数字式剂量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了数字式剂量系统，设置有前级积分‑放大电路、V/D转换电路、工控机并行接口电路及工控机，前级积分‑放大电路依次连接V/D转换电路、工控机并行接口电路和工控机；所述V/D转换电路内设置有相互连接的AD转换电路和锁存电路，AD转换电路分别与前级积分‑放大电路和工控机并行接口电路相连接，锁存电路亦连接在工控机并行接口电路上，解决现有医用直线加速器剂量测量电路存在相对的不稳定性的情况，设计相关数字式电路来提高剂量检测的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医用的电子直线加速器技术等领域，具体的说，是数字式剂量系统。
技术介绍
医用直线加速器输出剂量的测量是检验加速器输出稳定性的重要指标。用直线加速器输出剂量的穿透性电离室在标称加速器电压和剂量的情况下，电离室输出电流一般在pA(10-12A)级；市场上现有医用加速器测量电路一般采用积分电路和放大电路的方式进行设计。一路输出模拟电压信号D直接接入剂量率指示表，另一路输出电压C继续通过放大电路、压频转换芯片和分频器处理得到对应的频率信号，经过计算机接口电路处理后输出到计算机系统进行处理。因压频转换芯片外围要接入双电源供电以及晶振电路就会产生以下问题：a)对于晶振电路输出的基准频率精度和稳定性要求较高，晶振电路的输出不稳定性会直接造成压频转换芯片在输出频率时产生误差；b)压频转换电路双电源工作状态时芯片自身会产生较高的温度，进而使输出频率产生一定的累计误差；c)常用的压频转换电路数字量的积累需要很多时间周期，为了减少干扰信号的影响要经过多次积分，这种V-F转换方法的速度较慢，因此不适合中高速应用的场合。医用直线加速器国家标准规定了稳定度应该小于1％，所以加速器剂量系统的稳定度和可靠性的提高是关系到加速器性能的一个重要因素。
技术实现思路
本技术的目的在于设计出数字式剂量系统，解决现有医用直线加速器剂量测量电路存在相对的不稳定性的情况，设计相关数字式电路来提高剂量检测的可靠性。本技术通过下述技术方案实现：数字式剂量系统，设置有前级积分-放大电路、V/D转换电路、工控机并行接口电路及工控机，前级积分-放大电路依次连接V/D转换电路、工控机并行接口电路和工控机。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述V/D转换电路内设置有相互连接的AD转换电路和锁存电路，AD转换电路分别与前级积分-放大电路和工控机并行接口电路相连接，锁存电路亦连接在工控机并行接口电路上。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述AD转换电路包括AD转换芯片U1、电位器RP2和电位器RP3，AD转换芯片U1的REF IN脚通过电位器RP2连接AD转换芯片U1的REF OUT脚，AD转换芯片U1的VEE脚与电位器RP3的一个固定端相连接，电位器RP3的另一个固定端与AD转换芯片U1的V+脚相连接，AD转换芯片U1的BIPO脚与电位器RP3的可调端相连接；AD转换芯片U1的数字输出端连接锁存电路及工控机并行接口电路，AD转换芯片U1的CE脚、脚及脚皆与锁存电路相连接，AD转换芯片U1的AGND脚和DGND脚分别与模拟地和数字地相连接。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述锁存电路内设置有三态锁存器U2，三态锁存器U2的Q6脚连接AD转换芯片U1的脚，三态锁存器U2的Q7脚连接AD转换芯片U1的脚，三态锁存器U2的Q8脚连接AD转换芯片U1的CE脚；三态锁存器U2的D1脚到D8脚依次与AD转换芯片U1的D4脚到D11脚相连接，AD转换芯片U1的D0到D3脚依次与AD转换芯片U1的D8到D11脚相连接；三态锁存器U2的D1脚到D8脚亦连接在工控机并行接口电路上。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述工控机并行接口电路内设置有微控制器U3，电阻R12、电阻R11、电容C9、电容C10及晶振X，微控制器U3的脚通过电阻R12与微控制器U3的VCC脚相连接，晶振X的其中一脚通过依次串联的电容C9和电容C10与晶振X的另一脚相连接，电阻R11与晶振X并联，且电阻R11分别与微控制器U3的XTAL2脚和XTAL1脚相连接，电容C9和电容C10的共接端连接数字地，且微控制器U3的AGND脚和GND脚亦与数字地相连接；三态锁存器U2的D1脚到D8脚依次连接微控制器U3的PB0脚到PB7脚。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述微控制器U3的AVCC脚与微控制器U3的VCC脚相连接，在微控制器U3的VCC脚上连接有+5V直流电压。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：在所述AD转换芯片U1的VL+脚、AD转换芯片U1的脚及三态锁存器U2的VCC脚上亦连接有+5V直流电压。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：在所述AD转换芯片U1的V+脚和AD转换芯片U1的VEE脚上分别连接有+15V直流电压和-15V直流电压。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述AD转换芯片U1采用型号为AD574A的模数转换芯片。进一步的为更好的实现本技术，特别采用下述设置结构：所述三态锁存器U2采用型号为74LS373N的三态锁存器，所述微控制器U3采用型号为ATmega16的微控制器。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本技术解决现有医用直线加速器剂量测量电路存在相对的不稳定性的情况，设计相关数字式电路来提高剂量检测的可靠性。本技术的V/D转换电路基于模数转换电路设计，优选的采用AD574A作为转换芯片，在进行A/D转换时外围不用附加取样-保持电路，具有外围电路相对简单，抗电磁干扰能力较强，而且转换速度快，转换器转换时间可以达到41ns以下的特点。本技术所设计的工控机利用工控机并行接口电路可以直接获取转换的12位数字量进行处理。附图说明图1为本技术原理框图。图2为本技术所述V/D转换电路与工控机并行接口电路的一种电路图结构。图3为本技术所述工控机并行接口电路的一种电路图结构。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：数字式剂量系统，解决现有医用直线加速器剂量测量电路存在相对的不稳定性的情况，设计相关数字式电路来提高剂量检测的可靠性，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：设置有前级积分-放大电路、V/D转换电路、工控机并行接口电路及工控机，前级积分-放大电路依次连接V/D转换电路、工控机并行接口电路和工控机。前级积分-放大电路，采用现有电路结构即可实现，两路电离室输出的弱电流信号经过I/V、积分和放大后转换得到的模拟量的电压信号，该信号的伏值直接反应了当前X射线剂量率的大小，故直接接入剂量率指示表(电压表)来指示当前剂量率的大致情况，剂量系统还必须对该电压信号进行计算得到精确的数值，所以就要对该模拟信号进行数字量的转换，为此，在本技术中将现有的设计进行大幅度的改变，放弃传统的V/F转换电路，而新设计用V/D转换电路替代V/F转换电路，在实现由模拟量转换为数字量的需求的同时，解决现有技术压频转换的数字量的积累需要很多时间周期，需要外围提供晶振时钟电路和其他外围电路的不足之处情况，亦同时解决了现有技术采用V/F转换电路时，由于V-F转换芯片构成的电路的局限性，电路较为复杂，抗干扰能力较弱，稳定性稍差，而且不适合中高速信号处理应用的场合的不足之处；在设计使用时，经过前级积分-放大电路处理后的模拟量的电压信号将通过V/D转换电路进行模拟量到数字量的转换，而后通过工控机并行接口电路输送至工控机内。实施例2：本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本技术，如图1、图本文档来自技高网...

【技术保护点】
数字式剂量系统，其特征在于：设置有前级积分‑放大电路、V/D转换电路、工控机并行接口电路及工控机，前级积分‑放大电路依次连接V/D转换电路、工控机并行接口电路和工控机。

【技术特征摘要】
1.数字式剂量系统，其特征在于：设置有前级积分-放大电路、V/D转换电路、工控机并行接口电路及工控机，前级积分-放大电路依次连接V/D转换电路、工控机并行接口电路和工控机。2.根据权利要求1所述的数字式剂量系统，其特征在于：所述V/D转换电路内设置有相互连接的AD转换电路和锁存电路，AD转换电路分别与前级积分-放大电路和工控机并行接口电路相连接，锁存电路亦连接在工控机并行接口电路上。3.根据权利要求2所述的数字式剂量系统，其特征在于：所述AD转换电路包括AD转换芯片U1、电位器RP2和电位器RP3，AD转换芯片U1的REF IN脚通过电位器RP2连接AD转换芯片U1的REF OUT脚，AD转换芯片U1的VEE脚与电位器RP3的一个固定端相连接，电位器RP3的另一个固定端与AD转换芯片U1的V+脚相连接，AD转换芯片U1的BIPO脚与电位器RP3的可调端相连接；AD转换芯片U1的数字输出端连接锁存电路及工控机并行接口电路，AD转换芯片U1的CE脚、脚及脚皆与锁存电路相连接，AD转换芯片U1的AGND脚和DGND脚分别与模拟地和数字地相连接。4.根据权利要求3所述的数字式剂量系统，其特征在于：所述锁存电路内设置有三态锁存器U2，三态锁存器U2的Q6脚连接AD转换芯片U1的脚，三态锁存器U2的Q7脚连接AD转换芯片U1的脚，三态锁存器U2的Q8脚连接AD转换芯片U1的CE脚；三态锁存器U2的D1脚到D8脚依次与AD转换芯片U1的D4脚到D11脚相连接，AD转换芯片U1的D0到D3脚依次与AD转换芯片U1的D8到D11脚相连接；三态锁存器U2的D1脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨诗涛，黄致程，罗来恩，董富华，
申请(专利权)人：四川省西核机电设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51