Рентгеновский генератор Советский патент 1986 года по МПК H05G1/10 

Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к рентгеновским генераторам, исполъзуег 1Ь М 13 промышленности и медицине.

Известен рентгеновский генератор, содержащий высокочастотный преобразователь выпрямленного сетевого напряжения, фильтр, каскадный умножитель напряжергия и рентгено.вский излучатель ij .

Этот генератор характеризуется относительно малыми габаритами и весом, МО имеет ограниченный диапазон регулирования высокого напряжения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является рентгеновский генератор, содержащий сетевой выпрямитель, к выходу которого последовательно подключены высокочастотный преобразователь, г.павиь1Й трансформатор, высоковольтныз выпрямитель, фильтр, измеритетгьный блок и рентгеновский излучатель с цепью на- кала, систему управления, вырабатывающую управляющие импульсы, вход которого соединен с выходом измеритель ,ного блока, а выходы - с управляющим входом высокочастотного преобразователя и цепью накала рен-тгенов- ского излучателя 2j .

.Недостатком известного генератора является м.алый диапазон регулирования анодного напряжения рентгеновской трубки, связанный г тем, что коэффициент заполнения импульсов на вых.оде преобразоватеочя не может изменяться более чем на 50%, соответственно этой же величиной определяется диапазон регулирования напряжения на рентгеновской трубке. Это объясняется тем, что высоко- вольтньй высокочастотный трансформатор не обладает полосой равномерного пропускания, обеспечивающей трансформацию импульсов с

(пР э Т

-О)

{при ) ;

- коэффициент заполнения им

пульсов;

длительность импульсов; период преобразованного напряжения.

Другим недостатком, свфйствен- ным широтно-импульсному методу регулирования анодного напряжения на

0

5

0

5

0

рентгеновской трубке, а следовательно и известному генератору, в котором он реализован, является наличие в высоковольтном фильтре рентгеновского аппарата дросселя большой индуктивности, конденсатора большой емкости и замыкающего вентиля с обратным напряжением, соответств пощим максимальному анодному напряжению, необходимых для снижения больщих пульсации анодного напряжения.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования при увеличении его быстродействия.

Поставлершая цель достигается тем, тем, что в рентгеновский генератор, содержащий сетевой выпрямитель, к выходу которого последовательно подключены высокочастотный преобразователь, главный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, фильтр, измерительный блок и рентгеновский излучатель с цепью накала, систему управления, вырабатывающую управляю1дие импульсы, вход которой соединен с выходом измерительного блока, а выходы - с управляющим входом высокочастотного преобразователя и цепью накала рентгеновского излучателя, введены последовательно- включенные между сетевым выпрямителем и высоковольтным выпрямителем второй высокочастотный преобразователь и второй главный трансформатор, а также блок сдвига фазы управляющих импульсов, включенный между выходом системы управления и управляющим входом второго преоб- разователя.

На фиг.1 приведена функциональная схема рентгеновского генера то- ра; на фиг.2 - эпюры напряжений при однофазном питании генератора.

Рентгеновский генератор содержит сетевой выпрямитель 1, к которому подключены два идентичных высокочастотных преобразователя 2 и 3, к выходам которых подключены трансформа -- торы 4 и 5, соединенные с высоковольтным выпрямителем 6, последовательно с которым соединены фильтр 7, измерительный блок 8 и рентгеновский излучатель 9. Генератор содержит также систему 10 управления, вырабатывающую управляющие импульсы для высокочастотных преобразователей 2 и 3, а также сигнал управления накалом рентгеновского излучателя 9, При этом с входом одного из преоб

разователей 2 выход системы 10 управления соединен непосредственно, а с выходом другого преобразователя 3 - через блок 11 сдвига фазы управляющих импульсов, вырабатываемых системой 10 управления.

Рентгеновский генератор работает следующим образом.

Напряжение 12 сети (фиг.2а) поступает на сетевой выпрямитель .1, с выхода которого выпрямленное напряжение 13 (фиг.2&) подается на входы высокочастотных преобразователей 2 и 3. Выходные напряжения 14 и 15 преобразователей 2 и 3 смещены по фа фазе-- на угол tp за счет сдвига по фазе управляющих импульсов 10 управления с помощью блока 1 1 . Угол Cf может плавно изменяться от О до 180 . Напряжения 14 и 15 поступают на трансформаторы 4 и 5, на вторичных обмотках которых генерируются напряжения 16 и 17 (фиг.2&). Эти напряжения поступают на вход высоковольтного выпрямителя 6, в котором они суммируются в результирующее напряжение 18. Это напряжение поступает на фильтр 7, где оно отфильтровывается и сглаживается, в результате чего формируется напряжение 19, ; которое через измерительный блок 8 подается на рентгеновский излучатель 9.

С выхода измерительного блока 8 на вход системы 10 управления поступают сигнал, пропорциональньй анодному напряжению излучателя 9, и сигнал, пропорциональный его анодному току.

В зависимости от соответствия действующей величины тока рентгеновского излучателя 9 с его требуемой величиной с выхода системы 10.управления на средства управления накалом излучателя поступает сигнал, направленный на поддержание анодного тока на заданном уровне.

В зависимости от действующей величины анодного напряжения 19 рентгеновского излучателя 9 и его требуемой величины с выхода системы 10 управления поступает сигнал на вход блока сдвига фазы управляющих импуль .сов, поступающих на преобразователь 3. В результ ате угол сдвига (f изменяется, что приводит к смещению начальной фазы напряжения 15 относительно начальной фазы напряжения 14

0

5

0

для поддержания анодного напряжения 19 на заданном уровне. .

Принцип регулирования анодного напряжения рентгеновской трубки аппарата можно описать следующим выражением:

ианода 2U,p cos -f К„,

где и дд- анодное напряжение на

рентгеновском излучателе (кривая 19);

tp - угол сдвига начальной фазы выходного напряжения . (кривая 15) преобразователя 3 относительно начальной фазы выходного напряжения (кривая 14) высокочастотного пребб- разователя 2:

R - коэ(1)фициент пропорциональности, зависящий от частоты, числа фаз преобразованного напряжения схемы выпрямления и схемы фильтра 7 (козффициент R, должен стремиться к 1);

- амплитудные значения выходных напряжений высоковольтных трансформаторов 4 и 5.

Из зтого выражения следует, что лри плавном изменении угла сдвига начальной фазы выходного напряжения преобразователя 3 относительно начальной фазы выходного напряжения преобразователя .2 в пределах 0-180 анодное напрялсение рентгеновской Q трубки меняется от 2U - R (при R 1). до 0.

Таким образом, при использовании предлагаемого технического решения , получают диапазон регулирования от 5 О Д° .

Помимо увеличения мощности и диапазона регулирования в генераторе достигается также уменьшение габари- ; тов и веса, обеспечивается-возмож5

0

ность получения на каждом трансформаторе более высоких выходных напряжений, а также увеличивается быстродействие регулирования, что приводит к улучшению качественных характеристик получаемого рентгеновского излучения. Эти особенности генератора связаны с тем, что дополнительное введение идентичных высоко- частотнвго преобразователя 3 и вы-

соковольтного трансформатора хотя и увеличивает объем и массу преобразователей и высоковольтных трансформаторов примерно в два раза, но в данном генераторе через высоковольт- ньй трансформатор можно пэредавать неискаженное синусоидальное напряжение, что позволяет при одинаковых амплитуде и коэффициенте пульсации анодного напряжения и тока рентгеновской трубки снизить величину емкости конденсаторов и индуктивности дросселей высоковольтного сглаживающего фильтра, вносящих основной вклад в габариты и массу рентгеновского генератора.

Кроме того, постоянная времени регулирования и стабилизации анодного напряжения аппарата в основном зависит от инерционности высоковольтного фильтра, а именно от величины емкости и индуктивности.

Следовательно, их уменьшение вызовет и соответственное уменьшение постоянной времени регулирования, что позволит повысить точность стабилизации и быстродействие регулирования анодного напряжения. Следствием этого являются качественно лучшие характеристики получаемого рентгеновского излучения.

Редактор Е.Папп

Составитель К.Кононов Техред В.Кадар

Заказ 6797/15 Тираж 765Подписное

BHHlfflH Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко