ISAN-DSP GROUP

X-Ray Systems

ISAN-DSP GROUP

โครงสร�างของเคร��องกำ�าเนิ�ดร�งส�เอ�กำเรย์�

แหล่�งจ่�ายไฟPower Supply

หม้�อแปล่งTransformer

Switch

วงจ่รควบค�ม้Control Circuit

วงจ่รแปล่งไฟฟ�า

กระแสสล่�บเป�น

กระแสตรงRectifier หล่อดเอ�กเรย�

X-Ray Tube

kVp

mA

ISAN-DSP GROUP

ส�วนิประกำอบของเคร��องกำ�าเนิ�ดร�งส�เอ�กำเรย์�1 .แหล่�งจ่�ายไฟฟ�า (Power supply)

2. หม้�อแปล่งไฟฟ�าแรงส!ง (High voltage transformer)

3. วงจ่รแปล่งไฟฟ�ากระแสสล่�บเป�นกระแสตรง (Rectifier circuit)

4. วงจ่รควบค�ม้ (Control circuit)1 .วงจ่รต�"งเวล่า (Timer)2 .วงจ่รปร�บแรงด�นไฟฟ�าก#โล่โวล่ต� (kVp control circuit)3 .วงจ่รจ่�ายกระแสไฟฟ�าของไส�หล่อดเอ�กเรย� (Filament power supply)

5. หล่อดเอ�กเรย� (X-Ray tube)

ISAN-DSP GROUP

ไฟฟ�าเบ��องต้�นิส�าหร�บเคร��องกำ�าเนิ�ดร�งส�เอ�กำเรย์�1. หล่�กการของไฟฟ�า

- แรงด�นไฟฟ�า กระแสไฟฟ�า แล่ะความ้ต�านทาน- แรงด�นไฟฟ�า กระแสไฟฟ�า แล่ะก'าล่�งไฟฟ�า

2. ไฟฟ�ากระแสตรงแล่ะไฟฟ�ากระแสสล่�บ- การค'านวณก'าล่�งไฟฟ�าของไฟฟ�ากระแสสล่�บ

3. หล่�กการของหม้�อแปล่งไฟฟ�า4. หล่�กการของวงจ่รแปล่งไฟฟ�ากระแสสล่�บเป�นกระแสตรง

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของไฟฟ�า: ความส�มพั�นิธ์�ระหว��าง แรงด�นิไฟฟ�า กำระแสไฟฟ�า แลัะความต้�านิทานิ

+

-

+

-

I

V+- R

วงจ่รไฟฟ�ากระแสตรงRIV

V = Voltage (แรงด�นไฟฟ�า, Volt)I = Current (กระแสไฟฟ�า, Ampere)R = Resistance (ความ้ต�านทาน, Ohm)

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของไฟฟ�า: ความส�มพั�นิธ์�ระหว�าง แรงด�นิไฟฟ�า กำระแสไฟฟ�า แลัะความต้�านิทานิ

RIV

I

V+- R

- แรงด�นไฟฟ�า (V) ม้าก ท'าให�กระแสไฟฟ�าไหล่ (I) ม้าก

- ความ้ต�านทาน ( R ) ม้าก ท'าให�กระแสไฟฟ�า ( I )ไหล่ได�น�อย

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของไฟฟ�า: ความส�มพั�นิธ์�ระหว��าง แรงด�นิไฟฟ�า กำระแสไฟฟ�า แลัะกำ�าลั�งไฟฟ�า I

V+- R

R

VRIVIP

22

P = Power (ก'าล่�งไฟฟ�า, Watt)V = Voltage (แรงด�นไฟฟ�า)I = Current (กระแสไฟฟ�า)R = Resistance (ความ้ต�านทาน)

ในกรณ*ท*+ R คงท*+ ก'าล่�งไฟฟ�าแปรผั�นตรงก�บแรงด�นไฟฟ�ายกก'าล่�งสองหร-อ กระแสไฟฟ�ายกก'าล่�งสอง

ISAN-DSP GROUP

ไฟฟ�ากำระแสต้รง VS ไฟฟ�ากำระแสสลั�บI

V R

I

V+- R

วงจ่รไฟฟ�ากระแสตรง(Direct current)

วงจ่รไฟฟ�ากระแสสล่�บ(Alternating current)

ไฟฟ�ากระแสตรง: แรงด�นไฟฟ�าคงท*+ตล่อดเวล่า

กระแสไฟฟ�าไหล่ไปทางเด*ยวตล่อด

ไฟฟ�ากระแสสล่�บ: แรงด�นไฟฟ�าเปล่*+ยนตาม้เวล่า

กระแสไฟฟ�าไหล่ไป-กล่�บตาม้แรงด�น

)2sin( tfAV ConstantV

ISAN-DSP GROUP

ไฟฟ�ากำระแสสลั�บ

แรงด�นไฟฟ�ากระแสสล่�บ:

)2sin( tfAV A = Amplitude (Volt)f = Frequency (ความ้ถี่*+) (Hertz = cycle/second)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.81

1 Period (T)

Tf

1

V

Time (t)

Amplitudeor Peak

ISAN-DSP GROUP

ไฟฟ�ากำระแสสลั�บ

I

V R

ท#ศทางการไหล่ของกระแสไฟฟ�าV

Time+

-

V

Time+

-

I

V R

ISAN-DSP GROUP

ไฟฟ�ากำระแสต้รง VS ไฟฟ�ากำระแสสลั�บ

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

ไฟฟ�ากระแสตรง ไฟฟ�ากระแสสล่�บ

R

VRIVIP

22 ???P

ISAN-DSP GROUP

กำารค�านิวณกำ�าลั�งไฟฟ�ากำระแสสลั�บ เน-+องจ่ากว�าไฟฟ�ากระแสสล่�บม้*ค�าไม้�คงท*+ตล่อดเวล่า เราจ่0งต�องใช้�ค�าเฉล่*+ยของก'าล่�งไฟฟ�าแทน

R

A

dtR

ftA

Tdt

R

tV

TP

TT

2

)2(sin1)(1

2

0

22

0

2

เราให�ค�า Root Mean Square Voltage (Vrms) เป�น

2

AVrms

เราจ่ะได�R

V

R

AP rms

22

2

ISAN-DSP GROUP

กำารค�านิวณกำ�าลั�งไฟฟ�ากำระแสสลั�บ

R

VRIVIP rms

rmsrmsrms

22

โดยท�+วไปเม้-+อเราพู!ดถี่0งไฟฟ�ากระแสสล่�บ ค�าแรงด�นไฟฟ�าแล่ะกระแสไฟฟ�าท*+เราใช้�ก�นจ่ะหม้ายถี่0งค�า Root Mean Square เช้�น ไฟฟ�า 220 V จ่ะหม้ายถี่0งค�า Vrms = 220 Volt ส�วนค�า Peak จ่ะเป�น Volt.

ก'าล่�งไฟฟ�าของไฟฟ�ากระแสสล่�บสาม้ารถี่ค'านวณได�จ่ากส!ตร

3112220

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของหม�อแปลังไฟฟ�า หม้�อแปล่งไฟฟ�าในเคร-+องก'าเน#ดร�งส*เอ�กเรย�ม้*หน�าท*+แปล่งไฟฟ�าจ่ากไฟฟ�าแรงด�นต'+าเป�นไฟฟ�าแรงด�นส!งเพู-+อใช้�ในการข�บหล่อดเอ�กเรย�

หม้�อแปล่งโดยท�+งไปประกอบด�วย1. ขดล่วด 2 ขดค-อ

- ขดล่วดปฐม้ภู!ม้# (Primary coil)- ขดล่วดท�ต#ยภู!ม้# (Secondary coil)

2. แกนเหล่�ก ( Core )

Primary coil Secondary coil

Core

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของหม�อแปลังไฟฟ�า

Primary coil

Secondary coil

เม้-+อเราป�อนไฟฟ�ากระแสสล่�บให�ขดล่วดปฐม้ภู!ม้# (Primary coil) กระแสไฟฟ�าท*+ไหล่ในขดล่วดจ่ะท'าให�เก#ดสนาม้แม้�เหล่�กท*+เปล่*+ยนตาม้เวล่าข0"น

I

สนาม้แม้�เหล่�ก

สนาม้แม้�เหล่�กท*+เก#ดข0"นจ่ะเหน*+ยวให�เก#ดแรงด�นไฟฟ�าข0"นในขดล่วดท�ต#ยภู!ม้# (Secondary coil)

V2V1

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของหม�อแปลังไฟฟ�า ความ้ส�ม้พู�นธ์�ระหว�างแรงด�นแล่ะกระแสไฟฟ�าท*+ขดล่วดปฐม้ภู!ม้#แล่ะขดล่วดท�ต#ยภู!ม้#

Primary coil

Secondary coil

V2V1 N1 N2

1

2

2

1

2

1

I

I

N

N

V

V

V1 = แรงด�นไฟฟ�าท*+ขดล่วดปฐม้ภู!ม้#N1 = จ่'านวนขดของขดล่วดปฐม้ภู!ม้#I1 = กระแสไฟฟ�าท*+ขดล่วดปฐม้ภู!ม้#

V2 = แรงด�นไฟฟ�าท*+ขดล่วดท�ต#ยภู!ม้#N2 = จ่'านวนขดของขดล่วดท�ต#ยภู!ม้#I2 = กระแสไฟฟ�าท*+ขดล่วดท�ต#ยภู!ม้#

I1I2

Load

ISAN-DSP GROUP

Primary coil

Secondary coil

V2V1 N1 N2

2221

22

2

111 VIV

N

NI

N

NVIP

I1I2

Load

หลั�กำกำารของหม�อแปลังไฟฟ�า ก'าล่�งไฟฟ�าท*+ส�งผั�านหม้�อแปล่ง

ก'าล่�งไฟฟ�าท*+ขดล่วดปฐม้ภู!ม้#ม้*ค�าเท�าก�บก'าล่�งไฟฟ�าท*+ขดล่วดท�ต#ยภู!ม้#

Vmax

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของวงจรแปลังไฟฟ�ากำระแสสลั�บเป+นิกำระแสต้รง (Rectifier)

วงจ่ร Rectifier ใช้�ในการแปล่งไฟฟ�าจ่ากไฟฟ�ากระแสสล่�บให�เป�นไฟฟ�ากระแสตรงเพู-+อใช้�ในการข�บหล่อดเอ�กเรย�วงจ่ร Rectifier ประกอบด�วยไดโอด (Diode) แล่ะต�วเก�บประจ่� (Capacitor)

Diode เป�นอ�ปกรณ�สารก0+งต�วน'าท*+ยอม้ให�ไฟฟ�าไหล่ผั�านได�ทางเด*ยว

Vin

Time+-

+

-

Vout

Time+ +

Vin Vout

Half wave rectifier

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของวงจรแปลังไฟฟ�ากำระแสสลั�บเป+นิกำระแสต้รง (Rectifier)

วงจ่ร Full Wave Rectifier

Vin

Time+-

+

-

+-

VOUT

Time

Bridge Diode

ISAN-DSP GROUP

Time

V

หลั�กำกำารของวงจรแปลังไฟฟ�ากำระแสสลั�บเป+นิกำระแสต้รง (Rectifier)

Output ท*+ได�จ่าก Full wave rectifier ย�งม้*ล่�กษณะกระเพู-+อม้ (Ripple) อย!�

Vmax

Vmin= 0

100 (%) Factor Ripplemax

minmax

V

VV

Ripple factor = 100%

Ripple factor เป�นต�วบอกถี่0งค�ณภูาพูของไฟฟ�ากระแสตรง โดยท�+วไปเราต�องการให� Ripple factor ม้*ค�าน�อยท*+ส�ดเท�าท*+จ่ะเป�นไปได�

ISAN-DSP GROUP

หลั�กำกำารของวงจรแปลังไฟฟ�ากำระแสสลั�บเป+นิกำระแสต้รง (Rectifier)

Time

V

เราสาม้ารถี่ล่ด Ripple factor ล่งได�โดยการต�อต�วเก�บประจ่�เพู-+อเข�าไปท*+วงจ่ร Rectifier

+-

Capacitor

Time

Vก�อนเพู-+อต�วเก�บประจ่� หล่�งเพู-+อต�วเก�บประจ่�

ISAN-DSP GROUP

DC

+

-

AC

D1 D2

D3D4

VIN

Time+

-

+

-

VOUT

Time

+-

CapacitorD1 D2

D3D4

แหลั�งจ�าย์แรงด�นิไฟฟ�ากำระแสสลั�บ

Load