Рентгеновский генератор Советский патент 1984 года по МПК H05G1/50 

1 Изобретение относится к рентгено технике, а более конкретно к рентге новским генераторам со средствами автоматического вывода на режим. Известен рентгеновский генератор содержащий регулируемьй источник вы сокого напряжения, подключенный к рентгеновской трубке, измерительный делитель напряжения, источник опорн го напряжения и схему сравнения дифференциаль,ный усилитель), к вхо дам которой подключены делитель и и точник опорного напряжения, а выход подключен к входу регулирования ист ника высокого напряжения lj . Недостатком такого генератора яв ляется отсутствие возможности автоматического вывода аппарата на заданный режим по току трубки. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является рентг новский генератор, содержащий рентгеновскую трубку, подключенную к ре гулируемым. источникам высокого напр жения и тока накала, цепи регулиров ния анодного напряжения и анодного тока, каждая из которых включает из мерительный датчик, источник опорно го напряжения и дифференциальный усилитель, к входам которого подключены измерительный датчик и исто ник опорного напряжения, а выход ко торого подключен к входу регулирования соответствующего источника 2. Однако при автоматическом выводе известного генератора на режим н переходные процессы затрачивается относительно много времени. Цель изобретения - снижение времени переходных процессов при автоматическом выводе на режим. Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновский генератор содержащий рентгеновскую трубку, подключенную к регулируемым источникам высокого напряжения и тока накала, цепи регулирования анодного напряжения и анодного тока рентгеновской трубки, катщля из которых включяет измерительный датчик, источник опорного напряжения и дифференциальный усилитель, к входам которого подключены измерительный датчик и источник опорного напряжения, а вькод которого подключён к входу регулирования соответствующего источника,дополыительно введены управляемый пере21 .2 . ключатель, имитатор рентгеновской трубки, две .пороговые схемы и элемент И, причем вход регулирования источника тока накала подключен к выходу дифференциального усилителя соответствующей цепи регулирования и дополнительно к выходу имитатора рентгеновской Трубки через управляемый переключатель, к входу управления которого подключен выход элемента И, к входам которого подключены выходы пороговых схем, к входам которых подключены измеритель ные датчики цепей регулирования, а к входам имитатора подключены источники опорного напряжения цепей регулирования. При этом имитатор содержит транзистор с заземпенньм эмиттером, два дифференциальных усилителя, резистор и резисторный делитель напряжения, причем резистор включен на входе второго дифференциального усилителя одним вьюодом, представляю щим собой первый вход имитатора, соединен с. источником опорного напря жения цепи регулирования высокого напряжения, а другим выводом - с коллектором транзистора, база которого подключена к резисторному делителю напряжения, незаземленный вьгоод которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя, являющемуся одновременно выходом имитатора, и к одному входу первого дифференциального усилителя, являющемуся вторым входом имитатора,подключен источник опорного напряжения цепи регулирования анодного тока рентгеновской трубки, а к его другому входу - выход второго дифференциального усилителя имитатора. На фиг.1 показана блок-схема рентгеновского генератора; на фиг. 2 - схема имитатора рентгеновской трубки; на фиг.З - характеристики имитатора. Рентгеновский генератор содержит рентгеновскую рубку 1, подключенную к регулируемым источникам 2 и 3 соответственно высокого напряжения и тока накала, цепи регулирования анодного напряжения и анодного тока, кажцая из которых включает измери- ч тельный датчик 4 (5)источник опорного напряжения (ИОН) 6 (7) и дифференциальный усилитель 8 (9). В аппарат введены имитатор 10 рентгеновской трубки, пороговые устройстпа 1 1 и 2, п состав каждого из которых входит делитель 13 (14) напряженяя и компаратор 15 (16), элемент И 17 н управляемый переключатель 18. ИОН 6 цепи регулирования анодног напряжения подключен к одному входу дифференциального усилителя 8, делителю 13 порогового устройства 11 и одному входу имитатора 10. К другому входу дифференциального усилителя 8 подключен измерительный, датчик 4 (делитель напряжения),который также подключен к одному вход компаратора 15, к другому входу кот рого подключен делитель 13 напряжения. Выход дифференциального усилителя 8 подключен к входу регулирования источника 2 высокого напряжеИОН 7 цепи регулирования анодног тока подключен к одному входу дифференциального усилителя 9, делител 14 порогового устройства 12 и второ входу имитатора 10. Измерительный д чик 5 анодного тока подключен к вто рому входу дифференциального усилителя 9 и одному входу компаратора 1 к другому входу которого подключен делитель 14. Выходы имитатора 1П и дифференциального усилителя 9 подключены к входам управляемого переключателя 18, выход которого подключен к входу управления источника 3 тока накала. Выход компаратора 16 порогового устройства 12 подключен к второму входу элемента И 17, выход которого подключен к входу . управления переключателя 18. Имитатор 10 рентгеновской трубки содержит транзистор .19 с заземленным эмиттером, первый 20 и второй 21 дифференциальные усилители, резисторный делитель 22, 23 напряжения и резистор 24, включенньй на входе второго дифференциального усилителя 21 межцу выходом ИОН 6 и коллектором транзистора 19, база ко торого включена в среднюю точку делителя 22,23 напряжения, один вывод которого заземлен, а второй- подключ к выходу первого дифференциального усилителя 20, к входам которого под ключены ИОН 7 и выход второго диффе ренциального усилителя 21. Кроме тог выход первого дифференциального усил теля 20 является выходом имитатора и подключен к выходу переключателя 18. Рентгеновский генератор работает следующим образом. С пoмoD ью ион 6 задается уставка анодного напряжения, а с помощью ИОН 7 - уставка анодного тока трубки 1, Напряжения с РЮН 6 и 7 подаются на имитатор 10 рентгеновской трубки. Зависимость анодного тока Jq трубки от анодного напряжения Ug и от напряжения накала U(, трубки имеет вид, представленный на фиг.З. Эти характеристики аналогичны выходным вольт-амперным характеристикам транзистора 19, где напряжение на аноде рентгеновской трубки эквивалентно напряжению на коллекторе транзистора И, ток анода рентгеновской трубки эквивалентен току коллектора i транзистора, а напряжение накала рентгеновской трубки эквивалентно напряжению на базе транзистора Uc. Величины резисторов 22-24 и коэффициенты усилгения дифференциальных усилителей 20 и 21 выбраны такими, чтобы выходные характеристики транзистора 19 соответствовали характеристикам р.ентгеновской трубки 1. При подаче уставки Uq на коллекторную цепь транзистора 19 и уставки Дд на вход первого дифференциального усилителя 20 имитатора 10 в первый момент времени, когда ток через транзистор 19 не протекает, падение напряжения на резисторе 24 равно нулю, напряжение на выходе вто рого дифференциального усилителя 21 и соответственно на втором входе первого дифференциального усилителя 20 также равно нулю, т.е. на выходе первого дифференциапьиого усилителя 20 напряжение максимально. Это максимальное напряжение через делитель, образованный резисторами 22 и 23, подается на базу транзистора 19. Транзистор 19 открьгоается, на резисторе 24 образуется падение напряжения, пропорциональное току i);, и с выхода второго дифференциального усили теля 21 на второй вход первого дифференциального усшштеля 20 подается напряжение,пропорциональное току ifc,которое приводит к уменьшению напряжения на его выходе. В результате этого на транзисторе 19 устанавливается режим, при котором напряжение на выходе первого дифференциального усилителя 20, т.е. на выходе имитатора 10, будет характеризовать собой уставку напряжения накала 3 трубки, при

5

котором при заданном анодном напряжении Ug трубки 1 через нее будет протекать заданный анодный ток Зе, . ,.

В первые моменты времени рабрты аппарата переключатель 18 на.ходится в таком положении, при котором выход имитатора 10 подключен к выходу переключателя 18 и с выхода регулируемого источника 3 на трубку 1 подается напряжение накала, определяемое имита тором 10.

При подаче уставок с ИОН 6 и 7 на дифференциальные усилители 8 и 9 цепей регулирования анодного напряжения и анодного тока на их выходах появляются максимальные напряжения. Напряжение с усилителя 8 поступает на вход регулируемого источника 2, который начинает под имать анодное напряжение на трубке 1. При этом начинает увеличиваться и анодньй ток трубки 1. Сигн лы обратной связи, снимаемые с измерительных датчиков 4 и 5, подаютс на другие входы дифференциальных ус лителёй 8 и 9. Напряжение на выходах последних уменьшается, в соответствии с чем осзпцествляется регулирование анодного напряжения и анодного тока трубки 1. до величин, задаваемых уставками Uq и Зд,приче благодаря имитатору 10 это происхо231216

дит одновременно и без колебательных процессов.

При выходе генератора на режим по напряжению и току срабатывают ком5 параторы 15 и 16 пороговых устройств 11 и 12. Сигналы с их выходов открывают элемент И 17, который перебрасывает переключатель 18, подключая к входу регулируемого источника 3 то10 ка накала выход дифференциального усилителя 9, на котором к этому моменту имеется напряжение, равное напряжению на выходе имитатора 10. Дпя нормальной работы устройства

Г5 необходимо,чтобы компараторы 15.и 16 срабатьгоали несколько раньше,чем анодное напряжение и анодный ток выйдут на заданный режим, для чего на входах компараторов 15 и

20 16 должны быть включены резисторные делители, уменьшающие напряжение уставок ИОН 6 и 7 на небольшую величину (5-10%).

После выхода генератора на режим

25 стабилизация анодного напряжения и анодного тока трубки 1 осуществляется с помощью дифференциальных усилителей 8 и 9 по цепям обратной связи.

Предлагаемый генератор обладает более высокой стабильностью параметров .в переходных режимах и меньшим временем выхода на режим.

иг.1

1. РЕНТГЕНОВСКИЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий рентгеновскую трубку, подключенную к регулируемым источникам высокого напряжения и тока -накала, цепи регулирования анодного напряжения и анодного тока рентгеновской трубки, каждая из которых включает измерительный датчик, источник опорного напряжения и дифференциальный усилитель, к входам которого подключены измерительный датчик и источник опорного напряжения, а выход которого подключен к входу регулирования соответствующего источника, отличающийся, тем, что, с целью снижения времени переходных процессов при автоматическом вьюоде на режим, в него дополнительно введены управляемый переключатель, имитатор рентгеновской трубки, две пороговые схемы и элемент И, причем вход регулирования источника тока накала подключен к выходу дифференциального усилителя соответствующей цепи регулирования и дополнительно к выходу имитатора рентгеновской трубки через управляемый переключатель, к входу управления которого подключен выход элемента И, к входам которого подключены выходы пороговых схем, к входам которых подключены измерительные датчики цепей регулирования, а к входам имитатора подключены источники опорного напряжения цепей регулировании. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что имитатор содержит транзистор с заземленным эмиттером, два дифферен1щальных усилителя, резистор и резисторный делитель напряжения, причем резистор включен на входе второго дифференциального усилителя одним выводом, представляюп91м собой первый вход имитатора, соединен с источником опорного напряжения цепи регулирования высокого напряжения, а друплч выводом - с коллектором транзистора, база которого подключена к резисторному делителю напряжения, незаземленный вывод которого подключен к выходу первого дифференциального усилителя, являющемуся одиовременно выходом имитатора, и к одному входу первого дифференциального усилителя, являющемуся вторьы входом имитатора, подключай источник опорного напряжения цепи регулирования анодного тока рентгеновской трубки, а к его другому входу - выход второго дифференциального усилителя имитатора.

От 6

От

/fre

Фиг.2

УН

Фаг.З