CN114765916A - 一种栅控x射线组合机头内部结构布局 - Google Patents

一种栅控x射线组合机头内部结构布局 Download PDF

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张中军
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Abstract

本发明的目的是实现栅控x射线组合机头，难点在于如何在组合机头有限的内部空间安排栅控x射线球管、高压变压器及高压整流电路、低压直流电源、阴极和栅极控制电路、与组合机头外部连线的接口板等部件，同时又要保证组合机头内部的高压电位之间的安全绝缘距离，还要避免高压电场和磁场对低压部件的干扰。本发明通过将阴极和栅极控制电路置于负高压电位、以特定方式布置各部件的空间位置来满足部件之间的绝缘要求、对部分部件进行金属屏蔽、使用光纤和导线组合的方式来完成信号和电源的传输、为导线安排特定的走线路径和屏蔽等方式，最终实现了栅控x射线组合机头，为移动式x光机以及牙科x光机、牙科CT、乳腺机等设备提供了更高质量的射线源。

Description

一种栅控x射线组合机头内部结构布局
技术领域
本发明属于x射线器械设备，具体涉及一种具备栅控能力的x射线组合机头。
背景技术
目前市场上有传统的x射线组合机头，也有应用于大型设备上的栅控系统，但由于栅控系统比较复杂和庞大，导致栅控技术一直没有在x射线组合机头中得到应用，我公司已经发明了具备栅控能力的组合机头并对实现方法申请了专利（名称：X射线组合机头，申请号：201910166518.5），在此基础上我们对x射线栅控组合机头的创新性结构申请本专利。
发明内容
本发明的目的是实现栅控x射线组合机头，难点在于如何在组合机头有限的内部空间安排栅控x射线球管、高压变压器及高压整流电路、低压直流电源、阴极和栅极控制电路、与组合机头外部连线的接口板等部件，同时又要保证组合机头内部的高压电位之间的安全绝缘距离，还要避免高压电场和磁场对低压部件的干扰。
本发明通过多种方法的结合来共同实现上述目的：1、将阴极和栅极控制电路直接置于负高压电位，并使用光纤来完成阴极和栅极控制信号与外界的通讯，节省了多个高压隔离变压器，节约了空间；2、以特定方式布置各部件的空间位置来满足部件之间的绝缘要求，同时又符合组合机头对空间紧凑性的要求；3、对对电磁干扰敏感的部件包括阴极和栅极控制电路等进行金属屏蔽；4、由于组合机头内部电场分布复杂，为导线安排特定的走线路径和屏蔽。通过对以上方法的综合应用以及反复的修改和测试，本发明最终实现了栅控x射线组合机头，为移动式x光机以及牙科x光机、牙科CT、乳腺机等设备提供了更高质量的射线源。
附图说明
附图1为栅控x射线球管结构图，为显示内部结构对金属外壳1进行了隐藏。
金属外壳1；长方形腔体2； x射线球管3；高压整流电路板4；高压变压器4.1；倍压整流正压模块4.2；倍压整流负压模块4.3；高压检测正压模块4.4；高压检测负压模块4.5；接口板5；阴极和栅极控制板6；低压直流电源6.1；阴极和栅极控制模块6.2；金属薄板6.3；绝缘固定板7A；绝缘固定板7B；铅板8。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
本发明为一种具备栅控能力的x射线组合机头，如附图所示，包括金属外壳1、长方形腔体2、x射线球管3、高压整流电路板4、接口板5、阴极和栅极控制板6、绝缘固定板7、铅板8等。所述长方形腔体2为金属材质，所述x射线球管位于所述长方形腔体2内，所述长方形腔体2中的所述x射线球管3的阴极所面对的侧壁开有窗口，所述接口板5固定于所述窗口上，所述接口板5与所述x射线球管3的阴极间有所述铅板8隔离，所述铅板8有导线连接至所述长方形腔体2的内壁上，所述x射线球管3的阳极通过绝缘法兰固定在所述长方形腔体2的内壁上。
所述绝缘固定板7包括A和B，所述绝缘固定板7A平躺固定在所述长方形腔体2上，所述绝缘固定板7B垂直固定在所述绝缘固定板7A上且绝缘固定板7A和7B的交线平行于所述x射线球管3的纵向轴线，所述高压整流电路板4固定在所述绝缘固定板7B的一侧，所述阴极和栅极控制板6固定在所述绝缘固定板7B的另一侧。
进一步，所述阴极和栅极控制板6上设置有低压直流电源6.1、阴极和栅极控制模块6.2，所述高压整流电路板4上设置有高压变压器4.1和倍压整流正压模块4.2、倍压整流负压模块4.3、高压检测正压模块4.4和高压检测负压模块4.5等电路。
进一步，为了节省空间，将所述低压直流电源6.1和阴极和栅极控制模块6.2的基础电位设置为负高压，进而让所述低压直流电源6.1和所述阴极和栅极控制模块6.2在所述阴极和栅极控制板6上面的位置处于所述x射线球管3的阴极侧，为避免电磁干扰，所述阴极和栅极控制模块6.2的外部用金属薄板6.3进行屏蔽，从所述金属薄板6.3上引出屏蔽导线连接至所述x射线球管3阴极端。
进一步，为节约空间，所述高压变压器4.1位于所述高压整流电路板4的上半部的背面，穿透所述绝缘固定板7B和所述阴极和栅极控制板6，由于所述低压直流电源6.1和所述阴极和栅极控制模块6.2占据了所述阴极和栅极控制板6上处于所述x射线球管3阴极侧的空间，为避免冲突，所述高压变压器4.1在所述高压整流电路板4上的位置略微靠向所述x射线球管3的阳极一侧。
进一步，为了避免高压放电，所述高压变压器左右两侧分别为高压检测正压模块4.4和高压检测负压模块4.5，其中，在所述x射线球管3阳极侧为所述高压检测正压模块4.4，在所述x射线球管3阴极侧为所述高压检测负压模块4.5；所述高压整流板4的下半部为所述倍压整流正压模块4.2和倍压整流负压模块4.3，等地电位位于高压整流板4下半部的中间部位，向左右两侧电压逐级升高，即最左侧和最右侧分别为正负电势最高点，正电势的最高点位于所述x射线球管3的阳极一侧，负电势的最高点位于所述x射线球管3的阴极一侧。
进一步，由于阴极和栅极电路处于负高压电位不利于使用导线向外部传输信号，所述阴极和栅极控制板6上设置有光纤连接至所述接口板5，有关阴极和栅极的控制和反馈信号的传输均由光纤完成。
进一步，由所述高压整流电路板4上引出所述高压变压器4.1的电源输入导线、所述高压检测正压模块4.4和高压检测负压模块4.5的正负高压检测信号线，由所述阴极和栅极控制板6引出所述低压直流电源6.1的电源输入导线，汇总后连接至所述接口板5，所述汇总后的导线走线位置位于所述高压整流电路板4前面的中间位置自上而下，为避免高压放电，所述导线外部套有陶瓷绝缘管或其它绝缘材料。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，凡是对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种具备栅控能力的x射线组合机头，包括金属外壳、长方形腔体、x射线球管、高压整流电路板、接口板、阴极和栅极控制板、绝缘固定板、铅板等，其特征在于：所述长方形腔体为金属材质，所述x射线球管位于所述长方形腔体内，所述长方形腔体中的所述x射线球管的阴极所面对的侧壁开有窗口，所述接口板固定于所述窗口上，所述接口板与所述x射线球管阴极间有所述铅板隔离，所述铅板有导线连接至所述长方形腔体的内壁上，所述x射线球管阳极通过绝缘法兰固定在所述长方形腔体的内壁上，所述绝缘固定板包括A和B，所述绝缘固定板A平躺固定在所述长方形腔体上，绝缘固定板B垂直固定在所述绝缘固定板A上且绝缘固定板A和B的交线平行于所述x射线球管的纵向轴线，所述高压整流电路板固定在所述绝缘固定板B的一侧，所述阴极和栅极控制板固定在所述绝缘固定板B的另一侧。
2.根据权利要求1所述的x射线组合机头，其特征在于：所述阴极和栅极控制板上设置有低压直流电源、阴极和栅极控制模块，所述低压直流电源和所述阴极和栅极控制模块的基础电位为负高压；所述高压整流电路板上设有高压变压器、倍压整流正压模块、倍压整流负压模块、高压检测正压模块和高压检测负压模块。
3.根据权利要求2所述的x射线组合机头，其特征在于：所述阴极和栅极控制模块的外部用金属薄板进行屏蔽，从所述金属薄板上引出屏蔽导线连接至所述x射线球管阴极端，所述低压直流电源、阴极和栅控控制模块位于所述阴极和栅极控制板上靠近所述x射线球管的阴极一侧。
4.根据权利要求2所述的x射线组合机头，其特征在于：所述高压变压器位于所述高压整流板的上半部的中间偏所述x射线球管阳极侧，并安装于所述高压整流板的背面，穿透所述绝缘固定板B和所述阴极和栅极控制板，所述高压变压器左右两侧分别为高压检测正压模块和高压检测负压模块，其中，在所述x射线球管阳极侧为所述高压检测正压模块，在所述x射线球管阴极侧为所述高压检测负压模块，所述高压整流板的下半部为所述倍压整流正压模块和倍压整流负压模块，等地电位位于高压整流板下半部的中间部位，向左右两侧电压逐级升高，即最左侧和最右侧分别为正负电势最高点，正电势的最高点位于所述x射线球管的阳极一侧，负电势的最高点位于所述x射线球管的阴极一侧。
5.根据权利要求1所述的x射线组合机头，其特征在于：所述阴极和栅极控制板上设置有光纤连接至所述接口板，所述阴极和栅极控制板引出导线连接至所述x射线球管阴极端。
6.根据权利要求1所述的x射线组合机头，其特征在于：由所述高压整流电路板上引出所述高压变压器的电源输入导线、所述高压检测正压模块和高压检测负压模块的正负高压检测信号线，由所述阴极和栅极控制板引出所述低压直流电源的电源输入导线，汇总后连接至所述接口板，所述汇总后的导线走线位置位于所述高压整流电路板前面的中间位置自上而下，所述导线外部套有陶瓷绝缘管或其它绝缘材料。
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