第七章X线机单元电路分析-课件.ppt

1、12022-7-23口腔留学生第七章第七章 X线机单元电路分析线机单元电路分析濮阳市中医院放射科濮阳市中医院放射科 郭广卿郭广卿22022-7-23口腔留学生学习要点学习要点n1.掌握X线机的基本电路组成及相互关系。n2.掌握电源电路的组成及工作原理。n3.掌握X线管灯丝加热电路的组成及工作原理。n4.掌握高压变压器初、次级电路及管电流测量的组成及工作原理。n5.熟悉X线管安全保护电路的组成及原理。n6.熟悉各控制电路的工作原理及一般故障现象。32022-7-23口腔留学生第一节第一节 概述概述42022-7-23口腔留学生一、电路的基本要求一、电路的基本要求n1.给X线管灯丝提供一个稳定、可

2、调的交流低电压，以产生足够数量的电子，控制X线的量。n2.给X线管提供一个可调的管电压，以使电子加速撞击阳极靶面，控制X线的质。n3.能够精确地控制X线发生与停止。52022-7-23口腔留学生二、基本电路二、基本电路62022-7-23口腔留学生n3.高压变压器初级电路 高压变压器初级电路又称管电压调节电路，是将自耦变压器输出电压送到高压变压初级，从而控制管电压大小的电路。一般通过接触器或晶闸管等部件实现电路的通断。主要作用是完成管电压的预示、补偿、调节和控制。72022-7-23口腔留学生n4.高压变压器次级及管电流测量电路 该电路主要由高压变压器、高压整流装置、毫安表以及X线管等组成，作

3、用是将交流电变为高压直流电，送到X线管阴、阳极两端，并能够直接测量电流的大小。82022-7-23口腔留学生92022-7-23口腔留学生102022-7-23口腔留学生第二节第二节 电源电路电源电路112022-7-23口腔留学生122022-7-23口腔留学生一、电源电压的选择与调节一、电源电压的选择与调节n（一）电源电压的选择nX线机都采用自耦变压器作电源的总输入，输入电压一般小型X线机多采用220V供电，而中型X线机多设计成既适用于220V供电，以适用于380 V供电。在安装中，一旦确认用哪一种电源电压供电后，则X线机自耦变压器的电源输入电路接线，必须作相应的改动。132022-7-2

4、3口腔留学生n如图，当电源电压选用380 V供电时，则019应与自耦变压器的0V相接，当电源电压选用220V供电时，则019应与自耦变压器的70V相接.142022-7-23口腔留学生152022-7-23口腔留学生n（二）电源电压的调节n在实际工作中，电源电压要随供电线路负荷的变化而发生相应的波动。为此在自耦变压器的输入端都设有电源电压调节器，当外界电压波动时随时进行调整。162022-7-23口腔留学生n自耦变压器在设计中，输出端有多种电压值的输出头，其中也有额定电压的固定抽头。而各抽头间的电压值，仍遵守变压比的规律。因此，当外界电源电压波动时，只要调节碳轮的位置来改变自耦变压器输入端与输

5、出端的匝数比，其输出端的电压就能保持额定电压值。172022-7-23口腔留学生二、常见电源电路分析二、常见电源电路分析n（一）小型机电源电路n 当电压补偿调节器K1由断点旋至12时，电源接通，自耦变压器B1工作，指示灯ZD亮，电压表V指示电压，继续调节K1，使电压表指示在220V上。182022-7-23口腔留学生192022-7-23口腔留学生n（二）输入电压可选型电源电路n1.F30-IIF型200mAX线机电源电路n供电方式n机器出厂时，电源方式是380V，若要改为220V，短路线需改接。202022-7-23口腔留学生212022-7-23口腔留学生n2.XG-200型X线机电源电路

6、n该机电源电路设计供电电压为220V或380V。用380V供电时，自耦变压器得电由019至021，用220V供电时，自耦变压器得电由019至023.机器出厂前电源线按380V供电方式接线，若需改接220V供电，应将023与019短接c002gn003短接，001接相线。HQA与HTA是两组通断按钮，分别位于点片架和控制台上。JLC为电源接触器线圈，ZOB为自耦变压器。222022-7-23口腔留学生n3.双开、关机按钮的电源电路232022-7-23口腔留学生242022-7-23口腔留学生三、电源电路的常见故障三、电源电路的常见故障n1.自耦变压器得电回路故障n2.电源接触器得电回路故障25

7、2022-7-23口腔留学生第三节第三节 X线管灯丝加热电路线管灯丝加热电路262022-7-23口腔留学生272022-7-23口腔留学生282022-7-23口腔留学生292022-7-23口腔留学生n在灯丝加热变压器初级电路中，一般有以下几种装置：n1.稳压器n2.管电流调节器n3.空间电荷抵偿装置n4.X线管灯丝温度控制装置302022-7-23口腔留学生一、管电流的调节与稳定一、管电流的调节与稳定n（一）透视管电流的调节n透视管电流要求在05mA之间，且在曝光时能连续可调，因此在X线管灯丝加热变压器初级电路中串入一个半可调电阻和一个线绕电位器。半可调电阻在机器内部，用来限制最大管电流

8、不超过5mA，线绕电位器在控制台上，称为透视毫安调节器，它的作用是管电流在5mA内任意可调。312022-7-23口腔留学生322022-7-23口腔留学生n（二）摄影管电流的调节n摄影管电流数值远大于透视管电流，且摄影管电流在曝光时不可调节，在摄影灯丝加热变压器初级电路中，一般接入分挡调节电阻。n如图，XK是毫安选择器，调节XK，可以改变串联在灯丝变压器初级得电回路中的电阻大小，对摄影管电流进行选择。同时XK也可以根据不同的毫安值改变空间电荷抵偿的幅度。332022-7-23口腔留学生342022-7-23口腔留学生n（三）管电流的稳定nX线管中，影响管电流稳定因素主要有两个方面，一是电源电

9、压的波动导致灯丝电压不稳定，为此X线机设置了谐振式磁饱和稳压器或电子稳压器。二是空间电荷的影响导致管电流随管电压的变化而变化，为此X线机设置了空间电荷抵偿装置。如图7-8中的WY是谐振式磁饱和稳压器，KB是空间电荷抵偿变压器。352022-7-23口腔留学生二、常见二、常见X线管灯丝加热电路分析线管灯丝加热电路分析n（一）小型X线机灯丝加热电路n小型X线机多为单焦点X线管，电路简单，初级电路中不设稳压装置和空间电荷抵偿装置，由自耦变压器直接供电，开机后灯丝就被正常加热。362022-7-23口腔留学生372022-7-23口腔留学生n（二）F30-IIF型200mAX线机灯丝电热电路n该机灯丝

10、加热电路由下列元件组成，谐振式磁饱和稳压器B11，大、小焦点灯丝加热变压器B4、B3；空间电荷抵偿变压器B10。透视管电流调节电阻R3、R6，摄影管电流调节电阻R7、R8，摄影毫安选择器XK等。382022-7-23口腔留学生392022-7-23口腔留学生n透视时，谐振式磁饱和稳压器B11输出电压经R3、R6、R7，加于小焦点灯丝变压器B3的初级。调节线绕电位器R3即可改变透视管电流的大小。n摄影管电流的调整，小焦点30mA通过电阻R7调整，其余四挡为大焦点50mA、100mA、150mA、200mA通过电阻R3调整。402022-7-23口腔留学生n（三）XG-200型X线机灯丝加热电路n

11、该机采用大焦点灯丝加热变压器非预热型初级电路。电路由稳压器WY，空间电荷抵偿变压器次级绕组KHB2、KHB3，毫安选择器MSA，技术选择开关GSA以及大小焦点灯丝加热变压器初级绕组DJB1、XJB1等部件组成。412022-7-23口腔留学生n1WJ1、1WJ2胃肠摄影预备继电器WJ的触点。1WJ1在胃肠摄影时切断小焦点灯丝加热变压器初级的得电电路，1WJ2接通大焦点灯丝变压器100mA挡的加热电路，达到自动切换的目的。SCR为摄影毫安调节电阻，TR为训练X线管时外加电阻。422022-7-23口腔留学生432022-7-23口腔留学生三、三、X线管灯丝加热电路的常见故障线管灯丝加热电路的常见

12、故障nX线管灯丝加热电路常见故障以接通电源后X线管灯丝不亮为多见，小焦点电路断路时，小焦点灯丝不亮。大焦点电路断路时，大焦点灯丝不亮。公用线断路，大、小焦点灯丝都亮，但亮度较暗不能正常发射电子。根据电路结构，按照先查初级后查次级的程序进行检查，以确定故障在控制台内还是在控制台以外的高压发生器、高压电缆以及高压电缆的插头插座或管头部分。一般故障可分为。442022-7-23口腔留学生n1.透视灯丝加热回路故障。n2.摄影灯丝加热回路故障。n3.透视摄影灯丝加热电路公用部分电路故障。452022-7-23口腔留学生第四节第四节 高压变压器初级电路高压变压器初级电路462022-7-23口腔留学生4

13、72022-7-23口腔留学生一、管电压的调节一、管电压的调节n1.1.分挡可调式分挡可调式482022-7-23口腔留学生492022-7-23口腔留学生502022-7-23口腔留学生512022-7-23口腔留学生二、管电压的控制二、管电压的控制522022-7-23口腔留学生532022-7-23口腔留学生542022-7-23口腔留学生552022-7-23口腔留学生562022-7-23口腔留学生572022-7-23口腔留学生582022-7-23口腔留学生592022-7-23口腔留学生602022-7-23口腔留学生612022-7-23口腔留学生622022-7-23口腔留

14、学生632022-7-23口腔留学生642022-7-23口腔留学生n1.电阻补偿法n它由R1、R2串联，其两端电压随高压变压器初级输入电压变化，而千伏表实际测量的电压只是R1和R2分压器的一部分，而另一部分电压是某一毫安时的补偿电压值。由图可知，当使用的管电流越大，千伏表两端的电压越小，需补偿就越多。652022-7-23口腔留学生n如图把千伏表通过毫安选择器与另一组阻值不同的电阻相连接，当管电流从低挡向高挡调节时，千伏表的指示数值就可随管电流的增加而降低，补偿了不同的管电流负载时对管压的影响。662022-7-23口腔留学生672022-7-23口腔留学生682022-7-23口腔留学生n

15、2.变压器补偿法n即利用变压器进行千伏补偿，既能对不同电流负荷时的电压降进行补偿，又能对不同管压负荷时的压降进行补偿，效果更好。692022-7-23口腔留学生四、高压初级电路四、高压初级电路n（一）自整流X线机的高压初级电路n在部分小型X线机电路中，采用自整流形式，即高压变压器次级产生的交流高压直接加到X线管两端。因此，当X线管阳极处于交流正半周时，发生X线，管内有电流通过。加在X线管两极之间为正向电压。当X线管阳极处于交流负半周时，不发生X线，管内无电流通过。加在X线管两极之间为逆向电压。由于导通半周有X线，不导通半周无X线，所以正向702022-7-23口腔留学生n电压时主电路有电压降，

16、逆向电压时主电路无电压降，使逆向电压大于正向电压，这种逆向电压容易造成高压元件的击穿，所以应设法抑制逆向电压。为有效的抑制逆向电压，小型X线机都采用了逆电压衰减装置。712022-7-23口腔留学生n1.逆电压衰减装置 所谓逆电压衰减装置，就是将具有单向导电性的硅二极管ZB和一个可调电阻R2并联，再串联在高压初级电路中。如图所示，在导电的半周内，即X线阳极为正、阴极为负发生X线的半周，加在硅二极管ZB两端的电压为正向，硅二极管有电流通过。722022-7-23口腔留学生n且电压降又很小。而在交流的另一半周内X线管不发生X线，硅二极管两端为反向电压，没有负载电流通过。此时高压变压器初级的空载电流

17、流经电阻R2而产生较大的电压降，使该半周内高压变压器的次级电压也相应的降低，起到了逆电压衰减的作用。732022-7-23口腔留学生742022-7-23口腔留学生752022-7-23口腔留学生n2.F30型X线机高压初级电路 n电路主要由管电压调节器K2、R2与ZB组成的逆电压衰减装置、高压接触器1J的触点1J1和1J2、胃肠摄影预备继电器2J的触点2J2和2J4、防突波电阻R1、高压变压器B2、技术选择开关K3等组成。该机不设千伏补偿装置。当高压接触器1J得电时，其常开触点1J1和1J2闭合，高压变压器初级电路接通。762022-7-23口腔留学生772022-7-23口腔留学生n（二）

18、F30-IIF型X线机高压初级电路n该电路主要由透视高压接触器JC1的触点、摄影高压接触器JC3的触点、防突波电阻R1、空间电荷抵偿变压器B10的初级、毫安选择器XK1-100、摄影管电压调节碳轮B1-12、透视管电压调节碳轮B1-11、高压变压器B2、自耦变压器B1、管电压补偿装置等组成。782022-7-23口腔留学生n管电压补偿和千伏预示电路由管电压补偿电阻R17、R18、R19及R20的不同抽头与毫安选择器XK1-100联动后，与千伏表串联而成。摄影管电压由千伏表预示，透视管电压由控制台上的刻度盘预示。R10为电源补偿电阻，以补偿外电源条件变化时产生电压降。792022-7-23口腔留

19、学生802022-7-23口腔留学生n（三）F30-200型X线机高压初级电路n该电路主要由毫安选择器MSA的按钮B13B18、千伏补偿电阻R1R6、电源补偿电阻R2、透视高压接触器TC的常开触点和摄影高压接触器SC的常开触点、高压变压器初级线圈GYB1、空间电荷 抵偿变压器初级线圈KHB1和管电压补偿装置等组成。该电路透视千伏与摄影千伏，用同一KV表预示，由按钮TA切换。812022-7-23口腔留学生822022-7-23口腔留学生五、高压变压器初级电路的常见故障五、高压变压器初级电路的常见故障n高压变压器初级电路的常见故障主要有以下两个方面：n1.高压变压器不得电n2.千伏预示异常832

20、022-7-23口腔留学生第五节第五节 高压变压器次级及管电流测量电路高压变压器次级及管电流测量电路842022-7-23口腔留学生852022-7-23口腔留学生一、半波自整流高压变压器次级及管电流测量电路一、半波自整流高压变压器次级及管电流测量电路n其原理是：将x线管两极直接与高压变压器次级输出端连接，当x线管阳极处于交流电的正半周，x线管内有管电流流过，发生x线，当x线管阴极处于交流电的正半周，x线管内无管电流流过，不发生x线。所以x线管不仅发生x线，同时也起到整流的作用，这种电路称自整流电路。862022-7-23口腔留学生n该整流电路中，流过x线管和高压变压器次级电流是同一脉动直流，

21、因此，用一只直流毫安表串接在高压变压器次级两个中心抽头之间，即可直接指示管电流。为了防止因为电流表损坏导致高压变压器次级中心点电位升高，发生危险，常在电流表两端并联一只电容器c，一旦中心点电位升高，电容器被击穿，保证安全。872022-7-23口腔留学生882022-7-23口腔留学生n这种x线机结构简单，体积小为其优点，但是也有缺陷。首先，x线管处于交流电的工作状态下，电压峰值较高，产热率高。同时由于是自整流，x线管两端承受着一个比正向电压还高的逆电压，随着使用时间延长，容易导致阳极过热而损坏x线管。892022-7-23口腔留学生902022-7-23口腔留学生二、单相全波整流高压变压器次

22、级及管电流测量电二、单相全波整流高压变压器次级及管电流测量电路路912022-7-23口腔留学生922022-7-23口腔留学生932022-7-23口腔留学生942022-7-23口腔留学生952022-7-23口腔留学生962022-7-23口腔留学生n（二）电容电流972022-7-23口腔留学生982022-7-23口腔留学生n（三）变压器抵偿电容电流法n变压器抵偿电容电流法是在高压变压器次级绕组上绕制一个独立的、匝数不多的附加绕组。n透视时，JC1工作，补偿电路接通。摄影时，JC3工作，JC1不工作，补偿电路断开。992022-7-23口腔留学生nR上的分压经过二极管D5整流后，形成

23、补偿电流，与管电流方向相反。由于该绕组电压与管电压成正比，只要调整R分压值，便可使补偿电流与电容电流大小相等，方向相反。1002022-7-23口腔留学生1012022-7-23口腔留学生1022022-7-23口腔留学生n（四）分流电阻抵偿电容电流法n分流电阻抵偿电容电流法是利用一固定电阻并联在毫安表整流电路输入的两端，调整分流电阻的阻值，使电容电流恰好被电阻分流。这样，毫安表的指示数值就可接近透视时的实际管电流。n但这种方法仅能在一定管电压时补偿准确，其他管电压时不准确。1032022-7-23口腔留学生1042022-7-23口腔留学生1052022-7-23口腔留学生三、高压次级及管电

24、流测量电路的常见故障三、高压次级及管电流测量电路的常见故障n1.KV表预示正常，但按下曝光按钮，无x线发生，毫安表无指示。这种故障往往是X线管两端无高压或X线管灯丝未正常加热。n2.各种仪表预示正常，曝光时电压表指针大幅度下跌，毫安表指数上冲，高压发生器内有超负荷声，此时表明有短路故障，是由高压元件击穿而造成的。一般采用切除法逐一进行试验。1062022-7-23口腔留学生n3.透视时温升很快，管套过热，温升快，一般是透视管电流过大产热所致。1072022-7-23口腔留学生第六节第六节 X线管安全保护电路线管安全保护电路1082022-7-23口腔留学生nX线管安全保护电路是从电路结构上防止

25、误操作或X线机出现异常曝光，而损坏X线管所采用的措施。在X线机中有多种X线管安全电路，一般有容量保护电路、过电压保护电路、过电流保护电路、冷高压保护电路、旋转阳极启动延时保护电路等。1092022-7-23口腔留学生一、容量保护电路一、容量保护电路nX线管容量保护电路是为了防止操作者在选择摄影条件时超过X线管的额定负载而损坏X线管采取的一种安全措施。它属于一次性预置保护。是防止X线管因一次性负荷过大而导致X线管损坏的保护，而对额定值内的多次累积性过载无效。解决累积性过载问题，应根据X线管的热容量特性，严格遵守该管的曝光间隔，以保证冷却这样才能确保X线管的安全。1102022-7-23口腔留学生

26、nX线管容量即允许最大负载，是由该管的管电压、管电流、曝光时间决定的。所以，X线管安全保护电路的设置与调整，是以X线管瞬时负荷特性曲线和表格为依据的。n部分小型X线机未设置容量保护电路，而在说明书中标明了最大管电压、管电流、曝光时间，操作时应特别注意。1112022-7-23口腔留学生n（一）F30-IIF型x线机容量保护电路n它由信号输入电路和开关电路两部分组成。n信号输入电路由空间电荷抵偿变压器次级的一个独立绕级B10（3、4）、毫安选择器KX1-200、降压电位器R30R35和R4、时间选择器XK2-100XK2-300和整流器（D11、C4）等组成。n开关电路是由晶体三极管BG1、BG

27、2等组成。1122022-7-23口腔留学生n工作原理：当摄影条件在安全范围以内时，R26上输出的信号电压小于基准电压，二极管D2截止，三级管BG1、BG2也处于截止状态，继电器JD12不得电，触点jd12（5、7）闭合，控制JD4线圈可以得电，曝光可以正常进行。1132022-7-23口腔留学生n当摄影条件超出安全范围时，R26上输出的信号电压大于基准电压，三极管BG1、BG2随着、导通，继电器JD12得电，触点JD12（5、7）打开，控制JD4不工作，摄影高压接触器JC3得电回被切断，曝光无法进行，从而达到保护的目的。同时过载指示灯亮，进行过载指示。1142022-7-23口腔留学生115

28、2022-7-23口腔留学生n(二)XG-200型X线机容量保护电路n电路结构如图7-31所示，过载保护继电器GBJ有一对常开触点连接在高压触器SC的得电回路中。当继电器GBJ得电时，GBJ继电器的常开触点闭合，SC可以得电曝光，曝光可以进行；当继电器GBJ不得电时，其常开触点断开，SC线圈无法得电，曝光无法进行。GBJ的得电与否受容量保护电路控制。1162022-7-23口腔留学生n容量保护电路是利用两个2DW7稳压管和两个1.5千欧电阻，组成“比较电桥。变压器KB的初级与高压变压器初级相并联，其次级输出电压与摄影管电压成正比，该电压经硅桥整流，电容滤波后提供一个带有KV信息的直流信号，再通

29、过限时保护继电器(SJ1-SJ5)的触点.毫安全选择器(其中之一）,在相应的电阻(R11-R24)分压后，又加进了管电流和曝光时间的信息，把这个与管电压.管电流.曝光时间有一定联系的信号送入比较1172022-7-23口腔留学生n电桥A.B两端，由C.D两端电位的变化来控制三极管3DK4B的导通与截止。1182022-7-23口腔留学生1192022-7-23口腔留学生二、旋转阳极启动延时保护电路二、旋转阳极启动延时保护电路1202022-7-23口腔留学生1212022-7-23口腔留学生1222022-7-23口腔留学生1232022-7-23口腔留学生1242022-7-23口腔留学生1

30、252022-7-23口腔留学生1262022-7-23口腔留学生1272022-7-23口腔留学生1282022-7-23口腔留学生1292022-7-23口腔留学生三、三、X线管安全保护电路的常见故障线管安全保护电路的常见故障n1.容量保护电路故障n2.定子绕组的故障n3.剖相电容器的故障1302022-7-23口腔留学生第七节第七节 控制电路控制电路1312022-7-23口腔留学生1322022-7-23口腔留学生一、一、F30型型X线机控制电路线机控制电路nF30型30mAX线机的控制电路，K3是技术选择开关。1J是高压接触器，它是摄影与透视共用的，受手按计时器或脚闸控制。2J为胃肠

31、摄影预备继电器，受胃肠摄影转换开关K4控制。1332022-7-23口腔留学生1342022-7-23口腔留学生二、二、F30-IIF型型200mAX线机控制电路线机控制电路n（一）透视控制电路nF30-IIF型200mAX线机控制电路，图中JC1为透视高压接触器，AN6是透视手开关，K6是透视脚开关，JC2（27、28）是透视摄影交换继电器的常闭触点，按下摄影手开关，则JC2（27、28）线圈得电，该触点断开，以防透视摄影控制电路互相干扰。1352022-7-23口腔留学生nK1为胃肠摄影透视转换开关，它们在透视状态下闭合，在普通摄影或胃肠摄影时断开。防止透视与胃肠摄影控制电路相互干扰。13

32、62022-7-23口腔留学生1372022-7-23口腔留学生n（二）普通摄影控制电路n该电路是由两挡手闸电路和普通摄影控制电路组成。n图7-37是F30-IIF型X线机的两挡手闸电路。n图7-38是F30-IIF型X线机普通摄影控制电路。1382022-7-23口腔留学生1392022-7-23口腔留学生1402022-7-23口腔留学生n（三）胃肠摄影控制电路nF30-IIF型X线机胃肠摄影控制电路。该电路在普通摄影控制电路的基础上，增加了胃肠摄影预备继电器JC4、透视胃肠摄影转换开关K1等。1412022-7-23口腔留学生1422022-7-23口腔留学生n（四）滤线器摄影控制电路n图7-40是F30-IIF型X线机滤线器摄影控制电路，该电路结构与普通摄影电路基本相同，只是增加了滤线栅振动控制电路，ZL为吸引滤线栅的电磁线圈。1432022-7-23口腔留学生1442022-7-23口腔留学生三、三、XG-200型型200mAX线机控制电路线机控制电路n1.透视及胃肠摄影电路n图7-41是XG-200型200mAX线机透视及胃肠摄影电路。n2.普通摄影和滤线器摄影控制电路。1452022-7-23口腔留学生146谢谢谢谢