CN201450662U

CN201450662U - 一种高频直流x射线源组合式机头

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Publication number: CN201450662U
Application number: CN2009200600950U
Authority: CN
Inventors: 陈海辉; 张阳德; 周立新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-05-05
Anticipated expiration: 2019-07-09

Abstract

本实用新型公开了一种高频直流X射线源组合式机头，包括电路部分和外壳结构，电路部分包括高频高压变压器、倍压整流电路、X线管工况检测电路、发射管工况检测电路和温度检测电路；外部输入的高频开关电源接在高频高压变压器的初级，其次级输出一端连接到倍压整流电路，通过倍压整流电路输出到X射线管的阳极上，高频高压变压器的次级另一端上串联第一电阻，第一电阻一端地连接，另一端引出接线，在第一电阻该输出管电电压。本实用新型适合用于制造医学影像、牙科检测、骨密度检测、异物检测、种子活力检测、电路缺陷检测等领域的高频直流X线机。

Description

一种高频直流X射线源组合式机头

技术领域

本实用新型涉及一种高频直流X射线源组合式机头，是高频直流X射线产生装置，该机头包括用高频高压变压器、倍压整流电路、X线管、检测反馈电路等核心部件用线连接成X射线源，以及外壳体、绝缘、密封等结构，适用于制造高频直流X线机。

背景技术

工频X射线发射管的两端电压随时间从零至最高值，然后从最高值至零。因此在一个变化周期内，只在电压峰值附近区产生的X射线才对摄影有用，其余时间产生的X线(即软射线)对摄影毫无帮助，且增加病人的辐射吸收剂量。近年来我国出现了高频波形X线机，加在X线管上的电压依然为半正弦波。这种“高频机”相比“工频机”，高压变压器体积小很多。但加在其X射线发射管上的高压依然为半正弦波，X发射特性与工频机的无异，且管电流较小，在国外这种高频波形牙片机也是淘汰型产品。目前世界上主要的X线机生产厂家都将研发重点放到数字高频X线机上。高频直流牙科X线机，加在X线管上的高压直流，其高压波动在1％以内。

中国实用新型专利02215351.9公开了一种便携式牙科X射线机，包括一个控制箱和主机，主机包括逆变电路、高频整流电路、灯丝电路。该类电路不足之处在将逆变电路放置在主机内，难于保证其绝缘、抗干扰能力。且只有1个管电压取样比较电路放置在控制箱内，并联于逆变电路和X线管之间，相应地要求扩大高压防护区域，显著增加生产成本。而且没有管电流的反馈检测，不能精确控制管电流。中国实用新型专利200620025175.9公开了一种高频直流X射线高压发生器，高压变压器初级输入高频交流电，经次级升压后，经过倍压整流滤波电路加到X射线管阴极阳极两端。该电路没有管电流、管电压的反馈检测电路，不能精确控制管电流、管电压；采用阳极倍压整流、阴极倍压整流，结构复杂，X线管工作时管电压下跌较大，电压纹波高，仅适合管电流不超过3mA的场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种断电时能立即生自动启动产稳定流量氢气的设备，实现现场制氢和即时供氢。采用的原料来源广泛，价格低廉，方法简单，效率高，成本低，装置结构简单。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种高频直流X射线源组合式机头，包括电路部分和外壳结构，电路部分包括高频高压变压器、倍压整流电路、X线管工况检测电路、发射管工况检测电路和温度检测电路；

外部输入的高频开关电源接在高频高压变压器的初级，其次级输出一端连接到倍压整流电路，通过倍压整流电路输出到X射线管的阳极上，高频高压变压器的次级另一端上串联第一电阻，第一电阻一端地连接，另一端引出接线，在第一电阻该输出管电电压；灯丝加热电路直接输入灯丝加热电源，温度传感器直接输出温度信号；

所述倍压整流电路由并联接入的n个二极管组成，每一级的二极管的正极串接一个电容，并联的n个二极管，相邻的两个二极管负极通过电容与下一级的二极管正极连接；

所述发射管工况检测电路由依次串接的第一电阻、第二电阻和第三电阻组成；在第i级倍压整流电路处接第二电阻和第三电阻，1＜i＜n，n为5～15的正整数；在第二电阻和第三电阻之间引出接线，该输出电压为管电电压的反馈测量电压；i为反馈检测电路所处的倍压整流级数，n为总的倍压整流级数；

所述的外壳结构包括机头后盖、机头壳和机头前盖；发射窗口开在机头壳上；机头外线引脚设置在机头前盖上。

所述的机头前盖上开有凹孔，凹孔内设有PCB板，PCB板周边搭在该凹孔边，且用锡焊缝进行连接密封；机头外接引脚穿透PCB板与机头内接线条连接，机头外接引脚在PCB板内侧处镀有锡条，机头内部引线可锡焊在该锡条上；机头外接引脚在PCB板外侧用环氧树脂密封。

所述的发射窗口开在机头壳上；发射窗口包括发射窗基座、O型密封圈、过滤板、窗口密封盖、密封圈压紧螺纹环和固定圈；机头壳上设有发射窗基座，发射窗基座与机头壳采用密封锡焊缝密封；发射窗基座上设有O型密封圈，O型密封圈位于窗口密封盖下端，密封圈压紧螺纹环压紧窗口密封盖，窗口密封盖将散热绝缘材料封装筒体内；该发射窗口最外装有有软射线过滤板，用固定圈固定该过滤板。

所述的机头壳内装满散热绝缘材料；散热绝缘材料为变压器油、硅油或六氟硫(SF6)。

所述的n优选为8，i优选为2。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点和有益技术效果：

本实用新型提出一种具有更小体积，更好密封，更好绝缘，且功能更全面的高频直流X射线发生器。变压器次级与初级线圈比与频率成反比，在本实用新型中如采用20kHz级别的高频逆变电源，在其他条件同等时，其变压器线圈数量只有50Hz频电源的四百分之一。球管整个体积就可以小许多，更好密封。在本实用新型中有管电压、管电流反馈，还有管内温度反馈，因此能更好地精度控制X射线发生器的工况，功能更全面。

附图说明

附图1是本实用新型电路结构原理图；

附图2是本实用新型组合式外壳结构示意图；

附图3是机头前盖结构示意图；

附图4是发射窗口结构示意图。

具体实施方式

以下通过实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但需要说明的是具体实施方式并不构成对本实用新型要求保护范围的限制。

高频直流X射线源组合式机头包括电路部分和外壳结构.如图1所示，电路包括高频高压变压器1、倍压整流电路2、X线管工况检测电路5、发射管工况检测电路6和温度检测电路7.高频高压变压器1、倍压整流电路2、X线管工况检测电路5、发射管工况检测电路6和温度检测电路7设置在机头壳3内.机头壳3内设有散热绝缘材料4.散热绝缘材料4可用变压器油、硅油或六氟硫(SF6).

外部输入的高频开关电源12接在高频高压变压器1的初级，其次级输出一端连接到倍压整流电路2，通过倍压整流电路2输出到X射线管的阳极上，高频高压变压器1的次级另一端上串联第一电阻R1，第一电阻R1一端地连接，另一端引出接线，在R1该输出管电压，即为管电流在R1的分压10。灯丝加热电路直接输入灯丝加热电源9，温度传感器直接输出温度信号8。

倍压整流电路2由并联接入的n个二极管组成，每一级的二极管的正极串接一个电容，并联的n个二极管，相邻的两个二极管负极通过电容与下一级的二极管正极连接。

发射管工况检测电路6由依次串接的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻Rf组成；在第i级倍压整流电路处接第二电阻R2和第三电阻Rf，1＜i＜n，n为大于2的正整数。在第二电阻R2和第三电阻Rf之间引出接线，该输出电压即为管电电压的反馈测量电压11。

通过测量X线发射时在第二电阻R2两端上的电压U_cu，可以推导出加在X线管上的管电压U_g的大小。

其中U_g为管电压。U_cu为U_g的反馈测量电压。R₂管电压反馈检测电阻，R_f管电压反馈分压电阻，i为反馈检测电路所处的倍压整流级数，n为总的倍压整流级数。

通过测量X线发射时在第一电阻R1两端上电压的U_ci，可以推导出加在X线管上的管电压I_g的大小。

其中I_g管电流，R₁管电流反馈检测电阻。

如图2所示，组合式机头的外壳结构由机头后盖13、机头壳3、机头前盖16三大部分组成，它们之间用锡焊进行连接密封。发射窗口4开在机头壳3上；机头外线引脚17设置在机头前盖16上。

如图3所示，机头前盖16上开有凹孔，凹孔内设有PCB板19，PCB板19周边搭在该凹孔边，且用锡焊缝18进行连接密封。机头外接引脚17穿透PCB板19与机头内接线条20连接，机头外接引脚17在PCB板19内侧处镀有锡条，机头内部引线可锡焊在该锡条上。机头外接引脚17在PCB板外侧用环氧树脂密封。机头前盖16上引出机头引线，通过该引线实现机头的输入输出。机头外接引脚17连接高频电压12、反馈测量电压11、反馈电流10、灯丝加热电压9，反馈温度8。

如图4所示，发射窗口4开在机头壳3上；发射窗口4包括发射窗基座23、O型密封圈22、过滤板24、窗口密封盖25、密封圈压紧螺纹环26和固定圈27；机头壳3上设有发射窗基座23，发射窗基座23与机头壳3采用密封锡焊缝21密封。发射窗基座23上设有O型密封圈22，O型密封圈22位于窗口密封盖25下端，密封圈压紧螺纹环26压紧窗口密封盖25，窗口密封盖25将散热绝缘材料4封装筒体内。该发射窗口最外装有有软射线过滤板24，用固定圈27固定该过滤板24。

高频直流X射线源组合式机头实例的具体技术参数：高频高压变压器1升压30倍数；倍压整流级数优选8级，可设为5～15级，即n为5～15；散热绝缘材料4为25号变压器油；机头壳3的材料采用紫铜，其总体尺寸，长130mm，宽120mm，高55mm；发射窗基座23材料采用黄铜，发生窗口直径20mm，高22mm；采用PT100作为温度传感器；采用固定阳极X线管；在第2级倍压整流处进行电压反馈检测，即i＝2.与之相配的部件参数：输出高频开关电源(20kHz，310V)，输出灯丝加热电源(DC5V，3A)；机头外壳包裹1mm厚的铅皮，整个机头固定放置在一个塑料盒中，该塑料盒在发射窗口处有1个直径60mm，长200mm的聚焦筒.最终发出的X射线参数：管电流2～5m A，管电压50～70kV，在整个曝光时间内阳极电压波动1％以内。

本实用新型变压器次级与初级线圈比与频率成反比，采用20kHz级别的高频逆变电源，在其他条件同等时，其变压器线圈数量只有50Hz频电源的四百分之一。球管整个体积就可以小许多，更好密封。在本实用新型中有管电压、管电流反馈，还有管内温度反馈，因此能更好地精度控制X射线发生器的工况，功能更全面，适合用于制造医学影像、牙科检测、骨密度检测、异物检测、种子活力检测、电路缺陷检测等领域的高频直流X线机。

Claims

1.一种高频直流X射线源组合式机头，包括电路部分和外壳结构，其特征在于：电路部分包括高频高压变压器、倍压整流电路、X线管工况检测电路、发射管工况检测电路和温度检测电路；

2.根据权利要求1所述的高频直流X射线源组合式机头，其特征在于：所述的机头前盖上开有凹孔，凹孔内设有PCB板，PCB板周边搭在该凹孔边，且用锡焊缝进行连接密封；机头外接引脚穿透PCB板与机头内接线条连接，机头外接引脚在PCB板内侧处镀有锡条，机头内部引线可锡焊在该锡条上；机头外接引脚在PCB板外侧用环氧树脂密封。

3.根据权利要求1所述的高频直流X射线源组合式机头，其特征在于：所述的发射窗口开在机头壳上；发射窗口包括发射窗基座、O型密封圈、过滤板、窗口密封盖、密封圈压紧螺纹环和固定圈；机头壳上设有发射窗基座，发射窗基座与机头壳采用密封锡焊缝密封；发射窗基座上设有O型密封圈，O型密封圈位于窗口密封盖下端，密封圈压紧螺纹环压紧窗口密封盖，窗口密封盖将散热绝缘材料封装筒体内；该发射窗口最外装有有软射线过滤板，用固定圈固定该过滤板。

4.根据权利要求1所述的高频直流X射线源组合式机头，其特征在于：所述的机头壳内装满散热绝缘材料；散热绝缘材料为变压器油、硅油或六氟硫。

5.根据权利要求1所述的高频直流X射线源组合式机头，其特征在于：所述的n＝8，i＝2。