西门子X射线发生器自动曝光控制系统分析

吴晓东，陈其，吴建民

福建省立医院 a.设备科； b.放射科 ，福建 福州 350001

西门子X射线发生器自动曝光控制系统分析

吴晓东a，陈其a，吴建民b

福建省立医院 a.设备科； b.放射科 ，福建 福州 350001

本文介绍了西门子X射线发生器自动曝光控制系统 IONTOMAT的工作原理及电离室故障ERROR 550的排除方法。

X射线发生器；电离室；自动曝光控制系统

当新一代X射线机采用计算机控制之后，由于计算机中央处理器（CPU）控制了X射线机的全部工作，使得自动曝光控制很方便实现。西门子摄片机X射线发生器上普遍使用电离室自动曝光控制（IONTOMAT）来侦测X射线量，当达到相应曝光量时由发生器中断X射线的产生。

1 电离室测量区的分布

图 1 电离室的三区分布图

电离室IONTOMAT的面积约为40mm×40mm，呈黄色，有三个测量区，广泛应用于透视点片系统(SIREGRAPHCF、ICONOS)、拍片系统(MULTIX、VERTIX)中。移去点片装置盖板一般可以看到，但ICONOS中它位于一个叫MIDDLEWALL的夹板中，只可见到电缆。图1是电离室的分布图，通常我们对空气曝光时，可以隐隐约约看到它们的影子。

2 电离室工作原理

电离室利用了X射线的电离效应，在6mm或12mm厚的相互绝缘的导体之间加上300V的直流电压，中间充满空气，当X射线穿过时，导体 间的空气产生电离，在电场的作用下，在导体一端收集到与X射线量相关的电离电流(pA～nA级)，由存在于电离室内的预置放大器转换成电压信号(mV～V级)，经电缆送往发生器处理电路。

图 2 电离室与CPU板的连接框图

本文以西门子50kW高压发生器POLYDOROS LX30/50(图2)为例，对电离室自动曝光控制（IONTOMAT）电路进行分析。

在正常的系统工作中，X射线的结束由电离室电路控制，但由于电离室爆光控制中存在MAS及MS限定控制（MASmax 、Msmax），因而本电路还包括：D100板（即CPU板）的MAS积分记数、MS记数电路、电离室信号控制、电离室及电缆。

电离室的电压直接来自D100板提供的±15V和-300V，-300V由+15V在D100板转换而成。 -300V由电缆送往电离室导体的公共极，用于产生稳定的电场；±15V用于预放器电压，在D100.X38上可测得。-300V的前级电压，在D160板（即电源板)的X29、X30上可测得±15V。

D100板拥有A～F 共6个通道， A～F通道在做维修时可调换，只需做相应设置调整。不同通道均可连接不同测量元件：电离室、半导体元件、PDA、光电倍增管或输入视频信号等，但原则上F通道默认为PDA或光电倍增管连接，不同的设置决定了多路开关的闭合，处理电路是相同的，这里主要讨论电离室信号的处理。

电离室有三个测量区，从D100板来的控制信号DOM I、II、III，可选择I-III测量区单独工作。D100板上的指示灯LED V108、V110、V113指示相应的测量区被选中。在透视点片模式中，测量区的选择来自床控制台，信号经KKINTERFACE KK1B(SG-CF)到D291电平转换，输入到系统控制板D200转换成XCS通信信号进入D100板，最后由D100板发出测量区选择信号。而在拍片模式中，测量区的选择来自发生器控制台，经XCS进入D100板。此外测量区的选择还决定于可能的射线野，例如，在选中II、III区后选择视野分割或此时胶片尺寸太小，I区均将被自动选中。当在控制台进行技术选择时，D100板 CPU发出AP0、AP1或AP2信号将决定A～F哪一通道被选中(系统设置时决定了AP0-AP3去控制哪一通道)，而D100板中的V138、V137、V136指示哪一电离室将处于工作中。

电离室被选定开始工作时，剂量输入信号DL_IN经预放器的I/U转换器输出，由滤波器进行相位补偿，再经极性变换器获得负电压信号UDL，这个与剂量成正比的电压信号，输入到一个带偏量补偿的U/F转换器中，经偏量补偿后获得DL_IST，此信号经积分后获得信号VION，经U/F转换器后，获得与剂量成正比的频率信号FION(100kHz/V)输入脉冲计数器，在脉冲计数器中预先设有与要求剂量相当的数值，当此脉冲到来时，此数值开始变小直至为0，输出+5V高电平信号，以使SWR信号转为低电平，关断X射线的产生。剂量检测电路在不正常剂量时自动中断射线，为此在射线开始后100ms，读取计数器，看是否达到设定值，若此值太低，关断射线并报错码ERR550， 此代码意为电离室及其电路不能接收到射线信号。

3 电离室故障ERROR 550的排除

开机后，平床自动条件摄片无法曝光，机器报错ERR550，该床面曝光正常及胸片架曝光也正常。首先检查床下电离室连接线，发现线被老鼠咬断好几根。经焊接后，故障排除。因为另一电离室正常曝光，说明D100板是正常的，而电离室本身也相当稳定，故障率很低，余下就是电缆了。

在电离室曝光控制中，亦可能有MAS或MS电路的参与， 以保证不正常情况下仍能以MASmax或MSmax结束爆光。 在爆光开始前的MAS、MS设定值被转换成相应的数值输入MAS及MS计数器中，来自灯丝板D220的MA_ ACT输入D100板，经偏量补偿后输入U/F转换器，产生脉冲序列输出至MAS计数器，当计数器为0时，输出高电平，SWR信号为低电平，关断X射线的产生。

当了解了电离室的工作原理与工作方式后，技术人员在使用自动控制爆光的X光机摄片摆体位时，应尽量让所摄部位对准所选电离室，以求获取更好的影像，减少重拍率。

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Discussion about Automatic Exposure Control Circuit of Siemens X-ray Generator

WU Xiao-donga,CHEN Qia,WU Jian-minb
a.Equipment Department;b.Radiology Department,Fujian Provincial Hospital, Fuzhou Fujian 350001,China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.10.011

1674-1633(2010)10-0031-02

2010-05-14

作者邮箱：fzxray@foxmail.com

Abstract:This paper describes the working principle of automatic exposure control circuit for Siemens IONTOMAT X ray generator , and introduces the troubleshooting method of the ionization chamber failure.

Key words:X ray generator; ionization chamber; automatic exposure control system