第五章 X线机主机单元电路分析--2

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一、管电压调节

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X线的质是由管电压的大小决定的，调节管电压 就能有效地控制X线的质。由于人体各组织部位 密度、厚度的差异很大，要求机器必须有一个调 节范围很宽的电压调节系统。 在实际电路中，通常是通过调整自耦变压器的输 出电压，以调整高压变压器初级电压，进而调整 高压变压器次级电压，最终实现管电压的调整。 中小功率诊断X线机管电压的调节范围为30~90KV( 调节比为3)；大功率诊断X线机管电压的调节范围 为30~150KV(调节比为5)。
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我国卫生部规定，管电压精度为7%，mAs值精度为
20%。实验表明，X线管管电压比正常值高10%时， X线胶片感光量将增加60%~70%；管电压比正常值 低10%时，X线胶片感光量减弱40%~50%。可见管 电压的变化对成像的对比度和密度影响都很大， 需准确测量和指示。
（三）初、次级配合控制与三极X线管控制


初、次级配合控制工作原理：在高压初级电路上 串接高压预上闸接触器的控制接点，在高压次级 的正、负端各串接一只高压调整管。在曝光手闸 按下时，高压预上闸接触器先工作，由高压变压 器及高压整流器产生直流高压，但因栅控电路的 作用，高压调整管处于阻断状态，高压次级电路 不通，只有当调整管的栅控电位到达失控电位时 ，高压才能加到X线管两端，产生X线。 优点：完全避免了高压初级电路的电弧放电。高 压调整管除具有开关管的作用外，还具有使kV波 形平稳的稳压调整作用。
用预示的方法，即在X线管未加负载时，预先将本 次曝光X线管两端可能加的实际管电压指示出来， 称管电压的预示。
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1.刻度盘预示法 根据高压变压器的变压比，计算出次级电压值，
将对应的kV值直接标在控制台面板上的管电压调
节器刻度盘上，调节管电压调节器，即可预示kV 值。这种方法精度较低，多用在透视管电压预示 和小型X线机。
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(二)调高压初级匝数N1

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在初级电压V1和次级匝数N2不变时，改变高压变
压器的初级线圈的匝数N1，可改变高压变压器初 、次级线圈的匝数比，从而可调节管电压。

如EDR-750B型X线机管电压调节采用的就是这种方
法，它是采用数控电路对高压变压器初级线圈匝


Βιβλιοθήκη 如国产KB-400型X线机管电压的调节： KVRC1为摄影管电压“细”调节器，每档4V，即 2kV（高压变压器出次级电压比1V/0.5kV）； KVRC2为摄影管电压“粗”调节器，每档20V，即 10kV； KVFC为透视管电压调节器，每档10V，即5kV； RC为摄影高压接触器；FC为透视高压接触器； R1、R2为防突波电阻；T2位高压变压器初级绕组。 透视高压初级电路、摄影高压初级电路
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透视 摄影
高压变压器 初级线圈
摄影管电压调节碳轮
摄影高压接触器 透视高压接触器
透视管电压调节碳轮
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① ②
调初级电压V1可采用手动、电动两种调节方式。 手动调节不方便，特别在电源电压波动较大的地 区，无法实现适时控制和稳定调节。目前大型X线 机多采用电动调节，即用一个伺服电动机提供动 力，带动自耦变压器输出碳轮在自耦变压器裸线 面上滑动，自动地调节高压初级电压。 电动调节： 开环控制，曝光前完成对管电压的调节； 闭环控制，可实现管电压的动态调节。
高压变压器
比较器 由电阻分压电路R取样得到实 际管电压电路送入比较器，与 预置的管电压信号相比较，用 比较器输出的差值信号控制高 压调整管的栅极电位，改变高 压调整管上的管压降，从而改 变管电压。
高压调整电子管
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（四）调高压初级电压波形或频率

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这种方法在自动化程度较高的大型X线机中应用较
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第四节 高压初级电路
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高压初级电路是指由自耦变压器输出线圈至高压 变压器初级线圈所构成的回路。当高压变压器初 级线圈得电时，次级即可产生交流高压经整流获 得直流高压加到X管两端。 组成：包括管电压调节、控制、预示及补偿电路 。有的X线机还设有主晶闸管损坏保护电路。
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透视高压接触器
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高压变压器 出次级电压 比1V/0.5kV
摄影高压接触器 高压变压器 初级绕组 摄影管电压“细”调节器，每档 4V
透视 摄影
摄影管电压“粗”调节器，每档20V
防突波电阻
透视管电压调节器，每档10V
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2.滑轮连续式（大中型X线机）

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TC为透视高压接触器的一组触点，它闭合时，将 晶闸管短路，HT直接得电，R和C为阻容保护元 件，保护晶闸管免受电压冲击而击穿。 摄影时，A-B、C-D间加触发信号，晶闸管导通 ，并设有零电位闸电路，以保证HT得电瞬间正好 处于交流电源的零相位附近。其优点一是防止突 波电压，二是提高曝光时间的准确性。 需有一个与触发电路协调的RC移向电子开关电 路。
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管电压调节装置改用手动或由伺服电机带动的碳轮 在自耦变压器裸线上滑动，以得到连续可调的高压 变压器初级电压，从而得到连续可调的管电压。 如国产型F30-IIG型X线机： JC1为透视高压接触器；JC3为摄影高压接触器； B1-11为透视管电压调节碳轮；B1-12为摄影管电压调 节碳轮；B2为高压变压器初级线圈；R1为摄影防突 波电阻；R2为透视限流、防突波电阻。 透视高压初级电路、摄影高压初级电路
数进行选择，以达到管电压调节的目的。
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（三）调高压次级（电压）

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在高压次级电路中串接高压调整管，使高压发生 器输出的高压，经过高压调整管后，再加到X线管 两端，通过改变调整管上的管压降，就可以改变X 线管的管电压。 基本原理：
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两个晶闸管构成反向并联电路
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在曝光前，接触器 SC的触点首先闭合
在电路设计上使 SC的触点闭合提 前于晶闸管导通 0.8s，以防止晶闸 管击穿或误导通 等失控现象时， 可利用SC切断高 压初级电路使HT 失电。而SC触点 断开时间应滞后 于晶闸管的阻断 时间，并要求HT 初级在输入电源 过零时失电。
采用手动的多接点调节器与自耦变压器不同输出
的抽头相连接，从而得到不同的高压初级电压。

这种调节方法的结构比较简单，但不能进行管电 压的细微调节，不能满足摄影管电压微小变化的 需要，所以有的X线机采用了粗调、细调配合的调 节方法，可使管电压每档相差2kV 。
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广，通过改变串联在高压初级电路的主晶闸管的 导通角来调节管电压；中、高频X线机中，通过改 变高压初级电流的占空比或频率来调节X线管管电 压。
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二、管电压控制

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(一)使用接触器控制高压初级电路
在高压初级电路中，即在高压变压器初级绕组至 自耦变压器之间，由一组以上的接触器触点，控 制高压初级电路“接通”或“断开”。接触器线 圈由限时电路或脚闸开关控制。
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（一）调高压初级电压V1

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高压初级电压V1的调节是通过改变自耦变压器对 高压变压器的初级的供电电压来实现的。这是X 线机中最常用的调节管电压的方法。
自耦变压器的输出调节：
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抽头分档式 滑轮连续式
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1.抽头分档式（小型X线机）

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三、管电压预示与管电压补偿电路

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在X线摄影时，所选的管电压、管电流和曝光时间 ，必须有准确的测量和明显的指示，才能操作方 便和适应不同人体、组织及部位的摄影需要，拍 出对比度和密度（黑化度）都很理想的片子。 要使人眼分辨出密度差别，X线的剂量至少要变 化30%。这是曝光参数分档的基本依据，即相邻 两档所造成的X线剂量差别应大于30%。 由于X线强度分别与mAs值和kV值的3~5次方成 3~ 5 I m As kV 正比（ ），所以对kV值的精度要求 要比mAs值的高一些。
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（一）管电压预示

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在X线机电路结构中，对管电压的测量一般采用间 接测量的方法。即先测量高压初级电压，然后根 据高压变压器的变压比，计算出高压次级电压，
从而间接的得出kV值。

由于X线摄影的曝光时间很短，要想在短时间内测
出初级电压也是很困难的，因此对管电压一般采


随着对运动器官进行快速连续摄影的需要，接触 器作为高压初级电路的控制元件，因受接触器接 卸动作时间的影响，不能满足1s时间内使其“闭 合”与“断开”数次的要求，尤其是接触器缺乏 时序和状态的判断力，负载时触点开闭又会产生 较大的电弧放电。 故目前大中型X线机均采用晶闸管构成的无触点 交流开关来控制高压初级的通断，从而避免了电 弧放电，且控制敏捷，无噪声、电路压降低，并 能在每秒200次的范围内与其他控制电路协同的 工作。