專利名稱：X射線靜電攝影機的制作方法
技術領域：
一種X射線靜電攝影機，又稱為X光靜電攝影顯像儀或干版機。
X射線攝影技術廣泛地應用于科學研究、無損探傷以及醫(yī)療事業(yè)等領域。在實際應用中，X射線透視影像的記錄有鹵化銀感光膠片攝影，硒版靜電攝影，光電攝像TV顯示錄像三種方法。其中有關靜電攝影顯像的原理，美國施樂股份有限公司曾有著述(Mer－lin Scharfe“Electro－photograph Principles and Optimization”New York 14580，USA)。硒干版記錄影像的過程不同于銀鹽和光電攝像，硒版是利用靜電攝影原理來記錄影像，即利用硒版獨特的光電特性記錄X射線透視影像。由于靜電攝影所固有的“邊緣效應”和寬容度大等特點，其獲得圖像的分辨率比銀鹽膠片高，能極容易顯示出大平面攝影的X射線透視影像細節(jié)。X線靜電攝影，在我國從七十年代即開始進行研究，并應用于醫(yī)療X射線診斷，至今，國內已有的干版機，大致可分為手動操作和半自動化兩大類。初期的手動操作干版機，雖結構簡單、成本低，但同時存在著充電和顯影不均勻，不能自動供應色粉，轉印后硒版表面殘留色粉難清除干凈和定影過程需借助其它設備等缺點。而半自動化干版機，雖很大程度上克服了上述缺點，但其結構復雜、價格昂貴、易出故障，不易普及到我國中、小城市和廣大農村。
本實用新型的目的是提供一種質優(yōu)、價廉的新型XY－1型X射線靜電攝影機，達到結構簡單、功能全、操作方便、成本低的效能，使之易于普及，并為國家節(jié)約大量白銀。它與X射線機配套，就可在普通工作間，在幾分鐘內完成圖像的攝影并轉印到紙上，獲得永久性拷貝。而且一塊硒版可重復使用數百次到上千次。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的整機分為主機、定影箱、清凈器三個獨立的部分。如


圖1所示，在主機(1)一側，定影箱(2)和清凈器(3)疊放。這三個獨立部分可放在一起，形成一整體。根據工作環(huán)境，這三個部分也可分開安放。
主機包括充電－轉印室、顯影室、功能控制板。它完成充電－顯影－轉印全過程，是該儀器的核心部分，且充電－轉印室和顯影室是兩個獨立的小暗室。如圖2所示，充電－轉印室(1)安置于主機的下部，顯影室(2)置于主機的上部，電路控制版(3)裝置于充電室和顯影室兩者之間，有關調整設定旋鈕及高壓、偏壓指示表頭則安裝于主機面版(4)上。
充電－轉印室、簡稱充電室。本室產生電暈放電過程，使硒版或紙張表面帶有足夠、均勻的靜電荷，這是獲得高質量影像的保證。早期的干版機，充電過程中采用針狀電極，它對硒版產生的電場很不均勻，且針狀電極容易產生尖端放電，可能造成硒版被擊穿；另外，轉印結構僅使用一根轉印金屬絲加直流電壓，硒版相對于轉印金屬絲運動達到轉印目的，其轉印操作既不方便，效果也不好。本實用新型的充電室(示于圖3)由四層組成，包括金屬薄平板(1)，平行等間距排列的金屬電極絲(2)，平整細密的鋼絲網(3)，放置暗盒的導軌(4)。當電極絲上加上可連續(xù)調節(jié)的1～8千伏直流高壓(充電電壓)后，會產生電暈放電，使空氣電離，產生的正離子或負離子會沉積到硒版表面上。而且在放電絲和硒版間設置的銅棚網可使電場更均勻。金屬薄平板和銅棚網通過一個十到幾十兆歐的電阻R接地。金屬薄平板也是為電場均勻性而設計的。采用這種結構充電后，經測試，硒版的表面電位波動小于5％。充電室除在面版上開有供暗盒進入該室的窗口外，其余各面對光進行了屏蔽，實際上形成一個微型暗室。
顯影室要獲得高質量的影像，不僅要求充電均勻，顯影的均勻性也是很重要的。本實用新型采用云霧法顯影。顯影室結構示意圖于圖4。顯影室是一個漏斗型微型暗室，底部和四壁用絕緣性好的塑料材料制成。為了使色粉帶上靜電，在顯影室內部四壁設有高壓電極和顯影棚網。色粉的帶電量，可通過調節(jié)顯影電壓的高低來達到。色粉在電動吹風機的氣流中形成霧狀，并接近硒版表面，再在顯影電場作用下，有選擇地被吸附到靜電潛影上形成正像或負像。顯影室頂部設有活動蓋(13)，用于檢查顯影室內部件和加裝色粉。為避免顯影時色粉外溢，采取了氣密措施，即只有當暗盒從窗口完全插入顯影室，顯影室被密封，暗盒底部將微動開關K2接通后，顯影電機方能起動。顯影時，電機(1)轉動，驅動風葉(2)旋轉，氣流從導流筒(3)向上流動，金屬導流罩(4)在氣流作用下自由旋轉，氣流被色粉盒(5)的盒蓋(6)所擋，向四周散開，然后沿斗壁向下通過回風口回到導流筒的下抽風口處，這樣，形成顯影室內氣流的不間斷循環(huán)，也就是循環(huán)使用色粉。同時，電機軸轉動使彈簧片(7)和振動扳(8)同時振動，前者使色粉盒(5)中色粉從漏粉口(9)落到下方，后者將落到底部的色粉紊亂，這些色粉在高速循環(huán)的氣流作用下不斷被帶到顯影室上方形成霧狀。另外，在旋轉的導流罩(4)和內壁高壓電極(10)和顯影棚網(11)上加有1～5KV連續(xù)可調的直流高壓，形成直流高壓電區(qū)，當色粉通過導流罩和稀疏的銅棚網(11)后帶上靜電，然后，色粉在銅棚網和硒版(12)間電場作用下使硒版顯影。銅棚網不僅使色粉帶電充分，更重要的是大大改善硒版顯影的均勻性。此外，為了補償硒版殘余電位在顯影時形成影像灰嘴，通過偏壓電極(14)在硒版上加一個可調范圍為－20到－150V的偏壓電位，使硒版對地(機殼)處于適當的負電位，可顯著提高影像的對比度。為了保證顯影均勻和再現(xiàn)性良好；顯影室銅棚網至硒版的距離需設置在30～100mm范圍內，銅棚網孔徑應小于10mm。供給顯影電機的穩(wěn)壓電源采用了專用穩(wěn)壓電源采用了專穩(wěn)壓電路，當市電在180～240V之間波動時能使電機轉速穩(wěn)定不變，這就保證了顯影的再現(xiàn)性良好。
定影箱本實用新型配用的定影箱是一個小型烘箱，如圖5所示。定影箱中抽屜(4)(用于安放需要定影的紙張)內的溫度在室溫到190℃范圍內根據需要進行設定并可自控恒溫。位于抽屜下方的加熱電爐絲(1)內串接一可調熱敏開關(2)(繼電器)，根據不同色粉定影溫度來設定熱敏開關的開、斷位置，定影箱底部留有供調節(jié)開關用的孔。箱體用玻璃棉(3)進行保溫，箱內溫度達到120～190℃時，箱殼溫度不超過50℃。
清凈器初期手動操作的干版機沒有清掃硒版的功能，使用前需安裝抽風設備，但在清掃硒版時仍造成環(huán)境污染。本實用新型所配的清凈器具有把轉印影像后殘留于硒版表面的色粉清掃干凈的效能。其結構如圖6所示，清凈箱上有一供直接插入裝有硒版的暗盒的窗口(4)，其位置在硒版水平插入后能直接與平行安置的毛刷(1)相接觸。園柱型毛刷在電機D1的帶動下旋轉，使硒版上的色粉被刷下。在微型吸塵器(2)高速氣流的吸引下，加上刮板(6)及檔板(7)的作用，被刷下的色粉落入貯塵箱(3)內，貯塵箱安裝在毛刷下方，并可單獨取出，以便清除長期使用后貯塵箱內的廢色粉。為了保證吸塵器的正常運轉，在其前方設置了氣體過濾器(5)。
主機的自動控制方框電路原理結構圖示于圖7。市電220V／50Hz，經電源變壓器(1)，和全波整流并由直流調壓輸出三個直流工作電源，即固定電壓調整器(2)、可變電壓調整器(5)和(8)，其中固定電壓調整器(2)供給定時繼電器(3)及主振分頻倒相等電路(4)所需的12V直流電壓；可變電壓調整器(5)輸出1～25V可變的直流電壓，供給驅動電路(6)及高壓發(fā)生電路(7)，電路中采用改變低壓來實現(xiàn)對高壓輸出的調節(jié)，其高壓在1～8KV范圍內連續(xù)可調，操作安全、方便，只需調節(jié)高壓調節(jié)旋鈕W1；可變電壓調整器(8)用于給偏壓驅動器(9)及偏壓發(fā)生器(10)提供所需直流電壓，同樣，通過改變低壓來實現(xiàn)偏壓的調節(jié)，改變電位器W2(偏壓調節(jié)旋鈕)可使負偏壓在－20V到－150V范圍內變化。在按下啟動按鈕K1時定時器開始定時，定時時間由電位器W3(定時調節(jié)旋鈕)設定，范圍為15～60秒。同時，只有在按下啟動按鈕時才可能有高壓、偏壓的輸出，顯影電機方能運行。這分別由定時繼電器(3)的三組觸點控制。高壓和偏壓產生電路的工作原理是主振電路采用NE555集成塊，其工作頻率為32KHz。主振電路的輸出由CMOS集成電路CD4013組成的分頻倒相電路進行二分頻率后，分別輸出兩組16KHz對稱方波的倒相信號，再送至高壓、偏壓發(fā)生電路，產生所需的高壓和偏壓。
顯影電機D由專用交流穩(wěn)壓電源(11)供電以保證電機轉速的穩(wěn)定，改變調速電位器W4的值可使其轉速連續(xù)調節(jié)。顯影電機通、斷電的時間由控制顯影電機的繼電器(12)來控制，而且只有在暗盒完全插入顯影室，使微動開關K2接通后，顯影電機才能起動。
暗盒是為裝載硒版用的，它主要由支架、硒版、盒蓋三部分組成。支架上有提手、硒版插入槽、盒蓋套入軌。
總之，本實用新型儀器由三個獨立部分主機、定影箱、清凈器構成。主機包括充電－轉印室、顯影室和功能控制板。
實施例本實用新型X射線靜電攝影機由主機、定影箱、清凈器三個獨立部分配套組成，主機的組裝由充電－轉印室、顯影室和功能控制面板三部分構成。充電－轉印室安置于主機的下部，顯影室置于主機的上部，電路控制版裝置于充電室和顯影室兩者之間，有關調整設定旋鈕及高壓、偏壓指示表頭則安裝于主機面版上。充電－轉印室內充電電極絲與充電銅柵網分別安裝在兩個長方形框架上，該框架分別插入到兩條平行絕緣導軌內，導軌固定于主機機架上。充電電極絲及銅柵網的聯(lián)線由導軌上引出。利用主機封閉的外面板形成暗室。
顯影室用絕緣性較好的塑料材料制成一斗型微型暗室。顯影室上方方形口尺寸按硒版常用規(guī)格尺寸(390×310mm或210×310mm)設計。顯影室底部安裝電機部分尺寸為100×100mm。電機軸線、斗型微型暗室對稱軸線一致，底部中心與電機軸線相重疊。底部至放置硒版的導軌距離按硒版大小可設計為200～300mm。顯影銅柵網至硒版距離在30～100mm內進行調整。在顯影導風管外側安裝色粉粉盒。風葉安裝于導風筒下端，進風口直徑為20～30mm。顯影室上方用泡沫塑料封閉，后部(與暗盒窗口相對)壁上安裝了控制電機起動的微動開關。整個主機的外殼尺寸為400X480X500mm。
定影箱的外觀尺寸為400X500X160mm。在箱的內部裝有加熱電爐絲，并串接了一個可調節(jié)的熱敏開關(繼電器)，根據不同色粉定影溫度來設定熱敏開關通、斷位置。箱體用玻璃棉進行保溫，箱內溫度升到120～190℃時，箱體外殼溫度不超過50℃。
清凈器的外觀尺寸為400X480X270mm。內部裝有一微型吸塵器和一專用電動毛刷。硒版上殘留的色粉由毛刷刷下，毛刷與硒版表面平行相接觸，刷下的殘留色粉被吸塵器高速氣流吸引而落入貯塵箱，貯塵箱安裝在毛刷下方，并可單獨從箱內取出，以便清除掉長期使用后貯塵箱內的廢色粉。清凈箱上有一直接插入裝有硒版的暗盒的窗口，其位置在硒版水平插入后直接與平行安置的毛刷相接觸。
本申請的儀器實物圖片，列于圖8中。
權利要求1.一種X射線靜電攝影機，又稱為X光靜電攝影顯像儀或干版機，它由主機、定影箱、清凈器配套組成，本實用新型的特征在于主機包括充電-轉印室、顯影室、功能控制板；
2.按權利要求1所述的X射線靜電攝影機，其特征在于充電－轉印室由四層組成，它們是金屬薄平板(1)，平行等間距排列的金屬電極絲(2)，平整細密的鋼絲網(3)，放置裝有硒版的暗盒的導軌(4)；電極絲上加上可連續(xù)調節(jié)的1～8千伏直流電壓，在放電絲和硒版間增設的銅絲網(3)以及電極絲上方的金屬薄平板(1)，提高了充轉室電場均勻性，采用這種結構，可使電暈放電產生的正離子(或負離子)沉積到硒版表面，保證了使硒版和紙張帶電均勻，硒版表面電位波動可小于5％；
3.按權利要求1所述X射線靜電攝影機，其特征在于顯影室是一斗型微型暗室，是用絕緣性較好的塑料材料制成，室內四壁設有高壓電極以及與其相連的顯影柵網，并采取了氣密措施，即只有當暗盒從窗口完全插入顯影室，使顯影室密閉，這時微動開關K2才接通，顯影電機才能起動；顯影時，電機(1)轉動，驅動風葉(2)旋轉，產生向上氣流，使導流筒(3)內氣流旋轉向上并使金屬導流罩(4)自由旋轉，氣流被色粉盒(5)的盒蓋(6)所擋，向四周散開，然后沿斗壁向下通過回風口回到導流筒(3)的下抽風口處，這樣形成顯影室內氣流的不間斷循環(huán)，而電機軸轉動使彈簧片(7)和振動扳(8)同時振動，前者使色粉盒(5)中色粉從漏粉口(9)落到下方，后者將落到底部的色粉紊亂，這些色粉在高速循環(huán)的氣流作用下不斷被帶到顯影室上方形成霧狀，另外，在旋轉的導流罩(4)和內壁高壓電極(10)和顯影柵網(11)上加有1～5KV連續(xù)可調的直流高壓，形成直流高壓電區(qū)，當色粉通過導流罩和稀疏的顯影柵網后帶上靜電，然后色粉在銅柵網和硒版(12)間電場作用下使硒版顯影，銅柵網不僅使色粉帶電充分，更重要的是大大改善硒版顯影均勻性，此外，為了補償硒版殘余電位在顯影時形成影像灰 ，通過偏壓電極(14)使硒版上加了一個可調范圍為－20到－150V的偏壓電位，使硒版對地(機殼)處于負電位，則可顯著提高影像的對比度；
4.按權利要求1所述X射線靜電攝影機，其顯影室特征在于為保證顯影均勻和再現(xiàn)性良好，顯影室銅柵網至硒版的距離需設置在30～100mm范圍內，銅柵網孔徑應小于10mm，供給顯影電機的穩(wěn)壓電源采用了專用穩(wěn)壓電路，當市電在180～240V之間波動時能使電機轉速穩(wěn)定不變；
5.按權利要求1所述的X射線靜電攝影機，其特征在于按自行設計的主機功能控制電子線路進行控制，經電源變壓器和全波整流并由直流調壓輸出三個直流工作電源，同時給定時器，主振分頻倒相等電路所需的12V直流電壓，可變電壓調整器(4)輸出1～25V可變的直流電壓，給驅動電路及高壓發(fā)生電路，并用改變低壓來實現(xiàn)對高壓輸出的調節(jié)，對于偏壓同樣是這樣的，可使偏壓在－20到－150V范圍內變化，定時器選用定時范圍為15～60秒，高壓和偏壓電路采用主振電路輸出經分頻倒相進行二分頻率，得兩組16KHz對稱方波的倒相信號，供產生高壓和偏壓，采用雙穩(wěn)電路來控制場粉的通斷時間，揚粉電機的轉速可用改變調速電位器W4的值來達到，另外，只有暗盒完全插入顯影室，將微動開關K2接通，才能使顯影電機起動，充電和顯影的高壓電路是共用同一電路；
6.按權利要求1所述的X射線靜電攝影機，其清凈器的特征在于清凈箱上有一供直接插入裝有硒版的暗盒的窗口(4)，其位置在硒版水平插入后能直接與平行安置的毛刷(1)相接觸，以便清除長期使用后貯塵箱內的廢色粉，用電機驅動專用毛刷(1)來掃掉硒版上殘留的色粉，同時清掃下來的色粉被一微型吸塵器(2)所收集，色粉落入貯塵箱(3)內，貯塵箱安裝在毛刷下方，并可單獨取出。
專利摘要一種X射線靜電攝影機，又稱為X光靜電攝影顯像儀或干版機，它由主機、定影箱、清凈器配套組成，主機包括充電-轉印室、顯影室、功能控制板。本實用新型較過去的干版機具有明顯優(yōu)點，主機的充電電場非常均勻，使硒版表面電位波動可小于5％。顯影室采取了氣密措施，使顯影室密閉。顯影室內色粉被氣流形成霧狀，并在顯像過程中隨氣流不間斷地循環(huán)使用，使硒版的顯影層次清晰、非常均勻，顯著提高了影像對比度。自行設計了功能控制電子線路。充電和顯像高壓電路使用同一電子線路進行功能控制。本儀器構造合理，功能齊全，工作穩(wěn)定可靠，操作簡便，省去了機械傳動裝置和不需使用X線膠片，使儀器成本大幅度降低，易于普及到我國廣大城市和農村醫(yī)療單位以及無損探傷技術中，因而具有較高的應用價值和社會效益。
文檔編號G03B42/02GK2113504SQ9022328
公開日1992年8月19日 申請日期1990年11月12日 優(yōu)先權日1990年11月12日
發(fā)明者李洪儀, 高章琪, 張觀明, 李凱揚, 郝廣明, 張淑霞, 王志勤, 范宏道, 王向陽 申請人:武漢大學, 武漢機電器件廠