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，只在電壓峰值附近區產生的X射線才對攝影有用，其余時間產生的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射線發射管上的高壓依然為半正弦波，x發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品。目前世界上主要的x線機生 產廠家都將研發重點放到數字高頻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。 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，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，并聯于逆變電路和X線管之間，相應地要求擴大高壓防護區域，顯著增加生產成本。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射線高壓發生器，高壓變壓器初級輸入高頻交流電，經次級升壓后，經過 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。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種斷電時能立即生自動啟動 產穩定流量氫氣的設備，實現現場制氫和即時供氫。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 —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；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，n為總的倍壓整流級數； 所述的外殼結構包括機頭后蓋、機頭殼和機頭前蓋；發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板與機頭內接線條連接，機頭外接引腳在PCB 板內側處鍍有錫條，機頭內部引線可錫焊在該錫條上；機頭外接引腳在PCB板外側用環氧 樹脂密封。 所述的發射窗口開在機頭殼上；發射窗口包括發射窗基座、0型密封圈、過濾板、 窗口密封蓋、密封圈壓緊螺紋環和固定圈；機頭殼上設有發射窗基座，發射窗基座與機頭殼 采用密封錫焊縫密封；發射窗基座上設有O型密封圈，O型密封圈位于窗口密封蓋下端，密 封圈壓緊螺紋環壓緊窗口密封蓋，窗口密封蓋將散熱絕緣材料封裝筒體內；該發射窗口最 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優選為8， i優選為2。 相對于現有技術，本實用新型具有如下優點和有益技術效果 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 管內溫度反饋，因此能更好地精度控制X射線發生器的工況，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。機頭殼3內設有散熱絕緣材料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。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，n為 總的倍壓整流級數。 通過測量X線發射時在第一電阻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與機頭內接線條 20連接，機頭外接引腳17在PCB板19內側處鍍有錫條，機頭內部引線可錫焊在該錫條上。 機頭外接引腳17在PCB板外側用環氧樹脂密封。機頭前蓋16上引出機頭引線，通過該引線 實現機頭的輸入輸出。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，發射窗口 4開在機頭殼3上；發射窗口 4包括發射窗基座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26和固定圈27 ;機頭殼3上設有發 射窗基座23，發射窗基座23與機頭殼3采用密封錫焊縫21密封。發射窗基座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。該發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高頻高壓變壓器1升壓30倍 數；倍壓整流級數優選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 ;發射窗基座23材料采用黃銅，發生窗口直徑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，該塑料盒在發射窗口處有1個直徑60mm，長200mm的聚焦 筒。最終發出的X射線參數管電流2 5m A，管電壓50 70kV，在整個曝光時間內陽極 電壓波動1%以內。 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，還有管內溫度反饋， 因此能更好地精度控制X射線發生器的工況，功能更全面，適合用于制造醫學影像、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；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，n為總的倍壓整流級數；所述的外殼結構包括機頭后蓋、機頭殼和機頭前蓋；發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板與機頭內接線條連接，機頭外接引腳在PCB板內側處鍍有錫條，機頭內部引線可錫焊在該錫條上；機頭外接引腳在PCB板外側用環氧樹脂密封。
3. 根據權利要求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射窗口開在機頭殼上；發射窗口包括發射窗基座、0型密封圈、過濾板、窗口密封蓋、密封圈壓緊螺紋環和固定圈；機頭殼上設有發射窗基座，發射窗基座與機頭殼采用密封錫焊縫密封；發射窗基座上設有0型密封圈，O型密封圈位于窗口密封蓋下端，密封圈壓緊螺紋環壓緊窗口密封蓋，窗口密封蓋將散熱絕緣材料封裝筒體內；該發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 優先權日2009年7月9日
發明者周立新, 張陽德, 陳海輝 申請人:陳海輝