專利名稱：一種高頻直流x射線源組合式機頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高頻直流X射線源組合式機頭，是高頻直流x射線產(chǎn)生裝置， 該機頭包括用高頻高壓變壓器、倍壓整流電路、x線管、檢測反饋電路等核心部件用線連接
成X射線源，以及外殼體、絕緣、密封等結構，適用于制造高頻直流X線機。
背景技術：
工頻X射線發(fā)射管的兩端電壓隨時間從零至最高值，然后從最高值至零。因此在 一個變化周期內(nèi)，只在電壓峰值附近區(qū)產(chǎn)生的X射線才對攝影有用，其余時間產(chǎn)生的X線
(即軟射線)對攝影毫無幫助，且增加病人的輻射吸收劑量。近年來我國出現(xiàn)了高頻波形x
線機，加在x線管上的電壓依然為半正弦波。這種"高頻機"相比"工頻機"，高壓變壓器體
積小很多。但加在其x射線發(fā)射管上的高壓依然為半正弦波，x發(fā)射特性與工頻機的無異， 且管電流較小，在國外這種高頻波形牙片機也是淘汰型產(chǎn)品。目前世界上主要的x線機生 產(chǎn)廠家都將研發(fā)重點放到數(shù)字高頻x線機上。高頻直流牙科X線機，加在X線管上的高壓
直流，其高壓波動在1 %以內(nèi)。 中國實用新型專利02215351. 9公開了一種便攜式牙科X射線機，包括一個控制箱 和主機，主機包括逆變電路、高頻整流電路、燈絲電路。該類電路不足之處在將逆變電路放 置在主機內(nèi)，難于保證其絕緣、抗干擾能力。且只有1個管電壓取樣比較電路放置在控制箱 內(nèi)，并聯(lián)于逆變電路和X線管之間，相應地要求擴大高壓防護區(qū)域，顯著增加生產(chǎn)成本。而 且沒有管電流的反饋檢測，不能精確控制管電流。中國實用新型專利200620025175. 9公開 了一種高頻直流X射線高壓發(fā)生器，高壓變壓器初級輸入高頻交流電，經(jīng)次級升壓后，經(jīng)過 倍壓整流濾波電路加到X射線管陰極陽極兩端。該電路沒有管電流、管電壓的反饋檢測電 路，不能精確控制管電流、管電壓；采用陽極倍壓整流、陰極倍壓整流，結構復雜，X線管工 作時管電壓下跌較大，電壓紋波高，僅適合管電流不超過3mA的場合。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種斷電時能立即生自動啟動 產(chǎn)穩(wěn)定流量氫氣的設備，實現(xiàn)現(xiàn)場制氫和即時供氫。采用的原料來源廣泛，價格低廉，方法 簡單，效率高，成本低，裝置結構簡單。 本實用新型的目的通過如下技術方案實現(xiàn) —種高頻直流X射線源組合式機頭，包括電路部分和外殼結構，電路部分包括高 頻高壓變壓器、倍壓整流電路、X線管工況檢測電路、發(fā)射管工況檢測電路和溫度檢測電 路； 外部輸入的高頻開關電源接在高頻高壓變壓器的初級，其次級輸出一端連接到倍 壓整流電路，通過倍壓整流電路輸出到X射線管的陽極上，高頻高壓變壓器的次級另一端 上串聯(lián)第一電阻，第一電阻一端地連接，另一端引出接線，在第一電阻該輸出管電電壓；燈 絲加熱電路直接輸入燈絲加熱電源，溫度傳感器直接輸出溫度信號；[0008] 所述倍壓整流電路由并聯(lián)接入的n個二極管組成，每一級的二極管的正極串接一 個電容，并聯(lián)的n個二極管，相鄰的兩個二極管負極通過電容與下一級的二極管正極連接； 所述發(fā)射管工況檢測電路由依次串接的第一電阻、第二電阻和第三電阻組成；在 第i級倍壓整流電路處接第二電阻和第三電阻，1 < i < n， n為5 15的正整數(shù)；在第二 電阻和第三電阻之間引出接線，該輸出電壓為管電電壓的反饋測量電壓；i為反饋檢測電 路所處的倍壓整流級數(shù)，n為總的倍壓整流級數(shù)； 所述的外殼結構包括機頭后蓋、機頭殼和機頭前蓋；發(fā)射窗口開在機頭殼上；機 頭外線引腳設置在機頭前蓋上。 所述的機頭前蓋上開有凹孔，凹孔內(nèi)設有PCB板，PCB板周邊搭在該凹孔邊，且用 錫焊縫進行連接密封；機頭外接引腳穿透PCB板與機頭內(nèi)接線條連接，機頭外接引腳在PCB 板內(nèi)側處鍍有錫條，機頭內(nèi)部引線可錫焊在該錫條上；機頭外接引腳在PCB板外側用環(huán)氧 樹脂密封。 所述的發(fā)射窗口開在機頭殼上；發(fā)射窗口包括發(fā)射窗基座、0型密封圈、過濾板、 窗口密封蓋、密封圈壓緊螺紋環(huán)和固定圈；機頭殼上設有發(fā)射窗基座，發(fā)射窗基座與機頭殼 采用密封錫焊縫密封；發(fā)射窗基座上設有O型密封圈，O型密封圈位于窗口密封蓋下端，密 封圈壓緊螺紋環(huán)壓緊窗口密封蓋，窗口密封蓋將散熱絕緣材料封裝筒體內(nèi)；該發(fā)射窗口最 外裝有有軟射線過濾板，用固定圈固定該過濾板。 所述的機頭殼內(nèi)裝滿散熱絕緣材料；散熱絕緣材料為變壓器油、硅油或六氟硫 (SF6)。 所述的n優(yōu)選為8， i優(yōu)選為2。 相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益技術效果 本實用新型提出一種具有更小體積，更好密封，更好絕緣，且功能更全面的高頻直 流X射線發(fā)生器。變壓器次級與初級線圈比與頻率成反比，在本實用新型中如采用20kHz 級別的高頻逆變電源，在其他條件同等時，其變壓器線圈數(shù)量只有50Hz頻電源的四百分之 一。球管整個體積就可以小許多，更好密封。在本實用新型中有管電壓、管電流反饋，還有 管內(nèi)溫度反饋，因此能更好地精度控制X射線發(fā)生器的工況，功能更全面。

附圖1是本實用新型電路結構原理圖； 附圖2是本實用新型組合式外殼結構示意圖； 附圖3是機頭前蓋結構示意圖； 附圖4是發(fā)射窗口結構示意圖。
具體實施方式以下通過實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但需要說明的是具體實施方 式并不構成對本實用新型要求保護范圍的限制。 高頻直流X射線源組合式機頭包括電路部分和外殼結構。如圖1所示，電路包括 高頻高壓變壓器1、倍壓整流電路2、 X線管工況檢測電路5、發(fā)射管工況檢測電路6和溫度 檢測電路7。高頻高壓變壓器1、倍壓整流電路2、 X線管工況檢測電路5、發(fā)射管工況檢測電路6和溫度檢測電路7設置在機頭殼3內(nèi)。機頭殼3內(nèi)設有散熱絕緣材料4。散熱絕緣 材料4可用變壓器油、硅油或六氟硫(SF6)。 外部輸入的高頻開關電源12接在高頻高壓變壓器1的初級，其次級輸出一端連接 到倍壓整流電路2，通過倍壓整流電路2輸出到X射線管的陽極上，高頻高壓變壓器1的次 級另一端上串聯(lián)第一電阻R1，第一電阻R1 —端地連接，另一端引出接線，在R1該輸出管電 壓，即為管電流在R1的分壓10。燈絲加熱電路直接輸入燈絲加熱電源9，溫度傳感器直接 輸出溫度信號8。 倍壓整流電路2由并聯(lián)接入的n個二極管組成，每一級的二極管的正極串接一個 電容，并聯(lián)的n個二極管，相鄰的兩個二極管負極通過電容與下一級的二極管正極連接。 發(fā)射管工況檢測電路6由依次串接的第一電阻Rl、第二電阻R2和第三電阻Rf組 成；在第i級倍壓整流電路處接第二電阻R2和第三電阻Rf ， 1 < i < n， n為大于2的正整 數(shù)。在第二電阻R2和第三電阻Rf之間引出接線，該輸出電壓即為管電電壓的反饋測量電 壓11。 通過測量X線發(fā)射時在第二電阻R2兩端上的電壓U。u，可以推導出加在X線管上的
管電壓Ug的大小。^/^=;^. # G)，其中Ug為管電壓。U。u為Ug的反饋測量電壓。1 2管
電壓反饋檢測電阻，Rf管電壓反饋分壓電阻，i為反饋檢測電路所處的倍壓整流級數(shù)，n為 總的倍壓整流級數(shù)。 通過測量X線發(fā)射時在第一電阻Rl兩端上電壓的U。i，可以推導出加在X線管上 的管電壓Ig的大小。&=》(2)，其中^管電流，&管電流反饋檢測電阻。 如圖2所示，組合式機頭的外殼結構由機頭后蓋13、機頭殼3、機頭前蓋16三大部 分組成，它們之間用錫焊進行連接密封。發(fā)射窗口 4開在機頭殼3上；機頭外線引腳17設 置在機頭前蓋16上。 如圖3所示，機頭前蓋16上開有凹孔，凹孔內(nèi)設有PCB板19， PCB板19周邊搭在 該凹孔邊，且用錫焊縫18進行連接密封。機頭外接引腳17穿透PCB板19與機頭內(nèi)接線條 20連接，機頭外接引腳17在PCB板19內(nèi)側處鍍有錫條，機頭內(nèi)部引線可錫焊在該錫條上。 機頭外接引腳17在PCB板外側用環(huán)氧樹脂密封。機頭前蓋16上引出機頭引線，通過該引線 實現(xiàn)機頭的輸入輸出。機頭外接引腳17連接高頻電壓12、反饋測量電壓11、反饋電流10、 燈絲加熱電壓9，反饋溫度8。 如圖4所示，發(fā)射窗口 4開在機頭殼3上；發(fā)射窗口 4包括發(fā)射窗基座23、0型密 封圈22、過濾板24、窗口密封蓋25、密封圈壓緊螺紋環(huán)26和固定圈27 ;機頭殼3上設有發(fā) 射窗基座23，發(fā)射窗基座23與機頭殼3采用密封錫焊縫21密封。發(fā)射窗基座23上設有0 型密封圈22， 0型密封圈22位于窗口密封蓋25下端，密封圈壓緊螺紋環(huán)26壓緊窗口密封 蓋25，窗口密封蓋25將散熱絕緣材料4封裝筒體內(nèi)。該發(fā)射窗口最外裝有有軟射線過濾板 24，用固定圈27固定該過濾板24。 高頻直流X射線源組合式機頭實例的具體技術參數(shù)高頻高壓變壓器1升壓30倍 數(shù)；倍壓整流級數(shù)優(yōu)選8級，可設為5 15級，即n為5 15 ;散熱絕緣材料4為25號變 壓器油；機頭殼3的材料采用紫銅，其總體尺寸，長130mm，寬120mm，高55mm ;發(fā)射窗基座23材料采用黃銅，發(fā)生窗口直徑20mm，高22mm ;采用PT100作為溫度傳感器；采用固定陽極X 線管；在第2級倍壓整流處進行電壓反饋檢測，即i = 2。與之相配的部件參數(shù)輸出高頻 開關電源(20kHz，310V)，輸出燈絲加熱電源(DC5V，3A);機頭外殼包裹lmm厚的鉛皮，整個 機頭固定放置在一個塑料盒中，該塑料盒在發(fā)射窗口處有1個直徑60mm，長200mm的聚焦 筒。最終發(fā)出的X射線參數(shù)管電流2 5m A，管電壓50 70kV，在整個曝光時間內(nèi)陽極 電壓波動1%以內(nèi)。 本實用新型變壓器次級與初級線圈比與頻率成反比，采用20kHz級別的高頻逆變 電源，在其他條件同等時，其變壓器線圈數(shù)量只有50Hz頻電源的四百分之一。球管整個體 積就可以小許多，更好密封。在本實用新型中有管電壓、管電流反饋，還有管內(nèi)溫度反饋， 因此能更好地精度控制X射線發(fā)生器的工況，功能更全面，適合用于制造醫(yī)學影像、牙科檢 測、骨密度檢測、異物檢測、種子活力檢測、電路缺陷檢測等領域的高頻直流X線機。
權利要求一種高頻直流X射線源組合式機頭，包括電路部分和外殼結構，其特征在于電路部分包括高頻高壓變壓器、倍壓整流電路、X線管工況檢測電路、發(fā)射管工況檢測電路和溫度檢測電路；外部輸入的高頻開關電源接在高頻高壓變壓器的初級，其次級輸出一端連接到倍壓整流電路，通過倍壓整流電路輸出到X射線管的陽極上，高頻高壓變壓器的次級另一端上串聯(lián)第一電阻，第一電阻一端地連接，另一端引出接線，在第一電阻該輸出管電電壓；燈絲加熱電路直接輸入燈絲加熱電源，溫度傳感器直接輸出溫度信號；所述倍壓整流電路由并聯(lián)接入的n個二極管組成，每一級的二極管的正極串接一個電容，并聯(lián)的n個二極管，相鄰的兩個二極管負極通過電容與下一級的二極管正極連接；所述發(fā)射管工況檢測電路由依次串接的第一電阻、第二電阻和第三電阻組成；在第i級倍壓整流電路處接第二電阻和第三電阻，1＜i＜n，n為5～15的正整數(shù)；在第二電阻和第三電阻之間引出接線，該輸出電壓為管電電壓的反饋測量電壓；i為反饋檢測電路所處的倍壓整流級數(shù)，n為總的倍壓整流級數(shù)；所述的外殼結構包括機頭后蓋、機頭殼和機頭前蓋；發(fā)射窗口開在機頭殼上；機頭外線引腳設置在機頭前蓋上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高頻直流X射線源組合式機頭，其特征在于所述的機頭前蓋上開有凹孔，凹孔內(nèi)設有PCB板，PCB板周邊搭在該凹孔邊，且用錫焊縫進行連接密封；機頭外接引腳穿透PCB板與機頭內(nèi)接線條連接，機頭外接引腳在PCB板內(nèi)側處鍍有錫條，機頭內(nèi)部引線可錫焊在該錫條上；機頭外接引腳在PCB板外側用環(huán)氧樹脂密封。
3. 根據(jù)權利要求1所述的高頻直流X射線源組合式機頭，其特征在于所述的發(fā)射窗口開在機頭殼上；發(fā)射窗口包括發(fā)射窗基座、0型密封圈、過濾板、窗口密封蓋、密封圈壓緊螺紋環(huán)和固定圈；機頭殼上設有發(fā)射窗基座，發(fā)射窗基座與機頭殼采用密封錫焊縫密封；發(fā)射窗基座上設有0型密封圈，O型密封圈位于窗口密封蓋下端，密封圈壓緊螺紋環(huán)壓緊窗口密封蓋，窗口密封蓋將散熱絕緣材料封裝筒體內(nèi)；該發(fā)射窗口最外裝有有軟射線過濾板，用固定圈固定該過濾板。
4. 根據(jù)權利要求1所述的高頻直流X射線源組合式機頭，其特征在于所述的機頭殼內(nèi)裝滿散熱絕緣材料；散熱絕緣材料為變壓器油、硅油或六氟硫。
5. 根據(jù)權利要求1所述的高頻直流X射線源組合式機頭，其特征在于所述的n = 8，i = 2。
專利摘要本實用新型公開了一種高頻直流X射線源組合式機頭，包括電路部分和外殼結構，電路部分包括高頻高壓變壓器、倍壓整流電路、X線管工況檢測電路、發(fā)射管工況檢測電路和溫度檢測電路；外部輸入的高頻開關電源接在高頻高壓變壓器的初級，其次級輸出一端連接到倍壓整流電路，通過倍壓整流電路輸出到X射線管的陽極上，高頻高壓變壓器的次級另一端上串聯(lián)第一電阻，第一電阻一端地連接，另一端引出接線，在第一電阻該輸出管電電壓。本實用新型適合用于制造醫(yī)學影像、牙科檢測、骨密度檢測、異物檢測、種子活力檢測、電路缺陷檢測等領域的高頻直流X線機。
文檔編號H05G1/20GK201450662SQ20092006009
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權日2009年7月9日
發(fā)明者周立新, 張陽德, 陳海輝 申請人:陳海輝