高頻機(jī)和工頻機(jī)的區(qū)別

高頻機(jī)與工頻機(jī)的區(qū)別分類：

X-Ray2011-02-2411:13

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工頻機(jī)即以50Hz交流電為高壓發(fā)生器電源的傳統(tǒng)X線檢查設(shè)備。我們知道，X線機(jī)(或稱為X線檢查設(shè)備)的組成可以大致分為X線發(fā)生器(X線源)和輔助設(shè)備兩部分。下面的討論我們將不加區(qū)別地將X線機(jī)和X線發(fā)生器混為一談。

工頻X線機(jī)的高壓電源的次級(jí)大致有單相自整流、單相半波整流、單相全波整流、三相全波整流、三相十二脈沖（12拍）等形式。整流形式不同，施加于X線球管兩端的電壓脈動(dòng)系數(shù)（紋波系數(shù)）差別十分大。其中單相半波整流（含自整流）輸出的電壓紋波系數(shù)最大（100％），而12拍最?。?.4％）。我們知道，如果施加于X線管兩端的電壓隨時(shí)間做從零至最高值做連續(xù)變化，則在一個(gè)變化周期中，只有電壓峰值附近的一小段電壓值加速X線管燈系發(fā)射出來的自由電子才能夠獲得我們?cè)跈C(jī)器上預(yù)置的能量（即kVp），這樣產(chǎn)生的X線光子才有可能對(duì)攝影有用，其余時(shí)間產(chǎn)生的X線光子能量都大大低于預(yù)置能量。這樣的X線光子對(duì)于我們的攝影目的毫無幫助，徒增加病人的吸收劑量而已。

中（高）頻X線發(fā)生器的工作過程如下：50赫茲交流電源經(jīng)過二極管整流、電容器平滑為恒定直流電壓后，經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換成具有一定頻率的方波電壓，該方波電壓經(jīng)變壓器升壓，再經(jīng)整流、濾波，變?yōu)槠交闹绷鞲邏汉螅┘佑赬線管兩端。與此同時(shí)，采樣電路對(duì)管電壓進(jìn)行采樣，并將采樣值送到比較器，與預(yù)置的管電壓值進(jìn)行比較。如果采樣值低于預(yù)置值，則調(diào)節(jié)器發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)，升高逆變器的頻率，或增加逆變器輸出的脈沖寬度，直到從實(shí)際的管電壓采樣值與預(yù)置值相等為止。反之，若采樣值高于預(yù)置值，則調(diào)節(jié)電路降低逆變器的工作頻率或減少脈沖寬度，直到采樣值與預(yù)置值相等。同理，對(duì)管電流也采用同樣的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。

下面我們從不同的角度來談?wù)劰ゎlX線機(jī)和中（高）頻X線機(jī)之間的差別。1、

對(duì)曝光參數(shù)（KV，mA，時(shí)間或mAS）控制的精度

工頻X線機(jī)的曝光控制精度根據(jù)整流方式不同而差別很大。中（高）頻X線發(fā)生器采用的是電壓預(yù)置，反饋調(diào)節(jié)的方法，控制精度高。這樣，可以大大減少X線光子束中的軟射線成分，降低病人的輻射劑量，提高曝光重復(fù)性，從而提高X線照片質(zhì)量。其次，也提高了X線管的輸出效率。這一點(diǎn)從上面的示意圖可以直觀地看出；2、

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

由于中高頻X線發(fā)生器的kV和mA值采用了純電子方式分別預(yù)置、反饋調(diào)節(jié)的方式，沒有任何機(jī)械旋鈕和開關(guān)，省去了kV補(bǔ)償電路和空間電荷補(bǔ)償電路；3、便于計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高

由于中高頻X線發(fā)生器采用了純電子的控制與調(diào)節(jié)方式，沒有機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)，便于計(jì)算機(jī)控制，提高自動(dòng)化程度；4、因?yàn)闆]有機(jī)械接點(diǎn)和旋鈕，不僅響應(yīng)速度快，輸出參數(shù)精度高，而且可以在曝光期間對(duì)kV和mA進(jìn)行調(diào)整；

5、由于采用了儲(chǔ)能元件，對(duì)電源的供電要求大大降低，甚至可以利用直流電直接供電（大型工頻X線檢查設(shè)備往往需要專線供電）；6、由于頻率高，根據(jù)變壓器方程，可以使得高壓變壓器的體積大大縮小，便于大功率（大容量）X線發(fā)生器的小型化或微型化；

7、由于變壓器體積小，不僅節(jié)省了制作高壓發(fā)生器所需要的鐵芯和銅線，而且也減少了高壓發(fā)生器的銅耗與鐵耗

由于單相工頻X線發(fā)生器產(chǎn)生的X線束含有的軟射線成分多，病人吸收的劑量大，照片質(zhì)量不易得到保障，所以歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)明令禁止生產(chǎn)。而工頻三相十二脈沖X線發(fā)生器則有體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)電源供電要求高，輸出參數(shù)控制精度低，自動(dòng)化程度低等缺陷，國(guó)際著名廠商也不再生產(chǎn)這類X線發(fā)生器了。****************************************************************高頻X線機(jī)簡(jiǎn)述

一.研發(fā)背景：X線機(jī)主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，是醫(yī)院最基本的診斷設(shè)備之一。目前，醫(yī)用X射線機(jī)在臨床上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，并成為影像診斷和治療的主要醫(yī)療器械設(shè)備。但國(guó)內(nèi)廣泛使用的工頻X光機(jī)有圖像質(zhì)量差，曝光精度低，自動(dòng)化程度低、防護(hù)水平低，以及體積大、結(jié)構(gòu)笨重等缺點(diǎn)，主要根源在于工頻X線發(fā)生器。西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家工頻X線機(jī)已禁止使用，開始使用高頻X線機(jī)，在我國(guó)主要以工頻為主。中高頻X線機(jī)的使用率不足3%，基本靠進(jìn)口。針對(duì)這種情況，國(guó)家非常重視高頻發(fā)生器的技術(shù)發(fā)展，在“七五”“八五”“九五”期間都把高頻X線機(jī)的研制工作列入重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。相關(guān)單位也作出了一些成果，但與國(guó)外相比，我國(guó)的高頻X線機(jī)的研制技術(shù)水平還存在著較大的差距。因此，研制高頻X線發(fā)生裝置對(duì)促進(jìn)我國(guó)醫(yī)療影像診斷設(shè)備的發(fā)展具有十分重要的意義。由于沒有任何機(jī)械接點(diǎn)或旋鈕，因此調(diào)節(jié)速度快。更由于采用了管電壓和管電流彼此獨(dú)立預(yù)置與反饋調(diào)節(jié)的方法，不僅省去了kV補(bǔ)償和管電流的空間電荷補(bǔ)償電路，而且也提高了控制精度。即使在曝光期間也可進(jìn)行kV和mA分別調(diào)整。1.4

輸出穩(wěn)定，重復(fù)性好在高頻機(jī)中，kV和mA閉環(huán)控制電路的設(shè)定值可以做得很精確，檢測(cè)電路也可以做得很穩(wěn)定，所以不論影響kV、mA的因素有多少，只要其變化在某一允許范圍內(nèi)，則高頻機(jī)每次曝光的輸出量都可以保持一致；1.5

最短曝光時(shí)間更短X射線機(jī)的最短曝光時(shí)間由高壓上升沿來決定。高頻機(jī)的高壓波形上升沿很陡，一般是十幾至幾十μs，所以最短曝光時(shí)間可達(dá)0.01s。而工頻機(jī)的高壓波形按正弦波形變化，上升沿變化緩慢，比如單相工頻機(jī)中，一個(gè)周波為10ms，而有效電壓(大于0.707kVp)只占約5ms。每次曝光至少要占有部分有效電壓，否則這樣一次曝光就毫無意義。根據(jù)計(jì)算得知，工頻機(jī)的最短一次有效曝光應(yīng)大于3ms。1.6

體積可以大大減小根據(jù)變壓器方程，V=f×n×A。在變壓器的輸出電壓一定時(shí)，提高輸入電壓頻率f，則可減少變壓器鐵心面積A和變壓器繞組匝數(shù)n。高頻高壓發(fā)生器的輸入頻率一般大于20kHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50Hz工頻，故變壓器體積大大縮小。體積的縮小不僅節(jié)省了大量的銅線和鐵芯，而且大大減少了金屬銅耗和鐵耗。其次，可以讓原來分離式結(jié)構(gòu)的變壓器箱和機(jī)頭一體化，使得大容量的X射線做到小型化或微型化，有利于戰(zhàn)爭(zhēng)和搶險(xiǎn)救災(zāi)條件下的X射線檢查。1.7

便于智能化由于高頻機(jī)已全部實(shí)現(xiàn)電子化，很容易引進(jìn)微機(jī)技術(shù)。微機(jī)的應(yīng)用將使X射線機(jī)各種性能，比如降落負(fù)載、自動(dòng)曝光、實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)顯示、故障報(bào)警、自動(dòng)處理、數(shù)據(jù)