一种牙科X射线机球管打火控制电路及抑制方法与流程

allin2026-07-11  9


本发明涉及牙科x射线机,更具体的说是一种牙科x射线机球管打火控制电路及抑制方法。


背景技术:

1、牙科x射线机是一种口腔外诊断牙齿病变的影像设备,在口腔内放置图像接收器则可以获得牙齿影像。牙科x射线机广泛使用于牙齿各类病变的诊断,了解龋坏程度、根尖周炎症、颌骨肿瘤、各类软组织病变,查看外伤根折根裂问题、方便观察阻生牙生长位置形态及替牙期埋伏恒牙胚发育情况等。牙科x射线机是开展牙科各类型诊疗业务的基础型刚需设备。

2、牙科x射线机主要由主控板、逆变板、倍压组件、球管组成,主控板负责采集内部和外部各项参数并发出控制指令,逆变板是将直流电逆变为高频交流电,倍压组件是将高频交流电升压为球管所需要的高电压,高电压产生强电场施加在球管上,x射线球管是一种真空管,内部有阴极和阳极,阴极由灯丝组成,将强电场施加在阳极与阴极,阴极灯丝在加热情况下产生活跃的自由电子,阳极由钨或钼制成靶面,活跃的自由电子在强电场作用下轰击到阳极钨靶等材质上会产生x射线。x射线穿透口腔可在胶片上显影出牙齿,医生可据图判断牙齿病变情况。

3、x射线源有两项最为重要的参数指标,管电压和管电流,即kv值和ma值,在牙科影像领域中,kv值表征x射线穿透牙齿的能力,ma值在一定程度上表征所拍摄出的牙齿的清晰度。目前用于牙科x射线源的高电压输出多为60kv,经市场反馈及临床试验发现最适合拍摄牙齿的高压值为70kv,但电压值的升高更易于发生放电打火情况,会对倍压组件和球管造成损坏。

4、现有的技术只采用硬件闭环控制技术,当球管发生放电打火时,管电压kv或管电流ma的变化超过一定限值,即触发硬件保护,这种硬件保护的限值是由元器件参数设定的,一旦设定就很难更改,不方便重新调整保护限值。一些不影响曝光的瞬时放电打火也可能触发保护,硬件闭环控制电路无法自动判断识别,造成不必要的保护,影响医生使用体验。


技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种牙科x射线机球管打火控制电路,解决了上述背景技术中的问题。

2、为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,更具体的说是一种牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于,包括电池bt1、保险管f1、电容c1~c8、电阻r1~r11、差模电感l1、电源转换器u1、主控制器u2、运算放大器u4~u5、逆变模块u6和x射线源组件u7;

3、其中,所述逆变模块u6包括:脉冲宽度调制芯片u3、场效应晶体管q1和场效应晶体管q2;

4、所述x射线源组件u7包括:高频倍压模块vd1、x射线球管t1、高频变压器tr1、kv采样电路以及ma采样电路。

5、更进一步的,所述电池bt1,用于给牙科x射线机球管打火控制电路供电;

6、所述保险管f1,用于起短路保护作用;

7、所述差模电感l1,用于组成滤波电路使线路电压更平稳;

8、所述电源转换器u1,用于转换输出主控制器u2、运算放大器u4~u5、逆变模块u6和x射线源组件u7所需要的工作电压;

9、所述主控制器u2,用于接收来自外部的控制信号,并采样反馈的信号,进行运算并输出控制信号;

10、所述运算放大器u4,用于调制kv信号并输出给主控制器u2;

11、所述运算放大器u5,用于调制ma信号并输出给主控制器u2。

12、更进一步的,所述脉冲宽度调制芯片u3,用于调制输出交替的驱动信号;

13、所述场效应晶体管q1、q2,用于接收脉冲宽度调制芯片u3输出的驱动信号,并根据驱动信号进行开关;

14、所述高频倍压模块vd1,用于提供x射线球管t1所需要的70kv高压;

15、所述x射线球管t1,用于发出x射线;

16、所述高频变压器tr1,用于给高频倍压模块vd1提供电压;

17、所述kv采样电路,用于用于将70kv的高电压分压为低电压信号送入脉冲宽度调制芯片u3和运算放大器u4;

18、所述ma采样电路,用于将x射线球管t1的电流采样信号送入运算放大器u5。

19、更进一步的,所述主控制器u2接收到曝光信号,则使能脉冲宽度调制芯片u3,发出驱动脉冲,使场效应晶体管q1和场效应晶体管q2交替工作,将直流电逆变为交替变化的脉冲电压;

20、所述脉冲电进入高频变压器tr1进行第一级升压,升压后的电进入倍压模块vd1得到x射线球管t1所需的70kv高压,高电压即产生强电场。

21、更进一步的,所述电源转换器u1输出x射线球管t1阴极灯丝所需要的电源,灯丝被加热后会产生活跃的自由电子;阴极活跃的自由电子在阳极强电场吸引下轰击到阳极靶面产生x射线。

22、更进一步的,所述脉冲宽度调制器u3接收kv采样电路的kv采样信号,并自适应调节输出高电压的大小;

23、所述kv采样电路将kv信号也给到运算放大器u4,并由电阻r2分压得到kv信号,经电容c3、电阻r6、电容c8组成的π型电路进入运算放大器u4,经电阻r10和电阻r11比例调制后,由电阻r5和电容c6组成的滤波电路输出给主控制器u2的ad1引脚;

24、当主控制器u2从ad1采集到的kv信号突然降低,即发生放电打火时,由控制电路的抑制方法判断是否进入保护停机状态。

25、更进一步的,所述运算放大器u5为处理ma信号的运算放大器,由电阻r3得到与ma成比例的信号电压,经电容c4、电阻r7、电容c7组成的π型滤波电路进入运算放大器u5,经运算放大器r8和运算放大器r9比例调制后,由运算放大器r4和运算放大器c5组成的滤波电路输出给主控制器u2的ad2引脚;

26、当主控制器u2从ad2采集到的ma值与标准值有偏差时,则主控制器u2调整电源转换器u1的给定值改变灯丝电源电压,使ma值处于标准值;

27、当主控制器u2从ad2采集到的ma信号突然升高,即发生放电打火时,由软件算法判断是否进入保护停机状态。

28、一种牙科x射线机球管打火控制电路的抑制方法,包括以下步骤:

29、步骤一、启动曝光程序

30、步骤二、当主控制器u2采集到的是ad1信号则对kv值进行判断

31、s1、主控制器u2对ad1数据进行采集;

32、s2、ad1采集的数据在设定范围,则继续曝光直至曝光结束;

33、s3、采集的数据高于设定值设定范围,则停止曝光并等待2ms后再继续曝光,并重复步骤s1;

34、s4、采集的数据低于设定值设定范围,则停止曝光并等待2ms或进行次数累计后再继续曝光,并重复步骤s1;

35、步骤三、当主控制器u2采集到的是ad2信号则对mv值进行判断

36、s1、主控制器u2对ad2数据进行采集;

37、s2、ad2采集的数据在设定范围,则继续曝光直至曝光结束;

38、s3、采集的数据高于设定值设定范围,则停止曝光并等待3ms或进行次数累计后再继续曝光,并重复步骤s1;

39、s4、采集的数据低于设定值设定范围,则停止曝光并等待2ms同时在调整灯丝电源之后再继续曝光,并重复步骤s1。

40、本发明一种牙科x射线机球管打火控制电路的有益效果为:

41、1、本发明所设计的电路能对kv信号和ma信号进行实时软件监测,所设计的软件算法能对放电打火导致的kv/ma异常进行实时保护,可软件设定和更改保护限值,确保能实施有效保护,提高了产品的一致性。

42、2、本发明通过监测到kv/ma值偏离预设值一定范围时即判定发生球管放电打火,软件算法能判断打火次数及打火强度,自动判断是否进行保护停机,避免不必要的保护停机。当判断是较严重的打火时,此时立即停止供给逆变电源,放电打火点没有持续的高电压即自行熄灭,约几毫秒后再自行重启曝光,不影响此次拍片,提升医生使用体验。软件硬件双重保护可避免倍压组件和球管损坏,提高产品质量。


技术特征:

1.一种牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于,包括电池bt1、保险管f1、电容c1~c8、电阻r1~r11、差模电感l1、电源转换器u1、主控制器u2、运算放大器u4~u5、逆变模块u6和x射线源组件u7;

2.根据权利要求1所述的牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于:所述电池bt1,用于给牙科x射线机球管打火控制电路供电;

3.根据权利要求1所述的牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于:所述脉冲宽度调制芯片u3,用于调制输出交替的驱动信号;

4.根据权利要求1所述的牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于:所述主控制器u2接收到曝光信号,则使能脉冲宽度调制芯片u3,发出驱动脉冲,使场效应晶体管q1和场效应晶体管q2交替工作,将直流电逆变为交替变化的脉冲电压;

5.根据权利要求4所述的牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于:所述电源转换器u1输出x射线球管t1阴极灯丝所需要的电源,灯丝被加热后会产生活跃的自由电子;阴极活跃的自由电子在阳极强电场吸引下轰击到阳极靶面产生x射线。

6.根据权利要求5所述的牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于:所述脉冲宽度调制器u3接收kv采样电路的kv采样信号,并自适应调节输出高电压的大小;

7.根据权利要求6所述的牙科x射线机球管打火控制电路,其特征在于:所述运算放大器u5为处理ma信号的运算放大器,由电阻r3得到与ma成比例的信号电压,经电容c4、电阻r7、电容c7组成的π型滤波电路进入运算放大器u5,经运算放大器r8和运算放大器r9比例调制后,由运算放大器r4和运算放大器c5组成的滤波电路输出给主控制器u2的ad2引脚;

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种牙科x射线机球管打火控制电路的抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明涉及牙科X射线机技术领域,且公开了一种牙科X射线机牙科X射线机球管打火控制电路,包括电池BT1、保险管F1、滤波电容C1与C2、电容C3~C8、差模电感L1、电源转换器U1、主控制器U2、脉冲宽度调制芯片U3、运算放大器U4和U5、逆变模块U6、X射线源组件U7、电流采样电阻R1、电阻R2~R11、高频倍压模块VD1、X射线球管T1、KV采样电路、mA采样电路、场效应晶体管Q1、Q2;电池BT1,用于给牙科X射线机提供电能;保险管F1,用于起短路保护作用。本发明所设计的电路能对KV信号和mA信号进行实时软件监测,所设计的软件算法能对放电打火导致的KV/mA异常进行实时保护,可软件设定和更改保护限值,确保能实施有效保护,提高了产品的一致性。

技术研发人员:严凡,严真兰
受保护的技术使用者:珠海市橙梵科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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