Universidad Tecnologica de Queretaro
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[email protected] Date: 2007.05.28 16:07:29 -06'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO Voluntad Conocimiento Servicio ●
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MÓDULO DE PRUEBA DE LA TARJETA DE CONTROL PARA UN SISTEMA DE RAYOS X
Reporte de Estadía para obtener el Título de Técnico Superior Universitario en Electrónica y Automatización
LUIS ALBERTO PÉREZ ESCAMILLA
Santiago de Querétaro, Qro.
Septiembre de 2006
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO Voluntad Conocimiento Servicio ●
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MÓDULO DE PRUEBA DE LA TARJETA DE CONTROL PARA UN SISTEMA DE RAYOS X
Reporte de Estadía para obtener el Título de Técnico Superior Universitario en Electrónica y Automatización Automatización
ASESOR DE LA EMPRESA ING. JOSÉ JULIÁN PÉREZ GARCÍA ASESOR DE LA ESCUELA M. en C. GERMÁN DIONISIO VÁZQUEZ VALDÉS ALUMNO LUIS ALBERTO PÉREZ ESCAMILLA Santiago de Querétaro, Qro.
Septiembre de 2006
AGRADECIMIENTOS
A través de este documento quiero agradecer en primer lugar a mis padres Martina Escamilla Colchado y Santiago Santiago Pérez Bolaños, por el apoyo brindado tanto moral como económicamente.
A cada uno de los profesores de la carrera Electrónica y Automatización por haberme inculcado las bases para desarrollar bien mi trabajo, y en especial a aquellos que siempre nos apoyaron aún cuando ya no tenían alguna obligación con los alumnos, también agradezco a mis compañeros del grupo E-38 por todo el apoyo brindado cuando lo requerí.
Al Ingeniero Cuitláhuac Monroy Rivera y José Julián Pérez García les doy gracias por haberme permitido realizar la estadía en la Compañía Mexicana de Radiología y por el apoyo brindado en esta.
ÍNDICE AGRADECIMIENTOS ÍNDICE INTRODUCCIÓN
CAPITULO I. ANTECEDENTES GENERALES DE LA EMPRESA Pág. 1.1 Antecedentes generales de la empresa................................................................... 11 1.2 Misión.................................................................................................................... 12 1.3 Visión..................................................................................................................... 12 1.4 Política de calidad.................................................................................................. 12 1.5 Organización.......................................................................................................... 13 1.6 Campo de desarrollo nacional................................................................................ 14 1.7 Proceso general de producción............................................................................... 14
CAPÍTULO II. EL PROYECTO
2.1 Antecedentes.......................................................................................................... 24 2.2 Definición del proyecto ......................................................................................... 24 2.3 Objetivo.................................................................................................................. 25 2.4 Alcance .................................................................................................................. 25 2.5 Plan de trabajo........................................................................................................ 25 2.5.1 Separación de actividades........................................................................ 26
2.5.2 Secuencia de actividades......................................................................... 27 2.5.3 Asignación de tiempos............................................................................ 28 2.5.4 Gráfica de Gantt....................................................................................... 29
CAPÍTULO III. MARCO TEÓRICO
3.1 Introducción............................................................................................................ 31 3.2 Rayos X.................................................................................................................. 31 3.3 Propiedades físicas de los rayos X ........................................................................ 32 3.4 Tubo de rayos X .................................................................................................... 33 3.4.1 Ánodo y Cátodo........................................................................................ 35 3.5 Capa K de los rayos X............................................................................................ 35 3.6 Generador de rayos X............................................................................................ 36 3.7 Generación de rayos X........................................................................................... 36 3.8 Formación de la imagen radiográfica..................................................................... 36 3.8.1 Imagen.................................................................................................... 37 3.8.2 Contraste en la imagen............................................................................. 38 3.8.3 Densidad en la imagen............................................................................. 38 3.8.4 Unidad de imágenes digitales................................................................... 38 3.9 Visión general del sistema...................................................................................... 39 3.10 Consola de Operación RAD................................................................................. 40 3.10.1 Definiciones, acrónimos y abreviaciones.............................................. 42
3.10.2 Comunicación con el usuario................................................................ 43 3.10.2.1 Entradas............................................................................................ 43 3.10.2.2 Salidas........................................ ..................................................... 43 3.9.2.3 Comunicación con el sistema............................................................. 43 3.11 La Tarjeta de Control............................................................................................ 44 3.12 Los Microcontroladores........................................................................................ 44 3.13 Memoria............................................................................................................... 46 3.13.1 Tipos de memorias................................................................................. 47 3.14 Transformadores................................................................................................... 47
CAPÍTULO IV. DESARROLLO DEL PROYECTO
4.1 Introducción............................................................................................................ 49 4.2 Investigación y adquisición de los elementos del proyecto.............................….. 49 4.3 Realización del tablero de colocación.................................................................... 50 4.4 Construcción de fuentes de poder.......................................................................... 51 4.5 Realización del diagrama de distribución............................................................. 53 4.6 Realización del simulador..................................................................................... 55 4.7 Cableado de las tarjetas con el simulador............................................................. 56 4.8 Simulación de señales............................................................................................ 57
CAPÍTULO V. ACTIVIDADES DIVERSAS
5.1 Introducción............................................................................................................. 70 5.2 Reparación de la consola principal......................................................................... 70 5.3 Reparación de la Tarjeta de Control ...................................................................... 70 5.4 Realización de diagramas de distribución y fuentes de poder................................ 71 5.5 Mediciones para la realización del tablero............................................................. 71 5.6 Adquisición de materiales para el proyecto............................................................ 71
CAPÍTULO VI. EVALUACIÓN ECONÓMICA Y RESULTADOS OBTENIDOS
6.1 Evaluación económica............................................................................................. 73 6.2 Resultados obtenidos............................................................................................... 73
CONCLUSIONES Conclusiones.................................................................................................................. 76
BIBLIOGRAFÍA Bibliografía.................................................................................................................... 78
INTRODUCCIÓN
En este reporte se presenta el proyecto que se realizó durante la estancia en la Compañía Mexicana de Radiología.
El proyecto de estadía que se realizó en CMR consistió en la construcción de un módulo de pruebas para la Tarjeta de Control que llevan implementados los equipos de Rayos X, estas tarjetas son empleadas para controlar el funcionamiento correcto de los generadores.
El principal objetivo de crear este probador para la tarjeta fue el de satisfacer a la Compañía Mexicana de Radiología la necesidad de adquirir nuevas y costosas tarjetas a través de la reparación de las existentes y así prevenir y evitar las pérdidas económicas, ocasionadas por algún desperfecto de ensamble o fabricación.
CAPÍTULO I
ANTECEDENTES GENERALES DE LA EMPRESA
1.1 Antecedentes de la empresa 1
Compañía Mexicana de Radiología CGR, S. A. de C. V., inició sus operaciones en 1976, a través de una alianza estratégica entre NAFINSA y CGR (Empresa Francesa). En 1988, un grupo de inversionistas mexicanos conjuntamente con Electrónica y Medicina, S. A. adquirieron la fábrica como parte fundamental de su estrategia de negocios de largo plazo.
Compañía Mexicana de Radiología CGR, S. A. de C. V. es una empresa dedicada a la fabricación e integración de equipos de Rayos X para diagnóstico, su tecnología es propia, es la única fábrica en su tipo en el país y es líder en el mercado nacional de equipos de radiodiagnóstico.
En 1989 se fabricaron carros para ultrasonido. En este año Electrónica y Medicina, S. A., el principal cliente, hizo un pedido de 40 sistemas R/F : MRF-15,
GRF-525
y 30 Sistemas MRH 0, GRX-325. A partir de esa fecha se ha consolidado la relación entre Compañía Mexicana de Radiología CGR, S.A. de C. V. y Electrónica y Medicina, S. A.
En 1991 se empezó a vender el equipo MRF 15-I y MRF 15-II. La fabricación del equipo MRF-15 se suspendió en 1992. El equipo GMX -325 se empezó a fabricar en 1993. 1 La información de este capítulo se encuentra redactada en los términos estipulados por la empresa.
11
Se lanzó al mercado el equipo MRH-II y CP-0 en 1994. En 1995 se inició la integración de los primeros productos de alta tecnología, éstas se realizan con tecnología japonesa, italiana, española y estadounidense.
1.2 Misión
Fabricar e integrar equipo de radiodiagnóstico de alta calidad que contribuya al mejoramiento de la salud en un marco de rentabilidad, impulsando el desarrollo e innovación tecnológica, así como el desarrollo profesional de nuestros trabajadores.
1.3 Visión
- Mejorar la respuesta a los pedidos de nuestros clientes. -
Atender rápida y oportunamente las quejas y reclamaciones de nuestros clientes.
-
Desarrollar equipos de radiodiagnóstico incorporando tecnología de vanguardia.
-
Mantener nuestra competitividad y permanencia en los mercados nacionales y de exportación.
1.4 Política de calidad
En Compañía Mexicana de Radiología estamos comprometidos con la satisfacción de nuestros clientes. Diseñamos, fabricamos e integramos equipos de radiodiagnóstico de
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calidad, en base a la permanente innovación y mejora continua de nuestros productos y procesos.
1.5 Organización
En la Figura 1.1 se presenta la estructura organizacional de la empresa
Dirección general
Jefe del sistema de calidad
Jefe de ingeniería mecánica
Jefe de ingeniería electrónica
Asistente de dirección
Jefe de calidad
Jefe de producción
Jefe de materiales
Jefe de mantenimiento
Jefe de almacén
Jefe de compras
Jefe de personal
Jefe de contabilidad
Jefe de costos
Figura 1.1 Estructura Organizacional de la Empresa
13
1.6 Campo de desarrollo nacional
CMR desglosa su mercado en su mayoría a nivel nacional, vendiendo sus productos a la empresa EYMSA la cual se encarga de distribuirlos en todo el país. Sus principales clientes son dependencias de gobierno como el IMSS y el ISSSTE.
También cumple con un pequeño campo de desarrollo a nivel internacional exportando equipos hacia Latinoamérica como es el caso particular de El Salvador y recientemente hacia Estados Unidos.
1.7 Proceso general de producción
1.7.1 Realización del producto 1.7.1.1 Planificación de los procesos CMR ha planificado y desarrollado los procesos necesarios para la realización del producto. La planificación de la realización del producto (Ingeniería de Fabricación), se lleva a cabo según se describe en el procedimiento IN-PR-00. En este se describe la manera en la cual se interrelacionan los diferentes procesos que intervienen en la fabricación, para asegurar que se cuenta con todo lo necesario y que los requisitos de cada uno de los procesos son coherentes entre si para realizar el producto.
14
1.7.1.2 Procesos relacionados con el cliente 1.7.1.2.1 Determinación de los requisitos relacionados con el producto
El cliente principal de Compañía Mexicana de Radiología CGR, S. A. de C. V. es Electrónica y Medicina, S.A. quien compra arriba del 90% de la producción anual. El contrato que rige la relación de compra-venta con los clientes son los pedidos que se pueden recibir por escrito o verbalmente, así como listas de precios. Los pedidos de los clientes se tramitan conforme al procedimiento de Revisión de Contratos, AM-PR 00.
En caso de ser necesario, se determinan los requisitos no establecidos por el cliente pero necesarios para el uso de los productos así como los requisitos gubernamentales, cuando apliquen. Los productos cumplen con la norma NOM-158-SSA1-1996, Salud ambiental.
1.7.1.2.2 Revisión de los Requisitos Relacionados con el Producto Los pedidos son revisados antes de aceptarlos, para determinar si los requerimientos del cliente son claramente entendidos y si la compañía cumple con las especificaciones solicitadas y tiempo de entrega del contrato, de acuerdo a la capacidad instalada. Cualquier desviación al pedido, es aprobada por ambas partes y se notifica al cliente como lo establece el procedimiento AM-PR-00 Revisión de Contrato.
El Pedido Interno indica claramente la configuración de los sistemas, el tiempo de entrega y los requisitos especiales, cuando apliquen.
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1.7.1.2.3 Comunicación con el Cliente Compañía Mexicana de Radiología mantiene una estrecha comunicación con sus clientes. Los canales de comunicación principales son: Asunto Cotizaciones Pedidos Quejas y reclamaciones Satisfacción del cliente (cuestionario) Nuevos productos y desarrollos Consultas de información técnica
Responsable Jefe de Materiales Jefe de Materiales Jefe de Materiales Jefe de Materiales Dirección General Jefe de Ingeniería Mecánica y/o Jefe de Ingeniería Electrónica
1.7.1.3 Diseño 1.7.1.3.1 Planificación del diseño
Compañía Mexicana de Radiología CGR S.A. de C.V. planifica y controla el diseño del producto mediante un Programa de Proyecto. En el Programa se determinan las etapas del diseño y desarrollo aplicables para cada proyecto incluyendo las actividades de revisión, verificación y validación.
1.7.1.3.2 Elementos de entrada del diseño
Los elementos de entrada deben revisarse por Dirección y el Líder de Proyecto para verificar su adecuación. Este documento es firmado por Dirección dando su aprobación para el inicio del trabajo de diseño.
16
1.7.1.3.3 Resultados del diseño Los resultados del diseño son verificados contra los elementos de entrada del proyecto y aprobados antes de su liberación. Los cuales son registrados en una lista comparativa de elementos de entrada y los resultados alcanzados.
Los resultados del diseño incluyen la información apropiada para la compra de los materiales de comercio y para la fabricación del producto.
1.7.1.3.4 Revisión del diseño y desarrollo
El Líder de Proyecto coordina juntas de revisión, establecidas en el Programa de Proyecto, para evaluar los avances del diseño con los procesos involucrados. En estas juntas, el Líder de Proyecto identifica y propone acciones para resolver los posibles problemas que se presenten durante el proyecto. Los resultados de la revisión del diseño quedan registrados en el formato IN-FO-10.
1.7.1.3.5 Verificación del diseño y desarrollo
Los resultados deberán indicar si se cumplen o no los elementos de entrada así como las recomendaciones sugeridas por quien verifica. Indicar nombre, firma y competencia del evaluador (verificador).
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1.7.1.3.6 Validación del diseño y desarrollo Los resultados de la validación del diseño y las acciones derivadas de ésta, quedan registradas en el formato IN-FO-10. Se deben incluir igualmente las recomendaciones sugeridas de quien valida, su nombre, firma y competencia para esta actividad.
1.7.1.3.7 Control de los cambios del diseño y desarrollo Los cambios de diseño son revisados, verificados y validados, según sea apropiado, para asegurar que el producto cumple con las especificaciones. La revisión y validación de los cambios incluye la evaluación del efecto de los cambios en el diseño original y podrán generar cambios al Programa de Proyecto. El control de cambios del producto, se lleva de acuerdo al procedimiento IN-PR-05.
1.7.1.4 Compras 1.7.1.4.1 Proceso de compras Compras mantiene actualizado el sistema de evaluación de proveedores, estableciendo las acciones correctivas pertinentes con los proveedores para asegurar la calidad de los materiales de compra.
1.7.1.4.2 Información de las compras Las órdenes de compra especifican claramente la identificación y las características de los materiales y partes de comercio a adquirir; se tiene el procedimiento de Adquisiciones CO-PR-01 para el control de las mismas.
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1.7.1.4.3 Verificación de los productos comprados El desempeño de los proveedores requiere del Control Interno del Proceso, para acciones correctivas y preventivas en la mejora de la calidad de los proveedores.
1.7.1.5 Producción 1.7.1.5.1 Control de los procesos de fabricación Compañía Mexicana de Radiología CGR S.A. de C.V. planifica y lleva a cabo la fabricación de los productos bajo condiciones controladas, las cuales incluyen: a)
Los planos, diagramas, hojas de ruta y listas de partes utilizados por producción, los cuales describen las características del producto fabricado.
b)
Las instrucciones de trabajo disponibles para el personal de producción.
c)
La maquinaria y los equipos apropiados para fabricar el producto.
d)
Los equipos de inspección, medición y pruebas requeridos.
e)
La implementación del autocontrol para verificar los productos.
f)
Las actividades de liberación realizadas por control de calidad.
Los procesos de Producción se llevan a cabo conforme al Plan de Calidad PR-PC-01 con el fin de asegurar el cumplimiento con los requisitos del producto, asegurar el cumplimiento con el Programa de Producción y de mantener inventarios confiables.
Los controles para cada fase del proceso de producción se encuentran definidos en las hojas de ruta y en el procedimiento de Control de Proceso, PR-PR-00, en donde el 19
mismo personal verifica la calidad de su trabajo conforme al procedimiento de autocontrol CA-PR-04.
1.7.1.5.2 Validación de los procesos (exclusión) Este elemento no aplica actualmente al Sistema de Gestión de Calidad de Compañía Mexicana de Radiología CGR S.A. de C.V. debido a que no existen procesos especiales donde los productos resultantes no puedan verificarse mediante actividades de inspección.
1.7.1.5.3 Identificación y trazabilidad Todos los materiales de comercio llegan identificados desde el proveedor. La identificación de las piezas de fabricación propia es responsabilidad de Producción y se realiza sobre la base de: Órdenes
de trabajo.
Número
de los dibujos.
Serie
de fabricación para cada una de las piezas y sub-conjuntos.
Fecha
de lanzamiento.
Hojas
de Autocontrol.
Folios
de entradas de almacén.
Numero Cierre
de serie y modelo del producto terminado.
de la orden de trabajo.
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1.7.1.5.4 Propiedad del cliente (exclusión)
Este elemento no aplica actualmente al Sistema de Gestión de Calidad de Compañía Mexicana de Radiología CGR S.A. de C.V. debido a que no se utiliza para la fabricación de nuestros productos ningún bien que sea propiedad de nuestros clientes.
1.7.1.5.5 Preservación de los productos
La empresa cuenta con naves industriales y áreas de almacenamiento para conservar adecuadamente los materiales de comercio y los productos en buenas condiciones durante todas las fases de fabricación. La preservación de los productos incluye la identificación, el empaque, la protección, el almacenamiento y el manejo adecuado para evitar que los productos se dañen.
1 Manejo 2 Almacenamiento 3 Empaque 4 Entregas
1.7.1.6 Control de los dispositivos de medición Se tiene el procedimiento CA-PR-05 Control de Equipos en donde se indica el control de los equipos de medición y pruebas en donde se establece:
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1. Adquisición de Equipos de Medición. 2. Características Generales de los Equipos de Medición. 3. Identificación de los Equipos de Medición. 4. Frecuencia de Calibración de los Equipos de Medición. 5. Calibración de los Equipos de Medición. 6. Registros de Calibración. 7. Condiciones de Manejo y Almacenamiento de los Equipos de Medición y Patrones.
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CAPÍTULO II
EL PROYECTO
2.1 Antecedentes
Actualmente existen 10 tipos de tarjetas electrónicas diferentes implementadas en los generadores de Rayos X serie GMX RAD. Dentro del laboratorio de prueba de tarjetas electrónicas se cuenta con 8 tipos de probadores distintos para cada tarjeta. Viendo las consecuencias tales como el desecho de la tarjeta, el mal funcionamiento de los generadores de Rayos X serie GMX RAD entre otras cosas que causaba que la tarjeta de control no tuviese un probador propio, surge la necesidad de crear un probador particular para la Tarjeta de Control.
2.2 Definición del proyecto
“Módulo de prueba de la Tarjeta de Control para un Sistema de Rayos X” Consiste en la prueba general de la Tarjeta de Control en la cual se simularán tanto señales de entrada como señales de salida provenientes de otras tarjetas y dispositivos dependientes de la Tarjeta de Control. En ella se simularán también los posibles errores que pudieran encontrarse en el funcionamiento general de todo el sistema de los generadores de Rayos X serie GMX RAD. Además se elaborará un procedimiento de prueba de dicha tarjeta que garantice el buen funcionamiento de ésta.
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2.3 Objetivo
Lograr el mejor funcionamiento posible de todos los generadores de Rayos X serie GMX RAD que lleven implementada esta tarjeta. Al mismo tiempo, disminuir el número de rechazo de tarjetas dañadas y mediante esta operación ahorrar gastos innecesarios para la empresa en la compra de más tarjetas.
2.4 Alcance
Se agilizarán las demandas de tarjetas de control y el proceso de calibración de los generadores de Rayos X serie GMX RAD y las distintas actividades que se realicen dentro de la construcción de los generadores.
2.5 Plan de trabajo
A continuación se describirá el plan de trabajo, subdividiéndolo en partes: 2.5.1 Separación de actividades 2.5.2 Secuencia de actividades 2.5.3 Asignación de tiempos 2.5.4 Gráfica de Gantt
25
2.5.1 Separación de actividades
1.
Curso de inducción dado por la empresa.
2.
Información sobre el funcionamiento de las tarjetas electrónicas.
3.
Construcción del módulo de prueba para la tarjeta de control.
4.
Pruebas y mediciones de la tarjeta de control.
5.
Interpretación del diagrama de la tarjeta de control.
6.
Reparación de la consola de control.
7.
Diseño de simulador de señales de entrada y salidas.
8.
Cableado del módulo de prueba.
9.
Asesorías para la realización del proyecto.
10.
Documentación del procedimiento de prueba.
11.
Instalación del módulo de prueba.
12.
Comunicación de la tarjeta de control con la consola de control.
13.
Orden de requerimiento de material.
14.
Cotización del proyecto.
15.
Análisis de pruebas y correcciones finales.
16.
Ensamble final del módulo de prueba para la tarjeta de control.
17.
Construcción del simulador de señales de entrada y salida.
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2.5.2 Secuencia de actividades
1.
Curso de inducción dado por la empresa.
2.
Información sobre el funcionamiento de las tarjetas electrónicas.
3.
Cotización del proyecto.
4.
Asesorías para la realización del proyecto.
5.
Interpretación del diagrama de la tarjeta de control.
6.
Funcionamiento de la tarjeta de control.
7.
Pruebas y mediciones de la tarjeta de control.
8.
Diseño del módulo de prueba y el simulador.
9.
Orden de requerimiento de material.
10.
Construcción del módulo de prueba para la tarjeta de control.
11.
Construcción del simulador de señales de entrada y salida.
12.
Reparación de la consola de control.
13.
Cableado del módulo de prueba con el simulador y la tarjeta de control..
14.
Comunicación de la tarjeta de control con la consola de control.
15.
Análisis de pruebas y correcciones finales.
16.
Documentación del procedimiento de prueba.
17.
Ensamble final del módulo de prueba para la tarjeta de control.
27
2.5.3 Asignación de tiempos A continuación se muestra en la Tabla 2.1 la asignación de tiempo para cada actividad: Actividades
Tiempo
1. Curso de inducción dado por la empresa
6 días
2. Información sobre el funcionamiento de las tarjetas electrónicas
12 días
3. Cotización del proyecto
1 día
4. Asesorías para la realización del proyecto
1 día
5. Interpretación del diagrama de la tarjeta de control
3 días
6. Funcionamiento de la tarjeta de control
6 días
7. Pruebas y mediciones de la tarjeta de control
2 día
8. Diseño del módulo de prueba y el simulador
5 días
9. Orden de requerimiento de material
1 día
10. Construcción del módulo de prueba para la tarjeta de control
6 días
11. Construcción del simulador de señales de entrada y salida
6 días
12. Reparación de la consola de control
6 días
13. Cableado del módulo de prueba con el simulador y la tarjeta de control. 6 días 14. Comunicación de la tarjeta de control con la consola de control
6 días
15. Análisis de pruebas y correcciones finales
6 días
16. Documentación del procedimiento de prueba
6 días
17. Ensamble final del módulo de prueba para la tarjeta de control.
1 día
Tabla 2.1 Actividades y su duración
28
2.5.4 Gráfica de Gantt
La Tabla 2.2
muestra la Gráfica de Gantt de las diferentes actividades a realizar
durante la estadía.
Ac ti vi dad es
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Semanas
Mayo
1
2
3
Ju ni o
4
1
2
3
Ju li o
4
1
2
Ag os to
3
4
1
2
3
4
Tabla 2.2 Gráfica de Gantt
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CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO
3.1 Introducción De casi todos son conocidas las aplicaciones de los Rayos X en el campo de la medicina para realizar radiografías, angiografías (estudio de los vasos sanguíneos) o las llamadas tomografías computarizadas. El uso de los Rayos X se extendió también a la detección de fallos en metales o análisis de pinturas. Pero, además, su descubrimiento revolucionó, a lo largo de los años, los campos de la Física, la Química y la Biología. La denominación Rayos X surgió hace algo más de un siglo, en 1895, Wilhelm Konrad Röntgen, científico alemán de la Universidad de Würzburg (Alemania), descubrió una radiación (entonces desconocida y de ahí su nombre de Rayos X).
3.2 Rayos X
Se denomina a los Rayos X como: radiaciones electromagnéticas que transportan energía mediante la combinación de campos eléctricos y campos magnéticos. Y tienen la propiedad de penetrar los cuerpos opacos y de impresionar las películas fotográficas. Otros tipos de radiaciones electromagnéticas son la luz visible, las microondas, ondas de radio, televisión, radiaciones ultravioleta e infrarroja y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los Rayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por frenamiento de electrones.
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La energía de los Rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los Rayos X también pueden ser utilizados para explorar la estructura de la materia cristalina mediante experimentos de difracción de Rayos X por ser su longitud de onda similar a la distancia entre los átomos de la red cristalina. La difracción de Rayos X es una de las herramientas más útiles en el campo de la cristalografía.
3.1 Propiedades físicas de los Rayos X
Entre las muchas propiedades de los Rayos X tenemos 4 como las más importantes para la radiología :
1.
Hacen fluorescer ciertas sustancias, es decir, les hacen emitir radiaciones de
longitud de onda más larga, tales como la luz visible y la ultravioleta, las cuales afectan películas radiográficas, produciendo un registro que puede hacerse visible mediante un proceso de revelado como se muestra en la Figura 3.1.
Figura 3.1 Película radiográfica
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2.- Son capaces de atravesar el cuerpo humano, tanto más fácilmente cuanto más penetrantes son ( más alto voltaje ). 3.- Capacidad de los Rayos X para formar una imagen latente en la emulsión de la película. 4.- Los Rayos X tienen efectos biológicos que se utilizan en radioterapia. 5.- Son invisibles y no se pueden detectar con ninguno de los sentidos. 6.- No tienen masa ni peso. 7.- Viajan a la velocidad luz. (300,000 km/seg). 8.- Los Rayos X no tienen carga 9.- Viajan en líneas rectas y se pueden desviar o dispersar. 10.- Viajan en ondas y tienen longitudes de onda corta con una frecuencia alta. 11.- Pueden causar cambios biológicos en las células vivas. [2 ]
3.4 Tubo de Rayos X
En la Figura 3.2 se muestra la forma más simple de un tubo de Rayos X, que consiste en una ampolla de vidrio al vacío que contiene dos partes principales: -Ánodo. -Cátodo.
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Figura 3.2 Tubo de Rayos X
Existen dos transformadores albergados en la unidad de la cabeza del tubo, uno regula el voltaje ( 55 000 a 90 000 voltios ) que impulsa a los electrones (Figura 3.3). El otro transformador es el de miliamperaje ( 60 000 a 65 000 miliamperios )(Figura3.4) [2 ].
Figura 3.3 Partes de la cabeza por dentro
34
Figura 3.4 Parte interna del tubo de coolidge
3.4.1 Ánodo y Cátodo
El cátodo o electrodo negativo contiene un filamento de tungsteno enrollado en forma de espiral. El filamento se calienta para emitir electrones. El ánodo o electrodo positivo está generalmente formado por una pieza de cobre que tiene una pequeña placa de tungsteno que se denomina blanco. En esta zona se originan los Rayos X.
3.5 Capa K de los Rayos X Hay que recordar que los átomos tienen sus electrones ordenados en niveles o capas cerradas de diferente energía, y nivel K es el estado más bajo de energía de un átomo.
35
3.6 Generador de Rayos X
Es el dispositivo que provee de potencia eléctrica al tubo de Rayos X para cumplir con tres necesidades principales: 1.
Alimentación de corriente al cátodo (mA).
2.
Aplicación de alto voltaje entre el ánodo y el cátodo (kV).
3.
Control de tiempos de emisión de Rayos X.
3.7 Generación de Rayos X
Los Rayos X son producidos cuando un haz de electrones que se mueven a gran velocidad, es disparado a un blanco hecho de átomos pesados, tal como tungsteno. Entonces estos electrones son repentinamente desacelerados al incidir en una superficie llamada ánodo.
3.8 Formación de la imagen radiográfica
Los Rayos X producidos en el tubo pasan a través de un dispositivo limitador del haz llamado colimador, al salir del colimador penetran el cuerpo expuesto, el cual lo absorbe en diversos grados. Algunos rayos logran pasar hasta la película radiográfica
que se encuentra debajo
del cuerpo, logrando exponerla [2 ].
36
En la Figura 3.5 se puede apreciar de una forma gráfica como se forma la imagen.
Figura 3.5 Formación de la imagen radiográfica
3.8.1 Imagen
La imagen representa con diversos niveles de gris, las densidades del cuerpo expuesto. No todos los Rayos X atraviesan el cuerpo expuesto, algunos son absorbidos o dispersados, lo que hace que los que contribuyan con la formación de la imagen sean los que logran atravesar. Ejemplo: El hueso absorbe mas la radiación que el tejido blando y éste a su vez, más que el aire. Además los tejidos patológicos absorben los Rayos X de manera diferente a los normales.
37
3.8.2 Contraste en la imagen
El factor principal que regula el contraste en la imagen radiográfica es el kilovoltaje. -Con alto kV, la mayor parte de la radiación penetraría el cuerpo y se tendría como resultado un aumento de la densidad y disminución del contraste. -Con bajo kV, mucha radiación sería absorbida y se tendría como resultado un aumento del contraste.
3.8.3 Densidad en la imagen
El producto mAs (miliamperios por segundos) está directamente relacionado con la densidad radiográfica. Un incremento en el factor mAs obscurecerá mas la placa radiográfica, mientras que una disminución la hará más clara.
3.8.4 Unidad de imágenes digitales
1.
Aplicaciones clínicas avanzadas en exámenes gastrointestinales y vasculares.
2.
Regiones y procedimientos de diagnóstico -Cuello y cabeza -Pecho -Region abdominal -Extremidades superiores/inferiores 38
Figura 3.6 Unidad de imágenes digitales.
3.8 Visión general del sistema
En la Figura 3.7 se puede observar la intercomunicación que existe entre los distintos componentes para llevar a cabo la generación de una radiografía [4].
Generado r de
Figura 3.7 Visión general del sistema.
39
3.10 Consola de Operación RAD
La Figura 3.8
muestra la consola de operación RAD a ocupar en la realización del
proyecto.
< kV->
< kV+>
< mA->
< mA+>
< mAs/seg>
< seg->
< seg+>
Figura 3.8 Consola de operación RAD
40
La Figura 3.9 muestra los controles de la consola de operación RAD del proyecto.
Figura 3.9 Controles de la consola de operación RAD
La consola debe ser el medio por el cual el operador tenga el control del generador de Rayos X para la selección de técnica, bucky, CAE, APR, tomografía o radiografía. También permite la preparación y exposición de Rayos X. Además de poder realizar la configuración y calibración del equipo.
La consola interactúa con el usuario y el resto del sistema. El software de la consola RAD será usado para comunicar al operador con el generador de Rayos X GMX AF-II [4]. 41
3.10.1 Definiciones, acrónimos y abreviaciones
•
APR.- Programador anatómico.
•
Bucky.-
Dispositivo que contiene y desplaza a la rejilla antidifusora con
movimiento oscilatorio. •
CAE.- Control automático de exposición.
•
kV.-
Diferencia de potencial en kilovoltios aplicada entre el ánodo y el cátodo
del tubo de Rayos X. •
LED.- Diodo emisor de luz (Light Emitting Diode).
•
miliamperios que fluye a través del tubo de Rayos X. mA.- Corriente medida en miliamperios
•
mAs.- Resultado de la multiplicación de todos los valores de mA y segundos (seg.).
•
Matriz.- Arreglo de elementos organizados en columnas y renglones.
•
PWM.-
•
seg.- Tiempo que dura la exposición de Rayos X.
•
Rejilla.- Dispositivo para reducir la cantidad de radiación dispersa, cuya
Modulador de ancho de pulso. (Pulse Width Modulator)
dirección y energía han sido modificadas al interactuar con la materia, en el haz remanente de Rayos X. •
Técnica.- Combinación de kV, mA y seg usados durante la exposición de Rayos X.
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3.10.2 Comunicación con el usuario 3.10.2.1 Entradas Teclado: Está formado de 33 teclas, codificadas usando una matriz, que permiten la selección de técnica, tipo de estudio, CAE y APR; además de la configuración y calibración de ciertos parámetros del equipo. (Véase Figura 3.8 y 3.9).
3.10.2.2 Salidas Displays Contiene 10 displays de 8 segmentos usados para desplegar información sobre el estado del sistema.
LEDs indicadores
La Consola RAD tiene 35 LEDs agrupados en 5 arreglos de 8 elementos como máximo. Son usados para desplegar información sobre el estado del sistema.
3.10.2.3 Comunicación con el sistema La comunicación con el sistema se realiza a través de las entradas y salidas desde o hacia otros componentes del generador.
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3.11 La Tarjeta Tarjeta de Control La Tarjeta de Control es la encargada de controlar distintos dispositivos que conforman el generador (i.e. bucky, bucky, rotor, PWM, etc). La comunicación comunicación con la Tarjeta de Control se logra por medio del protocolo de comunicación del generador GMX AF-II [1] [4].
3.12 Los Microcontroladores
Figura 3.10 El microcontrolado microcontroladorr
Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador. Un microcontrolador dispone normalmente de los siguientes componentes: 1.
Procesador o UCP (Unidad Central de Proceso).
2.
Memoria RAM para contener los datos.
3.
Memoria para el programa tipo ROM/PROM/EPROM.
44
4.
Líneas de E/S para comunicarse con el exterior.
5.
Diversos módulos para el control de periféricos (temporizadores, puertas serie y paralelo, CAD: Conversores Analógico/Digital, CDA: Conversores Digital/Analógico, etc.).
6.
Generador de impulsos de reloj que sincronizan el funcionamiento de todo el sistema.
Los productos que para su regulación incorporan un microcontrolador disponen de las siguientes ventajas:
1) Aumento de prestaciones: un mayor control sobre un determinado elemento representa una mejora considerable en el mismo. 2) Aumento de la fiabilidad: al reemplazar el microcontrolador por un elevado número de elementos disminuye el riesgo de averías y se precisan menos ajustes. 3) Reducción del tamaño en el producto acabado: La integración del microcontrolador en un chip disminuye el volumen, la mano de obra y los stocks. 4) Mayor flexibilidad: las características de control están programadas por lo que su modificación sólo necesita cambios en el programa de instrucciones. 5) El microcontrolador es en definitiva un circuito integrado que incluye todos los componentes de un computador. Debido a su reducido tamaño es posible montar el controlador en el propio dispositivo al que gobierna. En este caso el controlador recibe el nombre de controlador empotrado (embedded controller) [5].
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3.13 Memoria
En los microcontroladores la memoria de instrucciones y datos está integrada en el propio chip. Una parte debe ser no volátil, tipo ROM, y se destina a contener el programa de instrucciones que gobierna la aplicación. Otra parte de memoria será tipo RAM, volátil, y se destina a guardar las variables y los datos.
Hay dos peculiaridades que diferencian a los microcontroladores de los computadores personales: -No existen sistemas de almacenamiento masivo como disco duro o disquetes. -Como el microcontrolador sólo se destina a una tarea en la memoria ROM, sólo hay que almacenar un único programa de trabajo.
La RAM en estos dispositivos es de poca capacidad pues sólo debe contener las variables y los cambios de información que se produzcan en el transcurso del programa. Por otra parte, como sólo existe un programa activo, no se requiere guardar una copia del mismo en la RAM pues se ejecuta directamente desde la ROM.
Los usuarios de computadores personales están habituados a manejar Megabytes de memoria, pero, los diseñadores con microcontroladores trabajan con capacidades de ROM comprendidas entre 512 bytes y 8 k bytes y de RAM comprendidas entre 20 y 512 bytes.
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Según el tipo de memoria ROM que dispongan los microcontroladores, la aplicación y utilización de los mismos es diferente. Se describen las cinco versiones de memoria no volátil que se pueden encontrar en los microcontroladores del mercado.
3.13.1 Tipos de memorias
Memoria ROM con máscara Memoria OTP Memoria EPROM Memoria EEPROM Memoria FLASH
3.14 Transformadores
Sabemos que una corriente que fluye por una bobina produce un campo magnético a su alrededor. Si la corriente varía en el tiempo, lo mismo sucederá con el campo magnético resultante. Este campo atraviesa la bobina y a su vez induce un voltaje v en ella. La relación entre el voltaje y la corriente es la ya conocida v = L di/dt, donde L es la inductancia de la bobina. Si hay una segunda bobina próxima a la primera, el campo magnético también atraviesa la segunda bobina y en consecuencia, induce también un voltaje en ella. En esta circunstancia, se dice que las dos bobinas están acopladas magnéticamente [3 ].
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CAPÍTULO IV
DESARROLLO DEL PROYECTO
4.1 Introducción
En este capítulo se habla del proyecto que se realizó en el área de control y prueba de tarjetas durante la estancia en la Compañía Mexicana de Radiología. Este proyecto consistió en crear un simulador propio para una tarjeta con la cual se trabaja y que no contaba con éste, dicha tarjeta es llamada “Tarjeta de Control”. En el desarrollo del proyecto, se llevaron a cabo diversas actividades como: adquisición de datos, adquisición de materiales de trabajo, elaboración del probador y registro de resultados. El principal objetivo de crear este probador fue satisfacer a la empresa CMR la necesidad de adquirir nuevas y muy costosas Tarjetas de Control mediante la reparación y chequeo de las ya existentes.
4.2 Investigación y adquisición de los elementos del proyecto
Se comenzó por adquirir información sobre el funcionamiento de las diferentes tarjetas utilizadas en la empresa y una vez que se conocía éste, se empezó por ver qué materiales se ocuparían en la realización del módulo de pruebas de la Tarjeta de Control.
Las actividades que se iban a llevar a cabo se harían tomando en cuenta la gráfica de Gantt (construida en el capítulo II), en la cual está establecido que antes de iniciarse el proyecto, se debe hacer una investigación detallada de los componentes que se
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necesitarán, los instrumentos, equipos y materiales a emplear y también está establecido el tiempo en que se llevará a cabo cada actividad.
Una de las actividades que se habría de realizar es la de reparar una tarjeta que es la encargada de controlar la Consola de Operación RAD, también se tendrá que reparar una de las Tarjetas de Control ya que éstas estaban en malas condiciones generales y no se podía realizar ninguna actividad con las tarjetas en este estado.
Para construir el simulador se tomaron en cuenta los materiales a emplear en éste, para ésto se empezó a hacer una lista de materiales en la cual se pondría el tipo de cable, el material de la base en donde se pondría la Tarjeta de Control, los conectores que se utilizarían, el tipo de taladro para los huecos de las conexiones, las brocas y las diferentes fuentes de poder.
Una vez que se obtuvieron todos los materiales se empezó con la realización del tablero de colocación del simulador.
4.3 Realización del tablero de colocación
Una vez definidos los materiales a utilizar para la fabricación del tablero se prosiguió a conseguirlos. Algunos de los materiales empleados se tenían en almacén, para los otros se tuvieron que tomar medidas y mandarse fabricar.
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Una vez conseguidas las tablas y bases se tomaron las medidas para el probador que mejor se adaptaran para un buen manejo, ya que se tenían todas las medidas y dimensiones del tablero se empezaron a marcar con un plumón los lugares en donde se realizarían las perforaciones para poner los tornillos que fijarían las tablas.
Al estar hechas las marcas, se perforó con un taladro el lugar en donde irían los tornillos y sucesivamente con un machuelo se le hizo la rosca en donde embonaría los tornillos y en los cuales se montaría la Tarjeta de Control. Ya fijadas y puestas en posición las tablas en donde se iba a montar la Tarjeta de Control se le pusieron algunos soportes para que tuviera una mayor resistencia, enseguida se comenzó a poner los componentes.
4.4 Construcción de fuentes de poder
Algunas de las fuentes de poder que se ocuparían en el proyecto se pudieron conseguir en el almacén de la empresa y las que hicieron falta se empezó con su construcción mediante la realización de diagramas (Figura 4.4) para cada una de las fuentes.
Construidos los diagramas se prosiguió con la elaboración de las fuentes de 24 VDC y la fuente de 24 VDC no regulados solamente rectificados con su respectivo transformador (Figura 4.1), éstas se pueden apreciar en las Figuras 4.2 y 4.3.
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Figura 4.1 Transformador para las fuentes de 24 VDC
Figura 4.2 Fuente de 24 VDC
Figura 4.3 Fuente de 24 VDC no regulados
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K1 J 2
J 3
K V1 120 V 60 Hz 0Deg
HDR1X4
2
D1
HDR1X2 1mH 1 Ohm
4
1
3 1B4B42
J 1 C2 2200uF- POL HDR1X2
Figura 4.4 Diagrama de la Fuente de 24 VDC no regulados
Las fuentes que se consiguieron en almacén antes de empezar a utilizarlas se revisaron que estuvieran en buenas condiciones y que éstas trabajaran sin ningún problema como son las fuentes de 150 VDC, 127 VAC, 12 VDC, -12 VDC, y 5 VDC que se pueden apreciar en la Figura 4.5.
Figura 4.5 Fuentes diversas
4.5 Realización del diagrama de distribución Una vez adquiridos los componentes, materiales y herramientas de trabajo, se empezó a 53
realizar el ensamblado de los componentes después de haber realizado un diagrama de la distribución de los componentes y entradas de alimentación de éstos.
Una vez hecho el diagrama de distribución, se continuó con la colocación de la Tarjeta de Control, transformadores y las diversas fuentes de poder en un tablero especialmente diseñado y fabricado para esta actividad y así llevar a cabo satisfactoriamente la comunicación entre la Tarjeta de Control y la Consola de Operación RAD para poder tener el control del sistema.
Otra de las cosas que se distribuyó en la mejor forma posible fue el acomodo y cableado de las distintas fuentes de poder como apreciamos en la Figura 4.6.
Figura 4.6 Acomodo de diversas fuentes
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4.6 Realización del simulador
Para llevar a cabo la realización del probador para la Tarjeta de Control se tuvo que realizar un simulador de errores, éste se hizo mediante la observación de señales de errores que marcaba la Tarjeta de Control en la pantalla.
Para saber de donde provenían los errores marcados, se tuvo que hacer una revisión minuciosa del diagrama de la Tarjeta de Control. Ya que se encontró el origen de los errores se comenzaron a mandar las señales mediante uno de los conectores de la Tarjeta de Control, las señales se enviaron a una tarjeta que se realizó para esta actividad, ésta estaba constituida de interruptores que se encargaban de enviar las señales a GND o a VCC como se puede ver en la Figura 4.7. Algunos de los errores que aparecían en la pantalla de la consola son los siguientes: -Error de contactor -Carga en el bus insuficiente -No está el colimador o está cerrado -Interruptor térmico abierto 1 -Mantener apagado el generador durante 30 segundos -Falla de filamentos -Interruptor térmico abierto 2 -Error de rotor no está girando -No está presente el CCU (Unidad de Control de Cámara)
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Figura 4.7 Diagrama esquemático del simulador
Junto con esta tarjeta se realizó un simulador de pulsos que fue integrado en la tarjeta realizada para la simulación de uno de los errores.
4.7 Cableado de las tarjetas con el simulador Inmediatamente después se llevó a cabo el cableado de las tarjetas con el simulador de pruebas, para esto se tuvo que determinar el tipo de cable a utilizar, el calibre de éstos y
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también se llevaron a cabo las mediciones para las distintas longitudes de los cables a utilizarse.
Una vez cortados se les pusieron conectores en los extremos para mejorar su manejo, después se prosiguió con el cableado de las tarjetas entre sí, mediante los diagramas previamente diseñados, una vez que se terminó de cablear se hizo un chequeo de punto a punto para verificar que no hubiera algún tipo de error en la forma en que éstas se habían conectado. El cableado final se puede observar en la Figura 4.8.
Figura 4.8 Módulo de pruebas de la Tarjeta de Control
4.8 Simulación de señales
La simulación de señales se llevó a cabo en una vez que estaban bien cableadas las tarjetas con el simulador como se aprecia en la Figura 4.8. Lo primero que se realizó fue 57
el lograr que la Tarjeta de Control encendiera mediante la implementación de un relevador para que la corriente pasara por un contactor normalmente abierto de éste y no directamente hacia la tarjeta. Al conectar la Tarjeta de Control de esta forma se logró que prendiera ya fuera mediante la utilización del relevador o a través de la consola principal.
Una vez que se encendía la Tarjeta de Control marcaba algunos errores en la pantalla LCD (Liquid Crystal Display), estos errores podían aparecer en la forma de stand by (forma de espera) de la tarjeta o a la hora de hacer preparación para la realización de un disparo de Rayos X.
Encontrada la forma de eliminar los errores marcados por la tarjeta, se pudo observar que casi todos los errores se eliminaron simplemente por la acción de mandar estas señales a tierra a través del uso de interruptores normalmente cerrados que a la hora de conmutarlos al estado de OFF se habría su tierra y los optoacopladores (Figura 4.9) dejaban de mandar la luz infrarroja que los activa y por consecuencia estos desplegaban el error en la LCD.
Figura 4.9 Optoacoplador
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El primer error marcado en la LCD fué el de: error de contactor (Figura 4.10), el cual provenía del interruptor de la tarjeta llamada 11TB9 en conjunto con la tarjeta llamada 11TB2 (Figura 4.11).
Si el interruptor se encontraba abierto nunca permitiría que pasara la corriente a través del generador de Rayos X, si el interruptor estaba abierto no se podía iniciar ninguna actividad hasta solucionar este problema.
Figura 4.10 Error desplegado en la LCD
La acción que se realizó para acabar con este error fue la de mandar la señal de “CONTACTOR_CLOSED” a GND que es lo mismo que si se pusiera el interruptor del generador en la posición de ON, y esto es que el interruptor está conmutado al estado de normalmente cerrado.
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Figura 4.11 Tarjeta 11TB2
El siguiente error marcado por la tarjeta fue el de: carga en el bus insuficiente (Figura 4.12), el cual proviene del bus de carga del generador, éste esta compuesto por unas tarjetas llamadas: IPM Driver las cuales se encargan de enviar pulsos desfasados al generador para su buen funcionamiento y también se compone de capacitores de carga que están conectados entre si en forma paralela para un mejor funcionamiento y a estos capacitores les llega directamente la corriente y si no les llega la suficiente para arrancar el generador no trabajará hasta que se le suministre la corriente adecuada.
Este error se logró eliminar a través de la utilización de un interruptor en posición ON que es la forma de normalmente cerrado y éste es el que se encarga de enviar esa señal a GND y de esa forma eliminarlo.
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Figura 4.12 Error de carga en el bus insuficiente
El próximo error a eliminar fue el de: no está el colimador o está cerrado (Figura 4.13), este error aparece cuando un aparato llamado así no está conectado al generador, éste se encarga de centrar los objetos a los cuales se les sacará la imagen radiográfica. Por lo tanto se logró eliminar de igual manera que los 2 errores pasados, mandando la señal a GND.
Figura 4.13 Error del colimador desplegado en la pantalla
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El error de: interruptor térmico 1 abierto (Figura 4.14), fue el último error que se simuló en operación normal, también se marcaba en la forma de stand by de la tarjeta y éste es un error que viene de una señal proveniente de una tarjeta llamada 11TB5-2T, ésta sirve para seleccionar con cual de los 2 tubos que tiene el tanque (solamente en caso de que el tanque sea de dos tubos) que lleva el generador se trabajará, esta señal es la llamada TUBO_CAL_1.
Figura 4.14 Error del interruptor térmico 1 abierto
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La señal que provenía de la tarjeta 11TB5-2T llegaba a un optoacoplador de la Tarjeta de Control y de aquí salía hacia un PPI (Interfaz Periférico Programable) de esta tarjeta e indicaba cuál de los dos tubos estaba seleccionado. El error se eliminó de igual manera que los anteriores a través de conmutar el interruptor del estado OFF al estado ON para que éste mandara esta señal a GND.
Un error que se encontró fue el de: mantener apagado el generador durante 30 segundos (Figura 4.15), éste se simuló de forma contraría a los otros ya que su señal llagaba a GND y a la hora de que se habría su señal daba como consecuencia una falla marcada en la consola.
Figura 4.15 Error del generador desplegado en la pantalla
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Fue entonces que su interruptor se encontraría contrario a los otros, es decir, que éste generalmente se encontraría en la posición de OFF y para provocar que la consola marcara el error se conmutaría el interruptor al estado ON.
Otro error encontrado para simular de forma contraria a la mayoría fue el de: error de rotor no está girando (Figura 4.16), que de igual manera que el otro, si se habría su señal que normalmente estaba conectada a GND marcaba instantáneamente el error.
Éste se simuló mediante la conexión de la señal a través de un interruptor que estaba normalmente cerrado, y para simularlo éste simplemente se ponía en estado de normalmente abierto o estado OFF.
Figura 4.16 Error de rotor no está girando
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Esta señal proviene de la tarjeta llamada 11TB4 (Figura 4.17). Esta tarjeta es la encargada de hacer girar al rotor que lleva el generador para que éste pueda generar los Rayos X.
Figura 4.17 Tarjeta 11TB4
Una vez terminados de simular los errores del tubo 1 la tarjeta permitió hacer disparos de Rayos X sin que marcara ningún otro tipo de error, se prosiguió a pasar al tubo 2, al intentar hacer el cambio de tubo1 a tubo 2, la LCD desplegó los errores de:
- no está presente el CCU (Unidad de Control de Camara) - interruptor térmico abierto 2. (Figura 4.18)
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Figura 4.18 Error del interruptor térmico 2 abierto
Para eliminar estos errores y que también en la función de tubo 2 permitiera hacer disparos se comenzó mandando la señal de TUBO_CAL_2 a GND mediante la utilización de un interruptor normalmente cerrado que cuando se abre corta la señal y marca el error. Esta señal viene de la tarjeta 11TB5-2T que es la encargada de la selección de tubos.
Siguiendo con las simulaciones de errores la tarjeta al hacer cambio de tubo 1 a tubo 2 marcó el error llamado: no está presente el CCU, el cual se eliminó a través de la realización de un modulador de pulsos con un LM555 (Figura 419.), el cual se implementó dentro de la caja de simulación de errores.
Una vez funcionando bien se comunicó mandando la señal de salida del LM555 hacia las señales de entrada que llegaban en la Tarjeta de Control para que de esta manera simulara que están llegando pulsos y así nos permitiera hacer disparos en repetidas ocasiones en el modo de tubo 2.
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Figura 4.19 Temporizador LM 555
Para poder simular los botones para hacer preparación y exposición de Rayos X en el modo de tubo 2 se llevó a cabo la implementación de dos push bottons que se conectaron a las salidas de dichas señales en la Tarjeta de Control.
Fue así como después de que se realizó varias veces el mismo paso se eliminaron todos los errores marcados y fue hasta entonces que la Tarjeta de Control permitiera hacer disparos de Rayos X.
A continuación en la Figura 4.20 se puede observar el simulador de errores una vez terminado con los interruptores que se utilizaron para la simulación de señales.
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Figura 4.20 Simulador de errores
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CAPÍTULO V
ACTIVIDADES DIVERSAS
5.1 Introducción
En este capítulo se hablará de las actividades que suelen suceder al desarrollar el proyecto durante la estadía ya que no siempre se realizan actividades directamente relacionadas con éste, hubo ocasiones y situaciones en las que se tuvieron que efectuar acciones como las de reparación de diversas tarjetas.
5.2 Reparación de la consola principal
Una de las primeras actividades que se llevó a cabo fue la reparación de una consola principal que se encontraba dañada.
Ésta consola se encarga del encendido del
generador de Rayos X y con ésta se puede configurar y calibrar los equipos mediante la introducción de los datos previamente establecidos en los manuales de calibración.
5.3 Reparación de la Tarjeta de Control
La siguiente actividad a realizar fue la de la reparación de una de las Tarjetas de Control, ya que no se contaba con alguna para poder monitorear señales y trabajar con ella. Para esto se consiguió una tarjeta dañada y que ya se tenía como material obsoleto, conseguida la tarjeta se pudo reparar mediante la utilización de otra tarjeta que ayudo como prototipo para así poder ir comparando una con la otra. Ya reparada se logró la comunicación entre la Tarjeta de Control y la consola principal.
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5.4 Realización de diagramas de distribución y fuentes de poder
Los diferentes diagramas que se utilizaron se hicieron varias veces hasta la obtención del diagrama correcto a utilizar, algunos de éstos se construyeron en el programa llamado “Multisim”, que ayuda a una mejor realización de los diagramas para las fuentes de poder. Para la distribución de los componentes se realizaron varios de éstos en una libreta para ver de que forma quedaría todo mejor.
5.5 Mediciones para la realización del tablero
Para tener un tablero con dimensiones apropiadas se llevó a cabo la toma de medidas de la Tarjeta de Control así como las de los componentes que se implementarían en éste, estando anotadas todas las medidas se prosiguió con la obtención de los materiales.
5.6 Adquisición de materiales para el proyecto.
Teniendo identificadas las posiciones de los componentes, las medidas del tablero y hecho el tablero ahora si se comenzó a conseguir los diversos materiales como son: la hoja de madera, los tornillos, tuercas, bases, conectores y cuando se tuvieron todos los componentes que llevaría el tablero se empezó a construir todo.
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CAPÍTULO VI
EVALUACIÓN ECONÓMICA Y RESULTADOS OBTENIDOS
6.1 Evaluación económica
En la Tabla 6.1 se muestran los diferentes componentes que se utilizaron en la realización del proyecto y sus diferentes costos.
Nombre
Cantidad Precio c/u Precio total
Tarjeta de control
1
$6,765.00
$6,765.00
Consola Principal
1
$8,434.00
$8,434.00
Transformador Industrial
1
$400.00
$400.00
Relevador Industrial
1
$50.00
$50.00
Simulador de errores
1
$250.00
$250.00
Total
$15,899.00
Tabla 6.1 Lista de componentes y sus costos
6.2 Resultados obtenidos
Los resultados obtenidos al fin del proyecto fueron los que se esperaban, ya que se cumplió el objetivo principal que era el de crear un probador propio para la Tarjeta de Control que lleva implementado el generador de Rayos X y ésta como su nombre lo dice, es la que se encarga de controlar todo para que los equipos funcionen correctamente. Tal y como se esperaba, todos los elementos utilizados en la creación del probador trabajaron correctamente, desde los implementados en el tablero eléctrico
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(cables, fuentes de poder, regletas, fusibles, relevadores e interruptores incluyendo los componentes de la tarjeta.
El microcontrolador que se utilizó en la Tarjeta de Control en conjunto con la memoria EEPROM, tampoco presentaron problemas, ya qué realizaron las funciones para las que fueron diseñados.
De esta forma, la Compañía Mexicana de Radiología ha podido satisfacer la necesidad de no comprar más Tarjetas de Control mediante la prueba y reparación de las ya existentes, ya que el simulador es confiable y ayudó a cumplir con las expectativas que se tenían al iniciar el proyecto.
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CONCLUSIONES
La estadía realizada en CMR fue muy formativa ya que pude aprender cómo se calibran los equipos de Rayos X, especialmente conocí sus diferentes funciones en la revisión de las diferentes tarjetas de las que estos equipos se componen, en la revisión del buen funcionamiento de las tarjetas y gracias al apoyo recibido de mis compañeros de trabajo comprendí la importancia de los conocimientos adquiridos en la escuela para la vida laboral.
Otra de las cosas que llevé a cabo fue la de aprender a trabajar en equipo, y con la ayuda de mis compañeros estuvimos controlando y monitoreando diversos equipos con un alto nivel tecnológico. Observé el desarrollo de la creación de generadores de Rayos X desde su principio hasta que ya están terminados completamente y obtuve los conocimientos básicos de cómo trabajan éstos y su función.
Con la estancia en la Compañía Mexicana de Radiología me pude dar cuenta que el estudio y la práctica son las mejores maneras de lograr un objetivo.
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BIBLIOGRAFÍA
