便携式X射线机管电流非介入测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式X射线机管电流非介入测量仪，包括检测装置和主机，所述的检测装置通过多芯电缆与主机连接，检测装置包括钳形电流传感器和设置在钳形电流传感器内的控制组件。本实用新型专利技术的检测装置与主机采用V+、V-双线连接结构，避免了供电电流在地线上形成的压差信号对输出信号的影响；主机中增加校准系数存储模块，使检测装置具有互换性；FPGA数据处理器提高了对窄脉宽电流信号测量精度；通过主机以及与主机无线连接的上位机对钳形电流传感器量程档位和调零的控制、对钳形电流传感器工作状态的获取，解决了测量人员对主机操作和读取数据极不方便的缺点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种便携式X射线机管电流非介入测量仪。
技术介绍
对X射线机管电流进行测量，常用于医院作影像质量控制、技术监督部门作运行的质量控制，对X射线机生产、安装调试、故障检查维修也具有一定的现实意义。当前采用钳形电流传感器作为I次仪表在X射线机管电流非介入测量仪中已普遍使用，电流通过导线时在导线周围产生磁场，钳形电流传感器通过霍尔元件将磁场强度转换为电压信号，所以钳形电流传感器对地磁场敏感，因而在将钳形电流传感器卡入X射线 管的阳极(或阴极)回路后须按钳形电流传感器上的“ZERO”按键即零电位按键，以抵消地磁场对钳形电流传感器的影响，使前置放大器工作在零电位附近；钳形电流传感器的钳口闭合不完全以及电池电压不足时，钳形电流传感器输出信号不正常，但主机并不知道这些状态，因而有可能得到的测量结果并不可靠；由于不同的钳形电流传感器的电流电压转换系数有差异，因而主机无法与不同的钳形电流传感器互换。传统的数据采集方案为A/D转换器输出的结果直接传输给MPU作数据处理，其优点是方案简单成本低廉，但对窄脉宽电流信号测量误差较大。由于钳形电流传感器与主机之间均采用较短的连线连接，主机放置在X射线机附近，X射线机工作时会产生X射线，从而X射线机一般均安装在屏蔽室内，在测量X射线机管电流时，工作人员须撤离到安全的地方(例如控制室)，因而对主机操作和读取数据极不方便。
技术实现思路
本技术的目的即在于克服现在技术的不足，提供一种读取数据方便、工作可靠的便携式X射线机管电流非介入测量仪。本技术是通过以下技术方案来实现的便携式X射线机管电流非介入测量仪，包括检测装置和主机，所述的检测装置通过多芯电缆与主机连接。检测装置包括钳形电流传感器和控制组件，控制组件包括零电位输出控制模块、量程档位控制模块和CPU模块，所述的零电位输出控制模块的两个模拟信号输出端与钳形电流传感器的零电位按键的两触点连接，量程档位控制模块中的模拟开关与钳形电流传感器的量程各触点连接，所述的零电位输出控制模块、量程档位控制模块的控制端连接在CPU模块上；所述的主机内设置有主放大器、FPGA数据处理器、MPU模块、键盘模块、显示器、无线传输模块、检测装置连接检测模块和电源管理模块，主放大器的两个输入端通过多芯电缆分别与检测装置中的前置放大器上的V+、V-信号输出端相连接，主放大器的输出依次通过滤波器、A/D转换器连接到FPGA数据处理器，FPGA数据处理器、键盘模块、显示器和无线传输模块都与MPU模块相连接，MPU模块的Rx、Tx端通过多芯电缆连接检测装置中CPU模块的MPU模块的Tx、Rx端，其还通过无线传输模块连接远端的上位机，所述的电源管理模块连接主机内所有模块，电源管理模块还通过多芯电缆连接检测装置内的所有模块。本技术的钳形电流传感器取消了电池供电单元及开关、量程档位控制旋钮，钳形电流传感是由主机内的电源进行供电，而且其内部新增了一个印刷电路板，上述的控制组件即设置在该印刷电路板上，通过控制组件的零电位输出控制模块可以将钳形电流传感器的前置放大器被调整为输出零电位，而通过控制组件的量程档位控制模块能够完成钳形电流传感器的量程档位的控制功能。本技术的控制组件上还设有钳 口闭合状态检测模块、温度传感器模块、序列号存储模块和校准系数存储模块，钳口闭合状态检测模块、温度传感器模块、序列号存储模块和校准系数存储模块都连接CPU模块。所述钳口闭合状态检测模块能够检测钳形电流传感器的钳口是否闭合的状态信息，该状态信息可被与之连接的CPU模块读取并传输给主机以及与主机无线连接的远程上位机，供主机以及远程上位机作钳口闭合状态显示和数据采集控制使用。所述环境温度传感器模块用于测量钳形电流传感器所在位置的环境温度，该温度可被与之连接的CPU模块读取并传输给主机，供数据处理作温度修正使用；所述序列号存储模块，当主机以及远程上位机向CPU发出读序列号指令后，CPU向主机传输钳形电流传感器的序列号，以便在测量报告中自动填写本次测量时使用的钳形电流传感器序列号；所述校准系数存储模块，用于存储钳形该电流传感器的校准系数，当主机向CPU发出读校准系数指令后，CPU向主机传输该钳形电流传感器的校准系数，以便主机自动将测量数据乘以校准系数后作为测量结果；钳形电流传感器在规定的校准条件下，钳形电流传感器的输出乘以校准系数后满足该校准条件下的误差要求；该校准系数可被CPU收到的特定指令进行改写，以便授权的计量部门对钳形电流传感器进行调校时使用；经校准后的不同钳形电流传感器与同一台主机使用可互换使用，钳形电流传感器的输出乘以校准系数后满足相关规定对误差的要求；所述CPU模块，用多芯电缆中的Tx、Rx连线接收主机的指令并执行相应的指令(如改变量程、零电位输出、读取信息和状态等)或将主机所需的电流传感器的信息(如电流传感器的序列号、校准系数、固件版本号等)和状态信息(如钳口闭合状态、环境温度、故障代码等)传输给主机。本技术的主机内，主放大器具有差分输入功能，与前置放大器的两个信号输出端V+、V-相连接，具有高精度、高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声、低输入偏置电流、低失调电压和低失调漂移以及增益可编程之特点，使得不同量程档位下主放大器输出满足A/D转换器的要求；所述FPGA数据处理器主要通过提取计算特征量完成数据压缩任务；所述MPU模块具有对整机进行管理、数据处理、对FPGA数据处理器进行现场配置等功能；所述电源管理模块可满足整机对各种电源的需求(如5V、3. 3V、2. 5V、模拟电路所需的±5V等)，并且在MPU模块的控制下可实现对主机和检测装置内各模块的供电根据需要进行关断，以延长电池使用时间。本技术的主机内的FPGA数据处理器上还连接有SRAM存储器和SD存储卡，所需工作时序和读写操作控制由FPGA数据处理模块产生。SRAM存储器供FPGA数据处理器处理数据时使用，而FPGA数据处理器将数据存储到SD存储卡中，由计算机读出SD存储卡中的数据进行分析处理。本技术的主机内的MPU模块上还连接有FPGA配置文件模块和显示器背光亮度调整模块。所述FPGA配置文件模块，由大容量FLASH构成，由MPU模块对其进行读写操作，用于存储FPGA数据处理器的多个配置文件；而显示器背光亮度调整模块可在MPU的控制下根据需要实现显示器不同亮度等级及关闭等功能以降低功耗，延长了电池使用时间。本技术的主机内的主放大器上的还连接有检测装置连接检测模块，检测装置连接检测模块的输出端连接到MPU模块。检测装置连接检测模块可检测到钳形电流传感器是否连接，从而由MPU判断出检测装置是否连接，以及在已连接情况下出现的通讯故障。本技术的本技术的钳形电流传感器的前置放大器上的V+、V-两个信号输出端分别使用线路与主机中的主放大器的两个输入连接，采用这样的双线连接结构可以 避免钳形电流传感器供电电流在地线上形成的压差信号对输出信号的影响。而且检测装置与主机中之间的连接线在多芯电缆中采用单独的屏蔽层，进一步避免了 Tx和Rx线路对前置放大器输出信号的影响。本技术的显示器采用IXD显示屏。 本技术的有益效果是I.钳形电流传感器的前置放大器的与主机中主放大器采用V本文档来自技高网...

【技术保护点】
便携式X射线机管电流非介入测量仪，其特征在于：包括检测装置和主机，所述的检测装置通过多芯电缆与主机连接；检测装置包括钳形电流传感器和控制组件，控制组件包括零电位输出控制模块、量程档位控制模块和CPU模块，所述的零电位输出控制模块的两个模拟信号输出端与钳形电流传感器的零电位按键的两触点连接，量程档位控制模块中的模拟开关与钳形电流传感器的量程各触点连接，所述的零电位输出控制模块、量程档位控制模块的控制端连接在CPU模块上；所述的主机内设置有主放大器、FPGA数据处理器、MPU模块、键盘模块、显示器、无线传输模块、检测装置连接检测模块和电源管理模块，主放大器的两个输入端通过多芯电缆分别与检测装置中的前置放大器上的V+、V？信号输出端相连接，主放大器的输出依次通过滤波器、A/D转换器连接到FPGA数据处理器，FPGA数据处理器、键盘模块、显示器和无线传输模块都与MPU模块相连接，MPU模块的Rx、Tx端通过多芯电缆连接检测装置中CPU模块的MPU模块的Tx、Rx端，其还通过无线传输模块连接远端的上位机，所述的电源管理模块连接主机内所有模块，电源管理模块还通过多芯电缆连接检测装置内的所有模块。

【技术特征摘要】
1.便携式X射线机管电流非介入测量仪，其特征在于包括检测装置和主机，所述的检测装置通过多芯电缆与主机连接； 检测装置包括钳形电流传感器和控制组件，控制组件包括零电位输出控制模块、量程档位控制模块和CPU模块，所述的零电位输出控制模块的两个模拟信号输出端与钳形电流传感器的零电位按键的两触点连接，量程档位控制模块中的模拟开关与钳形电流传感器的量程各触点连接，所述的零电位输出控制模块、量程档位控制模块的控制端连接在CPU模块上； 所述的主机内设置有主放大器、FPGA数据处理器、MPU模块、键盘模块、显示器、无线传输模块、检测装置连接检测模块和电源管理模块，主放大器的两个输入端通过多芯电缆分别与检测装置中的前置放大器上的V+、V-信号输出端相连接，主放大器的输出依次通过滤波器、A/D转换器连接到FPGA数据处理器，FPGA数据处理器、键盘模块、显示器和无线传输模块都与MPU模块相连接，MPU模块的Rx、Tx端通过多芯电缆连接检测装置中CPU模块的MPU模块的Tx、Rx端，其还通过无线传输模块连接远端的上位机，所述的电源管理模块连接主机内所有模块，电源管理模块还通过多芯电缆连接检测装置内...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，
申请(专利权)人：刘志宏，
类型：实用新型
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