X-Ray Systems

1. X-Ray Systems

2. mA โครงสร้างของเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กเรย์ kVp หม้อแปลง Transformer แหล่งจ่ายไฟ Power Supply Switch วงจรแปลงไฟฟ้า กระแสสลับเป็น กระแสตรง Rectifier วงจรควบคุม Control Circuit หลอดเอ็กเรย์ X-Ray Tube

3. ส่วนประกอบของเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กเรย์ส่วนประกอบของเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กเรย์ • แหล่งจ่ายไฟฟ้า (Power supply) • หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง (High voltage transformer) • วงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง (Rectifier circuit) • วงจรควบคุม (Control circuit) • วงจรตั้งเวลา (Timer) • วงจรปรับแรงดันไฟฟ้ากิโลโวลต์ (kVp control circuit) • วงจรจ่ายกระแสไฟฟ้าของไส้หลอดเอ็กเรย์ (Filament power supply) • หลอดเอ็กเรย์ (X-Ray tube)

4. ไฟฟ้าเบื้องต้นสำหรับเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กเรย์ไฟฟ้าเบื้องต้นสำหรับเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กเรย์ • 1. หลักการของไฟฟ้า • - แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและความต้านทาน • - แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้า • 2. ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ • - การคำนวณกำลังไฟฟ้าของไฟฟ้ากระแสสลับ • 3. หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า • 4. หลักการของวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง

5. I + V R - + + - - หลักการของไฟฟ้า: ความสัมพันธ์ระหว่่าง แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทาน วงจรไฟฟ้ากระแสตรง V = Voltage (แรงดันไฟฟ้า, Volt) I = Current (กระแสไฟฟ้า, Ampere) R = Resistance (ความต้านทาน, Ohm)

6. I + V R - หลักการของไฟฟ้า: ความสัมพันธ์ระหว่าง แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทาน - แรงดันไฟฟ้า (V) มาก ทำให้กระแสไฟฟ้าไหล (I) มาก - ความต้านทาน ( R ) มาก ทำให้กระแสไฟฟ้า ( I )ไหลได้น้อย

7. I + V R - หลักการของไฟฟ้า: ความสัมพันธ์ระหว่่าง แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้า P = Power (กำลังไฟฟ้า, Watt) V = Voltage (แรงดันไฟฟ้า) I = Current (กระแสไฟฟ้า) R = Resistance (ความต้านทาน) ในกรณีที่ R คงที่ กำลังไฟฟ้าแปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้ายกกำลังสอง หรือ กระแสไฟฟ้ายกกำลังสอง

8. I I V R + V R - ไฟฟ้ากระแสตรง VS ไฟฟ้ากระแสสลับ วงจรไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current) วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating current) ไฟฟ้ากระแสตรง: แรงดันไฟฟ้าคงที่ตลอดเวลา กระแสไฟฟ้าไหลไปทางเดียวตลอด ไฟฟ้ากระแสสลับ: แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนตามเวลา กระแสไฟฟ้าไหลไป-กลับตามแรงดัน

9. 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 0.1 ไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ: A = Amplitude (Volt) f = Frequency (ความถี่) (Hertz = cycle/second) 1 Period (T) V Amplitude or Peak Time (t)

10. I V + V Time R - ไฟฟ้ากระแสสลับ ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า V + Time - I V R

11. 1.2 1 1 0.8 0.6 0.8 0.4 0.2 0.6 0 -0.2 0.4 -0.4 -0.6 0.2 -0.8 -1 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 ไฟฟ้ากระแสตรง VS ไฟฟ้ากระแสสลับ ไฟฟ้ากระแสตรง ไฟฟ้ากระแสสลับ

12. การคำนวณกำลังไฟฟ้ากระแสสลับการคำนวณกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากว่าไฟฟ้ากระแสสลับมีค่าไม่คงที่ตลอดเวลา เราจึงต้องใช้ค่าเฉลี่ย ของกำลังไฟฟ้าแทน เราให้ค่า Root Mean Square Voltage(Vrms) เป็น เราจะได้

13. การคำนวณกำลังไฟฟ้ากระแสสลับการคำนวณกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ โดยทั่วไปเมื่อเราพูดถึงไฟฟ้ากระแสสลับ ค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า ที่เราใช้กันจะหมายถึงค่า Root Mean Square เช่น ไฟฟ้า 220 V จะหมายถึง ค่า Vrms= 220 Volt ส่วนค่า Peak จะเป็น Volt. กำลังไฟฟ้าของไฟฟ้ากระแสสลับสามารถคำนวณได้จากสูตร

14. หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าในเครื่องกำเนิดรังสีเอ็กเรย์มีหน้าที่แปลงไฟฟ้าจากไฟฟ้า แรงดันต่ำเป็นไฟฟ้าแรงดันสูงเพื่อใช้ในการขับหลอดเอ็กเรย์ หม้อแปลงโดยทั่งไปประกอบด้วย 1. ขดลวด 2 ขดคือ - ขดลวดปฐมภูมิ (Primary coil) - ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary coil) 2. แกนเหล็ก ( Core ) Primary coil Secondary coil Core

15. หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า เมื่อเราป้อนไฟฟ้ากระแสสลับให้ขดลวดปฐมภูมิ (Primary coil) กระแส ไฟฟ้าที่ไหลในขดลวดจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนตามเวลาขึ้น I Primary coil Secondary coil V2 V1 สนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะเหนี่ยวให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ (Secondary coil)

16. หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิและ ขดลวดทุติยภูมิ I2 I1 Load N1 N2 V2 V1 Primary coil Secondary coil V1 = แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิ N1 = จำนวนขดของขดลวดปฐมภูมิ I1 = กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิ V2 = แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิ N2 = จำนวนขดของขดลวดทุติยภูมิ I2 = กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิ

17. หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าที่ส่งผ่านหม้อแปลง I2 I1 Load N1 N2 V2 V1 Vmax Primary coil Secondary coil กำลังไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิมีค่าเท่ากับกำลังไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิ

18. Vin + + Time - - หลักการของวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง (Rectifier) วงจร Rectifier ใช้ในการแปลงไฟฟ้าจากไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้า กระแสตรงเพื่อใช้ในการขับหลอดเอ็กเรย์ วงจร Rectifier ประกอบด้วยไดโอด (Diode) และตัวเก็บประจุ (Capacitor) Diode เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้ทางเดียว Vin Vout Vout + + Time Half wave rectifier

19. VOUT Time หลักการของวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง (Rectifier) วงจร Full Wave Rectifier Bridge Diode - + Vin + + Time - -

20. V Time หลักการของวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง (Rectifier) Output ที่ได้จาก Full wave rectifier ยังมีลักษณะกระเพื่อม (Ripple)อยู่ Vmax Ripple factor = 100% Vmin= 0 Ripple factorเป็นตัวบอกถึงคุณภาพของไฟฟ้ากระแสตรง โดยทั่วไป เราต้องการให้ Ripple factorมีค่าน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

21. Capacitor - + หลักการของวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง (Rectifier) เราสามารถลด Ripple factor ลงได้โดยการต่อตัวเก็บประจุเพื่อเข้า ไปที่วงจร Rectifier หลังเพื่อตัวเก็บประจุ ก่อนเพื่อตัวเก็บประจุ V V Time Time

22. VOUT + D1 D2 AC Time DC D3 D4 VIN - Capacitor D1 D2 + + แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับ Time Load - + D4 D3 - -