РЕНТГЕНОВСКИЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2008 года по МПК H05G1/02 H01J35/02 

Изобретение относится к рентгенотехнике, в частности к рентгеновским генераторам моноблочного типа.

Аналогами предлагаемому изобретению можно считать рентгеновские моноблоки серийных рентгеновских аппаратов РУМ 24 и 8Л3, конструкция и параметры этих моноблоков приведены в «Рентгенотехника» (Справочник под общей редакцией Клюева В.В., изданного в 1992 г. издательством «Машиностроение») на стр.128, 129, 130, 131.

Наиболее близким аналогом к заявляемому является рентгеновский генератор, включающий генератор высокого постоянного напряжения, рентгеновскую трубку в виде кожуха, анодного узла с анодом-мишенью и окном для выхода рентгеновского излучения, катодного узла в виде катода с нитью накала и изолятором катода, блок питания нити накала катода (см. «Рентгенотехника», справочник под общей редакцией Клюева В.В., изданного в 1992 году издательством «Машиностроение», стр. 130, 131, рис.30).

Любой современный рентгеновский генератор моноблочного типа содержит в своем составе, как минимум, рентгеновскую трубку, источник высокого напряжения и систему питания нити накала катода.

У приведенных аналогов указанные части конструктивно компактно упакованы в сплошной металлический кожух, заполненный жидким диэлектриком. Так как электроды всех указанных частей имеют по отношению к кожуху высокий потенциал, то по необходимости внутренняя поверхность кожуха всюду удалена от высоковольтных частей, что приводит к его существенному объему и большой массе как самого кожуха, так и заполняющего его жидкого диэлектрика. В результате масса моноблоков равна 33 и 11.8 кг при мощности 4,5 и 0,7 кВт.

Конструкция генераторов-аналогов содержит большое количество вспомогательных элементов, служащих для крепления рентгеновской трубки, генератора высокого напряжения, блока накала и.т.д. Большинство этих элементов должны удовлетворять требованиям высоковольтных испытаний. Это приводит к высокой трудоемкости и низкой технологичности конструкции.

Кроме того, большая площадь высоковольтной изоляции между высоковольтными узлами и корпусом моноблока повышает вероятность высоковольтного пробоя и следовательно снижает надежность.

При конструировании современного рентгеновского генератора моноблочного типа необходимо в максимальной степени удовлетворять следующим условиям:

а) Напряжение питания рентгеновской трубки должно быть постоянным с пульсациями не более 5%.

б) Моноблок должен быть безопасным в электрическом и радиационном смысле.

в) Моноблок должен быть удобен в эксплуатации, т.е. иметь минимальные габариты и массу.

г) Конструкция моноблока должна быть технологичной.

Технической задачей изобретения является уменьшения габаритов и массы при одновременном повышении надежности всего устройства.

Техническая задача достигается тем, что в рентгеновском генераторе, включающем генератор высокого постоянного напряжения, рентгеновскую трубку в виде металлического кожуха, анодного узла с анодом-мишенью и окном для выхода рентгеновского излучения, катодного узла в виде катода с нитью накала и изолятором катода, блок питания нити накала катода, генератор высокого постоянного напряжения и блок питания нити накала катода размещены в заполненной диэлектриком внутренней полости изолятора катода.

В качестве диэлектрика может быть использован либо жидкий, либо любой иной диэлектрик.

Изобретение поясняется чертежом, где представлена общая схема устройства.

Предлагаемый рентгеновский генератор состоит из генератора постоянного высокого напряжения 1, блока питания накала 2 и рентгеновской трубки.

Рентгеновская трубка включает металлический кожух 3, узлы - анодный 4 и катодный 5. Анодный узел 4 представляет собой анод-мишень 6 с окном 7 для выхода рентгеновского излучения. Катодный узел 5 выполнен в виде катода 8 с нитью накала и изолятора катода 9.

Генератор постоянного высокого напряжения 1 и блок питания 2 нити накала катода 8 размещены во внутренней полости 10 изолятора 9 катода. Внутренняя полость 10 заполнена диэлектриком, который может быть жидким или иным другим.

Изолятор катода 9, генератор постоянного высокого напряжения 1 и блок питания 2 нити накала катода 8 расположены во внутренней полости металлического кожуха 3 рентгеновской трубки. Положительный вывод 11 генератора постоянного высокого напряжения 1 соединен с анодным узлом 4 и металлическим кожухом 3 рентгеновской трубки, а отрицательный вывод 12 через блок питания 2 с нитью накала катода 8, внутренняя полость металлического кожуха 3 рентгеновской трубки представляет собой вакуумный объем 13.

Предлагаемый рентгеновский генератор функционирует следующим образом.

На генератор постоянного высокого напряжения 1 от внешнего источника подается низковольтное переменное напряжение, которое преобразуется в высокое постоянное напряжение посредством трансформаторно-диодно-емкостной схемы. Одновременно на блок питания 2 через генератор постоянного высокого напряжения 1 подается напряжение питания нити накала катода 8, что приводит к ее разогреву.

Таким образом, в пространстве между анодным узлом 4 и катодом 8 создается сильное электрическое поле, которое ускоряет электроны, эмитируемые нагретой нитью накала.

Ускоренные электроны попадают на анод-мишень 6, что приводит к возникновению тормозного рентгеновского излучения, которое излучается через выходное окно 7 анодного узла 4.

Предлагаемое изобретение имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с известными на данный момент устройствами.

1. В конструкции предлагаемого рентгеновского генератора высоковольтная изоляция источника (генератора) высокого напряжения отсутствует всюду, кроме участка анод-катод, которая необходима по физическому принципу рентгеновской трубки. Так как функции главной изоляции выполняет вакуумный объем рентгеновской трубки, надежность работы генератора рентгеновского в целом возрастает.

2. Корпус рентгеновской трубки является корпусом рентгеновского генератора в целом, что приводит к снижению объема и массы генератора.

3. Значительная часть объема рентгеновского генератора - это вакуумный объем рентгеновской трубки, что способствует резкому снижению массы рентгеновского генератора.

4. Резко сокращается количество различных деталей, необходимых для сборки рентгеновского генератора, как то: отдельный кожух генератора, элементы крепления рентгеновской трубки, элементы крепления генераторов высокого напряжения, элементы высоковольтной барьерной изоляции и т.д., что приводит к повышению технологичности конструкции рентгеновского генератора.

Использование: для контроля объектов с помощью рентгеновского излучения. Сущность заключается в том, что рентгеновский генератор включает генератор высокого постоянного напряжения, рентгеновскую трубку в виде металлического кожуха, анодного узла с анодом-мишенью и окном для выхода рентгеновского излучения, катодного узла в виде катода с нитью накала и изолятором катода, блок питания нити накала катода, при этом генератор высокого постоянного напряжения и блок питания нити накала катода размещены в заполненной диэлектриком внутренней полости изолятора катода. Технический результат: уменьшение габаритов и массы при одновременном повышении надежности всего устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Рентгеновский генератор, включающий генератор высокого постоянного напряжения, рентгеновскую трубку в виде металлического кожуха, анодного узла с анодом-мишенью и окном для выхода рентгеновского излучения, катодного узла в виде катода с нитью накала и изолятором катода, блок питания нити накала катода, отличающийся тем, что генератор высокого постоянного напряжения и блок питания нити накала катода размещены в заполненной диэлектриком внутренней полости изолятора катода.2. Рентгеновский генератор по п.1, отличающийся тем, что в нем может быть использован либо жидкий либо иной диэлектрик.