小型高频X射线机的控制策略及样机研制

阴极空间电荷效应、灯丝电流漂移是X射线发射管的固有特性,是X射线机管电压、管电流精确控制的瓶颈问题。传统控制方案有缺陷,难以满足X射线机小型轻量、高效率、快速响应、高性能等要求。该文提出了新的控制策略,解决了这个难题:基于X射线机管电流的闭环控制策略,用占空比作为非线性实时动态补偿X射线管阴极空间电荷效应的影响,构建前馈控制环节,对管电压大范围变动实现快速预调;构建X射线管灯丝电流作副控变量的串级控制,应对管电流的滞后,减少整个X射线发射过程的时间常数。自主研制了4套小型高频X射线机样机,构建MC34067管电压控制电路、TL494管电流控制电路,单片机根据管电压范围段进行阴极空间电荷效应的非线性补偿,并对新研制样机的控制效果进行测试。试验结果表明,该X射线机的控制新策略有效,电路装置可靠,拍摄效果良好。