Импульсный рентгеновский аппарат Советский патент 1991 года по МПК H05G1/24 

Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к импульсным рентгеновским аппаратам, исполь- зуемнм при исследовании быстропроте- кающих процессов и в радиационной дефектоскопии промышленных изделий.

Цель изобретения - повышение час- тоты следования импульсов.

На чертеже показана электрическая схема импульсного рентгеновского аппарата.

Импульсный рентгеновский аппарат содержит блок 1 питания, блок 2 управления, выпрямители 3, ограничивающие резисторы 4, управляемый разрядник 5, повышающий высоковольтный резонансный трансформатор 6, первичная обмотка которого выполнена со средней заземленной точкой. К потенциальным выводам трансформатора 6 подключены с помощью малоиндуктивной проводящей шины 7 разрядный контур 8, содержащий два встречно включенных через управляемый разрядник 5 емкостных накопителя 9. Вторые выводы накопителей 9 подключены к малоиндуктивной шине 7. Как минимум имеется еще один разрядный контур 10, идентичный контуру 8 и параллельно ему включенный. Контур 10 содержит два емкостных накопителя 11, управляемый разрядник 12, причем между разрядными контурами включены дополнительные ограничивающие резисторы 13 и выпрямители 14. Параллельно емкостным накопителям 9 и 11 каждого разрядного контура 8 и 10 включены вторые дополнительные управляемые разрядники 15, управляющий электрод которых соединен через вторые дополнительные выпрямители 16 и конденсаторы 17 с потенциальными электродами управляющих разрядников ч 13. Выводы вторичной обмотки трансформатора 6 подключены к выводам высоковольтного емкостного накопителя 18 и через последовательно включенные два двухэлектродных разрядника 19 - к импульсной рентгеновской трубке 20.

S

(Л

ел

00 4

ю

vj

15

20

25

правляющие электроды разрядников 5 12 соединены с блоком 2 управления.

Аппарат работает следующим обраом.5

После зарядки блоком 1 питания ем- остных накопителен 9 и 11 через оганичивающие резисторы 4 и выпрямиели 3, конденсаторов 17 до напряжеия, при котором аппарат готов к ра- ю оте, последовательно с блока 2 упавления подаются высоковольтные имульсы +15 кВ на управляющие электроы управляемых разрядников 5 и 12 с заданным интервалом времени между нии. Это приводит к пробою управляемых разрядников 5 и 12 и разряду емкостных накопителей 9 и 11 через первичную обмотку высоковольтного резонансного трансформатора 6. Вследствие этого наведенная ЭДС во вторичной обмотке заряжает высоковольтный емкостный накопитель 18 до напряжения пробоя разрядников 19, после чего разрядники 19 последовательно пробиваются и крутой фронт напряжения прикладывается к импульсной рентгеновской трубке 20. Это приводит к пробою вакуумного промежутка рентгеновской трубки 20, разряду высоковольтного емкостного накопителя 18 через рентгеновскую трубку 20 и генерации рентгеновского излучения.

Включение дополнительных разрядных контуров JO через малоиндуктивную проводящую шину 7 к первичной обмотке трансформатора 6 позволяет сократить интервал времени между подаваемыми импульсами с блока 2 управления на управляющие электроды разрядников 5 и 12 до минимума и фактически ограничено снизу затуханием колебательных процессов как в первичной, так и во вторичной цепи трансформатора 6. Вклю чение между разрядными контурами дополнительных ограничивающих резисторов 13 исключает влияние разрядных контуров друг на друга при их разряде из-за перетекания заряда.

Включение параллельно емкостным накопителям 9 и 11 вторых дополнительных управляемых разрядников 15 позволяет погасить колебательный процесс в первичной обмотке трансформатора 6. Разряд емкостных накопителей 9 и 11 разрядных контуров 8 и 10 через собственные управляемые разрядники 5 и 12 и первичную обмотку трансформатора 6 подвержен колебательному

30

35

40

45

50

55

5

0

процессу. В момент формирования второй полуволны при разряде вторые дополнительные разрядники 15 открываются и закорачивают емкостные накопители 9, 11 на себя, тем самым устраняя колебательный процесс в первичной обмотке трансформатора.

Включение последовательно двух- электродному разряднику 19 как минимум еще одного дополнительного двух- электродного разрядника 19 приводит и изменению добротности вторичной цепи трансформатора и процесс разряда высоковольтного емкостного накопителя 10 имеет апериодический характер. Тем самым устраняется колебательный процесс во вторичной цепи трансформатора. Разрядники 19 должны иметь параметры, удовлетворяющие следующим выражениям:

где --

vc Гр«

0

5

0

5

0

5

с(

сч

Oft

С - суммарная емкость последо- вательно включенных п раз- рудников 19,

емкость 1-го разрядника 19; емкость импульсной рентгеновской трубки 20 J

V. - напряжение .пробоя i-ro

двухэлектродного разрядника 19,

V , V. ,VC соответственно напряжение максимальной зарядки высоковольтного емкостного накопителя 18, напряжение, прикладываемое к разрядникам 19 и к рентгеновской трубке 20;

п - количество последовательно включенных разрядников 19. Первое ограничение обусловлено следующим. Поскольку в момент зарядки высоковольтного емкостного накопителя 18 двухэлектродные разрядники 19 и импульсная рентгеновская трубка 20 представляют собой делитель напряжения, причем напряжения, прикладываемые к разрядникам 19 и трубке 20, обратно пропорциональны их емкостям, во избежание преждевременного пробоя импульсной рентгеновской трубки 20 в , момент зарядки высоковольтного емкостного накопителя 18 необходимо, чтобы напряжение, прикладываемое к труб516

ке 20, было недостаточным для ее пробоя, что и обеспечивает первое ограничение, т.е. прикладываемое напряжение к трубке в момент зарядки высоковольтного емкостного накопителя 18 как минимум в три раза меньше паспортного значения трубки 20.

Второе ограничение следует из условия необходимости формирования про- боя в разрядниках 19.

Формула изобретения

1. Импульсный рентгеновский аппа- рат, содержащий блок питания, блок управления, выпрямители, ограничивающие сопротивления, управляемый разрядник, повышающий высоковольтный резонансный трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средней заземленной точкой, а к ее потенциальным выводам подключены с помощь(о малоиндуктивной шины разрядный контур, содержащий два встречно включен- ных через управляемый разрядник емкостных накопителя, вторые выводы которых подключены к малоиндуктивной шине, а выводы вторичной обмотки трансформатора - к выводам высоко- вольтного емкостного накопителя и через двухэлектродный разрядник к электродам импульсной рентгеновской трубки, причем блок питания соединен с разрядным контуром через последовательно включенные выпрямители и огра- ннчивающие сопротивления, а управляющий электрод управляемого разрядника подключен к блоку управления, отличающийся тем, что, с це

лью повышения частоты следования импульсов, в него введены по меньшей мере один дополнительный разрядный контур, идентичный основному и парал76

лельно ему включенный, а также дополнительные выпрямители и ограничиваю- щие сопротивления, включенные между разрядными контурами.

2.Аппарат по п.1, отличаю- щ и и с я тем, что в него введены включенные параллельно емкостным накопителям цепи, каждая из которых содержит управляемый разрядник и включенные параллельно ему выпрямитель и конденсатор, при этом управляющие электроды разрядников соединены через выпрямители с одним потенциальным электродом разрядника и через конденсатор с другим.

3.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что последовательно с двухэлектродным разрядником включен по меньшей мере еще один двух- электродный разрядник, причем параметры разрядников выбраны из условий

Су . 1

-cf - Т ,,

1-1 ч П 1

где -Z.-crs v vc - V

с;

Т

пр;

С - суммарная емкость последовательно включенных - разрядников;

С; - емкость ,i-ro -разрядника; С - емкость импульсной рект- геновской трубки;

- напряжение пробоя 1-го двухэлектродного разрядника;

,V , VTp - напряжение максимальной зарядки высоковольтного емкостного накопителя, напряжение, прикладываемое к разрядникам и рентгеновской трубке соответственно.

Изобретение относится к рентгенотехнике, более конкретно к импульсным рентгеновским аппаратам, используемым при исследовании быстропроте- кающих процессов и в радиационной дефектоскопии промышленных изделий. Цель изобретения - повышение частоты следования импульсов. Для этого в импульсном рентгеновском аппарате имеется не менее двух параллельных разрядных контуров, между которыми последовательно включены дополнительные выпрямители и ограничивающие резисторы. 2 э.п. ф-лы, 1 ил.