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* * 第六章 中频X线机 ●传统X线机(1895年 -20世纪70年代 ) 特点:工作频率均采用工频50Hz。 ●无线电频段 低频：几百周 中频：几百—几十千周 高频：兆周以上 ●中频X线机（20世纪80年代—至今） 特点：高压电源和灯丝加热电源的工作频率处在无线电频域的中频段。频率一般在400Hz-20KHz。如，西门子中频机一般为5KHz-20KHz，Siemens公司的POLYDOROS 30工作频率为6．5KHz，Polydoros 100的工作频率为7.5KHz；美国Benott公司中频摄影用X线机为100KHz等。 第一节 概 述 一、主要特点 （一）工频机的局限性 放射影象设备的发展应围绕以下三个目的： ★减少体积和重量，减轻劳动强度，提高电子化、自动化、智能化的水平 ★有利于对射线的防护 ★提高图像质量 工频机供电方式始终是：工频电源→自耦变压器 →高压发生器→X线管这种传统形式，使其发展受到严重的制约。 其主要缺点归结起来有三点： ●结构笨重、自动化程度低 ●防护水平低、图象质量差 ●曝光参量精度低 （二）中频机的优势 ●输出高质量X线 ●输出剂量大 ●进行实时控制，控制精度高 ● 输出稳定，重复性好 ●有利于向智能化发展 ●最短曝光时间更小 ●可直接使用直流供电 工频机性能对比如表6—1所示。 二、构成 中频机的电路构成如图6-1所示，主要由主电路(工频电源→整流电路→主逆变和灯丝逆变→高压发生器)、功率控制电路(主逆变触发控制、灯丝逆变触发控制)、阳极启动等其它控制电路和计算机系统等构成。 三、工作原理 工频电源电压经过整流、滤波之后变为几百伏的直流电压，再经主逆变电路，成为几百赫兹至几十千赫兹的中频电压，送到高压变压器初级，经过升压以及整流、滤波(多为倍压整流)后变为恒直流高压，作为X线管的管电压。 灯丝加热也采用类似的方法，工频电源电压经过整流、滤波之后变为几十或几百伏左右的直流电压，此电压经灯丝逆变电路后成为几千或几十千赫兹的中频电压，该中频电压被送到灯丝变压器初级，次级输出电压，作为X线管的灯丝加热电压。 计算机控制电路是整个中频机的核心，它的主要作用是通过读、写数据并发出指令来协调整机电路有条不紊的工作。其电路一般是由单片机加外围电路组成。 主逆变触发和灯丝逆变触发大多采用闭环控制模式，在曝光过程中，kV检测信号和mA或灯丝检测信号与曝光参量设定值实时进行比较，比较信号不断跟踪调整主逆变触发脉冲的频率和灯丝逆变触发脉冲的宽度，从而改变kV和mA。 通过服务开关可以设置X线管、主机以及主机外围设备的一些参数，同时还可以调用服务程序完成比如模拟曝光、显示实际kV和mA值、显示X线管热容量等多种功能。键盘操作、数码或液晶显示、曝光操作以及X线管阳极启动等都由计算机系统控制和管理。若配以相应的设备，中频机还可实现ABC和自动曝光控制(automatic xposure control，AEC)，中频机多数还包括较完善的故障检测及保护，故障显示等电路。 第二节 直流逆变电源 直流逆变电源即中频机的中频电源。它由直流电源、直流逆变和逆变控制三部分组成。 ●直流电源 小型中频机可直接用蓄电池供电，或由交流经整流滤波后变为直流电源。15KW以下的中频机一般使用单相电源，经桥式整流后转换成直流电源。15KW以上的中频机多采用三相可控桥式整流电源。 相对工频机来说，中频机对电源要求不高。 二、直流逆变 将直流电压变换为某一中频交流电压的过程称为直流逆变。 直流逆变的方法通常有三种：桥式逆变、半桥式逆变和单断逆变。 前者多用在高压逆变电路当中，如西门子系列Polydoros产品。 后两者多应用灯丝逆变电路：如西门子Polydoros 30在灯丝逆变中采用半桥式逆变；西门子MoBillET在灯丝逆变中采用单端逆变。 (一)桥式逆变 桥式逆变原理如图6-2所示。 图中K1-K4为可控硅或三极管构成的开关，Z为负载阻抗。本电路的基本特点是适当控制四只开关的动作来实现直流——交流的变换。 若电路上能