扫描式X光机主要包过上位机和下位机组成。上位机主要是有微型计算机和工业总线,主要负责通信,给下位机发送控制指令;下位机主要由单片机、电机驱动器、电机、传感器、X光线发生器以及一些辅助设备。
扫描式X光机运动机制是:被检查物固定不动,X光束和传感器分别位于被检测物的上方和下方,一起运动,对被检测区域进行扫描。X光束宽度为 0.3857mm,长度为500mm,允许扫描区域为432mm,运动区域总长732mm,要求分别用1s、2s、4s、8s扫描完允速区,扫描结束自动回到初始状态。对于同一物体两次扫描位置误差小于0.5mm,出于安全角度,当运动路线上有障碍物阻挡,应立即停止不动。由于被检测物或立或躺,所以床体应该可以旋转,旋转角度为90度(立式),0度(水平),-23度,这些要通过控制室的计算机来控制。
具体工作原理是:单片机发出一系列不同频率的脉冲给电机驱动器,控制电机的启动,匀速运动和减速,并且回位。在电机匀速运行区域,X光发生器连同传感器随电机做匀速运动,同时传感器把感应到的数据信号回送给计算机,进行数据分析和处理。
这中扫描式X光机具有以下优势
1)在电脑显示屏,能够直接得到患者清晰的X光数字图像,缩短出片时间,X光片资料存储方便,便于实现远程诊断;
2)进行X光透视时,大大降低患者所受X光辐射剂量;
3)由于采用人机对话,因而它便于操作;
本设计对电机的调速方式进设计,以便保证调速的平滑性;设计了测试电路,以测试数据是否满足要求;还考虑了系统的安全性,设计出了报警电路。其难点是:
1)扫描式X光机的进行扫描的精度问题,保证它对于同一物体两次扫描位置误差小于0.5mm,本设计采用脉冲控制使其精度到1个脉冲(即为3.455751um);
2)电机的启动、匀速和减速的问题,电机在启动和减速过程中,必须要防止系统运行机构产生震动(特别是减速过程),以及电机在转速不变的情况下,系统运行机构平稳性要求高。本设计利用电机分段分时加减速的方法,使电机的转速按照一定的加减速曲线(加速时,电机的转速开始变化快些,快要到额定速度时,再使电机速度变化缓慢些;减速时,刚好相反,即电机的转速开始变化缓慢,然后变化快一些)。