PESAWAT RONTGEN CONDENSATOR DISCHARGE Pesawat
Rontgen
Condensator
Discharge adalah
suatu
pesawat
untuk
membangkitkan sinar rontgen yang hanya dapat digunakan untuk pemeriksan radiografi. Pada pesawat tersebut tabung yang digunakan adalah tabung triode. Pesawat ini menggunakan sistem discharge, dengan memanfaatkan muatan condensator sebagai sumber teganagan sehingga dapat menghasilkan tegangan untuk membangkitkan frekuensi tinggi. Rangkaian pembangkit sinar rontgen pada condensator discharge bekerja berdasarkan system yang terdiri dari: 1.
Rangkaian Inverter . Rangkaian ini berfungsi merubah tegangan DC dari baterai menjadi AC dengan menggunakan baterai dengan elemen kering.
2.
Rangkaian Rangkaian voltage multiplier (pengganda tegangan). Rangkaian ini berfungsi untuk melipatgandakan tegangan AC dari inverter menjadi besaran kilo besaran kilo volt (kV) (kV) sehingga mampu melepaskan electron pada katoda dari ikatan atomnya.
3.
Rangkaian pengisian dan pengosongan muatan condensator. Tegangan yang telah dilipatgandakan akan ditampung muatannya pada rangkaian condensator, dan muatan akan dibuang apabila terjadi expose sehingga akan mengaktifkan X-ray tube dan akan menghasilkan sinar- X. Dalam pemeriksaan radiografi dilakukan dengan teknik pemilihan saklar yang telah
diatur sedemikian rupa. Dalam hal mencegah kelebihan beban, pesawat rontgen tersebut dilengkapi dengan pengaman beban lebih. Pada pesawat ini menggunakan system pengaturan oleh mikrokomputer sehingga pengaturan sangat efisien. Pesawat ini memiliki 3 pemilihan kV yaitu : 1. 90 KV – 125 125 kV 2. 55 KV – 100 100 kV 3. 0 KV – 60 60 kV Pengontrolan kV dapat dilakukan dengan memutar selector kV sehingga pengguna dapat memilih sesui dengan objek yang akan dipotret. 50 mAS yaitu merupakan suatu nilai standar pada penyinaran densitas tinggi untuk pesawat rontgen konvensional, sedangkan waktu pembebanan ditentukan oleh tabung sinar rontgen itu sendiri.
Tabung triode yang digunakan pada pesawat ini adalah tabung yang dianalogkan mempunyai 3 elektrode yaitu katoda, anoda dan Grid. Adapun fungsi dari masing-masing elektroda tersebut adalah : 1. Katoda berfungsi sebagai sumber electron. 2. Anoda berfungsi sebagai penangkap electron. 3. Grid berfungsi sebagai pengatur jalannya electron.
Aliran electron pada tabung akan terjadi apabila :
1. Pada katoda diberikan suatu tegangan tertentu sehingga katoda tersebut dapat memancarkan electron-electronnya yaitu dengan jalan memberikan pemanasan terlebih dahulu pada katoda. Tujuan dari pemanasan katoda agar electron mudah meninggalkan katoda 2. Dengan memberikan tegangan positif pada anoda terhadap katoda akan terjadi medan listrik dalam tabung sedemikian rupa sehingga terjadi gaya tarik coulomb. Dengan demikian electron-electron pada katoda akan tertarik menuju anoda. Aliran electron tersebut akan mengalir dari katoda menuju katoda. Sedangkan aliran arus pada umumnya diambil notasi dari anoda menuju katoda. Pemanasan katoda tersebut dapat dilakukan dengan cara :
1. Pemanasan secara langsung, yaitu katoda diberi tegangan bias sehingga katoda tersebut disamping berfungsi sebagai sumber electron juga berfungsi sebagai filamen. 2. Pemanasan secara tidak langsung, yaitu antara filamen dengan katoda terpisah. Pesawat rontgen condensator discharge lebih efisien penggunaanya dibandingkan dengan pesawat rontgen stationary. Hal ini dikarenakan selai bentuk fisiknya yang mobile, pesawat ini juga memiliki beberapa keuntungan yaitu, trafo tegangan tinggi (HTT), trafo filament, rangkaian rectifier, X-ray tube, dan rangkaian osilasi tegangan tinggi memiliki bentuknya lebih kecil sehingga dapat dikemas menjadi satu tempat (Single Tank) dan dapat mengefisienkan tempat. Salah satu contoh dari pesawat dengan menggunakan system condensator discharge adalah pesawat Cordless Mobile X-ray System MC125L-50. Pesawat ini mengggunakan tabung triode sebagai penghasil sinar X. Tabung ini dilengkapi oleh Grid yang digunakan untuk mengendalikan terjadinya expose.
Cara K er j a Rangkaian Condensator Di scharge:
1. Pada saat S1 ditekan autotransformator mendapat tegangan sehingga terjadi pemanasan pada katoda tabung & grid mendapat tegangan bias (-). 2. Untuk menentukan waktu penyinaran atur S5. bila S5 diposisi S untuk penyinaran dengan waktu singkat. Sedangkan bila S5 diposisi H untuk penyinaran dengan densitas tinggi. 3. Untuk memilih tegangan tabung rontgen atau Kv regulatornya penentuan besarnya tegangan tabung rontgen sesuai dengan pelaksanaan radiografi. 4. S2 ditekan relay 7a akan bekerja sehingga kontaktor a1 & a2 terhubung dan terjadi pengisian tegangan tinggi. Setelah terjadi pengisian arus feed back dari rangkaian tegangan tinggi akan terhubung ke rangkaian pengisian tegangan tinggi, relay 7b bekerja. Ketika 7b
tidak bekerja, kontaktor b akan terputus sehingga pengisian
tegangan tinggi berakhir. 5. S3 ditekan rangkaian anoda berputar mendapat tegangan dan anoda pada tabung rontgen berputar.
6. S4 on rangkaian pengatur tegangan tinggi tidak mendapat tegangan sehingga relay
pengatur tegangan tinggi tidak bekerja, sedangkan kontaktor d terhubung sehingga katoda dan grid terhubung dan grid mendapat tegangan (+) dan terjadi penyinaran.
Tr i ode X ray tube
Rangkaian tabung r ongen i ni ter dir i dari :
Tabung triode X ray tube.
C1 dan C2.
R9
Batteray E9
Saklar S
Tabung triode x ray tube ini akan bekerja jika antara grid dan katoda dihubung singkat. Cara ker ja r angkaian:
1. Condensator C sudah terisi katoda dari triode x ray tube mendapat bias (+)dari batteray E9 dan grid triode x ray tube mendapat bias (-) dari batteray E9. sehingga terjadi thermionic emision tetapi masih ditahan oeh grid sehingga x ray tube belum menghasilkan sinar X.( jika grid mendapat bias (-) maka electron dari katoda tidak dapat ditarik ke anoda).
2. Pada saat saklar S ditekan maka grid akan netral (grid – grid katoda dihubungkan singkat ) atau tidak ada beda polaritas besar tegangan tabung antara anoda dan katoda adalah tegangan C1 + C2. 3. Anoda mendapat bias (+) dari tegangan C1 dan katoda mendapat bias (-) dari tegangan C2 maka akan terjadi proses sinar X: -
electron ditarik katoda ke anoda.
-
Dengan demikian terjadi rangkaian tertutup dan terjadi arus tabung.
-
Pada saat electron di anoda ada electron yang menumbuk ke init atom (Breamstrahlung;
yang
menumbuk
lapisan
kulit
K
disebut
K
kharakteristik -
Akibat dari tumbukan electron tersebut akan terjadi hole, hole tersebut akan diisi oleh electron diluarnya atau disekitarnya. Perpindahan electron tersebut
akan
mengakibatkan
atau
menimbulkan
gelombang
elektromaghnetik. Untuk gelombang elektromaghnetik yang panjang gelombangnya 0,1 – 1 amstrong disebut dengan Sinar-X
Rangkaian Tegangan T i nggi D an Rangkaian Pengontrol Tegangan Gri d
Rangkaian T egangan Ti nggi di l engkapi dengan :
Autotransformator
Tombol Charge
TR4 (HTT) / Transformator tegangan tinggi (step up)
Ry1 (Relay unutk menghidupkan TR4)
Dioda penyearah D4 & D5
Condensator tegangan tinggi C7 dan C3
Resistor (R15, R16, R17), keluaran R17 diteruska n ke pengisi tegangan
Cara Kerj a Rangkaian
1. Main switch on 2. Autotrafo (AT) mendapat supply 3. Tombol charge ditekan, Ry1 energize, kontak Ry1 (14- 15) & (6-8) menutup, kontak itu merupakan self holding relay, menutupnya kontaktor Ry1 menyebabkan adanya arus mengalir dari titik A
D4
R16
C8
ground
dan ketitik B sehingga
terjadi pengisian condensator (C6). 4. Titik B positif, arus mengalir dari titik 5
ground
& C7
R15
D5
titik
A,
saat itu terjadi pengisian condensator C7 (tegangan tinggi) deengan demikian tegangan pada anoda dan katoda merupakan penjumlahan dari C8 & C7
5. C8 & C7 dihubung seri sehingga antara keduanya mendapat polaritas antara C8 & C7. 6. Polaritas positif pada C8 membias + pada anoda, sedangakan polaritas negatif pada C7 membias katoda sehingga besarnya tegangan anoda sama dengan tegangan anoda C7 & C8. 7. Tegangan tinggi ini akan diumpan balikkan menuju pengatur 8. tegangan tinggi, sehingga terjadi pengisian capasitor merupakan hasil pengendalian dari tegangan yang diukur / sesuai dengan tegangan yang diatur.
Rangkai an Pengaman Beban L ebih
Cara Ker j a Rangkaian
1. Transformasi (Tr1) selalu dlam keadaan on. Tegangan dari sekunder transformasi (Tr1) akan disearahkan oleh rangkaian penyearah setengah gelombang yaitu dioda (D1) dan condensator (C1) sebagai bypass tegangan lebih, supaya sesuai dengan kebutuhan filamen tabung triratron. Sedangkan condensator (C2) dan (C4) akan diisi sampai nilai puncaknya sama dengan (Va). Pada saat tersebut tegangan grid tabung triratron jauh lebih negatif dibanding dengan tegangan pada katodanya, sehingga tabung triratron (V1) dalam keadaan cut off.
2. Apabila saklar charge buttom ditekan sesaat maka relay (Ry-1) akan bekerja dan akan merubah kontak-kontak relay (Ry-1). Kontak-kontak tersebut adalah kontaktor Ry1(5-3) dan Ry-1(9-7) akan membuka, mengakibatkan hubungan condensator(C4) terpisah dari rangkaian penyearah setengah gelombang. Sehingga katoda tabung triratron kini mendapat sumber tegangan dari tegangan yang terkandung dalam condensator(C4). Dalam hal tersebut pada kontaktor Ry-1 (6-8) terhubung. Sehingga transformator tegangan tinggi (Tr-4) mendapat tegangan. Dengan demikian condensator (C7) dan (C8) akan diisi melalui pengganda tegangan sehingga dengan demikian proses pengisian tegangan tinggi berlangsung. 3. Apabila tegangan anoda dari tabung rontgen telah mencapai harga sedemikian rupa maka akan melalui elemen elemen feed back (R17), kV meter, R6, R7 serta R5. pengaturan tegangan grid tabung thiratron (V1) mendekati = kathodanya. Sehingga tabung thiratron (V1) akan menyala. 4. Dengan bekerjanya tabung thiratron (V1) akan menyebabkan nilai Ry-2 bekerja. Sehingga kontak-kontak relay Ry-2 akan berubah kedudukannya antara lain kontak Ry-2 (3-7) akan terbuka. Sehingga memutuskan hubungan yang menuju ke relay Ry-1 sehingga relay Ry-1 tidak bekerja dan kontak kontaknya akan kembali seperti semula. Karena kontaktor Ry-1 (6-8) terbuka maka pengisian tegangan tinggi berakhir. 5. Disamping itu juga kontaktor Ry-2 (8-11) akan terbuka sehingga relay Ry-5 tidak bekerja dan kontaktor Ry-5 kembali terhubung maka tegangan grid tabung rontgen kini menuju positif sehingga tabung rontgen bekerja dengan kata lain terjadi penyinaran. 6. Bersamaan dalam hal tersebut kontaktor Ry-2 (2-5) berubah keposisi 2-4 sehingga tabung rontgen akan bekerja selama tegangan anoda mendapatkan polaritas positif sedangkan tegangan grid akan sama dengan tegangan katodanya. 7. Saat terjadi penyinaran tegangan anoda tabung akan turun sedemikian rupa sehingga tegangan feedback menuju rangkaian pengatur grid akan ikut turun. Jika tegangan grid maka tabung thiratron akan cutoff sehingga rela y (Ry-2) tidak bekerja dan kontak kontaknya akan kembali keposisi semula oleh karena kontak Ry-2 (8-11) terhubung maka Ry-5 akan kembali bekerja dan kontak Ry-5 akan kembali terbuka. Tegangan grid akan mendapat bias negatif lagi sehingga tabung rontgen berhenti bekerja.
Rangkai an Pengatur an Tegangan Gr id Pada Tabung Rontgen
Cara kerja Rangkaian:
1. Main switch on, AT bekerja ada arus yang mengalir dari AT sebelah kiri turun ke Ry-2 terminal II, menuju Ry-5. pada kontaktor Ry-2 dengan melalui Ry-4(3-4), Ry-9(1-4), Ry-10(1-4) dan Ry-13(3-7). Kemudian melalui Tr-6 dan Ry-5 yang dipasang paralel lalu kembali menuju AT. 2. Karena Tr-6 mendapat tegangan , Ry-5 energies. Ry-5 dan Tr-6 bekerja arus mengalir dari D6 ke C9. bekerjanya Ry-5 menyebabkan kontaktor Ry-5 terbuka dan terjadilah pengisian kapasitor C9 yang arusnya melalui Tr6 menuju D6 lalu ke C9 dan kembali ke Tr-6 yang mengakibatkan katoda mendapat polaritas (+) dari sisi positif kapasitor (C9). Dan grid mendapatkan polaritas (-) dari sisi negatif kapasitor. Sehingga kalau anoda dan katoda sudah terhubung dengan tegangan tinggi, karena grid(-) maka elktron tidak dapat ditarik ke anoda sehingga expose belum terjadi. 3. Saat push buttom ready ditekan maka Ry-3 bekerja. Menyebabkan kontaktor Ry-3 menutup dan arus mengalir melewati kontaktor Ry-3(5-6). Sehingga Ry-4, Ry9,Ry-10 bekerja. Bekerjanya Ry-4, Ry-9, Ry-10 menyebabkan kontaktor pada Ry-
4, Ry-9, Ry-10 terbuka. Tetapi Ry-5 tetap bekerja karena kontaktor Ry-13 masih terhubung. Tr-5 merupakan supplay filamen tabung rontgen sehingga terjadi termionic emission dan terjadi awan electron. 4. Pada saat push buttom x-ray ditekan maka arus mengalir dari autotrafo ke kontak x-ray melalui rectifier lalu ke R28,selenoid, kembali lagi ke rectifier ke atas lewat Ry-3 lalu ke autotrafo. Dengan mengalirnya arus maka selenoid akan memanas dan menyebabkan mikroswitch akan menutup. Setelah T=R.C. 5. Menutupnya microswitch menyebabkan arus melewati AT yang lewat penyearah tidak lagi turun ke23 tetapi ke D13, Ry-13, microswitch, rectifier, Ry-3, AT. 6. Dengan bekerjanya Ry-13 maka kontaktor Ry-13 (3-7) akan terbuka dan Ry-5 tidak bekerja lagi yang menyebabkan kontaktor Ry-5 menutup kembali
dan
terjadi pengosongan capasitor melalui R19 karena pada capasitor C9 dikosongkan maka lama-kelamaan tegangan digrid dan dan dikathoda menjadi sama (netral) akibatnya electron-electron bebas dikathoda akan ditarik keanoda dan akan trjadi expose.
