一种用于移动X线机的智能无线延时曝光系统的制作方法

本发明涉及一种移动X线机领域，尤其是一种用于移动X线机的智能无线延时曝光系统。

背景技术：

移动X线机在医疗上以其小巧、可移动、对电源要求不高等特点在临床上应用很广泛，其流程简便、操作快捷，解决了一些长期卧床、不便于搬动的患者的拍片难题。而它的可移动性让操作人员的射线防护问题面临新的考验。通过对比我院近年来启用的不同厂家的移动X线机，大体分为三类：①不具备无线、延时曝光系统，只是将曝光手柄连线接长；②具有无线曝光系统，但无法延时；③具有延时曝光系统，但不能远程控制。分析这三类移动X线机，结合医技人员的反馈，我们得出这三类曝光系统的不便之处：①病房里没有隔离防护，经常可以看到操作人员穿着笨重的铅衣将曝光手闸线拉到病房外曝光以此来达到减少射线辐射的目的。如此一来曝光手闸连线由于经常来回牵扯拉伸而问题不断，使其维修频率剧增(在我院据统计平均一周就得报修一次曝光手闸连线故障)，且每次曝光后还得整理长长的手闸连线，费时费力降低了工作效率；②需要医技人员使用遥控器远远地对着设备，摁住遥控器上的曝光按钮不间断，等待曝光完成。由于病房内具有例如心电监护、呼吸机等其他医疗设备，这种不间断遥控发射很容易因为其他设备信号干扰而中断；③这种曝光系统使用方法是医技人员将设备对着病人摆好位置，摁下延时曝光按钮后迅速远离设备，等待延时曝光完成。而在这短短的10多秒延时时间内，若病人偶然移动，偏移理想照射位置，我们根本无法阻止设备进行曝光，导致因为拍出来的图像不利于诊断而需要重拍。这样不但降低了工作效率，从而增加了病人接受射线照射的负担，不利于病人的健康。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种智能化的用于移动X线机的智能无线延时曝光系统，不仅可以实现避免医技人员的放射辐射，同时也使得移动X线机的曝光过程更安全稳定，这对延长设备使用寿命，降低其故障率具有重要意义。

本发明提供的技术方案如下：一种用于移动X线机的智能无线延时曝光系统，包括无线发射模块、无线接收模块、光耦模块和单片机模块，所述无线发射模块、无线接收模块、光耦模块和单片机模块依次连接，所述单片机模块中包括延时系统，所述延时系统连接有第一继电器和第二继电器，所述第一继电器和第二继电器分别连接移动X线机的曝光档和预热档，控制信号由所述无线发射模块发射至所述无线接收模块后，经由所述光耦模块检测后传输至所述单片机模块，而后经过所述单片机模块中的延时系统处理为两级延时信号后分别控制所述第一继电器和第二继电器导通，从而实现对移动X线机曝光档和预热档的控制启动，所述单片机模块中包括报警模块，所述报警模块用于控制信号触发，并在曝光结束时发出曝光结束提示音并进行系统复位。

在本发明的较佳实施例中，所述报警模块包括PNP三级管、稳压电容、直流蜂鸣器和限流电阻，所述PNP三级管、稳压电容、直流蜂鸣器和限流电阻之间通过线路连接。

在本发明的较佳实施例中，所述单片机模块中包括单片机，所述单片机设置为芯片STC15F104E。

在本发明的较佳实施例中，所述光耦模块设置为芯片PC817。

在本发明的较佳实施例中，还包括通信模块，所述通信模块与所述单片机相连，通过通信模块用于通信连接单片机与电脑，用于使外界能对所述单片机实现程序的导入，同时能记录下一段时间内所述单片机的运行情况。

在本发明的较佳实施例中，还包括电源模块，所述电源模块与所述无线接收模块相连以向所述无线接收模块供电。

在本发明的较佳实施例中，所述电源模块包括1个二极管，四个电容，1个发光二极管，1个稳压二极管和开关型降压稳压器LM2576T，所述1个二极管，四个电容，1个发光二极管，1个稳压二极管和开关型降压稳压器LM2576T之间通过线路连接。

在本发明的较佳实施例中，所述延时系统处理为两级延时信号分别为延时6-10s和延时2-4s。

本发明产生的有益效果在于：本发明中通过设置无线发射模块、无线接收模块、光耦模块和单片机模块，并在单片机模块中设置延时系统，利用延时系统连接第一继电器和第二继电器，并将第一继电器和第二继电器分别连接移动X线机的曝光档和预热档，普通X线机的曝光手闸分为两档，第一档主要是接通旋转阳极电路，同时灯丝开始预热，为产生X线做准备即预热档，第二档是在第一档工作完成后高压上闸实施曝光。本发明中将单片机模块代替现有技术中的手闸曝光，实现无线遥控曝光，使用时医生可以利用无线遥控的方式，曝光档和预热档的启动和切换可以通过单片机模块中的延时系统自动进行，无需手动拨动曝光手闸，该智能无线延时曝光系统不仅可以避免对医技人员的放射辐射，同时也使得移动X线机的曝光过程更安全稳定，有助于延长设备使用寿命，降低其故障率。

附图说明

图1为本发明的用于移动X线机的智能无线延时曝光系统的系统连接示意图；

图2为图1所示的用于移动X线机的智能无线延时曝光系统中系统软件流程图；

图3为本发明中的用于移动X线机的智能无线延时曝光系统中电源模块电路图；

图4为本发明中的用于移动X线机的智能无线延时曝光系统中光耦模块电路图；

图5为本发明中的用于移动X线机的智能无线延时曝光系统中第一继电器和第二继

电器电路图。

具体实施方式

参见图1，该用于移动X线机的智能无线延时曝光系统包括无线发射模块、无线接收模块、光耦模块、信号处理模块和单片机模块，无线发射模块、无线接收模块、光耦模块、信号处理模块和单片机模块依次连接，无线发射模块、无线接收模块中的发射模块即一个开关按键，用于发射信号，接收模块接收到信号后导通继电器从而触发延时曝光程序，单片机模块中包括延时系统，延时系统连接有继电器1和继电器2，继电器1和继电器2分别连接移动X线机的曝光档和预热档，单片机模块中包括单片机，单片机设置为芯片STC15F104E，光耦模块设置为芯片PC817，单片机模块中包括报警模块，报警模块由一个PNP三级管8055、稳压电容(uf)、直流蜂鸣器和限流电阻组成，该电路连接到单片机P3.4口，当无线遥控发射器触发时即P3.4口检测到低电平，使得三极管8055导通，蜂鸣器会发出短鸣，当曝光结束后蜂鸣器会发出长鸣通知操作人员曝光已完成，PC817光耦用于检测无线遥控器有无触发信号，一有电信号则经信号处理模块触发单片机输出，并控制继电器1和继电器2；无线遥控模块用于触发电信号至光耦；报警模块用作信号触发、复位及发出曝光提示音；单片机还连接有通信模块，该通信模块用于与电脑通信，可对单片机程序进行导入，并在调试时随时擦除和重新导入，还能记录下一段时间内的运行情况。

该智能无线延时曝光系统系统软件采用C51汇编语言设计，整个软件实现模块化，主要包括以下子程序：初始化子程序、按键扫描子程序、延时子程序、声音提示及报警子程序系统软件流程，如图2所示，设备对单片机的I/O口进行硬件初始化，以防止单片机的默认电平对外部电路的干扰，初始化结束后进入扫描状态，对单片机I/O口P3.4进行扫描(默认为高电平)，检测到一次信号时P3.4口为低电平有效启动延时程序，相继P3.3口置高电平、P3.2口置低电平控制继电器完成预热曝光动作；检测到两次信号时P3.4口默认为高电平系统复位，按下发射器曝光键，具体工作原理为：无线接收模块收到信号(蜂鸣器短鸣)后给一个高电平至PC817光耦，使得单片机P3.4口接收到低电平，启动8s延时，8s后单片机P3.3接收到高电平，给9013提供基极偏置电压使其导通，继电器1得电，常开脚吸合，开始3s延时，3s后单片机P3.2口接收到低电平，给9013提供基极偏置电压使其导通，继电器2得电，常开脚吸合，开始2s曝光，2s后曝光结束(蜂鸣器长鸣)，系统复位。系统部分延时程序代码如下：

具体的电源模块电路图、光耦模块电路图和第一继电器和第二继电器所在电路图如图3、图4和图5所示，系统中的无线遥控接收模块由移动X线机内部的220v(开机既有)供电，将该模块中的12v直流电端接到稳压电源模块的Power1。稳压电源模块由1个二极管，四个电容，1个发光二极管，1个稳压二极管和开关型降压稳压器LM2576T 5.0组成(图3)，12v直流电经开关型降压稳压器后输出5v直流电与单片机VCC端相连，使单片机可以正常运行，光耦模块是由PC817光耦、电阻RI(1K)、R5(10K)和发光二极管组成(图4)，光耦前端一脚接R1，一脚接发光二极管到地，后端一脚接单片机P3.4口，另外一脚接地。继电器模块是由2个光耦、2个发光二极管、4个电阻(R3R4R7R8)、2个NPN三极管9013及两个继电器组成(图5)，光耦1后端一脚接12v，另外一脚接电阻R7到9013基极至继电器1，前端一脚接发光二极管到地，另外一脚接电阻R3到单片机P3.3口；光耦2后端一脚接12v，另外一脚接电阻R8到9013基极至继电器2，前端一脚接发光二极管到地，另外一脚接电阻R4到单片机P3.2口。曝光手闸预热线与继电器1的常开端相连，曝光线与继电器2的常开端相连。

使用时，包括无线发射模块、无线接收模块、光耦模块、信号处理模块和单片机模块，所述无线发射模块、无线接收模块、光耦模块、信号处理模块和单片机模块依次连接，所述单片机模块中包括延时系统，所述延时系统连接有第一继电器和第二继电器，所述第一继电器和第二继电器分别连接移动X线机的曝光档和预热档，控制信号由所述无线发射模块发射至所述无线接收模块后，经由所述光耦模块检测后传输至所述信号处理模块处理为触发所述单片机模块的触发信号，而后经过所述单片机模块中的延时系统处理为两级延时信号后分别控制所述第一继电器和第二继电器导通，从而实现对移动X线机曝光档和预热档的控制启动。

在系统设计过程中，先对pc817光耦及信号处理电路、继电器模块进行设计，然后采用STC15F104E单片机开发板编写软件，模拟运行成功后对硬件系统进行优化设计，加入了声音报警模块，制作印刷电路板并对元器件进行组装。

测试主要是对延时时间的确定和各个模块工作性能的检测。测试中声音报警功能和无线接收功能都能实现。在对延时时间确定的测试时，由于考虑到系统的长久使用、电能的最省化以及有无达到延时目的，通过调延时时间，并结合实际操作情况进行试验，结果，在按下发射按钮之后，1档继电器延时8秒吸合，吸合3秒后2档继电器同时吸合，同时吸合2秒后同时放开的情况下，设备预热时间和曝光时间充足，且不会过时报错，同时满足临床需要。

该智能无线延时曝光系统还具有以下特点：1)安装时无线发射模块需要与无线接收模块对码才能使用，防止其他信号的干扰；2)使用时按下无线发射模块上的发射按钮后先报警延时，等待操作技师远离后再进入正常地预热曝光程序；3)在整个过程中都能随时中断程序。

综上所述，本发明中通过设置无线发射模块、无线接收模块、光耦模块、信号处理模块和单片机模块，并在单片机模块中设置延时系统，利用延时系统连接第一继电器和第二继电器，并将第一继电器和第二继电器分别连接移动X线机的曝光档和预热档，普通X线机的曝光手闸分为两档，第一档主要是接通旋转阳极电路，同时灯丝开始预热，为产生X线做准备即预热档，第二档是在第一档工作完成后高压上闸实施曝光。本发明中将单片机模块代替现有技术中的手闸曝光，实现无线遥控曝光，使用时医生可以利用无线遥控的方式，曝光档和预热档的启动和切换可以通过单片机模块中的延时系统自动进行，无需手动拨动曝光手闸，该智能无线延时曝光系统不仅可以避免医技人员的放射辐射，同时也使得移动X线机的曝光过程更安全稳定，有助于延长设备使用寿命，降低其故障率，该智能无线延时曝光系统不但提高了床边机的使用寿命还增强了设备操作时的安全系数且操作简便，基于STC15F104E单片机的无线延时曝光系统，具有无线接收、延时曝光、报警等功能；成本低廉、完全智能化无需操作，未来可以广泛应用于各类放射性移动式大型医疗设备中。

上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。