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高压发生器的原理及分类

发布时间:2020-12-02   点击次数:656次

高压发生器,俗称高压,是DR的核心构成部件之一,是将电源电压、电流变为X射线管电压、管电流的装置,它的好坏直接关系到DR产品的安全以及产品的整体寿命。为了让大家充分了解高压发生器,我们给大家简要介绍下高压发生器的工作原理、分类、主要参数指标及常见故障。

 

高压发生器的原理:

高压发生器基本电气原理图

 

高压发生器的主要作用是供给X射线管阴、阳两极直流高压和灯丝加热电压。其主要由电源电路、高压电路、灯丝电路、控制电路、应用设备电路及封装以上电路的箱体等组成。电源电路主要起到将网电源与高压发生器其他电路隔离、给其他电路供电的作用。高压电路主要将交流低电压(220V/380V)升压至直流高电压(150kV),从而给X射线管供电。灯丝电路主要将低电压(220V/380V)降压至超低电压(12V),从而给灯丝供电,加热灯丝产生自由电子。控制电路主要用于控制高压发生器的输出电压、输出灯丝电流和加载时间,同时与其他X射线设备影像链部件通讯,保证曝光的准确性。应用设备电路:高压发生器除了给X射线管供电,同时留有给其他设备供电的电路,如平板探测器、限束器等。高压发生器的分类: 高压发生器按照逆变频率分为:工频高压发生器、中频高压发生器和高频高压发生器三类。

高频高压波形转化图

逆变频率是指在单位时间内,直流电转为交流电的次数(如图二所示),目的在于优化输出波形的直线性同时给精细化控制提供可能,图中第三个波形到第四个波形的转化,即为逆变过程。工频高压发生器无逆变过程,输出波形如图中的波形3,中频高压和高频高压具有逆变过程,输出波形如图中的波形7。可以看出,经过高频次逆变的输出波形平滑性比未逆变的波形好的多。

三种高压发生器对照表

1、工频高压发生器。工频高压发生器工作频率为50Hz/60Hz,输出线性很差,为了能产生我们摄影所需要的穿透性和数量足够的X射线,其体积一般相当庞大且很重。同时因为属于低频波形,Kv的波动性很高,周期跨时很长,导致剂量的准确控制比较困难(短3ms),可产生剂量低,且会产生很多无用的X射线;

2、中频高压发生器。中频高压发生器工作频率在400Hz-20kHz之间,采用较高频次的高频波形,输出直线性明显提高,有效的解决了工频高压发生器的种种问题,如体积大、重量重、产生剂量低等系列问题,基本可以满足我们常规X射线摄影的需要,但随着逆变技术的发展,仍有很大的提升空间;

3、高频高压发生器。高频高压发生器逆变频率>20kHz。随着逆变频率的提高,高压发生器的Kv输出趋近于恒定直线,其Kv波动性极小,一般可以在波形图内显示为直线,且波形周期极短,可控制曝光短时间为1ms,远低于工频高压发生器的3ms。因其具有体小质轻、皮肤剂量低、成像质量高、输出剂量大、实时控制及超短时间控制等,是现在高压发生器的D选择。一般认为,高压发生器逆变频率大于40kHz即已具有极高的精度,再高的kHz,实际对高压性能的提升贡献很小;

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