一種用于測量診斷x射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種X射線劑量儀，具體涉及一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，包括半導(dǎo)體探測器陣列（1）、前置電流放大器（2）、通道切換模塊（3）、可調(diào)增益放大器（4）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（5）、測量觸發(fā)電路（6）、單片機(jī)控制器（7）、電源電路（8）和藍(lán)牙無線傳輸模塊（9）。本實用新型將眾多參數(shù)測量功能集成一起，可以測量診斷X射線的管電壓、曝光時間、劑量、劑量率及半值層；僅需一次曝光，同時獲得診斷X射線的多個參數(shù)測量結(jié)果；采用大功率藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)，通過筆記本對傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，遠(yuǎn)距離遙控實時測量，避免遭受不必要的輻照劑量，測量過程方便快捷。
【專利說明】一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種X射線劑量儀，具體涉及一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀。

【背景技術(shù)】
[0002]診斷X射線為一種波長很短的電磁輻射波，具有很高的穿透本領(lǐng)，能透過許多對可見光不透明的物質(zhì)。X射線的穿透力與物質(zhì)密度有關(guān)，利用差別吸收這種性質(zhì)可以把密度不同的物質(zhì)區(qū)分開來，因而廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷。診斷X射線一般由X射線管產(chǎn)生，管電壓范圍在20kV至150kV之間，本專利中多參數(shù)測量包括了管電壓、曝光時間、劑量、劑量率及半值層的測量。
[0003]隨著放射診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，X射線診斷已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢查中一種不可缺少的檢查手段。但由于設(shè)備或操作技術(shù)等原因，診斷中往往出現(xiàn)圖像質(zhì)量差、職業(yè)人員和受檢者受照劑量大的情況。為了取得最佳質(zhì)量的X射線診斷圖像，并使職業(yè)人員和受檢者受照劑量為最低，首要措施就是開展診斷X射線設(shè)備產(chǎn)生的射線實施質(zhì)量參數(shù)的檢測，以保證其安全有效使用。診斷X射線多參量測量的關(guān)鍵原理在于X光機(jī)管電壓及曝光劑量的非介入式測量。管電壓測量一般基于雙濾片法，即通過一組附有不同厚度濾片的射線探測器測量衰減后的射線強(qiáng)度，經(jīng)過濾片的衰減，射線變硬，兩個通道射線強(qiáng)度測量比值與管電壓成一定的函數(shù)關(guān)系，從而推算出管電壓，并根據(jù)曝光時間及管電壓完成劑量、劑量率及半值層的計算。
[0004]診斷X射線多參數(shù)測量關(guān)鍵技術(shù)在于管電壓及劑量的測量。管電壓測量有介入式和非介入式測量方法，介入式測量法采用分壓器將X線機(jī)高壓變壓器產(chǎn)生的高壓進(jìn)行分壓，變成低壓信號，通過電纜線供給指示儀表，在儀表上進(jìn)行數(shù)字顯示所要測量的管電壓。由于分壓器輸入阻抗高，啟動時間短.在X線管側(cè)或高壓發(fā)生器側(cè)對X線管電壓測量準(zhǔn)確，它能在瞬時攝影狀態(tài)下曝光進(jìn)行測量，也能在透視狀態(tài)下進(jìn)行測量。但是采用分壓法需要對X射線機(jī)進(jìn)行連接，而且分壓器比較笨重，不利于現(xiàn)場檢測測量。非介入式測量主要有能譜法和雙濾片法，能譜法采用能譜儀測得射線的最大能量峰來確定管電壓的大小，能譜法測量管電壓比較精確，但是電路和算法比較復(fù)雜，需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行各種譜處理功能，如自動找峰、定峰位、求峰面積、計算峰的半高寬、能量刻度以及對復(fù)雜譜線的解譜等。雙濾片發(fā)，即一對同樣的探測器檢測X射線透過一組不同厚度的濾片，在固定的過濾條件、曝光條件下，管電壓與兩探測器信號之比有固定的函數(shù)關(guān)系。
[0005]劑量測量一般都是應(yīng)用電離室探測器，電離室具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、能量響應(yīng)好等特點(diǎn)。但電離室室壁比較薄，易碎，測量過程中需要高壓偏置，并且電離室的輸出電流信號比較微弱，需要專門的微電流放大電路進(jìn)行放大處理。
[0006]目前國內(nèi)的產(chǎn)品及研究基本上是診斷X射線某一單獨(dú)或幾個參數(shù)的測量，沒有包含管電壓、曝光時間、劑量、劑量率及半值層的一整套參數(shù)的測量。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)只能測量診斷X射線某一單獨(dú)或幾個參數(shù)，在測量診斷X射線的多個參數(shù)需要曝光多次，測量程序復(fù)雜，涉及測量設(shè)備多，測量時間長，不利于現(xiàn)場快速檢測，而且采用有線數(shù)據(jù)傳輸或主機(jī)顯示，存在測量不便，無法及時獲得測量結(jié)果。
實用新型內(nèi)容
[0008]在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“新型電離輻射檢測儀器和關(guān)鍵部件開發(fā)及應(yīng)用(項目編號:2013YQ090811)”資金資助下，提供一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，解決現(xiàn)有技術(shù)對診斷X射線質(zhì)量的測量無法同時測量多個參數(shù)，導(dǎo)致測量程序復(fù)雜，耗時長，測量設(shè)備過多的問題。
[0009]為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，包括半導(dǎo)體探測器陣列、前置電流放大器、通道切換模塊、可調(diào)增益放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、測量觸發(fā)電路、單片機(jī)控制器、電源電路和藍(lán)牙無線傳輸模塊，其中
[0010]所述半導(dǎo)體探測器陣列用于探測診斷X射線強(qiáng)度，半導(dǎo)體探測器陣列上有八個通道，每一通道具有不同厚度的過濾片，半導(dǎo)體探測器陣列將經(jīng)過一定厚度的過濾片的射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成微弱的電流信號；
[0011]所述前置電流放大器用于對微弱的電流信號進(jìn)行放大，將所述半導(dǎo)體探測器陣列輸出的經(jīng)過不同厚度過濾片后具有不同射線強(qiáng)度的信號轉(zhuǎn)變成電壓信號，所述前置電流放大器輸出具有八個通道的信號；
[0012]所述采用通道切換模塊將八個通道中適合量程的有用的通道的信號切換至所述可調(diào)增益放大器；
[0013]所述單片機(jī)控制器用于量程的設(shè)置、獲取模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號、判斷測量的起止及與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，即單片機(jī)控制器根據(jù)通道切換模塊輸出的信號大小，控制可調(diào)增益放大器對輸入信號進(jìn)行放大處理；
[0014]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的射線強(qiáng)度電壓模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，提供給單片機(jī)控制器處理；
[0015]所述測量觸發(fā)電路用于經(jīng)過可調(diào)增益放大器放大處理后的輸出信號，當(dāng)輸出信號超過預(yù)設(shè)的測量閾值，則測量觸發(fā)電路認(rèn)為有X射線曝光，輸出測量起始信號給單片機(jī)控制器，當(dāng)輸出信號低于測量閾值，則輸出測量停止信號至單片機(jī)控制器；
[0016]電源電路連接電源提供給前述各模塊電路所需的直流電壓；
[0017]藍(lán)牙無線傳輸模塊用于單片機(jī)控制器與計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0018]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述藍(lán)牙無線傳輸模塊通過和USB藍(lán)牙無線適配器和筆記本電腦進(jìn)行藍(lán)牙配對，實現(xiàn)測量控制數(shù)據(jù)的交換。
[0019]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述半導(dǎo)體探測器陣列由射線衰減準(zhǔn)直器、過濾片和半導(dǎo)體探測器組成，所述半導(dǎo)體探測器有八個，均是由經(jīng)過避光處理后的S1-PIN 二極管制成并封裝在射線衰減準(zhǔn)直器內(nèi)，所述過濾片是由八個厚度不同的銅片或鋁片組成，分別設(shè)置在八個半導(dǎo)體探測器上。
[0020]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述半導(dǎo)體探測器是型號為NTD34S的診斷X射線探測器，分為四組，分別測量22kV-30kV、30kV-39kV、50kV-90kV及90-150kV的管電壓。
[0021]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述前置電流放大器為低偏置電流及低失調(diào)電壓的精密JFET輸入低噪聲放大器AD8626。
[0022]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器是由電壓/頻率轉(zhuǎn)換器AD7741結(jié)合STM32單片機(jī)計數(shù)器構(gòu)成。
[0023]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述單片機(jī)控制器為STM32F103微控制器。
[0024]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述藍(lán)牙無線傳輸模塊為Class I的遠(yuǎn)程藍(lán)牙模塊BT1800。
[0025]一種測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的方法，包括以下步驟:
[0026]步驟一，將劑量儀放置在診斷X射線機(jī)的診斷床上，調(diào)整診斷X射線機(jī)為垂直投射狀態(tài)，將光野覆蓋半導(dǎo)體探測器陣列，半導(dǎo)體探測器陣列的中心與光野的中心一致；調(diào)整診斷X射線機(jī)機(jī)頭或劑量儀的位置，使球管中心與劑量儀之間的距離在40-60cm ;根據(jù)測量診斷X射線機(jī)的管電壓范圍及拍片或透視模式，單片機(jī)控制器連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，選取合適的半導(dǎo)體探測器通道，并設(shè)置可調(diào)增益放大器的放大倍數(shù)；
[0027]步驟二，診斷X射線機(jī)曝光后，半導(dǎo)體探測器陣列將經(jīng)過不同厚度的過濾片后射線的強(qiáng)度轉(zhuǎn)變成微弱的電流信號，電流的大小為nA級別；
[0028]步驟三，微弱的電流信號經(jīng)過前置電流放大器，轉(zhuǎn)換成電壓信號，半導(dǎo)體探測器輸出的電流大小在nA級別，經(jīng)過前置電流放大器將電流轉(zhuǎn)電壓并放大，使輸出的電壓信號在mV級別；
[0029]步驟四，通道切換在八個通道中選取其中合適的兩個通道信號輸送至可調(diào)增益放大器進(jìn)行電壓信號放大；選取了放大后的幅度較小的一道信號送至測量觸發(fā)電路，設(shè)置測量觸發(fā)閾值中的射線起始閾值和射線停止閾值，當(dāng)射線信號大于預(yù)設(shè)射線起始閾值時，測量觸發(fā)電路輸出曝光開始信號至單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器開始計時，并啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將兩個通道的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號送至單片機(jī)控制器的計數(shù)器輸入端口，單片機(jī)控制器對頻率信號進(jìn)行脈沖計數(shù)，當(dāng)診斷X射線機(jī)曝光結(jié)束，放大后的信號小于射線停止閾值，測量觸發(fā)電路輸出曝光停止信號至單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器停止計時，并停止兩個通道的脈沖計數(shù)，單片機(jī)控制器通過脈沖總計數(shù)及測量時間，計算出兩個通道的累計電壓及測量時間內(nèi)的平均電壓，通過藍(lán)牙無線傳輸模塊將兩個通道的測量數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)終端；
[0030]步驟五，計算機(jī)終端通過USB藍(lán)牙無線適配器與劑量儀主機(jī)進(jìn)行通訊，接受射線測量過程中傳輸來的兩個通道測量數(shù)據(jù)，確定診斷X射線的管電壓、劑量、劑量率、曝光時間及半值層。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:將眾多參數(shù)測量功能集成一起，可以測量診斷X射線的管電壓、曝光時間、劑量、劑量率及半值層；僅需一次曝光，同時獲得診斷X射線的多個參數(shù)測量結(jié)果；采用大功率藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)，通過筆記本對傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，遠(yuǎn)距離遙控實時測量，避免遭受不必要的輻照劑量，測量過程方便快捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀一個實施例的連接示意圖。
[0033]圖2為本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀另一個實施例中半導(dǎo)體探測器陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0034]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0035]圖1示出了本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的一個實施例:一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，由其特征在于:包括半導(dǎo)體探測器陣列1、前置電流放大器2、通道切換模塊3、可調(diào)增益放大器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5、測量觸發(fā)電路6、單片機(jī)控制器7、電源電路8和藍(lán)牙無線傳輸模塊9，其中
[0036]所述半導(dǎo)體探測器陣列I用于探測診斷X射線強(qiáng)度，半導(dǎo)體探測器陣列I上有八個通道，每一通道具有不同厚度的過濾片，半導(dǎo)體探測器陣列I將經(jīng)過一定厚度的過濾片的射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成微弱的電流信號；
[0037]所述前置電流放大器2用于對微弱的電流信號進(jìn)行放大，將所述半導(dǎo)體探測器陣列I輸出的經(jīng)過不同厚度過濾片后具有不同射線強(qiáng)度的信號轉(zhuǎn)變成電壓信號，所述前置電流放大器2輸出具有八個通道的信號；
[0038]所述采用通道切換模塊3將八個通道中適合量程的有用的通道的信號切換至所述可調(diào)增益放大器4，適合量程的有用的通道只有兩個；
[0039]所述單片機(jī)控制器7用于量程的設(shè)置、獲取模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號、判斷測量的起止及與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，即單片機(jī)控制器7根據(jù)通道切換模塊3輸出的信號大小，控制可調(diào)增益放大器4對輸入信號進(jìn)行放大處理；
[0040]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器5將放大后的射線強(qiáng)度電壓模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，提供給單片機(jī)控制器7處理；
[0041]所述測量觸發(fā)電路6用于經(jīng)過可調(diào)增益放大器4放大處理后的輸出信號，當(dāng)輸出信號超過預(yù)設(shè)的測量閾值，則測量觸發(fā)電路6認(rèn)為有X射線曝光，輸出測量起始信號給單片機(jī)控制器7，當(dāng)輸出信號低于測量閾值，則輸出測量停止信號至單片機(jī)控制器7 ；
[0042]電源電路8連接電源提供給前述各模塊電路所需的直流電壓；
[0043]藍(lán)牙無線傳輸模塊9用于單片機(jī)控制器7與計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0044]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的一個優(yōu)選實施例，所述藍(lán)牙無線傳輸模塊9通過和USB藍(lán)牙無線適配器10和筆記本電腦11進(jìn)行藍(lán)牙配對，實現(xiàn)測量控制數(shù)據(jù)的交換。
[0045]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的一個優(yōu)選實施例，所述半導(dǎo)體探測器陣列I由射線衰減準(zhǔn)直器1-1、過濾片1-2和半導(dǎo)體探測器1-3組成，所述半導(dǎo)體探測器1-3有八個，均是由經(jīng)過避光處理后的S1-PIN 二極管制成并封裝在射線衰減準(zhǔn)直器1-1內(nèi)，所述過濾片1-2是由八個厚度不同的銅片或鋁片組成，分別設(shè)置在八個半導(dǎo)體探測器1-3上。
[0046]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的另一個優(yōu)選實施例，所述半導(dǎo)體探測器1-3是型號為NTD34S的診斷X射線探測器，分為四組，分別測量22kV-30kV、30kV-39kV、50kV-90kV 及 90_150kV 的管電壓。
[0047]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的另一個優(yōu)選實施例，所述前置電流放大器2為低偏置電流及低失調(diào)電壓的精密JFET輸入低噪聲放大器AD8626，有效地減小了漏電流和噪聲對測量的影響。
[0048]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的另一個優(yōu)選實施例，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器5是由電壓/頻率轉(zhuǎn)換器AD7741結(jié)合STM32單片機(jī)計數(shù)器構(gòu)成，其電路簡單，轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，并且電壓信號轉(zhuǎn)換成的頻率信號是累計的，方便后續(xù)電路的數(shù)據(jù)處理。
[0049]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的另一個優(yōu)選實施例，所述單片機(jī)控制器7為STM32F103微控制器，STM32F103微控制器集成了豐富的外設(shè)資源，多達(dá)8個定時器/計數(shù)器，搭配電壓/頻率轉(zhuǎn)換器AD7741構(gòu)成了一個轉(zhuǎn)換精度高、抗干擾好、結(jié)構(gòu)簡單及性能可靠的累計積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，十分適用于多通道數(shù)據(jù)測量的應(yīng)用。
[0050]根據(jù)本實用新型一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀的另一個優(yōu)選實施例，所述藍(lán)牙無線傳輸模塊9為Class I的遠(yuǎn)程藍(lán)牙模塊BT1800可以是深圳藍(lán)色飛舞科技公司開發(fā)的，具有高收發(fā)靈敏度、低功耗及尺寸小等特點(diǎn)。在空曠和無遮擋的對等條件下傳輸距離可達(dá)1800米。有效地解決了劑量儀主機(jī)與筆記本電腦之間的無線數(shù)據(jù)交換問題。
[0051]一種測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的方法，包括以下步驟:
[0052]步驟一，將劑量儀放置在診斷X射線機(jī)的診斷床上，調(diào)整診斷X射線機(jī)為垂直投射狀態(tài)，將光野覆蓋半導(dǎo)體探測器陣列1，半導(dǎo)體探測器陣列I的中心與光野的中心一致；調(diào)整診斷X射線機(jī)機(jī)頭或劑量儀的位置，使球管中心與劑量儀之間的距離在40-60 (優(yōu)選50)cm ;根據(jù)測量診斷X射線機(jī)的管電壓范圍及拍片或透視模式，單片機(jī)控制器7連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器5，選取合適的半導(dǎo)體探測器通道，并設(shè)置可調(diào)增益放大器4的放大倍數(shù)；
[0053]步驟二，診斷X射線機(jī)曝光后，半導(dǎo)體探測器陣列I將經(jīng)過不同厚度的過濾片后射線的強(qiáng)度轉(zhuǎn)變成微弱的電流信號，電流的大小為nA級別；
[0054]步驟三，微弱的電流信號經(jīng)過前置電流放大器2，轉(zhuǎn)換成電壓信號，半導(dǎo)體探測器輸出的電流大小在nA級別，前置電流放大器2選用了 ADI公司的AD8626，AD8626是一款精密JFET輸入低噪聲放大器,在25°C下偏置電流在不大于IpA,失調(diào)電壓小于0.5mV,適用于光電二極管電流放大應(yīng)用，經(jīng)過前置電流放大器將電流轉(zhuǎn)電壓并放大，使輸出的電壓信號在mV級別；
[0055]步驟四，前置電流放大器2輸出的電壓信號一共有八個通道，步驟一中已經(jīng)按管電壓范圍及拍片或透視模式設(shè)置了模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可調(diào)增益放大器放大倍數(shù)，通道切換在8通道中選取其中合適的兩通道信號輸送至可調(diào)增益放大器進(jìn)行電壓信號放大；選取了放大后的幅度較小的一道信號送至測量觸發(fā)電路6，設(shè)置測量觸發(fā)閾值中的射線起始閾值和射線停止閾值(優(yōu)選射線起始閾值為20mV，射線停止閾值為15mV);當(dāng)射線信號大于預(yù)設(shè)射線起始閾值時，測量觸發(fā)電路6輸出曝光開始信號至單片機(jī)控制器7，單片機(jī)控制器7開始計時，并啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換器5，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5可以采用AD7741，AD7741是一種電荷平衡式同步型低功耗電壓/頻率轉(zhuǎn)換器，輸入信號范圍O、2.5V，最大積分非線性誤差在輸出頻率1.35MHz時為0.012%，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5將兩個通道的電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號送至單片機(jī)控制器7的計數(shù)器輸入端口，單片機(jī)控制器7對頻率信號進(jìn)行脈沖計數(shù)，當(dāng)診斷X射線機(jī)曝光結(jié)束，放大后的信號小于射線停止閾值，測量觸發(fā)電路6輸出曝光停止信號至單片機(jī)控制器7，單片機(jī)控制器7停止計時，并停止兩個通道的脈沖計數(shù)，單片機(jī)控制器7通過脈沖總計數(shù)及測量時間，計算出兩個通道的累計電壓及測量時間內(nèi)的平均電壓，通過藍(lán)牙無線傳輸模塊9塊將兩個通道的測量數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)終端；
[0056]步驟五，計算機(jī)終端通過USB藍(lán)牙無線適配器與劑量儀主機(jī)進(jìn)行通訊，接受射線測量過程中傳輸來的兩個通道測量數(shù)據(jù)，確定診斷X射線的管電壓、劑量、劑量率、曝光時間及半值層。
[0057]本實用新型采用了半導(dǎo)體探測器陣列，采集不同厚度過濾片下的射線強(qiáng)度，實現(xiàn)了多通道數(shù)據(jù)的同時測量；模數(shù)轉(zhuǎn)換采用了電壓/頻率轉(zhuǎn)換與微控制器計數(shù)相結(jié)合的技術(shù)，具有電路簡單，轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，累計計數(shù)，方便后續(xù)電路的數(shù)據(jù)處理；采用了藍(lán)牙功率等級I的無線藍(lán)牙模塊，有效地解決了一般藍(lán)牙通訊距離短的缺點(diǎn)，減少了檢測人員的受照射線劑量；測量數(shù)據(jù)的處理采用計算機(jī)平臺，具有通用性強(qiáng)，處理速度快，方便程序算法的更新等特點(diǎn)；只需一次曝光，診斷X射線多參數(shù)測量儀實現(xiàn)了管電壓、曝光時間、劑量、劑量率及半值層的同時測量。
[0058]盡管這里參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變形和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:包括半導(dǎo)體探測器陣列(I)、前置電流放大器(2)、通道切換模塊(3)、可調(diào)增益放大器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)、測量觸發(fā)電路(6)、單片機(jī)控制器(7)、電源電路(8)和藍(lán)牙無線傳輸模塊(9)，其中 所述半導(dǎo)體探測器陣列(I)用于探測診斷X射線強(qiáng)度，半導(dǎo)體探測器陣列(I)上有八個通道，每一通道具有不同厚度的過濾片，半導(dǎo)體探測器陣列(I)將經(jīng)過一定厚度的過濾片的射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成微弱的電流信號； 所述前置電流放大器(2)用于對微弱的電流信號進(jìn)行放大，將所述半導(dǎo)體探測器陣列(I)輸出的經(jīng)過不同厚度過濾片后具有不同射線強(qiáng)度的信號轉(zhuǎn)變成電壓信號，所述前置電流放大器(2)輸出具有八個通道的信號； 所述采用通道切換模塊(3)將八個通道中適合量程的有用的通道的信號切換至所述可調(diào)增益放大器(4); 所述單片機(jī)控制器(7)用于量程的設(shè)置、獲取模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號、判斷測量的起止及與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，即單片機(jī)控制器(7)根據(jù)通道切換模塊(3)輸出的信號大小，控制可調(diào)增益放大器(4)對輸入信號進(jìn)行放大處理； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)將放大后的射線強(qiáng)度電壓模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，提供給單片機(jī)控制器(7)處理； 所述測量觸發(fā)電路(6)用于經(jīng)過可調(diào)增益放大器(4)放大處理后的輸出信號，當(dāng)輸出信號超過預(yù)設(shè)的測量閾值，則測量觸發(fā)電路(6)認(rèn)為有X射線曝光，輸出測量起始信號給單片機(jī)控制器(7)，當(dāng)輸出信號低于測量閾值，則輸出測量停止信號至單片機(jī)控制器(7); 電源電路(8)連接電源提供給前述各模塊電路所需的直流電壓； 藍(lán)牙無線傳輸模塊(9)用于單片機(jī)控制器(7)與計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所述藍(lán)牙無線傳輸模塊(9)通過和USB藍(lán)牙無線適配器(10)和筆記本電腦(11)進(jìn)行藍(lán)牙配對，實現(xiàn)測量控制數(shù)據(jù)的交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所述半導(dǎo)體探測器陣列(I)由射線衰減準(zhǔn)直器(1-1 )、過濾片(1-2 )和半導(dǎo)體探測器(1-3)組成，所述半導(dǎo)體探測器(1-3)有八個，均是由經(jīng)過避光處理后的S1-PIN 二極管制成并封裝在射線衰減準(zhǔn)直器(1-1)內(nèi)，所述過濾片(1-2)是由八個厚度不同的銅片或鋁片組成，分別設(shè)置在八個半導(dǎo)體探測器(1-3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所述半導(dǎo)體探測器(1-3)是型號為NTD34S的診斷X射線探測器，分為四組，分別測量22kV-30kV、30kV-39kV、50kV-90kV 及 90_150kV 的管電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所述前置電流放大器(2 )為低偏置電流及低失調(diào)電壓的精密JFET輸入低噪聲放大器AD8626。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)是由電壓/頻率轉(zhuǎn)換器AD7741結(jié)合STM32單片機(jī)計數(shù)器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所述單片機(jī)控制器(7)為STM32F103微控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量診斷X射線機(jī)質(zhì)量的劑量儀，其特征在于:所 述藍(lán)牙無線傳輸模塊(9)為Class I的遠(yuǎn)程藍(lán)牙模塊BT1800。
【文檔編號】G08C17/02GK204086558SQ201420557016
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】廖旭輝, 黃秋, 楊乾, 黃平 申請人:四川中測輻射科技有限公司