結(jié)合實際分析X線機(jī)自動調(diào)壓電路的改進(jìn)設(shè)計

1、結(jié)合實際分析X線機(jī)自動調(diào)壓電路的改進(jìn)設(shè)計X線機(jī)是一種基于X射線的應(yīng)用原理的成像設(shè)備，是醫(yī)學(xué)上的六大成像設(shè)備之一。X線的物理穿透、熒光和電力作用，化學(xué)感光和著色作用，以及其生物作用使得這種設(shè)備在臨床診斷和治療中有著非常重要的作用，X線機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用在很大程度上促進(jìn)了臨床醫(yī)學(xué)，尤其是臨床診斷的非創(chuàng)傷性體內(nèi)器官的檢查技術(shù)的發(fā)展，對非創(chuàng)傷性體內(nèi)器官的檢查技術(shù)有著里程碑式的意義。根據(jù)醫(yī)院的實際應(yīng)用，X線機(jī)可以簡單劃分為診斷機(jī)和治療機(jī)兩大類。診斷機(jī)根據(jù)使用的范圍可以分為適合做多種疾病和部位檢查的綜合性X線機(jī)和只適應(yīng)某些?？萍不紮z查的專用X線機(jī)；治療機(jī)按照用途又分為接觸治療機(jī)、表層治療機(jī)和深部治療機(jī)三種。二

2、、改進(jìn)前自動調(diào)壓電路存在的問題隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，X線成像設(shè)備也在不斷的改良發(fā)展，對X線機(jī)進(jìn)行針對性的改良之后，目前醫(yī)院使用的X線機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)操作和診斷自動化的手段，提高X線機(jī)的成像質(zhì)量，還能降低醫(yī)務(wù)人員和受檢者的照射量，對臨床醫(yī)學(xué)的診斷和治療有著十分重要的作用。在進(jìn)行臨床診斷和治療時，X線機(jī)性能發(fā)揮的好壞直接影響著診斷和治療的效果，雖然進(jìn)行過針對性改良的X線機(jī)性能更好，但是在使用的過程中會出現(xiàn)一些電源故障，而這些電源故障多是由自動調(diào)壓電路的失效或者誤動作造成的。X線機(jī)工作中的電源故障會對生成的X光片造成影響，增加廢片率，既影響工作效率又浪費資源，增加成本，嚴(yán)重的電源故障甚至?xí)斐烧麄€系統(tǒng)的

3、癱瘓，給臨床診斷和治療，以及維修人員的維修工作帶來很大的影響和麻煩。因而，對X線機(jī)的自動調(diào)壓電路的工作原理進(jìn)行研究和分析，找出自動調(diào)壓電路中存在的問題，并對其進(jìn)行行之有效的改進(jìn)，對臨床診斷和治療，以及醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)效益的提高都有著十分重要的意義。雖然不同型號的X線機(jī)的功能和應(yīng)用各有不同，但自動調(diào)壓電路的工作原理都有相似之處，因而，這里就以R-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)為例，對該設(shè)備在自動調(diào)壓電路中存在的問題進(jìn)行分析。R-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)的電路共包括顯示板、CPU板（電腦板）、信號板和輸入輸出板四個部分，各功能的控制和管理通過8031單片機(jī)來實現(xiàn)，在X線機(jī)工作的時候，信號板通過自動調(diào)壓電路控制著電

4、源電網(wǎng)的調(diào)節(jié)。當(dāng)電源的電壓出現(xiàn)變化后，自動調(diào)壓電路控制電源調(diào)節(jié)電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)拖動設(shè)備的調(diào)節(jié)碳刷在自耦變壓器的表面上進(jìn)行來回的滑動，進(jìn)而實現(xiàn)電路的自動調(diào)壓。如果電源電壓出現(xiàn)異常突變，自動調(diào)壓電路會啟動相應(yīng)的處理程序，通過對電源進(jìn)行切斷或者其他措施保護(hù)整個系統(tǒng)。R-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)的自動調(diào)壓電路工作原理如圖1所示，從圖中，我們可以看出，主自耦變壓器的交流電壓是分別通過電壓整流橋D1、濾波C1、C2的整流、過濾后變成一個不穩(wěn)定的直流電壓，這一電壓又經(jīng)過R1電位器和R2電阻的作用加到反相器B1A的輸入端中，之后被反相器分成兩路輸出，一路經(jīng)由R56進(jìn)入CPU板，在系統(tǒng)運行過程中，CPU會對輸入

5、的電壓進(jìn)行分析判斷，如果發(fā)現(xiàn)信號異常，就會阻止其他操作；被反相器分出的另一路電壓則通過電阻R5被送到B1B電壓比較器的同相輸入端內(nèi)，并在測試點TP6處形成基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓再經(jīng)過R6進(jìn)入B1B電壓比較器的反相輸入端內(nèi)，B1B通過對兩端電壓的比較，將比較后的電平作為SM1正反轉(zhuǎn)的控制電壓。而通過對R-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)的自動調(diào)壓電路工作原理進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)判斷電源電壓是否正常的是CPU板，但電源電壓的自動調(diào)節(jié)電路卻不受到CPU板的控制，也就是說，如果電源過高，CPU板會提示電源異常，但不會采取保護(hù)系統(tǒng)的措施，自耦變壓器繼續(xù)向各電路供電，很容易就會損壞電路；或者，有時電源電壓并無異常，但自動調(diào)

6、節(jié)的電路出現(xiàn)了誤動作，也會使電壓出現(xiàn)異常，從而造成系統(tǒng)的故障。另外，由于控制面板上對系統(tǒng)實際工作電壓沒有直觀的顯示，電源電壓出現(xiàn)異常的初期，實際工作中的操作人員無法獲知，對電壓的情況并不明確，就會延誤相應(yīng)措施的及時采取，從而造成更嚴(yán)重的故障。三、自動調(diào)壓電路的改進(jìn)依據(jù)圖1，從對R-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)的自動調(diào)壓電路分析來看，其自動調(diào)壓電路的主要問題是，原本的電路在系統(tǒng)實際工作電壓顯示電路和系統(tǒng)電壓欠壓、過壓保護(hù)電路上存在著缺陷。（一）改進(jìn)的思路針對R-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)自動調(diào)壓電路中存在的問題，在對其進(jìn)行改進(jìn)時，可以確定主要是對系統(tǒng)實際工作電壓顯示電路和系統(tǒng)電壓欠壓及過壓保護(hù)電路進(jìn)行改進(jìn)

7、。增加電壓顯示電路以方便工作人員對調(diào)壓電路的實時監(jiān)控，一旦發(fā)生電壓異常的現(xiàn)象能及時切斷電源，保護(hù)整個系統(tǒng)，也方便維修人員在維修時獲得更多的信息，更好地判斷出故障產(chǎn)生的真正原因，從而減少維修的時間，提高維修效率。增加電壓欠壓、過壓保護(hù)電路，使其在系統(tǒng)電源的電壓出現(xiàn)異常，如電壓的波動超過了自動調(diào)壓380V10%的調(diào)壓范圍，或者自動調(diào)壓系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作時，自動將電源切斷，從而對系統(tǒng)的各級電路進(jìn)行保護(hù)。（二）改進(jìn)的具體設(shè)計和應(yīng)用根據(jù)對X線機(jī)自動調(diào)壓電路改進(jìn)的思路，在對自動調(diào)壓電路進(jìn)行改進(jìn)時，可以從開發(fā)設(shè)計和用戶后期使用兩個角度來對改進(jìn)的方案進(jìn)行設(shè)計。依照圖1給出的原電路圖，在開發(fā)設(shè)計上，可以將系統(tǒng)的電壓

8、顯示電路和系統(tǒng)欠壓、過壓保護(hù)電路都由單片機(jī)系統(tǒng)編程進(jìn)行控制，電壓顯示電路可以利用圖1中的TP11信號經(jīng)過圖中所示A/D轉(zhuǎn)換后，實現(xiàn)電壓顯示電路的實時顯現(xiàn)。而自動斷電電路也即是電壓欠壓、過壓保護(hù)電路的驅(qū)動，可以由系統(tǒng)先對經(jīng)過TP11的信號進(jìn)行分析判，判斷其是否超出了設(shè)定的自動調(diào)壓的范圍，如果超出，則可以通過輸出驅(qū)動電平觸發(fā)繼電器，從而斷開系統(tǒng)的得電回路，在電壓異常的情況下，及時切斷系統(tǒng)電源。從用戶的后期使用維護(hù)的角度來對自動調(diào)壓電路的改進(jìn)方案進(jìn)行設(shè)計時，可以使用指針式的模擬表將系統(tǒng)的工作電壓顯示接自耦變壓器220V的輸出端，并對輸出端的電壓值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，將其限制在217V至223V之間，只允許

9、其上下出現(xiàn)3V左右的波動。電路的電壓窗口比較器可以使用圖2中所示兩個簡單的電壓比較器U1A、U1B進(jìn)行組合構(gòu)成，圖中輸入的電壓Ui作為TP11測試點的電壓，可以從位于R56位置的電源自動調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器上獲得，Ui電壓的正常值應(yīng)設(shè)在3.5V左右。將途中的UH和UL分別作為電壓的上、下線值，這兩處的電壓可以從唯一R1、R2位置的電壓器分壓得到。當(dāng)電源電壓的波動超出了設(shè)備自動調(diào)壓的范圍，或者由于電路的誤動作使得TP11測試點的電壓超過了所設(shè)定的上、下限UH、UL的區(qū)間范圍，電路就會輸出高電平，驅(qū)動繼電器A將常閉觸點斷開，而由于位于圖2中K1位置的主繼電器的得回電路與繼電器A連接在了一起，常閉觸點

10、斷開后，根據(jù)圖示不難看出，主繼電器K1的得電回路也就被斷開了，此時系統(tǒng)就會失電，從而保護(hù)整個設(shè)備的工作系統(tǒng)。（三）改進(jìn)后的應(yīng)用效果2001年我醫(yī)院購買了美國GER-500型醫(yī)用診斷X線機(jī)。起初在使用時，經(jīng)常出現(xiàn)故障，尤其是電壓變化較大時（如用電高峰或晚上12點后很少用電）進(jìn)行拍片，電源經(jīng)常出現(xiàn)故障；有時即使電路無故障，但此時會引起攝像條件與預(yù)設(shè)條件會出現(xiàn)不符，導(dǎo)致拍出來的X光片圖像質(zhì)量變差（圖像偏暗或偏亮）。后來我把電路按以上圖2方案進(jìn)行了改進(jìn)，從那以后拍攝的效果與預(yù)想一致拍出X片質(zhì)量良好。而且改進(jìn)后的自動調(diào)壓電路如果遇電壓突變較大時，會立即切斷了電源，保護(hù)了工作系統(tǒng)。改進(jìn)之后的自動調(diào)壓電路應(yīng)用到實際中后，使用變壓器將系統(tǒng)電源調(diào)至420V時，常閉觸點立即斷開，切斷了系統(tǒng)電源，保護(hù)了整個系統(tǒng)。而在電壓調(diào)整的過程中，經(jīng)過自動調(diào)壓后的輸出電壓也在控制面板上有著直觀的顯示，方便了操作人員對系統(tǒng)實際工作電壓的控制。四、結(jié)語將改進(jìn)之后的X線機(jī)自動調(diào)壓電路應(yīng)用在實際的電路中，通過實際電路的調(diào)式，即可使用。改進(jìn)之后的電路在實際工作中，能有效地通過保護(hù)電路自動在電源電壓出現(xiàn)異?；蛘唠娐氛`動作時將系統(tǒng)電源切斷，從而保護(hù)整個工作系統(tǒng)，顯示電路則更方便了操作人員對電路進(jìn)行實時監(jiān)測