計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography,CT）球管是計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備中的X射線源,管內(nèi)真空度直接影響了球管的性能和使用壽命,而對(duì)球管進(jìn)行排氣是提高管內(nèi)真空度的重要步驟。目前國(guó)內(nèi)大部分CT球管生產(chǎn)廠家采用的排氣設(shè)備較為落后,許多關(guān)鍵工序需要工人手動(dòng)完成,產(chǎn)品質(zhì)量受人為因素影響較大,產(chǎn)品性能的一致性和穩(wěn)定性難以得到保證。本文從CT球管實(shí)際排氣加工情況出發(fā),以電真空管排氣控制系統(tǒng)的研究成果為基礎(chǔ),采用“工控機(jī)+可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC）”的控制方案,搭建電控柜,設(shè)計(jì)了CT球管排氣臺(tái)的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)底層設(shè)備的控制,上位機(jī)提供友好的操作界面,實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣流程的控制以及排氣參數(shù)的設(shè)置與調(diào)節(jié),記錄排氣過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)。運(yùn)行結(jié)果表明:通過(guò)上位機(jī)界面,用戶能夠?qū)ε艢饬鞒踢M(jìn)行控制,同時(shí)監(jiān)測(cè)真空度、燈絲電流等狀態(tài)參數(shù)以及主要設(shè)備的工作狀態(tài),了解排氣流程的進(jìn)展。此外,用戶還可以方便地修改排氣步驟和工藝參數(shù),對(duì)不同的CT球管進(jìn)行排氣,實(shí)現(xiàn)了排氣流程的全自動(dòng)化,提高了系統(tǒng)的通用性與靈活性。 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CT 球管結(jié)構(gòu)示意圖

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論11緒論1.1課題背景及研究意義1.1.1CT球管計(jì)算機(jī)斷層掃描是利用精確準(zhǔn)直的X射線，與靈敏度極高的探測(cè)器一同圍繞人體的某一部位作一個(gè)接一個(gè)的斷面掃描，具有掃描時(shí)間快、圖像清晰等特點(diǎn)，已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷不可缺少的重要手段[1-2]。CT球管作為計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備中的X射線源，本質(zhì)上是一個(gè)高度真空的電子管，主要由管芯、管套、散熱器、絕緣油以及附屬配件構(gòu)成[3-4]，球管的結(jié)構(gòu)示意圖和實(shí)物圖分別如圖1-1和圖1-2所示。管芯是球管的核心部件，包括球管的陰極和陽(yáng)極。陰極設(shè)置有燈絲和吸氣劑，燈絲采用鎢絲繞制而成，球管工作時(shí)燈絲通電，吸氣劑則用于維持管內(nèi)真空度；陽(yáng)極由軸承、靶面和轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子與套在管殼外的定子線包構(gòu)成異步電動(dòng)機(jī)，線包通電后轉(zhuǎn)子帶動(dòng)靶面旋轉(zhuǎn)，使得電子撞擊陽(yáng)極所產(chǎn)生的熱量分布在一個(gè)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)狀面上，有利于散熱[5]。圖1-1CT球管結(jié)構(gòu)示意圖圖1-2CT球管實(shí)物圖CT球管的工作過(guò)程如下：陰極燈絲通電后被加熱，達(dá)到一定溫度時(shí)，鎢原子的軌道電子脫離原子核的束縛溢出到燈絲表面。這時(shí)向陰陽(yáng)兩極施加40～150kV的直流高壓，在強(qiáng)電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，處在活躍狀態(tài)的自由電子，由陰極高速撞擊陽(yáng)極錸鎢或鉬鎢基石墨靶，發(fā)生能量轉(zhuǎn)換[6-7]。絕大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，由散熱系統(tǒng)散發(fā)；約1％的能量轉(zhuǎn)化成X射線，由窗口發(fā)射，用于掃描診斷[8]。球管正常工作時(shí)，管內(nèi)必須維持超高真空度，如果真空度過(guò)低，未能及時(shí)抽出的氣體物質(zhì)就會(huì)附著在陰極表面，使陰極發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，造成“陰極中毒”，大大降低陰極的活性，導(dǎo)致陰極發(fā)射電子的能力不足，極端情況下甚至?xí)l(fā)生打火、部件氧化等故障，嚴(yán)重影響了球管的性能、縮短了球管的使用壽命。

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)12圖3-2CT球管排氣臺(tái)實(shí)物圖3.2電控柜的設(shè)計(jì)與搭建電控柜是底層設(shè)備控制的核心，也是整個(gè)排氣臺(tái)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，決定了排氣流程能否被正確執(zhí)行，搭建電控柜，首先要根據(jù)控制要求選用合適的器件，設(shè)計(jì)電路圖。3.2.1吸氣劑/燈絲電源不管是吸氣劑激活還是陰極除氣，抑或是陽(yáng)極打靶，進(jìn)行排氣操作時(shí)，吸氣劑電流或者相應(yīng)的燈絲電流都要在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，由于吸氣劑和燈絲共用電源，而燈絲的電流和功率要求都高于吸氣劑，因此電源選型從燈絲角度考慮即可。常溫下工作燈絲和工藝燈絲的伏安特性曲線分別如圖3-3和圖3-4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3503281