Рентгеновский аппарат Советский патент 1984 года по МПК H05G1/10 

Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к малогабаритным аппаратам большой мощности. Известен рентгеновский аппарат, содержащий излучатель с рентгеновской трубкой, соединенный высоковольт ным кабелем с генераторным устройством l j Недостатками указанного аппарата являются значительные габариты и вес генераторного устройства. Наиболее .близким к предлагаемому техническим решением является рент еновский аппарат, содержащий излучатель с рентгеновской трубкой, высокочастотный генератор, высокочастотный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к высокочастотному генератору, и умножители напряжения, подключенные входа-, ми к вторичным обмоткам трансформатора, а выходами - к электродам рентгеновской трубки излучателя 2. Известный аппарат за счет использования высокочастотного генератора, представляющего собой, в общем случае, сетевой выпрямитель, фильтр и инвертор, характеризуется мальми габаритами и весом. Однако такое решение не позволяет создать малогабаритные кабельные аппараты, поскольку в этом случае имеет место работа генераторного устрой ства на емкостную нагрузку, что не позволяет реализовать практически до тоинства указанной схемы. Цель изобретения - обеспечение ра боты аппарата при кабельном подключе нии излучателя. Поставленная цель достигается тем что в рентгеновском аппарате, содержащем излучатель с рентгеновской тру кой, высокочастотный генератор, высокочастотные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к высокочастотному генератору, и умножители напряжения, к входам которых подключены вторичные обмотки высокочастотных трансформаторов, на выходе каждого умножителя между ним и центральной жилой соединительного кабеля включен вьшрямитель-ограничитель, трансформаторы и умножители разделены на две равные группы и первичные обмотки трансформаторов разных групп подключены к высокочастотному генератору противофазно. 1 0 На чертеже показана схема предлагаемого рентгеновского аппарата. Рентгеновский аппарат содержит выносной излучатель с рентгеновской трубкой 1, один электрод которой подключен к центральной жиле соединительного кабеля 2, а другой заземлен. Питание аппарата осуществляется от высокочастотного генератора 3 и высоковольтного генератора 4, в состав которого входят высокочастотные трансформаторы 5, умножители 6 напряжения и выпрямители-ограничители 7. Высокочастотньй генератор 3 может быть выполнен в виде последовательно соединенных сетевого вьтрямителя, фильтра и управляемого инвертора. Трансформаторы 5 и умножители 6 высоковольтного генератора 4 разделены на две равные группы, причем первичные обмотки трансформаторов 5 разных групп подключены к высокочастотному генератору- 3 противофазно. Выпрямители-ограничители 7 включены между выходами умножителей 6 и центральной жилой соединительного кабеля 2 . Рентгеновский аппарат работает Следующим образом. Высокочастотньй генератор 3 вырабатывает импульсы высокой частоты (несколько килогерц) с амплитудой 200-300 В, которые поступают на первичные обмотки высокочастотных трансформаторов 5. Трансформаторы 5 повышают напряжение импульсов до 1020 кВ. С вторичных обмоток трансформаторов 5 импульсы поступают на умножители 6, которые умножают напряжение до величины 100-150 кВ и выпрямляют его. Питание напр51жением с частотой в несколько Килогерц, относительно небольшое напряжение на вторичных обмотках трансформаторов 5 и дальнейшее умножение и выпрямление напряжения на умножителях 6 позволяют создать малогабаритный аппарат, имеющий мальй вес и большую мощность. Однако при подаче напряжения с умножителя 6 высоковольтный кабель 2 из-за наличия высокочастотной пульсации напряжения на выходе умножителя происходит сильное шунтирование умножителя емкостью кабеля. Высоковольтные кабели имеют значительную погонную емкость (140-200 пФ/м). При длине кабеля 10 м общая емкость

31

кабеля составляет 1500-2000 пФ, что .значительно превышает емкость колонны малогабаритного умножителя 6, составляющую 200-300 пФ. Соответственно, переменный ток через емкость кабеля от высокочастотных пульсаций может составлять существенную часть или даже превышать полезный постоянный ток через рентгеновскую трубку 1.

Для устранения этого явления, т.е для обеспечения возможности работы устройства на рентгеновскую трубку

1 через высоковольтный кабель 2, высоковольтный генератор 4 аппарата содержит несколько умножителей 6 нап ряжения, каждый со своим питающим трансформатором 5, причем трансформаторы 5 и умножители 6 разделены на две группы и первичные обмотки трансформаторов 5 разных групп подключены к генератору 3 высокой частоты противофазно. При таком подключении пульсации на выходе умножителей 6, соответствующих одной и другой группе трансформаторов 5, будут сдвинуты по фазе на 180®. Поскольку умножители 6 соединены параллельно, результирующая пульсация на вьгг ходе существенно уменьшается.

Для того, чтобы конденсаторные колонны одних умножителей не работали как дополнительная шунтирукнцая нагрузка для других умножителей, выходы всех умножителей 6 подключены к центральной жиле кабеля 2 через выпрямители-ограничители 7, которые по обратному напряжению должны вьщержи3120 4

вать разност-ь напряжений на выходах

умножителей 6, обусловленную разбросом параметров умножителей 6 и тран,сформаторов 5, а также высокочастотными пульсациями напряжения. При этом, если напряжение на выходе одного умножителя 6 превьш1ает напряжение на выходах других умножителей 6, то диоды вьшрямителей-ограничителей 7 этих умножителей 6 запираются,

0 т.е. умножители 6 начинают работать на холостом ходу, что приводит к повьш1ению напряжения на их выходах. В результате происходит выравнивание напряжений на выходах всех умножите5лей 6 и, соответственно, умен1 р1ение пульсаций выходного напряжения.

Однако при пробое трубки 1 или кабеля 2 вьтрямители 7 могут выходить из строя из-за большого тока,

0 поскольку конденсаторные колонны умножителей при этом разряжаются практически накоротко. Для предотвращения этого вьтрямители 7 содержат 5 ограничители тока (резисторные или индуктивные), которые имеют сопротивление существенно меньшее, чем сопротивление трубки, т.е. не оказывают влияния на ток трубки, но ограничивают ток разряда умножителей

0 6 до величины, допускаемой выпрямителями 7.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет создать малогабаритный с малым весом, но с большой мощностью кабельный рентгеновский аппарат.

РЕНТГЕНОВСКИЙ АППАРАТ, содержащий излучатель с рентгеновской трубкой, высокочастотный генератор, высокочастотные трансформаторы, первичные обмотки которых, подключены к высокочастотному генератору, и умножители напряжения, к входам которых подключены вторичные обмотки высокочастотных трансформаторов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы аппарата при кабельном подключении излучателя, на выходе каждого умножителя между ним и центральной жилой соединительного кабеля включен выпрямитель-ограничитель, трансформаторы и умножители разделены на две равные группы и первичные обмотки трансформаторов разных групп подключены к высокочастотному генератору противофазно. (Л IN9 СО ю