發(fā)布時(shí)間：2017-09-14 01:34

  本文關(guān)鍵詞：CT系統(tǒng)X射線管用高壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)

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【摘要】：CT,即電子計(jì)算機(jī)斷層掃描,是一項(xiàng)由X光機(jī)發(fā)展而來高新技術(shù),其獲得的圖像比X光機(jī)更清晰明了,有利于更好的診斷疾病。目前,CT檢查已被廣泛應(yīng)用于大量的疾病診斷治療和健康檢查實(shí)踐中,在各省級、縣級,甚至是社區(qū)醫(yī)院都能看到CT的身影。隨著中國基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)施不斷完善,未來對CT的需求量會(huì)越來越大。高壓發(fā)生器作為CT系統(tǒng)中的重要組成部分,是CT影像系統(tǒng)中電源供給的“心臟”。高壓發(fā)生器為X射線管提供高壓電源及外部控制系統(tǒng)到X射線管的驅(qū)動(dòng),其輸出功率、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性以及控制精度等性能直接影響了CT影像系統(tǒng)的各項(xiàng)性能,進(jìn)而影響了CT系統(tǒng)輸出圖像的質(zhì)量。圖像質(zhì)量的高低又直接影響了醫(yī)師對患者病情的診斷和治療。另外,從成本角度分析,高壓發(fā)生器也占據(jù)了CT系統(tǒng)的相當(dāng)大的一部分費(fèi)用,如果能使高壓發(fā)生器國產(chǎn)化、低成本化,能夠大幅度提高國產(chǎn)CT的國際競爭力。本課題通過分析CT系統(tǒng)高壓發(fā)生器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制方法及各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)原理,闡述了一套完整的高壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)理論。描述了高壓發(fā)生器的組成及各子系統(tǒng)的功能定義;整理了系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)需求,給出了電路設(shè)計(jì)方法和程序流程圖;重點(diǎn)分析了高壓發(fā)生器內(nèi)應(yīng)用到的三種功率變化電路:全橋整流、半橋整流和倍壓整流,分析了它們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),給出了它們的原理分析、電路設(shè)計(jì)和調(diào)試方法;對如旋轉(zhuǎn)陽極、母線控制等子功能部分也給出了設(shè)計(jì)方法。各個(gè)子功能模塊按照系統(tǒng)框圖連接在一起,以系統(tǒng)控制板為核心,構(gòu)成了一個(gè)參數(shù)可設(shè)置、具有自動(dòng)反饋矯正及自動(dòng)輸出調(diào)整的大功率X射線管供電系統(tǒng)。在現(xiàn)有的高壓發(fā)生器理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)上,引入最新的電子集成電路技術(shù)和軟件算法控制技術(shù),來提高高壓發(fā)生器的各項(xiàng)性能。高壓發(fā)生器性能的提升,可以使X射線管發(fā)出足夠高且精準(zhǔn)穩(wěn)定的射線量,為CT的后期軟件圖像處理及醫(yī)師診斷打好堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。新技術(shù)的引入簡化了高壓發(fā)生器的拓?fù)�、減少了元器件用量,降低了高壓發(fā)生器的生產(chǎn)工藝要求,降低了CT整機(jī)的成本,為CT設(shè)備的普及做出貢獻(xiàn),也為國家醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)添加一份力量。
【關(guān)鍵詞】：X-射線 CT 高壓發(fā)生器
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R814.42;TP311.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 CT技術(shù)簡介8-10
• 1.1.1 CT的設(shè)備組成8-9
• 1.1.2 CT的工作原理9
• 1.1.3 歷代CT機(jī)特點(diǎn)描述9-10
• 1.2 X射線管工作原理及特征曲線10-12
• 1.2.1 X射線管工作原理10-11
• 1.2.2 X射線管的特征曲線11-12
• 1.3 高壓發(fā)生器的研究意義12-14
• 1.3.1 高壓發(fā)生器在CT系統(tǒng)中的工作流程12-13
• 1.3.2 高壓發(fā)生器技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀13
• 1.3.3 高壓發(fā)生器的研究意義13-14
• 1.4 論文的主要研究工作14-16
• 第2章 高壓發(fā)生器系統(tǒng)組成與硬件設(shè)計(jì)16-38
• 2.1 高壓發(fā)生器的系統(tǒng)框圖16-17
• 2.2 高壓發(fā)生器系統(tǒng)中的接口電路設(shè)計(jì)17-19
• 2.2.1 數(shù)字IO接口設(shè)計(jì)17
• 2.2.2 模擬IO接口設(shè)計(jì)17-18
• 2.2.3 串口接口設(shè)計(jì)18-19
• 2.3 高壓產(chǎn)生及反饋模塊的設(shè)計(jì)19-30
• 2.3.1 逆變信號發(fā)生器設(shè)計(jì)19-23
• 2.3.2 直流母線生成單元設(shè)計(jì)23
• 2.3.3 全橋整流電路23-26
• 2.3.4 主功率變壓器參數(shù)定義26
• 2.3.5 倍壓整流電路26-29
• 2.3.6 k V和m A反饋電路29-30
• 2.4 燈絲驅(qū)動(dòng)硬件部分30-35
• 2.4.1 半橋整流電路31-32
• 2.4.2 UC3525芯片工作原理32-33
• 2.4.3 燈絲驅(qū)動(dòng)的電流反饋33-34
• 2.4.4 燈絲驅(qū)動(dòng)中變壓器的設(shè)計(jì)34-35
• 2.5 旋轉(zhuǎn)陽極部分的電路設(shè)計(jì)35-36
• 2.5.1 旋轉(zhuǎn)陽極的電機(jī)理論研究35-36
• 2.5.2 旋轉(zhuǎn)陽極電機(jī)的自啟動(dòng)36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 第3章 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)38-50
• 3.1 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)的需求分析38-39
• 3.1.1 系統(tǒng)外部的需求38
• 3.1.2 系統(tǒng)內(nèi)部的需求38-39
• 3.2 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)功能框圖39-40
• 3.3 各個(gè)程序模塊的設(shè)計(jì)40-48
• 3.3.1 中央控制系統(tǒng)頂層模塊的設(shè)計(jì)40-43
• 3.3.2 母線控制模塊設(shè)計(jì)43-44
• 3.3.3 中央控制系統(tǒng)中其他模塊的設(shè)計(jì)44-45
• 3.3.4 旋轉(zhuǎn)陽極子系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)45-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證50-66
• 4.1 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境50-51
• 4.1.1 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)的硬件平臺50
• 4.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境50-51
• 4.2 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)51-60
• 4.2.1 中央控制系統(tǒng)程序的實(shí)現(xiàn)51-57
• 4.2.2 旋轉(zhuǎn)陽極子系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)57-60
• 4.3 原型機(jī)的搭建與系統(tǒng)的性能測試60-65
• 4.3.1 高壓發(fā)生器原型機(jī)的搭建61-63
• 4.3.2 高壓發(fā)生器控制系統(tǒng)的測試63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 致謝72

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