一种X射线管高压、束流PID调节系统及调节方法

本发明涉及x射线管，具体涉及一种x射线管高压、束流pid调节系统及调节方法。

背景技术：

1、自从伦琴发现x射线之后，x射线在许多方面都得到应用，如：冶金领域，x射线衍射仪可以快速分析金属块里的元素组成和含量，从而加快生产周期；材料生产领域，可以对生产材料样本首先进行定量和定性分析；石油化工领域，x射线衍射仪在催化剂微晶粒的测定和研究方面，起着重要的作用；航空航天领域，x射线衍射仪可以应用在材料的晶体学取向等方面。即在不同的领域中可能需要射线管产生射线的速度不同，有的需要快速产生射线，有的则需要缓慢产生射线，这就需要x射线管产生射线的速度可以人为调控。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明公开提供了一种x射线管高压、束流pid调节系统及调节方法。以实现在现场快速调节出两路pid的参数，实现需方所要求的升压时间。

2、本发明的技术方案包括：一种x射线管高压、束流pid调节系统，包括高压pid控制系统、灯丝pid控制系统、x射线管、x射线管高压电源、x射线管灯丝电源；

3、所述高压pid控制系统通过x射线管高压电源调节加在x射线管两端的高压值，使x射线管的电子不断从阴极向阳极定向移动；所述x射线管高压电源包括依次串联连接的高压辅助电源、逆变器、高频变压器、倍压整流器；所述x射线管高压电源的升压速度受参数p比例、i积分、d微分影响；

4、所述灯丝pid控制系统通过x射线管灯丝电源向x射线管灯丝施加电压，加热灯丝产生电子；所述x射线管灯丝电源包括依次串联连接的灯丝辅助电源、灯丝逆变器、高频变压器，所述x射线管灯丝电源的升压速度受参数p比例、i积分、d微分影响。

5、优选地，所述高压pid控制系统通过x射线管高压电源调节加在x射线管两端的高压值：

6、市电220v为高压辅助电源供电，高压辅助电源根据高压pid控制系统给出的信号输出不同的电压值，输出的电压值经过逆变器，将直流电转化为交流电输出，逆变形成的高频交流信号通过高频变压器输出更高的电压，高频变压器输出的电压最后通过倍压整流器，输出高压直流，最后将倍压整流电路输出的高压直流加在x射线管两端，使x射线管内部的电子从阴极向阳极定向移动。

7、优选地，所述灯丝pid控制系统通过x射线管灯丝电源向x射线管灯丝施加电压：

8、通过市电220v为灯丝辅助电源供电，灯丝辅助电源根据灯丝pid控制系统给出的信号输出不同的电压值，输出的电压值经过灯丝逆变器，将直流电转化为交流电输出，逆变形成的高频交流信号通过高频变压器进行降压，最终将高频变压器输出的电压加在灯丝上，使x射线管内部的灯丝产生自由移动的电子。

9、第二方面，本发明还提供了一种x射线管高压、束流pid调节方法，包括：

10、s1，预设高压pid控制系统的pid数值，包括高压pid的比例p、积分i、微分d、采样时间；预设灯丝pid控制系统的灯丝pid数值，包括比例p、积分i、微分d、采样时间；启动高压pid控制系统及灯丝pid控制系统，若此时射线管可以产生射线则进行s2，若不能产生射线，则重新设置高压、灯丝pid数值，直到产生射线，再进行下一步骤；

11、s2，若x射线管产生射线的速度较生产需求慢，则保持灯丝路pid数值不变，调大高压pid控制系统的比例p，直至产生超调量10％-20％，如果高压、束流的稳定时间长，则减小积分值i，如高压、束流的稳定时间仍不稳定，则设置微分值d；

12、s3，若步骤s2产生射线速度满足生产要求则停止调节，如比生产要求慢，则保持此时高压路的pid数值不变，调节灯丝路的pid数值，先增大比例值直至出现超调量10％-20％，再调节稳定时间，如稳定时间长则减小积分值i，如无论如何调节均不能稳定，则设置一个较小的微分值d；

13、s4，若步骤s3产生射线速度满足生产要求则停止调节，如不满足，则调节采样时间，每一个系统都会对应一个最佳的采样时间，如果系统稳定时间长或一直不稳定，则增大调节时间，如果产生射线速度慢，则减小采样时间，直到调节出合适的参数停止；

14、s5，若步骤s4产生射线速度较生产要求快，则保持灯丝路pid数值不变调节高压路pid数值，先将比例值减小，再通过积分值调节稳定时间，如无论如何调节均不能稳定则设置一个较小的微分值；

15、s6，若步骤s5产生射线速度已满足要求则停止调节，如不满足则调节灯丝路pid值，调节方法同步骤s5调节方法相同；

16、s7，若步骤s5产生射线速度已满足要求则停止调节，如不满足，则调节采样时间，每一个系统都会对应一个最佳的采样时间，如果系统稳定时间长或一直不稳定，则增大调节时间，如果产生射线速度慢，则减小采样时间，直到调节出合适的参数停止。

17、本发明提供了一种x射线管高压、束流pid调节系统及调节方法，此系统通过调节高压路pid和灯丝路pid，快速得到所需要的升压时间，由于pid的特性，具体参数需要在现场进行调试，此系统能够帮助工作人员在现场快速调节出两路pid的参数，实现需方所要求的升压时间。

18、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

技术特征：

1.一种x射线管高压、束流pid调节系统，其特征在于，包括高压pid控制系统、灯丝pid控制系统、x射线管、x射线管高压电源、x射线管灯丝电源；

2.根据权利要求1所述的一种x射线管高压、束流pid调节系统，其特征在于，所述高压pid控制系统通过x射线管高压电源调节加在x射线管两端的高压值：

3.根据权利要求1所述的一种x射线管高压、束流pid调节系统，其特征在于，所述灯丝pid控制系统通过x射线管灯丝电源向x射线管灯丝施加电压：

4.一种x射线管高压、束流pid调节方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种X射线管高压、束流PID调节系统及调节方法，其中所述系统包括高压PID控制系统、灯丝PID控制系统、X射线管、X射线管高压电源、X射线管灯丝电源；所述高压PID控制系统通过X射线管高压电源调节加在X射线管两端的高压值，使X射线管的电子不断从阴极向阳极定向移动；所述灯丝PID控制系统通过X射线管灯丝电源向X射线管灯丝施加电压，加热灯丝产生电子；此系统通过调节高压路PID和灯丝路PID，快速得到所需要的升压时间，此系统能够帮助工作人员在现场快速调节出两路PID的参数，实现需方所要求的升压时间。

技术研发人员：邓玉福,江龙涛,孟德川,王二虎,李继,张勇,马跃
受保护的技术使用者：沈阳师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22