Рентгеновская трубка с вращающимся анодом Советский патент 1979 года по МПК H05G1/26 H01J35/10 

1

Изобретение относитея к рентгенотехнике, а более конкретно - к средствам измс.рения скорости вращения анодов рентгеновских трубок.

В рентгеновских трубках с вращающимся анодом контроль за скоростью вращения анода трубки осуществляют обычно по току питания статора .1.

Это не позволяет контролировать изменение скорости вращения анода, вызванное другими причинами, например изменением условий трения в подшипниках ротора при работе.

Известны рентгеновские трубки с вращающимся анодом, в которых используются встроенные в корпус трубки пьезодатчики, регистрирующие колебания, вызываемые вращением анода и зависящие по параметрам от скорости вращения 2, 3.

Эти устройства принципиально ие могут обеспечить высокую точность контроля скорости вращения анода, поскольку амплитуда и частота колебаний определяются неоднозначно скоростью вращения анода. Характер сигнала, вырабатываемого пьезоэлектрическим датчиком, зависит от целого ряда таких факторов, как качество сборки узла вращения анода трубки, температура и степень износа подщипников, жесткость крепления трубки излучателе и т. д., причем многие из этих параметров существенно меняются во времени.

Известны рентгеновские трубки с онтическими средствам измерен я скорости вращения анода 4. Они, хотя и обеспечивают необходимую точность контроля, оказываются мало пригодным для практической реализации системы автоматичес чого управления в любых массовых аппаратах. Обусловлено это тем, что помимо спец альных маркерных меток на аноде трубки, требующих изменений уже существующих конструкций трубок, вне чожуха трубк (излучателя) на пути выхода рентгеновского излучения должны быть размещены достаточно сложная дополнительная опт1 ческая система и приемн 1к излучения, причем дополнительные элементы должны быть точно установлены относ тельно маркерной метки на аноде трубки. Налич е указанных дополнительных элементов на излучателе не только увел)чивает его вес и габариты, но также и препятствует его нормальной эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является рентгеновская трубка с вращающимся анодом, содержащая корпус, держатель анода в виде цилиндра с технологическими отверстиями, служащий ротором дв гателя, статор дв 1гателя, охватывающий корпус снаружи, и датчик скорости враи;ения анода, например тахогенератор 5.

Недостаток такого устройства заключается в его отиоеительной сложности.

Цель изобрете1П1я - упрощение уетройетва.

Поставленная цель достигается тем, что датчик выполнен в виде вихретокового дифференциального преобразователя, содержащего катушки, установленные в зазоре между статором и корпусом таким образом, что одна из них находится на уровне одного из технологических отверстий, имеющихся в держателе анода.

На фиг. 1 показана схема устройства рентгеновской трубки с вращающимся анодом; на фиг. 2 - структурная схема блока контроля и управления скоростью вращения анода.

Трубка 1 (фиг. 1) содержит анод 2, жестко соединенный с короткозамкнутым ротором 3, в котором имеется технологическое отверстие 4. Снаружи трубки, на ее горловину, в которой заключен ротор 3, надет статор 5, создающий врапдающсеся магнитное поле. В зазоре между статором 5 и корпусо.м трубки на уровне технологического отверстия 4 установлен дифференциальный внхретоковый преобразователь 6, содержаихий две сигнальные катушки в виде полуокружностей и охватывающий их круглой возбуждающей катущки, соединенные с внешним блоком 7 контроля и управления. Блок 7 содержит генератор 8, фильтр 9 верхних частот, усилитель 10, формирователь И, индикаторное устройство 12 и исполнительное устройство 13 (фиг. 2). Блок контроля и управления с помощью исполнительного устройства 13 управляет работой источника 14 анодного напряжения трубки и источника 15 питапия статора.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Генераторная катущка преобразователя 6, питаемая от генератора 8, возбуждает в роторе 3 вихревые токи. Выходной сигнал преобразователя 6, модулированный параметрами вращающегося ротора (параметром является наличие технологического olверстия 4), фильтруется, усиливается по высокой частоте, демодулируется, усиливается ио низкой частоте и преобразуется в импульсы, нормированные по амплитуде и длительности. Сформированные таким образом импульсы поступают в индикаторное устройство 12, с помощью которого на измерительном нрпборе регистрируется часгота следования импульсов, возникаюп1,и в момент нрохолчдения мимо иреобразователя 6 отверстия 4 в роторе 3, а следовательно, и число оборотов анода трубки. Эти же имнульеы наиравляютея в иеполнител)пое устройство 13, которое может быть использовано как для блокировки источника 14 анодного напряжения трубки, так и для изменения подводимой к статору 5 мощности источника 15 ннтания, необходимого для стабилизации скорости вран ения анода 2 рентгеновской трубки 1.

С целью уменьшения вероятности пробоя с ротора трубки на преобразователь, его катущки должны быть максимально удалены от ротора (при этом у преобразователя должна быть достаточная чувствительность) и иметь минимальную толщину. Эти условия обеспечиваются применением вихретокового преобразователя с рабочей частотой, существенно превышающей частоту питания статора. Так как катушки расположеиы вблизи сердечника статора с зубцами, которые могут иметь .меняющиеся магнитные характеристики, что, в свою очередь, вызывает ухудшение соотношения сигнал/шум, то для исключения влияния различия в магнитных свойствах сердечника статора и расположения катушек относительно зубцов статора преобразователь

выполнен дифференциальным. Катушки преобразователя установлены вдоль образующей ротора( т. е. вдоль зубца или паза статора), при это.м отверстие ротора при его вращении должно П:)оходить только

.мимо одной из катушек.

Таким образом, предл1:гаемое устройство обеспечивает возможность достаточно простыми средствами осуществлять как непрерывное измерение числа оборотов анода

рентгеновских трубок, так и автоматизацию процесса управления скоростью вращения анода при эксплуатации рентгеновских аппаратов без изменения конструкции трубки и всего излучателя в целом, что существенно повысит эксплуатационную надежность медицинских рентгеновских анпаратов.

Формула изобретения

Рентгеновская трубка е вращающимся

анодом, содержащая корпус, держатель анода в виде цилиндра с технологическими отверстиями, служащий ротором двигателя, статор двигателя, охватывающий корпус снаружи, датчик скорости вращения

анода, отличающаяся тем, что, с целью упрощения устройства, датчик выполнен в виде вихретокового дифференциального преобразователя, содержащего катущки, установленные в зазоре между

статором и корпусом таким образо.м, что одна из них находится на уровне одного из технологических отверстий.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Патент США № 2185826, кл. 250-102, опублик. 1940.

2.Патент США № 3244884, кл. 250-93, опублик. 1966.

3.Патент США 3943356, кл. 250-406, онублик. 1976. 5 4. Патент США N° 3214589, кл. 250-93, опублик. 1965. б 5. Патент США № 3917949, кл. 250-402, опублик. 1975.