CN101965093B - 一种高压发生器校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压发生器校准方法，包括步骤：A1、测量高压发生器反馈分压电阻的实际阻值及串联电阻的实际阻值；A2、计算反馈误差；A3、根据所述反馈误差和高压发生器放大参考值对高压发生器在球管的曝光过程进行控制。本发明高压发生器校准方法通过软件方法对高压发生器的高压变压器箱中串联电阻引至的反馈误差进行自动校准，校准步骤简单，容易操作，校准时间短，并且不需要使用专门的仪器，出错概率低。

Description

一种高压发生器校准方法

技术领域

本发明涉及放射摄影***技术领域，具体涉及一种放射摄影***高压发生器校准方法。

背景技术

如图1所示，放射摄影***利用高压发生器输出的40-150KV和灯丝电流，使球管产生X射线，X射线穿透人体组织后，因人体组织的不同，X射线的衰减程度不一样，利用X射线成像***把衰减的X射线转化成人体组织的图象。

如图2所示，高压发生器工作原理是先将工频电压经整流、滤波变成低纹波系数的直流电压，然后通过逆变换产生高频电压，然后经高压变压器箱中的变压器的升压、整流、滤波，输出给X球管。高压发生器的稳定性和一致性决定了X射线成像的质量。

如图3所示，医用诊断X射线球管需要高压发生器输出40KV到150KV的高压，而高压发生器的控制台和主控制板是低压的数字信号和模拟信号，KV设定值的范围在0到10伏之间。因此KV设定值和高压发生器实际高压输出值之间的比例关系K_set(高压发生器放大参考值)为1V对应10几个KV，在这里定义为K_set＝1V∶nKV，例如要输出100KV，那么KV设定值为

由于生产工艺的原因，高压变压器箱不具有一致性，主要表现在两个方面：1、不同高压变压器箱内部的变压器漏感值有差别。2、高压变压器箱内部的KV反馈分压串联电阻数量较多，单个电阻的误差为5％，累积误差较大。现有的校准方法都是逆变驱动上加采样反馈校正电路来补偿高压变压器箱中串联分压电阻的误差。高压发生器的主控板根据控制台设定的KV设定值，通过KV设定值和KV值一定的比例关系，利用主控制板上的数字模拟转换器DAC，把KV设定值转换成相应的KV参考电压，送到逆变驱动板的误差放大器中。KV反馈值需要经过一个电位器进入到误差放大器，这个电位器是用来纠正高压变压器箱中串联电阻的误差的。这样KV设定值和KV反馈值经过误差放大器做运算，运算结果控制逆变产生相应的KV值。现有技术的硬件校准方法，有以下缺点：校准过程烦琐，步骤复杂，校准时间长，需要使用专门的仪器，必须由专业工程师操作，而且出错概率较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压发生器校准方法，克服现有技术高压发生器消除高压变压器箱中串联电阻误差的校准方法烦琐复杂、容易出现错误的缺陷。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种高压发生器校准方法，包括步骤：

A1、测量高压发生器反馈分压电阻的实际阻值及串联电阻的实际阻值；

A2、计算反馈误差；

A3、根据所述反馈误差和高压发生器放大参考值对高压发生器中球管的曝光过程进行控制；

其中所述的高压发生器校准方法，其中所述步骤A1包括步骤：

B1、测量高压发生器反馈分压电阻的实际阻值及串联电阻的实际阻值；

B2、存储所述反馈分压电阻实际阻值与所述串联电阻实际阻值的比值K′_FD；

其中，所述的高压发生器校准方法，其中所述步骤A2包括步骤：

B3、计算高压发生器反馈分压电阻的理论阻值及串联电阻的理论阻值；

B4、存储所述反馈分压电阻理论阻值与所述串联电阻理论阻值的比值K_FD；

B5、计算K′_FD与K_FD的差值，存储所述差值乘上一个固定常数的积ΔK_set；

B6、计算K_FD与所述固定常数的积K_set。

所述的高压发生器校准方法，其中将K_set与ΔK_set的和经数模转换后输出到高压发生器的脉宽调制控制器。

本发明的有益效果：本发明高压发生器校准方法通过软件方法对高压发生器高压变压器箱中串联电阻引至的反馈误差进行自动校准，校准步骤简单，容易操作，校准时间短，并且不需要使用专门的仪器，出错概率低。

附图说明

本发明包括如下附图：

图1为现有技术放射摄影***示意图；

图2为现有技术放射摄影***高压发生器示意图；

图3为现有技术放射摄影***高压发生器的高压变压器箱中串联电阻误差校准电路示意图；

图4为本发明高压发生器的高压变压器箱中反馈采样电阻示意图；

图5为本发明放射摄影***高压发生器的高压变压器箱中串联电阻误差校准电路示意图；

图6为本发明脉宽调制控制器示意图；

图7为本发明灯丝逆变电路示意图；

图8为本发明反馈电路示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

如图4所示，首先测量高压发生器反馈分压电阻的实际阻值(R_N±ΔR)串联电阻的实际阻值

把串联分压电路和高压变压器箱中其他电路断开，使串联分压电路构成单独一个回路，用LCR测试仪分别测试高压变压器箱中串联电阻的阻值，并记录下来。根据下面的公式，计算出实际反馈放大参考值K′_FD：

$K_{\mathrm{FD}}^{\′}=\frac{R_N\±\mathrm{\ΔR}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(R_i\±\mathrm{\ΔR})}$

根据高压发生器反馈分压电阻的理论阻值及串联电阻的理论阻值计算并存储反馈分压电阻理论阻值与所述串联电阻理论阻值的比值(理论反馈放大参考值)K_FD。

高压发生器放大参考值K_set与理论反馈放大参考值K_FD满足如下关系：

K_set＝C×K_FD

其中C为固定常数。而在高压发生器实际电路中由于串联电阻误差存在，所以实际高压发生器放大参考值K′_set应将反馈误差(K′_FD与K_FD的差)考虑在内：

K′_set＝C(K_FD+ΔK_FD)

其中反馈误差ΔK_FD＝K′_FD-K_FD

设ΔK_set＝CΔK_FD

那么：K′_set＝K_set+ΔK_set

当高压发生器装配或者更换高压变压器箱时，在高压发生器控制台的服务模式中设置K′_FD参数和K_FD参数。在主控制板的存储器中开辟一个存储单元，用来存储K′_FD参数和K_FD参数。主控板的CPU根据下面的公式计算ΔK_set：

ΔK_set＝CΔK_FD＝C(K′_FD-K_FD)

如图5和图6所示，高压发生器在球管的曝光过程中将K′_set转换成电压信号发送给逆变控制板的脉宽调制控制器(PWM，Pulse WidthModulation)的误差放大比较器一端，当收到调整信号FIL KEF的时候，PWM控制器(芯片TL954)就会调整其输出的占空比，逆变驱动也得到调整，从而调整灯丝回路中的电流，当灯丝电流改变后，球管的电流(负载电流)也改变了，从而输出KV值也随之变化。

如图7所示，DAC输出的电压信号(FIL_REF信号)与反馈信号FIL_I进行比较，从而调整芯片TL594的9脚、10脚的输出驱动信号的占空比。此输出驱动信号为逆变驱动信号，通过开关Q1、Q2、Q3和Q4，到达调整灯丝回路，即FIL_DR_OUT中的电流回路。

如图8所示，在高压变压器箱中灯丝变压器接收到FIL_DR_OUT电流变化的时候，因为变压器的等效传输原则，当FIL_DR_OUT电流变大后，灯丝变压器的另一侧的电流也将变大，即球管的管电流将变大。球管是高压发生器的负载，由于高压变压器箱总能量一定，所以当负载电流变化时，也将影响输出KV电压的变化。当输出KV电压发生变化后，由电阻采样的KV反馈电压也将发生变化，KV反馈接到PWM控制器的一端，进而调整PWM控制器占空比的大小，形成闭环调节。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种高压发生器校准方法，其特征在于，包括步骤：

A1、测量高压发生器反馈分压电阻的实际阻值及串联电阻的实际阻值；

A2、计算反馈误差；

A3、根据所述反馈误差和高压发生器放大参考值对高压发生器中球管

的曝光过程进行控制；

其中，所述步骤A1包括步骤：

B1、测量高压发生器反馈分压电阻的实际阻值及串联电阻的实际阻值；

B2、存储所述反馈分压电阻实际阻值与所述串联电阻实际阻值的比值K′_FD；

其中，所述步骤A2包括步骤：

B3、计算高压发生器反馈分压电阻的理论阻值及串联电阻的理论阻值；

B4、存储所述反馈分压电阻理论阻值与所述串联电阻理论阻值的比值K_FD；

B5、计算K′_FD与K_FD的差值，存储所述差值乘上一个固定常数的积ΔK_set；

B6、计算K_FD与所述固定常数的积K_set。

2.根据权利要求1所述的高压发生器校准方法，其特征在于：将K_set与ΔK_set的和经数模转换后输出到高压发生器的脉宽调制控制器。

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