X线机曝光限时电路的设计

　　随着数字世界到来,以往的模拟器件纷纷被精确的、集成度高、高功能、抗干扰能力强的数字器件替代,由此带动社会科技革命向纵深方向发展,而高精密的医学影像设备更是代表着医学进入一个高水平的时代,所以医学影像设备的数字化也是一种顺应历史发展的必然趋势。

　　本设计便是本着以人为本的理念对现有的X线机进行相应的一些设计和改进。此设计是由十进制计数器74LS290对定时器555组成的多谐振荡器所产生的1ms脉冲进行记数定时,相对于用电容整体充放电式的模拟限时电路的定时有着更为精确、重复性更好的优点,从操作者的角度来考虑,可以更加精确的实现定时置数,随机保护。对于患者来说,也更有利于实现病情的检查和放射剂量的控制保护。

　　1、总体设计框图及工作流程

　　本设计的总体设计框图及工作流程如图1。

　　工作流程为:键盘预置时间值,并通过数码管显示时间值,按下旋转阳极启动按扭,旋转阳极启动,延时0.8s到1.5s(由机器设定值)后输出信号,曝光开始,同时振荡器开始输出周期为1ms的时钟矩形脉冲,曝光限时电路的记时器和超时保护电路的记时器同时开始工作,当曝光限时电路的记时器的记数达到预置的时间值时,输出信号,曝光停止,并且振荡器亦停止输出信号,同时显示实际曝光时间,如果曝光限时电路出现故障而无法输出停止信号,则超时保护电路在延时2ms后输出信号控制曝光和振荡器停止工作,同时显示时间,最后,比较预置时间和实际曝光时间,如不相同,则曝光电路出现故障,可以方便的预知是否有故障。

　　2、电路设计

　　此次设计的曝光时间在0ms到9997ms范围内,虽然现行大部分X线机的曝光时间一般都在0.02s到6秒之间但显然那些机器已不能适应现在社会的发展和科技的日新月异了,我国现行的国产X线机大部分都落后于西方的主流X 线机,国内的X线机急待去实现替代进口X线机作为我国自产的主流机型。

　　此设计的数字曝光限时电路的主限时电路是由3部分组成的,即时钟源和计数器构成的主限时器电路、键盘预置时间值电路和显示电路。

　　2.1 数字曝光主限时电路

　　2.1.1 主限时电路-计时电路

　　本着设计的实际考虑,时钟脉冲的周期定为1ms,即频率为1000HZ。

　　而由多谐振荡器的频率公式:

　　f=1/(tpl + tpH)≈1.43/((R1+2R2)C)

　　可以得到一个组合即:

　　C=4.7nF,R1=101KΩ,R2 =101.13KΩ

　　则可以得出频率为1000HZ,周期为1ms的时钟脉冲。

　　2.1.2 键盘预置时间值电路

　　此设计本着以人为本的理念,提高了医生操作的方便性和快捷性,并且可以针对不同的患者、不同患病的部位确定曝光所需要的时间。现行主流X线机的曝光时间置入是对不同的时间档的选择,缺少了灵活性和个别性,也就不能置入时间档上没有但的确需求的时间值;而本设计正是针对这一现行主流X线机的缺点综合运用数字电路相关知识加以改进而成。