一种便携式小型X光机的研究

王永岗,阎晓伟,常晓明
(太原理_[大学计算机与软件学院.山两太原,030024)
摘要:介绍了便携式小型x光机特点,结合小型x光机的发展现状及趋势,对一种
便携式小型X光机进行了改进。
关键词:安全检测装置;便携式小型X光机;
系统构成当前,在世界范围安全问题被提到很重要的位置,国际.国内很多公司都相继开发了安全检测装置,特别是x光机更是得到广泛应用。但是,目前市场上的大部分产品只是适用于保安、海关等部门安全检查的大型设备,价格都很昂贵.不利于推广应用。本课题所研究的x光机是存现有的小型x光机的基础上加以改进并做进一步数字化研究的新产品,在小型物品的检测方面具有优势.且价格低廉,便于推广。
1 便携式小型X光机及其特点
l|l x光机的研究现状及未来趋势近年来,国内外在x光机的研究现状及未来发展趋势上主要呈以下3个特点。
(1)x光机的分类更细、々业性更强,特别是在x射线无损检测设备方面更突⋯地体现了这一点。例如国内公司针对不同类型的钢管设汁生产的钢管无损检测系~IJHL的多种检测机。
(2)x射线光源的研究发展。传统的x射线光源都是由x射线管巾于竖向地震作用下动力稳定临界荷载.这说明该网壳水平方向的抗震能力低于竖向抗震能力。
(3)不同地震动作 lH下网壳结构的动力稳定临界荷载明 不同。当地震输入的频谱特性与网壳自身的频谱特性相近,网壳结构的动力响应较大。对实际丁程的动力稳定问题.应根据设汁场地类型选用多条地震动输入分别汁箅。
参考文献
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(3)X光机的直接数字化趋向。当今时代是数字化的时代,体现在X光机上主要是x光机控制的数字化以及与计算机的连接,另外一个重要表现就是x光机罔像数字化.这将推进x光机进入一个无胶片时代。目前在该领域的小型x光机大多是丁业探伤型的,而且价格都在十几元到几十万元.在邮局、车站及大型活动场很少见到便携式的机型。
1.2 便携式小型x光机的特点
本文研究的小型x光机存高压发生器的技术实现手段上从原来的继电器电路改进到采川单片机的电路,这不仅适应了x光机的发展方向,新电路的小体积也为X光机的小型化提供了条件。控制电路方面主要是对原有电路进行改进,其中包括高压发生和灯丝电流的控制 新的电路采用的是以单片机为核心的嵌入式系统,单片机控制电路除了有前面提到的产生高压的功能外,还实现了对高压发生
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输出电压的调节以及对x射线管阴极灯丝电流的控制。使用新电路以后,不仅减小了系统的体积,也为整个系统的进一步智能化奠定了基础。另外,改进了高压模块的制作工艺,形成了一个对外绝缘性能很好的模块,这些结构和工艺上的改进简化了系统的布局,使整个系统的组
成更为紧凑。
2 系统构成
2.1 系统框架
任何光学实验的标准排列都是由下述序列组成:光源、传播介质、样品、检测器。x光机也是由这几部分组成(见图1),分别是:x射线源、传播介质、被测物体、检测显示装置。
图1 X光机基本构成框图
为了让小型x光机使用、维护更方便,将各功能分成若干模块。图2为小型x光机的功能框图,其中各功能部分又细分为几个模块。图2 小型X光机的功能框图从图2中可以很清楚地看到,整个x光机系统,重点需要研究的是x射线产生部分,在这个部分中可以按模块划分为电源、直流高压模块、控制电路以及灯丝供电模块和x射线管。
2.2 便携式小型x光机系统构成
便携式小型x光机的构成见图3,主要有电源、x射线管、感光板、摄像机、显示屏等几部分组成。
x射线
图3 小型x光机系统构成示意图
3 系统的实现及实验法
3.1 实现方案
为了进一步减小体积,需要把高压模块集成,主要从两个方面人手:一方面在控制电路上采用嵌入式系统,应用新的集成电路芯片后使得控制电路板面积大为减小;另一方面,在高压模块的设计工艺中采用了新工艺,使其各项性能大为提高。
3.2 实验结果
3.2.1 检测物品效果
把高压模块接人系统进行测试,为了从多方面比较,更准确地分析高压模块应用于小型x光机的性能,在此选择了模拟万用表、金属板两种被测物作为检测对象。图4(8)为模拟万用表,因为它具有层次多、面积大、材料差异大等特点可用来检验x射线的均匀性,从图中可清楚地看到万用表内部的结构、元件分布及线路走向。图4(b)为检测x射线强度的专用金属板,分为5层,在图中可以清楚地看到单层与双层的分界线,说明x射线强度有限,不能检测过厚的金属物品。
一 (a)被测物为模拟万用表的图像 (b)被测物为标准板的图像
图4 小型x光机检测物体的效果3.2.2 医用检测效果作为一个多功能的小型x光机。还可在社区、乡镇医院等基层医疗单位作为诊断设备使用。因为小型x光机的功率很小,只适用于手、小臂、脚等部位的透视检测,所以把笔者的脚踝作为检测对象,对人体的透视性能做一了解。透视效果见图5。
4 结语
图5 检测脚踝的图像效果
实践证明,笔者研究的小型x光机可以很好地胜任小物品的检测以及基层医院的部分医疗检测工作,特别是它低成本、小体积的特点更是让该设备可以在邮局、会议以及医院等各种场合推广,为安全检测和基层医疗手段增加了设备。
参考文献
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(责任编辑:戚米莎)
第一作者简介:王永岗,男,1979年5月生,现为太原理工大学计算
机与软件学院2003级硕士研究生,山西省太原市,030024.
Research on a Small-sized Portable X-ray M achine
W ANG Yong-gang,YAN Xiao-wei,CHANG Xiao-ming
ABSTRACT:This paper introduces the features of small-sized portable X—ray machine,and connecting with the present
situation and developing trends of small-sized X—Lay machine,makes the improvement of a small—sized portable X—ray
machine.

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