抗小电流干扰能力的管电流测量仪的抗小电流干扰能力的校准：打开抗小电流干扰开关，选择瞬时标准直流电流源电流输出选择40毫安以下，输出时间选择0.10～5.00秒其中一个进行校准。

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