专利名称：微型半导体x线机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种X射线仪，更确切地说是涉及一种带X射线管的X射线装置。
现有的X线机，以其X线管的最高电压及最大管电流分类为大、中、小型三种。近年来，小型X线机中的X线装置，以小功率、微焦点的微型X线管作放射源，并将高电压发生器和X线管组合在一起组成组合式管头，具有结构简单、体积小、重量轻的特点，在医用X线诊断、治疗，工业技术方面的材料无损检测、结构分析、光谱分析、底片曝光及生物种子处理上有携带方便、适于野外条件应用等优点。
中国专利CN87209666“微型便携式X线机”，其中的X线装置，体积为40×240mm，其高电压发生器由高电压变压器和由电容器、二极管组成的倍压整流电路组成，灯丝电压从X线装置外引入并通过装设在X线管一侧的线束限制器控制改变X线场。
中国专利CN88220424.6“中频X线机”，采用逆变器，逆变器接受脉冲发生器的脉冲，触发可控硅产生逆变，逆变器将300V直流逆变成84HZ交流至高压变压器，经升压、整流滤波后推动X线管，使高压发生器的高压受脉冲发生器输出控制，当高电压发生器输出电压高于所需电压预置值的下限时，脉冲控制器控制脉冲发生器停发脉冲，否则就继续发脉冲，按上述原理设计的组合式管头重量为4公斤。
本实用新型的目的是通过采用与现有技术不同的电路设计，进一步缩小X线装置的体积、减轻重量、节省电能且结构简单操作简便、适于携带。
本实用新型由用作放射源的微型X线管、施加在X线管阳级激发X线发生的高压发生器、提供X线管灯丝电压的灯丝变压器和同步调整X线管灯丝电压、阳极电压，以同步控制调整X射线穿透力及X线发生量的无级调压器四大部件组成。
本实用新型的高电压发生器电路，根据法拉弟电磁感应定律和楞次定律，将可控硅、储能电容与微型电磁感应高压变压器的初级线圈串接，利用储能电容充放电与可控硅的开关作用，可以少量的1.5W的电能输入获得50－70KV的高能量输出，通过高压变压器的次级线圈直接加到X线管的阳极，激发X线发生。该高压发生器电路还包括全波整流电路，使在电源正半周时，电源对储能电容充电，负半周时，电容通过可控硅放电，串接在充放电回路中的高压变压器初级有较高的输入电压。
由双向可控硅及其触发极移相电路组成的无级调压器，其输出分别接至灯丝变压器和高压发生器中由可控硅、电容、微型高压变压器初级线圈组成的电容充放电电路，在改变无级调压器中可控硅导通角即改变无级调压器输出值时，同步控制高压发生器电路中可控硅的触发条件、调整高压发生器输出值和改变灯丝变压器的初级线圈电压。即在电源正半周时，电源经无级调压器双向可控硅对储能电容充电，电源负半周时，无级调压器输出控制高压发生器可控硅的触发条件。
根据本实用新型所采用的原理，可制作成30mA、50mA、100mA的X线机。
下面结合实施例附图详细说明本实用新型的技术附
图1.微型半导体X线机实施例电原理图附图2.微型半导体X线机实施例外形结构示意图附图1中，虚线框10为无级调压器电路，虑线框20为X射线管的高压发生器电路，虚线框30为X射线管灯丝变压器电路，虚线框40为X射线管XG。
当合上电源开关K1后，220V市电经灯丝变压器B1的初级线圈T1给双向可控硅3CTS和由电位器W1、限流电阻R1、电容C1构成的触发极移相电路加电，双向可控硅3CTS的导通取决于触发二极管2CTS的导通。调整W1，可改变双向可控硅3CTS的导通角，从而使灯丝变压器B1的初级线圈T1获得不同的输入电压，继而在灯丝变压器的次级线圈T2上获得相应的变化电压，以调整X射线管XG灯丝电流的毫安值，灯丝亮度可调。
跨接在T1两端由二极管D4、发光二极管LED、限流电阻R4串接的电压指示电路，可根据发光二极管LED的亮度指示本X射线装置的加压情况及灯丝电压的大小差异。
当按下曝光开关K2后，对高压发生器电路20加电，在电源正半周(A端为正)，整流二极管D1、D2导通，D3截止，并对储能电容C2充电，该充电回路可简单描述为A→R2→D1→C2→T3→D2→K2→3CTS→B，在电源负半周(B端为正)，整流二极管D3导通，D1、D2截止，经电阻R3分流，一部分电流经电位器W2、限流电阻R5触发可控硅3CT导通，在3CT导通的瞬间，储能电容C2通过可控硅3CT、高压变压器B2的初级线圈T3迅速放电，同时在高压变压器B2的次级线圈T4上感应出一个很高的电动势，达数十千伏。
根据法拉弟电磁感应定律，高压变压器B2的初、次级T3、T4的感应电压与储能电容C2的充放电速度、时间的负数成正比，充放电速度越快，时间越短，感应的电压越高。此外电磁感应还与感应线圈的尺寸、磁通材料、线圈匝数及初级线圈的输入电压有关。由前述储能电容C2的充放电回路分析在其它条件均不变的情况下，显然移相电路中W1对双向可控硅3CTS导通角的控制在调整灯丝电压的同时也调整了高压发生器电路中电容C2上充电电压的大小、充放电的速度，即调整了T3输入电压的大小，即随着无级调压器电路10输出电压值的改变，调整X射线管阳极电压以控制改变X线的穿透力，实现了由一个无级调压器同步调整X射线管灯丝电流及管电压的发明目的。
图中按钮开关K3闭合时，储能电容C2的充放电回路中就没有双向可控硅3CTS的作用，使回路电压提高0.7V，高压变压器B2输出电压可进一步增高，可用于照像时提高照片质量，因而K3也称为照像限时按钮。
实施时，为确保可控硅3CTS在较低电压条件下也能导通工作，而使W1与W2联动，当调压器输出电压降低时，也同时降低可控硅3CT的触发条件。实施时，还使W1、W2的联动装置与电源开关K1结合在一起，以确保在每次开机时，都是从低电压状态开始预热机器，再逐步升高电压，有效地防止了开机时因电压过高而容易烧坏元件的弊病。
以无级调压方式同步调正X射线管的管电压和管电流，使在实际使用中透照簿体位时不会因X射线的过度穿透降低对比度使图像灰雾；透照厚体位时也不会因X射线穿透不足使病灶不易显示。
本实用新型的新型电路设计，使制成的高压变压器B2体积大大缩小，约为25×20×15mm，并做到了以少量的电能输入获得高能量输出。X线管、高压发生器、灯丝变压器及其无级调压器组合在一起的X线装置，体积缩小为φ90×150mm，重量为1kg。
附图2为本实用新型实施例的外形设计示意图，带有X线窗口2的园柱形绝缘外壳1，安装在上、下托架3、4间，并可作90°范围内的转动，上、下托架3、4间还有手柄5，手柄5上有开关K2，手柄5与上托架3结合的位置处有带双连电位器W1、W2的电源开关K1，手柄5与下托架4的结合位置处引出电源线和照像限时开关K3。
权利要求1.一种X射线装置，包括用作放射源的微型X线管、施加在X线管阳极激发X线发生的高压发生器，提供X线管灯丝电压的灯丝变压器，其特征在于1)还包括由双向可控硅及其触发极移相电路组成的无级调压器，其输出分别接灯丝变压器电路和高压发生器电路，无级调压器输出电压同步调整灯丝变压器输出电压和高压发生器输出电压，2)所述的高压发生器以微型高压变压器初级线圈与可控硅，储能电容串接，以微型高压变压器次级线圈直接与X射管阳极连接，利用储能电容充放电与可控硅的开关作用，可使高压发生器以少量电能输入、大能量输出。
2.根据权利要求1所述的一种X射线装置，其特征在于所述的高压发生器还包括全波整流电路，电源正半周时，控制电源经无级调压器双向可控硅对储能电容充电，电源负半周时，控制储能电容通过可控硅放电，使串接在电容充放电回路中的微型高压变压器初级获得电压。
3.根据权利要求1或2所述的一种X射线装置，其特征在于所述的由双向可控硅及其触发极移相电路组成的无级调压器，其输出与灯丝变压器初级线圈一端相接，并与高压发生器中可控硅触发极的分流电阻端相接，在电源负半周时调正高压发生器中可控硅的触发条件。
专利摘要本实用新型涉及一种包括X射线管及其高压发生器的X射线装置。具有体积小、重量轻、节能、使用简单方便的特点。高压发生器以电容、可控硅与微型变压器初级串接，利用电容充放电及可控硅的开关作用，使高压发生器可以少量电能输入获得数千伏的高能量输出。通过以双向可控硅及其触发电路组成的无级调压电路同步调整灯丝变压器和高压发生器，实现同步调正X射线管阳极电压及灯丝电压，即同步改变X线发生量及X线的穿透力。
文档编号H05G1/32GK2090142SQ9120224
公开日1991年12月4日 申请日期1991年2月11日 优先权日1991年2月11日
发明者焦永旭, 焦建辉 申请人:焦永旭, 焦建辉