一种恒功率控制X射线管灯丝预热的方法技术

技术编号：40807123 阅读：13 留言：0更新日期：2024-03-28 19:30

本发明专利技术公开了一种恒功率控制X射线管灯丝预热的方法，涉及医疗设备技术领域。本发明专利技术包括预设功率P<subgt;out_ref</subgt;、灯丝电压和灯丝电流采样电路、乘法器、误差放大器、PID控制器，通过灯丝电压和灯丝电流采样电路分别得到灯丝电压V<subgt;d</subgt;与灯丝电流I<subgt;d</subgt;；灯丝电压V<subgt;d</subgt;与灯丝电流I<subgt;d</subgt;经过乘法器计算得到灯丝反馈功率P<subgt;灯丝</subgt;；利用预设功率P<subgt;out_ref</subgt;与计算出的灯丝反馈功率P<subgt;灯丝</subgt;通过误差放大器进行差值运算，然后送入PID控制器；通过PID控制器调节灯丝电源的输出功率，使得灯丝功率恒定，形成一个恒功率环，保证灯丝预热质量恒定不随时间变化。本发明专利技术方法解决了恒压预热控制或恒流预热控制的弊端，并且达到了X射线管灯丝预热的预期效果。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗设备，特别是涉及一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法。

技术介绍

1、在x光影像设备中，x射线管的灯丝预热是一个关键步骤，它不但影响着x光影像设备的性能和稳定性，还会影响x射线管的使用寿命，为了提高x光影像设备的性能和稳定性，延长x射线管的使用寿命，就必须要对灯丝的预热进行控制，通过研究x射线管的内部物理机理，发现x射线管灯丝呈现时变性，其x射线管灯丝工作实况：灯丝预热过度，在高压的作用下灯丝易发生扯断，管电流可瞬间骤增，易发生过冲；灯丝预热不够，x射线管处于冷发射，管电流上升沿缓慢，无效剂量增多，所以，要达到灯丝预热的预期效果，就要对灯丝预热进行优化控制；

2、传统的x射线管灯丝预热控制方法分为两种，分别为：恒压预热控制和恒流预热控制，这两种方式存在一定的缺陷，具体为：恒压预热控制的主要局限在于阴极灯丝温度与灯丝电流之间的非线性关系，随着温度升高，灯丝电阻增大，灯丝电流减小，导致预热温度不够，管电流发生波动；恒流预热控制，随着温度升高，灯丝电阻增大，灯丝电流恒定，导致预热温度超过额定要求，管电流发生超调；

3、此外，恒压预热控制和恒流预热控制还有最大的一个缺陷是，x射线管长时间使用后，灯丝会发生衰减，导致所需控制的灯丝电流、灯丝电压与原始灯丝参数差异较大，所以恒压预热控制、恒流预热控制无法达到预期效果；为此，我们提出一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，解决

2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：

3、本专利技术为一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，包括预设功率pout_ref、灯丝电压和灯丝电流采样电路、乘法器、误差放大器、pid控制器，所述恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，包括如下步骤：

4、s1：通过灯丝电压和灯丝电流采样电路分别得到灯丝电压vd与灯丝电流id；

5、s2：基于上述s1，灯丝电压vd与灯丝电流id经过乘法器计算得到灯丝反馈功率p灯丝；

6、s3：利用预设功率pout_ref与计算出的灯丝反馈功率p灯丝通过误差放大器进行差值运算，然后送入pid控制器；

7、s4：通过pid控制器调节灯丝电源的输出功率，使得灯丝功率恒定，形成一个恒功率环，保证灯丝预热质量恒定不随时间变化。

8、优选地，在预热开始时，灯丝处于冷态，电阻低，此时施加在灯丝上的电压高，电流小，随着灯丝温度的升高，其电阻也逐渐增加，为保持恒定的功率输出，电流必须减小，以保持电压和电流的乘积(即功率)恒定；

9、随着电流的减小，灯丝的温度继续上升，此时会因为灯丝电阻的增加导致电流减小，从而限制温度的进一步上升；

10、当灯丝预热达到预期效果，电阻、电流和电压也达到稳定状态，此时灯丝以恒定的功率输出。

11、本专利技术具有以下有益效果：

12、本专利技术一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，解决了恒压预热控制时可能出现灯丝预热不够，管电流波动问题和恒流预热控制时可能出现的管电流超调问题，并且解决了x射线管长时间使用，灯丝电阻变化引起灯丝预热达不到预期效果的问题。

13、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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【技术保护点】

1.一种恒功率控制X射线管灯丝预热的方法，其特征在于，包括预设功率Pout_ref、灯丝电压和灯丝电流采样电路、乘法器、误差放大器、PID控制器，所述恒功率控制X射线管灯丝预热的方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种恒功率控制X射线管灯丝预热的方法，其特征在于，包括进行灯丝预热，在预热开始时，灯丝处于冷态，电阻低，此时施加在灯丝上的电压高，电流小，随着灯丝温度的升高，其电阻也逐渐增加，为保持恒定的功率输出，电流必须减小，以保持电压和电流的乘积恒定。

3.根据权利要求2所述的一种恒功率控制X射线管灯丝预热的方法，其特征在于，随着电流的减小，灯丝的温度继续上升，此时会因为灯丝电阻的增加导致电流减小，从而限制温度的进一步上升。

4.根据权利要求3所述的一种恒功率控制X射线管灯丝预热的方法，其特征在于，当灯丝预热达到预期效果，电阻、电流和电压也达到稳定状态，此时灯丝以恒定的功率输出。

【技术特征摘要】

1.一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，其特征在于，包括预设功率pout_ref、灯丝电压和灯丝电流采样电路、乘法器、误差放大器、pid控制器，所述恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种恒功率控制x射线管灯丝预热的方法，其特征在于，包括进行灯丝预热，在预热开始时，灯丝处于冷态，电阻低，此时施加在灯丝上的电压高，电流小，随着灯丝温度的升高，其电阻也逐渐增加，为保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛鹏，左玉阳，刘元超，张卫平，张懋，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：

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