[实用新型]一种具有管电流控制的X射线发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种X射线发生装置，尤其涉及一种具有管电流控制的X射线发生装置。

背景技术

衡量X射线发生器性能的优劣主要有三个重要的物理量，它们分别是：管电压、管电流和曝光时间。

理想的管电压在曝光时应该上升时间小、纹波电压趋向为零。而管电压的大小决定了X射线的质。管电流的大小决定X射线的量；曝光时间、管电压和管电流三者共同决定放射剂量的大小。产生X射线必备三个条件：①阴极灯丝加热产生电子，这些电子在灯丝周围形成空间电荷，即电子云；②在高千伏（KV）所产生的电场和真空条件下产生高速电子流；③阻止高速电子的金属靶标。

从技术角度看，实现管电流的精密控制有一定的难度，主要受到阴极灯丝加热在其周围形成的空间电荷效应的影响。

目前常用的管电流控制方法为管电流自身反馈控制，该控制方法对普通小容量X射线管而言，基本可以满足使用要求，可以使管电流基本保持稳定，但管电压改变时，管电流变化范围大。因此，该控制方法存在控制精度低、动态响应时间长的缺点。管电压发生变化时，管电流变化明显。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有管电流控制的X射线发生装置，这种具有管电流控制的X射线发生装置对管电流控制的动态响应时间更短，控制精度更高。采用的技术方案如下：

一种具有管电流控制的X射线发生装置，包括X射线发生器、高压电路、灯丝供电逆变模块和管电流自身反馈控制模块，灯丝供电逆变模块包括依次电连接的灯丝逆变脉宽控制集成电路、四路驱动脉冲变压器、灯丝全桥逆变电路和灯丝变压器，高压电路的两端与X射线发生器电连接，灯丝变压器与X射线发生器电连接，管电流自身反馈控制模块的信号输入端电连接在X射线发生器与高压电路之间，管电流自身反馈控制模块的信号输出端与灯丝逆变脉宽控制集成电路的控制输入端电连接，其特征是：还包括灯丝电流控制模块，灯丝电流控制模块的信号输入端与灯丝变压器的原边电连接，灯丝电流控制模块的信号输出端与灯丝逆变脉宽控制集成电路的控制输入端电连接。

上述高压电路为X射线发生器提供千伏电压，加载在X射线发生器的阳极和阴极上，形成电子加速的高压电场，属于现有技术，这里不再详述。

上述灯丝供电逆变模块，一般包括依次电连接的灯丝逆变脉宽控制集成电路、四路驱动脉冲变压器、灯丝全桥逆变电路和灯丝变压器，为X射线发生器阴极灯丝加热提供电流，灯丝温度升高，电子获得的能量等于或大于该电子的逸出功时，便脱离轨道形成自由电子，灯丝温度越高，电子逸出数量越多，灯丝供电逆变模块属于现有技术，在这里不再详述。

上述管电流自身反馈控制模块对X射线发生器的管电流进行采样，采样后的电压信号送入灯丝逆变脉宽控制集成电路内部误差放大器的反相端，与差放大器的同相端上代表管电流大小的管电流预设值（一般是一个预设的电压信号）进行比较，若采样的管电流偏小，则误差放大器的输出值减小，灯丝逆变脉宽控制集成电路输出方波的占空比变大，这样灯丝供电逆变模块的输出功率增加，灯丝温度升高，使管电流增加；若采样的管电流偏大，则灯丝逆变脉宽控制集成电路输出脉宽减小，灯丝供电逆变模块的输出功率减小，使管电流减小。管电流自身反馈控制模块属于现有比较成熟的技术，有多种实现方式。

本实用新型的X射线发生装置，在原有管电流自身反馈控制的基础上，增加了灯丝电流控制模块，灯丝电流控制模块采样灯丝变压器原边电流信号，转换为代表灯丝电流大小的灯丝电流电压信号，再与预设的灯丝电流电压信号的正常值、最大值、最小值进行比较，根据比较结果来控制灯丝逆变脉宽控制集成电路的脉宽和通断，从而达到控制灯丝加热电流的目的。由于在原有管电流自身反馈控制的基础上，增加了灯丝电流控制模块，同时实现管电流自身反馈控制和灯丝加热电流反馈控制，灯丝加热电流的反馈控制是对灯丝加热电流的大小进行调节，由管电流产生的过程可知，灯丝加热电流加热阴极灯丝，灯丝温度升高使电子克服势垒从阴极脱出，灯丝温度越高电子越容易逸出，灯丝加热电流与灯丝温度直接相关，所以控制灯丝加热电流，也就直接控制了电子逸出速度，所以灯丝加热电流的反馈控制对管电流控制的动态响应更快，管电流自身反馈控制和灯丝加热电流反馈控制二者结合，共同控制，对管电流控制的动态响应时间更短，控制精度更高。