医学影像设备学-X线成像设备(6)-限时器和自动曝光控制

六、限时电路电子限时电路工作原理限时电路的作用是控制X线曝光时间，通过它准确控制X线的照射量。小型X线机多用机械限时器控制曝光时间。大中型X线机一般采用电子限时器控制曝光时间。电子限时电路稳定可靠，控制精度高。电子限时电路工作原理控制方法：早期：将限时器的控制接点串联在高压接触器的线圈电路中。难于零相位接入，有过电流产生。交流接触器本身有释放延迟。现在：采用可控硅无触点开关可根据限时器信号直接控制高压的接入和关断，消除了电磁接触器延时的影响。单相机最短控制时间可达0.01s，三相机可达0.003s。限时电路原理

限时器的基本原理为利用电容和电阻组成的RC充放电特性。限时电路原理充电的快慢和R1与C的乘积有关。R1不变，C加大，C上将需要更多的电荷，充电时间长。C不变，R1加大，充电电流减小，充电时间延长。限时电路原理充电电压E与C两端的电压关系为：若C、E为定值，而Uc为某一设定值时，t与R1成比例变化。Τ＝R1C称为充电回路的时间常数。它表示充电到Uc＝0.632E所需时间。当充电到三倍时间常数时Uc＝0.95E，可以认为充电基本完毕。简单限时电路使用单结晶体管可可控硅的简单电路限时电路限时电路限时电路举例限时电路举例限时电路举例七、自动曝光控制电路自动曝光控制电路

自动曝光系统是在X线通过被照物体后，以达到胶片上所需的感光剂量（即胶片密度）来决定曝光时间。胶片感光剂量满足后，自动切断高压，所以自动曝光控制电路也叫做mAs限时电路。自动曝光控制电路在单钮制控制主机系统中，采用自动曝光控制时，摄影只需根据厚度选择KV值。曝光时间就是所选择X线管的功率和KV的函数，配合自动连续降落负载系统，在充分发挥X线管效能的前提下，获得具有清晰度稳定的，高质量的X线照片。分类以荧光效应控制的光电管自动曝光控时系统电离室自动曝光控时系统光电管控制原理图光电管主要利用不透明的锑－铯光电阴极和二次发射的多级光电倍增管。原理：X线通过荧光屏和胶片后，由光电管转化成光电流，并给电容器充电。因光电管和胶片同时受到X线的照射，故光电流与电容器积累电荷的量决定于X线的辐射强度。当胶片感光量达到某种要求时，恰恰等于电容器积累的电荷量足以推动控制系统而使X线曝光停止。光电管原理光电管+电子管控制电路光电管+半导体控制电路光电管光电拾光器电离室电离室自动曝光控时装置，是利用电离室内气体电离的物理效应，使X线胶片在达到理想密度时切断曝光。比光电管自动曝光系统应用范围广。电离室结构：两个金属平行板电极。中间为气体两极板间加上直流高压电离室工作原理正常情况下，空气为绝缘介质，不导电。X线照射是，空气被X线光子电离。气体离子在强电场的作用下，向两极移动而形成电离电流。电离电流的大小能否成为饱和状态，决定于X线的辐射强度和X线光子的能量。此电离电流作为控制信号，待胶片达到一定密度时，令执行单元切断曝光。电离室将电离室置于人体与胶片之间暗盒、增感屏、胶片吸收X线，会减低电离电流，会使电离室结构复杂，并需要增加放大器的灵敏度。增感屏和胶片对X线的吸收取决于KV值，如将电离室置后需要KV补偿系统，而这种补偿很难做好。电离室产生均匀的电离电流，不受暗盒金属结构的影响。电离室对电离室的要求：选用高原子序数的重金属作为电极材料：这样金属吸收X线光子后释放出来的电子，再次激化气体电离，可提高电离电流几十倍。电离室厚度要尽量小，表面积要尽量大。过厚不仅不能提高电离电流增益，而且会增加成像的几何模糊度，清晰度下降。面积小于胶片尺寸会在胶片上留下电离室的边缘阴影。由于电离电流甚微，需要有很好的前置放大器（放大倍数大