Рентгеновский аппарат Советский патент 1987 года по МПК H05G1/30 

b

113544472 .

Изобретение относится к рентгено- го напряжения, операционный усили- технике, а более конкретно к рентгеновским аппаратам с конденсаторным накопителем и преобразователем постоянного напряжения накопителя в переменное напряжение (инвертором) в главной цепи.

Цель изобретения - повьпиение эффективности использования энергии и упрощение схемотехнической реализации режима падающей нагрузки.

На фиг, 1 показана схема рентгеновского аппарата с имитатором вре- « манной зависимости высокого напряже- 15 тельный нагрев нити накала рентгенов™ ния на рентгеновской трубке от изме- ской трубки 3 в соответствии с выбранной уставкой высокого напряжения. Снимок начинается при замыкании силового выключателя 9 и запуске инвер- 20 тора 8 тока. Выходное напряжение интель 12 и силовой транзистор 13. Делитель 17 опорного напряжения, измерительный делитель 20 .высокого напряжения и операционный усилитель 12 образуют цепь обратной связи по высокому напряжению.

Рентгеновский аппарат работает Q следующим образом.

При включении сетевого напряжения конденсаторный накопитель 7 разряжается через сетевой выпрямитель 6. Блок 4 накала обеспечивает предваринения выходного напряжения конденсаторного накопителя в схеме уменьшения накйда во время экспозиции; на фкг, 2 - схема рентгеновского аппара

та с цепью обратной связи по высокому напряжению в схеме уменьщения накала во время экспозиции.

Рентгеновский аппарат содержит

35

40

высоковольтный трансформатор 1, под- 25 конденсаторный накопитель 7 разря- ключенный к его вторичной обмотке высоковольтный выпрямитель 2, подключенную к нему рентгеновскую трубку 3, блок 4 накала со схемой 5 уменьшения накала во время экспозиции, сетевой выпрямитель 6, конден- .саторный накопитель 7, однофазный параллельный инвертор 8 тока и силовой выключатель 9. .

Схема 5 уменьшения накала во время экспозиции (фиг, 1) содержит ключ 10, соединенный с ним задатчик 11 сигнала падающей нагрузки, являющийся RC-кмитатором временной зависимости изменения высокого напряжения на рентгеновской трубке 3 от выходного напряжения конденсаторного накопителя 7, операционный усилитель 12 и силовой транзистор 13. В блок 4 накала также входят мостовой выпрямитель 14, в диагональ постоянного тока которого включен силовой транзистор 13, и трансформатор 15 накала, с первичной обмоткой которого последовательно включена диагональ переменного тока мостового выпрямителя 14,

Схема 5 уменьшения накала во время экспозиции (фиг. 2) содержит набор 16 резисторов для задания тока при подготовке экспозиции,, переключаемый делитель 17 опорного напряжения, переключатель 18 уставок опорного напряжения, управляемый переключатель 19, измерительный делитель 20 высокожается, вследствие чего падает напр жение на входе инвертора 8 тока, чт при заданном токе рентгеновской тру 1ки 3 должно привести и к уменьшению 30 его выходного напряжения. Однако сх ма 5 формирует уменьшающийся во вре мени сигнал, вызывающий уменьшение выходного напряжения блока 4 накала При этом анодный ток рентгеновской трубки 3 уменьшается, вызывая увели чение сопротивления нагрузки инверт ра 8 тока и сохраняя прежнее значение его выходного напряжения, несмо ря на уменьшение входного напряжени В результате величина выходного нап ряжения на рентгеновской трубке 3 поддерживается примерно постоянной при уменьшающемся анодном токе.

Снижение мощности, выделяемой на аноде трубки во время экспозиции, позволяет рассеивать бс льшую энерги при снимке (так называемый режим па дающей нагрузки). Окончание экспози ции происходит при выключении инвер тора 8 тока или размыкании силового выключателя 9 по сигналу экспономет ра, реле и т.п. Регулировка уставк высокого напряжения может осуществляться также переключением отводов главного трансформатора (не показаны) . Питание аппарата может произво диться и от аккумуляторных батарей или других маломощных источников. Следует отметить, что при применени

50

го напряжения, операционный усили-

тельный нагрев нити накала рентгенов™ ской трубки 3 в соответствии с выбранной уставкой высокого напряжения. Снимок начинается при замыкании силового выключателя 9 и запуске инвер- тора 8 тока. Выходное напряжение интель 12 и силовой транзистор 13. Делитель 17 опорного напряжения, измерительный делитель 20 .высокого напряжения и операционный усилитель 12 образуют цепь обратной связи по высокому напряжению.

Рентгеновский аппарат работает следующим образом.

При включении сетевого напряжения конденсаторный накопитель 7 разряжается через сетевой выпрямитель 6. Блок 4 накала обеспечивает предваривертора 8 тока через высоковольтный трансформатор 1 и высоковольтный вы- прямитель 2 прикладывается к рентгеновской трубке 3. В процессе снимка

5

0

5 конденсаторный накопитель 7 разря-

жается, вследствие чего падает напряжение на входе инвертора 8 тока, что при заданном токе рентгеновской труб- 1ки 3 должно привести и к уменьшению 0 его выходного напряжения. Однако схема 5 формирует уменьшающийся во времени сигнал, вызывающий уменьшение выходного напряжения блока 4 накала. При этом анодный ток рентгеновской трубки 3 уменьшается, вызывая увеличение сопротивления нагрузки инвертора 8 тока и сохраняя прежнее значение его выходного напряжения, несмотря на уменьшение входного напряжения. В результате величина выходного напряжения на рентгеновской трубке 3 поддерживается примерно постоянной при уменьшающемся анодном токе.

Снижение мощности, выделяемой на аноде трубки во время экспозиции, позволяет рассеивать бс льшую энергию при снимке (так называемый режим падающей нагрузки). Окончание экспозиции происходит при выключении инвертора 8 тока или размыкании силового выключателя 9 по сигналу экспонометра, реле и т.п. Регулировка уставки высокого напряжения может осуществляться также переключением отводов главного трансформатора (не показаны) . Питание аппарата может производиться и от аккумуляторных батарей или других маломощных источников. Следует отметить, что при применении

0

однофазного параллельного инрертора 8 тока его выходное напряжение может увеличиться при увеличении сопротивления нагрузки во много раз, что позволяет почти полностью использовать энергию конденсаторного накопителя 7, т.е. продолжать экспозицию практически до полного его разряда.

При выполнении схемы 5 уменьшения накала во время экспозиции в соответствующем виде (фиг. 1) перед началом снимка ток накала задается задатчи- ком 11, выполненным на основе RC-цепи, сигнал с которой через операцион ный усилитель 12 подается на силовой транзистор 13. При этом регулировка накала силовым транзистором 13 может осуществляться в ограниченных пределах, например , а основная (грубая) регулировка тока установки - другими цепями, например резистором с отпайками (не показаны). В начале снимка ключ 10 размыкается, сигнал на входе блока 4 накала падает по имитируемому задатчиком 11 закону (в соответствии с характеристиками инвертора 8 тока и анодно-накальной характеристикой рентгеновской трубки 3), уменьшается анодный рентгеновский ток трубки 3, за счет чего стабилизируется высокое напряжение. Для конкретной схемы инвертора 8 тока, величины емкости конденсаторного накопителя 7 можно подобрать величины сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов задатчика 11 такими, что напряжение на трубке в процессе снимка практически постоянное при снижении анодного тока.

В случае выполнения схемы 5 уменьшения накала во время экспозиции в виде, представленном на фиг. 2, переключателем 18 уставок напряжения выбирается необходимая величина высокого напряжения. При этом одним из резисторов набора 16 задается соответствующий ток для транзистора 13. В начале снимка происходит коммутация управляемого переключателя 19. Он может представлять собой (как и ключ 10), например, контакты реле, включающегося вместе с силовым выключателем 9 или срабатьюающего по сигналу компаратора (не показан), перебрасывающегося при появлении высоког напряжения на измерительном делителе 20 высокого напряжения. В процессе снимка величина тока накала определя

ется выходным напряжением усилителя 12, а оно, в свою очередь, соотношением сигналов с делителя 17 опорного напряжения и измерительного делителя 20 высокого напряжения. В образовавшейся системе регулирования с целью обратной связи напряжения на входах операционного усилителя 12 установятся практически одинаковыми, т.е. анодное напряжение поддерживается равным напряжению уставки.

Возможны различные варианты схемного выполнения, работающего по опи-; санному принципу рентгеновского аппарата. Например, после операционного усилителя 12 можно включить преобразователь напряжение-ток и не отключать резисторы набора 16 при снимке, а только корректировать значение тока накала. Для более точной стабилизации в систему регулирования мо;хчо ввести интегрирующее или дифференцирующее звенья. Если отказаться от

обратной связи по высокому напряжению, что несколько упрощает рентгеновский . аппарат в основном из-за отсутствия измерительного делителя 20 высокого напряжения, на базу транзистора 13

можно подавать сигнал, пропорциональный напряжению конденсаторного накопителя 7.

Формула изобретения

, 1. Рентгеновский аппарат, содержащий последовательно соединенные се- тевой выпрямитель, конденсаторный накопитель, инвертор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель и рентгеновскую трубку, а также блок накала рентгеновской трубки, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемотехнической реализации режима падающей ; . нагрузки и повьшзения эффективности использования энергии накопителя, использован однофазный параллельный инвертор тока, а в блок накала рентгеновской трубки введена схема уменьшения напряжения или тока накала во время экспозиции в соответствии с временной зависимостью изменения высокого напряжения на рентгеновской трубке от изменения выходного напряжения конденсаторного накопителя. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что схема уменьшения напряжения или тока накала содержит цепь обратной связи по высокому напряжению на рентгеновской трубке.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, о т л и- ч а ю щ и И с я тем, что схема уменьшения накала во время экспозиции снабжена имитатором временной, зависимости изменения высокого напряжения на рентгеновской трубке от изменения выходного напрязкения конденсаторного накопителя.

Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к рентгеновским аппаратам с конденсаторным наполнителем и преобразователем постоянного напряжения накопителя в переменное напряжение (инвертором) в главной цепи. Цель изобретения - повышение эффективности использования энергии накопителя и упрощение схемотехнической реализации режима падающей нагрузки. Для этого, в рентгеновском аппарате используют однофазный параллельный инвертор 8 тока, имеющий выраженную увеличивающуюся зависим мость выходного напряжения от сопротивления нагрузки. Путем уменьшения накала рентгеновской трубки 3 во время экспозиции можно автоматически стабилизировать высокое напряжение на ней за счет указанной характеристики используемого инвертора 8. Для этого в схеме 5 уменьшения накала во время экспозиции может быть использована цепь обратной связи по высоко- р му напряжению, содержащая операционный усилитель 12, делитель 17 опорного напряжения и измерительный делитель 20 высокого напряжения. 2з.п. ф-лы, 2 ил. 9 (Л I т т Т12 V - 00 ел nU 4 :.:ij fut.i