CN1278591C - X射线发生装置,x射线摄像装置及x射线检查系统 - Google Patents

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Abstract

在X射线图像增强器(2)中的摄像范围(来自X射线源(1)的X射线的照射范围)中没有被检查对象物(5)，没有来自脉冲发生器(105)的脉冲时，由栅极电压控制部(110)加在X射线管(11)的第1栅极(71)上的电压，以来自负电压发生部(112)的规定的负电压为基准进行控制，在被检查对象物(5)处于X射线图像增强器(2)中的摄像范围(来自X射线源(1)的X射线的照射范围)中，有来自脉冲发生器(5)的脉冲时，以来自基准电压发生部(115)的基准的正电压为基准进行控制，由此使截止电压和栅极工作电压两者稳定。

Description

X射线发生装置，X射线摄像装置及X射线检查系统
技术领域
本发明涉及通过使从阴极放出的电子撞击阳极靶而发生X射线的X射线发生装置，对通过使由该X射线发生装置所发生的X射线照射被检查对象物照射所形成的X射线透视像进行摄像的X射线摄像装置，以及对沿规定方向移送的被检查对象物进行X射线检查的X射线检查系统。
背景技术
以往，作为有通过使从阴极放出的电子撞击阳极靶而发生X射线的X射线管的X射线发生装置，美国专利5077771公开了这样的方案。该文献中所记载的X射线发生装置中，作为加在栅极上的栅极电压的控制方法用PWM方式，改变控制脉冲的脉冲宽度来控制实际栅极电压。
发明概述
作为一般的检查装置，大多使用使光源闪亮(脉冲)，对被检查对象物的图像(静止图像)进行摄像的方法，虽然在X射线检查中也最好是应用如上所述的方法，但是几乎没有使从X射线管所发生的X射线脉冲化的X射线发生装置的实施例。在X射线管中，即使加在各电极上的电压稍微变化，由X射线管所发生的X射线输出也有很大变化。因此，发生稳定的脉冲形状的X射线很困难，发生稳定的脉冲形状的X射线的技术尚未充分确立。
本发明是鉴于上述情况提出的，其第1目的在于提供一种能够从X射线管发生脉冲形状的X射线的X射线发生装置。
其第2目的在于提供一种能够可靠地获得通过把从X射线管所发生的稳定的脉冲形状的X射线照射到被检查对象物上所形成的X射线透视像的X射线摄像装置。
其第3目的在于提供一种把从X射线管所发生的稳定的脉冲形状的X射线对沿规定方向移送的被检查对象物进行照射，能够获得通过该稳定的脉冲形状的X射线的照射所形成的被检查对象物的X射线透视像的X射线检查系统。
为了实现上述第1目的，本发明的X射线发生装置特征在于，备有：通过在真空地密封的壳体内使从阴极放出的电子经由栅极撞击阳极靶而发生X射线的X射线管；控制加在栅极上的栅极电压的栅极电压控制机构；以及发生从切断状态变成接通状态，接通状态维持规定时间的脉冲的脉冲发生机构，栅极电压控制机构在接受由脉冲发生机构所发生的脉冲，而脉冲处于切断状态时，对栅极施加截止电压，以便从阴极放出的电子不到达阳极靶，在接受由脉冲发生器所发生的脉冲，而脉冲处于接通状态时，对栅极施加经调整的栅极工作电压，以使从阴极放出并撞击阳极靶的电子的量成为规定值。
接受由脉冲发生机构所发生的脉冲，栅极电压控制机构在脉冲处于切断状态时，对栅极施加截止电压，以便从阴极放出的电子不到达阳极靶，在脉冲处于接通状态时，对栅极施加经调整的栅极工作电压，以便从阴极放出并撞击阳极靶的电子的量成为规定值。由此从X射线管发生具有与对栅极施加栅极工作电压期间相对应的脉冲宽度的脉冲形状的X射线成为可能。此外，加在栅极上的栅极工作电压因为调整成使从阴极放出并撞击阳极靶的电子的量成为规定值，故使从X射线管所发生的脉冲形状的X射线稳定化成为可能。
此外，在本发明的X射线发生装置中，也可以特征在于，栅极电压控制机构具有检测阴极电流的阴极电流检测机构，在接受由脉冲发生机构所发生的脉冲，而脉冲处于接通状态时，对栅极施加经调整的栅极工作电压，以便由阴极电流检测机构所检测的阴极电流成为规定值。
由阴极电流检测机构来检测阴极电流，栅极电压控制机构就对栅极施加经调整的栅极工作电压以便该阴极电流成为规定值。例如，虽然作为检测从阴极放出并撞击阳极靶的电子的量的机构，可以考虑设置检测阳极靶电流的机构，但是通常在阳极靶处加有高电压，很难检测阳极靶电流。因而，靠阴极电流检测机构可以容易地检测从阴极放出并撞击阳极靶的电子的量，由栅极电压控制机构进行的栅极工作电压的调整也容易进行成为可能。
此外，在本发明的X射线发生装置中，也可以特征在于，阴极电流检测机构具有连接到阴极，检测阴极电流用的阴极电流检测用电阻器，栅极电压控制机构包括：发生规定的负电压的负电压发生部；输入由脉冲发生机构所发生的脉冲，发生使脉冲的接通状态和切断状态翻转的翻转脉冲的脉冲翻转器；输入由脉冲翻转器所发生的翻转脉冲，在翻转脉冲处于接通状态时输出由负电压发生部所发生的负电压的第1开关；发生基准的正电压的基准电压发生部；输入由脉冲发生机构所发生的脉冲，在脉冲处于接通状态时输出由基准电压发生部所发生的基准的正电压的第2开关；对一个输入端输入阴极电流检测用电阻器上产生的电压，对另一个输入端输入从第1开关所输出的规定的负电压和从第2开关所输出的基准的正电压的运算放大器；以及接受来自运算放大器的输出而控制加在栅极上的栅极电压的栅极电压控制电路。
为了发生稳定的脉冲形状的X射线而控制加在栅极上的栅极电压用的栅极电压控制机构的构成，以简易而低成本的电路构成来实现成为可能。为了实现上述第2目的，本发明的X射线摄像装置，其特征在于，备有对通过把由权利要求1中所述的X射线发生装置所发生的X射线照射到被检查对象物而形成的X射线透视像进行摄像的摄像机构，摄像机构接受由脉冲发生机构所发生的脉冲，而在脉冲处于接通状态时对X射线透视像进行摄像。
摄像机构接受由脉冲发生机构所发生的脉冲，在脉冲处于接通状态时就对X射线透视像进行摄像。由此，摄像机构可靠地获得通过把从X射线管所发生的稳定的脉冲形状的X射线照射到被检查对象物所形成的X射线透视像成为可能。
为了实现上述第3目的，本发明的X射线检查系统，其特征在于，备有：上述第一方面中所述的X射线发生装置；具有对通过把由X射线发生装置所发生的X射线照射到被检查对象物所形成的X射线透视像进行摄像的摄像机构的X射线摄像装置；以及检测被检查对象物到达X射线摄像装置中的摄像范围的被检查对象物检测机构，脉冲发生机构具有基于被检查对象物检测机构进行的被检查对象物的检测而输出触发信号的触发信号输出机构，在从触发信号输出机构输出触发信号时输出脉冲，摄像机构接受由脉冲发生机构所输出的脉冲，在脉冲处于接通状态时，对X射线透视像进行摄像。
由被检查对象物检测机构来检测被检查对象物到达X射线摄像装置中的摄像范围，触发信号输出机构基于该检测而发生触发信号，脉冲发生机构就发生脉冲。由此，在脉冲处于接通状态时，从X射线管发生稳定的脉冲形状的X射线。此外，在摄像机构中，接受由脉冲发生机构所发生的脉冲，在脉冲处于接通状态时X射线透视像被摄像。因而，对沿规定方向移送的被检查对象物，照射从X射线管所发生的稳定的脉冲形状的X射线，可靠地获得通过该稳定的脉冲形状的X射线的照射所形成的被检查对象物的X射线透视像成为可能。
为了实现上述第1目的，本发明的X射线发生装置，其特征在于，备有：具有阴极、阳极靶、和配置在阴极与阳极靶之间的栅极的X射线管，以及控制加在栅极上的栅极电压以便从X射线管发生具有规定宽度的脉冲形状的X射线的栅极电压控制机构。
栅极电压控制机构控制加在栅极上的栅极电压以便从X射线管发生具有规定宽度的脉冲形状的X射线。由此从X射线管发生具有规定宽度的脉冲形状的X射线成为可能。
附图的简要说明
图1是表示X射线检查系统的透视图。
图2是表示包含在X射线检查系统中的X射线管的主要部分的剖视图。
图3是表示X射线检查系统的构成的方框图。
图4A是表示光电开关的输出信号随时间变化的曲线图。
图4B是表示从触发信号发生器所输出的触发信号的随时间变化的曲线图。
图4C是表示来自脉冲发生器的输出脉冲的随时间变化的曲线图。
图4D是表示输入第2开关的脉冲的随时间变化的曲线图。
图4E是表示输入第1开关的脉冲的随时间变化的曲线图。
图4F是表示靶电压的随时间变化的曲线图。
图4G是表示阴极电压的随时间变化的曲线图。
图4H是表示来自第1栅极电源部的电压的随时间变化的曲线图。
图4I是表示加在第1栅极上的电压的随时间变化的曲线图。
图4J是表示X射线的输出的随时间变化的曲线图。
实施发明的最佳方式
参照附图就根据本发明的实施例的X射线检查系统进行说明。根据本发明的实施例的X射线发生装置和X射线摄像装置包含在根据本实施例的X射线检查系统中。
首先，就根据本实施例的X射线检查系统中的X射线源1，作为摄像机构的X射线图像增强器2，以及光电开关3的配置进行说明。图1是表示根据本实施例的X射线检查系统的透视图。
皮带输送机4沿图中的箭头所示方向移动。被检查对象物5放在皮带输送机4之上，通过皮带输送机4的移动，沿图中的箭头所示方向被移送。X射线源1配置在皮带输送机4的上方，从X射线管11向一定的角度范围发散输出X射线，向皮带输送机4上的被检查对象物5当中存在于一定范围内者照射X射线。X射线图像增强器2夹着皮带输送机4与X射线源1对置，配置在从该X射线源1(X射线管11)所输出的X射线能够到达的位置上，根据所输入的选通信号对被检查对象物5的X射线透视像进行摄像。
在皮带输送机4的侧方，设有作为检测被检查对象物5到达X射线图像增强器2中的摄像范围(来自X射线源1的X射线的照射范围)的被检查对象物检测机构的光电开关3。光电开关3夹着皮带输送机4有发光元件3a和受光元件3b。被检查对象物5一来到皮带输送机4的设有光电开关3的位置，就利用来自发光元件3a的光被遮挡的事实来检测被检查对象物5的通过。因为在没有被检查对象物5的状态下来自发光元件3a的光未被遮挡，故来自光电开关3(受光元件3b)的输出信号为接通状态。此外，因为被检查对象物5一来到设有光电开关3的位置，来自发光元件3a的光就被遮挡，故来自光电开关3(受光元件3b)的输出信号为切断状态。
X射线源1有图2所示的X射线管11。图2是表示根据本实施例的X射线检查系统中所包含的X射线管的主要部分的剖视图。X射线管11是微聚焦X射线管，备有发生·放出电子80的电子枪部12、和接受来自该电子枪部12的电子80而发生X射线81的X射线发生部13。这些电子枪部12和X射线发生部13由作为收容各构成零件的壳体的筒形容器21、31构成各自的外壳。这些容器21、31由导电体制成，相互正交地连接着。容器21内和容器31内，靠在容器21、31的边界部形成的聚焦电极25隔开，并且经由在该聚焦电极25上形成的开口25a连通，分别在容器21内配置电子枪50，在容器31内配置阳极靶32。此外，容器21、31被密封，其内部形成真空状态。
配置在容器21内的电子枪50概略地说，备有：作为发热源的加热器76，由该加热器76来加热并作为发生·放出电子80的热电子源的阴极73，使从该阴极73放出的电子80加速·聚焦的第1、第2栅极71、72，介于该第2栅极72与聚焦电极25之间并把该第2栅极72与聚焦电极25的间隔设定成规定的间隔的隔离件18，从容器外部向上述第1、第2栅极71、72，加热器76，阴极73供给规定电压用的多个线脚15，以及这些线脚15贯通固定并作为容器的盖部发挥功能的芯柱14。
上述芯柱14，加热器76，阴极73，第1、第2栅极71、72以及隔离件18，按该顺序向聚焦电极25一侧排列设置，这些构成零件的各轴心一致并且配置成与聚焦电极25的开口25a的轴心，形成筒形的容器21的轴心同轴布置。第1、第2栅极71、72设在阴极73与阳极靶32之间。进一步详细说明的话，上述阴极73设在由绝缘体制成的筒体74的前端，在该筒体74内，设有加热该阴极73的上述加热器76。上述第1栅极71配置在阴极73的聚焦电极25一侧，在该第1栅极71的聚焦电极25一侧配置着上述第2栅极72。该第2栅极72经由多个陶瓷棒(绝缘体)19支撑在第1栅极71的聚焦电极25一侧，有上述阴极73和加热器76的筒体74经由绝缘体75支撑在第1栅极的聚焦电极25一侧的对置侧。
第1、第2栅极71、72分别制成圆板形，并且在各自的对着上述阴极73的位置上，备有来自阴极73的电子80通过的开口71a、72a。第2栅极72是把来自阴极73的电子80向容器31内的阳极靶32牵引的电极。此外，第1栅极71是把由第2栅极向靶32一侧牵引的电子80向阴极73一侧推回的电极，通过调整供给到该第1栅极71的电压，向靶32一侧的电子80增减。此外，由第1、第2栅极71、72的开口71a、72a来构成使来自阴极73的电子80聚焦在靶32上的微小电子透镜群。
在第2栅极72与聚焦电极25之间，夹着隔离件18。该隔离件18制成电子80从阴极73向靶32能够通过的筒形并且沿轴线方向有规定长度，一方侧的端部18b固定于第2栅极72的端面，另一方侧的端部18c接触于聚焦电极25。该具有规定长度的隔离件18夹在第2栅极72与聚焦电极25之间，由此该第2栅极72与聚焦电极25的间隔设定成规定的间隔。这里所说的规定的间隔是为了得到想要的焦点直径所需的第2栅极72与聚焦电极25的间隔。该隔离件18用例如不锈钢等导电体制成，固定该隔离件18的上述第2栅极72用例如耐热性良好的Mo(钼)制成。这样一来，在本实施例中，因为用难以正常焊接的Mo作为第2栅极72，故用多个Ni(镍)条板17通过电阻焊接把第2栅极72与隔离件18连接起来。该Ni条板17进行的连接在第2栅极72的端面与隔离件18一方端部18b的内周面之间实现。此外，隔离件18在其周壁上备有多个连通以该隔离件18和固定该隔离件18的第2栅极72为边界部隔开的靶32一侧的空间部与阴极73一侧的空间部的放气用孔18a。
上述第1栅极71在其与靶32一侧对置侧上有镶嵌设置的多个线脚15。这些线脚15贯通由例如陶瓷等绝缘体制成的圆板形芯柱基板14a并固定于该芯柱基板14a。也就是说，支撑上述隔离件18、第2栅极72、筒体47等的第1栅极71经由多个线脚15支撑于芯柱基板14a。在该芯柱基板14a上，还贯通固定着未画出的多个其他线脚。上述第2栅极72的引线72f，上述阴极73和加热器76的未画出的引线分别连接到这多个其他线脚的各个。此外，在该芯柱基板14a的外周上，接合着圆环形的芯柱环14b。
电子枪50像以上这样构成。该电子枪50的芯柱环14b通过例如钎焊等固定于容器21的端部上形成的开口部22。通过该芯柱环14b固定于容器21的开口部22，该开口部22被由芯柱基板14a和芯柱环14b所构成的芯柱14盖住而容器21、31被密封。
在经由该聚焦电极25的开口25a连通到容器21内的容器31内，如图2中所示，设置上述靶32。该靶32接受来自电子枪50的电子80而发生X射线81，制成金属制棒状体，把其轴向配置在对电子80进入的方向交叉的方向。该靶32的前端面32a为接受来自电子枪50的电子80的面，配置在该电子80进入的前方的位置上，制成倾斜面以便所入射的电子80与所出射的X射线81正交。在容器31上设有X射线出射窗33。该X射线出射窗33是把从靶32所发出的X射线81向容器31外部出射用的窗，由例如作为X射线透过材料的Be材料制成的板体等来构成。该X射线出射窗33配置在靶32的前端的前方，形成为其中心位于靶32的中心轴的延长上。
图3是表示根据本实施例的X射线检查系统的构成的方框图。该X射线检查系统，除了已经述及的X射线管11(X射线源1)，X射线图像增强器2和光电开关3(受光元件3b)之外，还备有：靶电源部101，阴极电源部102，作为脉冲发生机构的脉冲发生部103，作为栅极电压控制机构的栅极电压控制部110，选通信号发生部150，图像处理部160，以及CRT 170。再者，在图3中，X射线管11省略了第2栅极72和加热器76等而简化地示出。
靶电源部101对靶32施加规定的正的高电压(靶电压)。阴极电源部102对阴极73施加规定的电压(阴极电压)。脉冲发生部103基于来自受光元件3b的输出信号，发生接通状态维持规定时间的脉冲。栅极电压控制部110控制加在第1栅极71上的电压。选通信号发生部150基于从脉冲发生部103所输出的脉冲发生选通信号，把该选通信号送到X射线图像增强器2。图像处理部160，由X射线图像增强器2所摄像的被检查对象物5的X射线透视像被送来，对该X射线透视像进行图像处理(图像放大等)。CRT 170，来自图像处理部160的图像数据被送来，显示由图像处理部160处理了的X射线透视像。
阳极电压设定信号从未画出的控制单元输入到靶电源部101。靶电源部101发生与该阳极电压设定信号相对应的规定的高电压(靶电压)。表示由靶电压检测部所检测的靶电压的靶电压参考信号从未画出的靶电压检测部输入到阴极电源部102。阴极电源部102发生与该靶电压参考信号相对应的规定的电压(阴极电压)。
脉冲发生部103备有来自受光元件3b的输出信号所输入的触发信号发生器104，和从触发信号发生器104所输出的触发信号所输入的脉冲发生器105。触发信号发生器104在来自受光元件3b所输出的信号从接通状态变化到切断状态时，发生并输出具有规定宽度的触发信号。脉冲发生器105在触发信号输入时，发生并输出接通状态维持规定时间的脉冲。进而，脉冲发生部103还备有可变设定维持由脉冲发生器105所输出的脉冲的接通状态的上述规定时间用的时间设定器106。
栅极电压控制部110设在阴极电源部102与阴极73之间。栅极电压控制部110备有：作为阴极电流检测机构的阴极电流检测用电阻器111，负电压发生部112，脉冲从脉冲发生器105所输入的脉冲翻转器113，翻转脉冲从脉冲翻转器113所输入的第1开关114，脉冲从脉冲发生器105所输入的第2开关116，运算放大器117，以及栅极电压控制电路118。
阴极电流检测用电阻器111检测阴极电流。负电压发生部112发生规定的负电压。脉冲翻转器113发生把所输入的脉冲的接通状态和切断状态翻转的翻转脉冲。第1开关114在来自脉冲翻转器113的翻转脉冲处于接通状态时输出由负电压发生部112所发生的规定的负电压。基准电压发生部115发生基准的正电压。第2开关116在来自脉冲发生器105的脉冲处于接通状态时输出由基准电压发生部115所发生的基准的正电压。运算放大器117有输入端(+)和输入端(-)，阴极电流检测用电阻器111上产生的电压输入到输入端(+)，从第1开关114所输出的规定的负电压或者从第2开关116所输出的基准的正电压输入到输入端(-)。栅极电压控制电路118接受来自运算放大器117的输出并控制加在第1栅极71上的电压。
基准电压发生部115有输入从未画出的控制单元等所输出的管(阴极)电流参考信号并把该管(阴极)电流参考信号转换成规定的数字信号的A/D转换器119，从A/D转换器119的输出信号所输入的光电耦合器120，以及来自光电耦合器120的输出信号转换成规定的模拟信号的D/A转换器121，从该D/A转换器121最终所输出的输出信号相当于表示上述基准的正电压的信号。此外，在负电压发生部112与第1开关114之间设有分压器122，从负电压发生部112送来的规定的负电压，由分压器122分压之后，送到第1开关114。
将来自第1栅极电源部123的电压送到栅极电压控制电路118，所述第1栅极电源部123发生加在第1栅极71上的电压。栅极电压控制电路118根据来自运算放大器117的输出来控制该从第1栅极电源部123送来的电压，对第1栅极71施加截止电压以便从阴极73放出的电子不到达靶32，或者施加栅极工作电压以便从阴极73放出的电子撞击靶32。
与阴极电源部102同样，表示由靶电压检测部所检测的靶电压的靶电压参考信号从未画出的靶电压检测部输入到第1栅极电源部123。第1栅极电源部123发生与该靶电压参考信号相对应的规定的电压(栅极电压)。
在本实施例中，设置连接运算放大器117的输入端(-)的前级位置和运算放大器117的后级位置的箝位电路124，在触发信号无输入(切断状态)之际维持运算放大器117的稳定状态。通过把箝位电路124插入该位置，在脉冲从脉冲发生器105发生，来自基准电压发生部115的基准的电压送到运算放大器117的输入端(-)时，从运算放大器117输出比升沿更早的电流脉冲成为可能。
下面用图4A～图4J来说明根据本实施例的X射线检查系统的工作。
如图4F中所示，作为靶电压把规定的高电压(+HV)从靶电源部101送到靶32。如图4G中所示，作为阴极电压把规定的电压(V1)从阴极电源部102送到阴极73。此外，如图4H中所示，把规定的电压(V2＜V1)从第1栅极电源部123送到栅极电压控制电路118。
被检查对象物5放在皮带输送机4上，沿图1中的箭头方向被移送，在被检查对象物5进入X射线图像增强器2中的摄像范围(来自X射线源的X射线的照射范围)之际，被检查对象物5通过连接光电开关3的发光元件3a和受光元件3b的直线，从发光元件3a出射的光被被检查对象物5遮挡。从发光元件3a出射的光一被被检查对象物5遮挡，来自受光元件3b的输出信号就如图4A中所示成为切断状态。在X射线图像增强器2中的摄像范围(来自X射线源的X射线的照射范围)中没有被检查对象物5时，因为从发光元件3a出射的光未被被检查对象物5遮挡，所以来自受光元件3b的输出信号如图4A中所示，成为接通状态。
来自该受光元件3b的输出信号输入到触发信号发生器104，触发信号发生器104检测来自受光元件3b的输出信号从接通状态向切断状态的变化(输出信号的降沿)。触发信号发生器104如图4B中所示，与检测的从接通状态向切断状态的变化(输出信号的降沿)同步地输出触发信号。从触发信号发生器104所输出的触发信号输入到脉冲发生器105。脉冲发生器105检测触发信号的输入，特别是触发信号的升沿，如图4C中所示，输出接通状态的维持时间成为与由时间设定器106所设定的时间相对应的规定时间(脉冲宽度α)的脉冲。
从脉冲发生器105所输出的脉冲输入到脉冲翻转器113，第2开关116，选通信号发生部150和图像处理部160。脉冲翻转器113如图4E中所示，把使所输入的脉冲的接通状态和切断状态翻转的翻转脉冲输出到第1开关114。第1开关114在翻转脉冲处于接通状态时工作，以便把经由分压器122送来的来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)送到运算放大器117的负的输入端。此外，第1开关114在翻转脉冲处于切断状态时工作，以便不把来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)送到运算放大器117的负的输入端。
来自脉冲发生器105的脉冲如图4D中所示送到第2开关116。第2开关116在所输入的脉冲处于切断状态时工作，以便不把从基准电压发生部115送来的基准的正电压送到运算放大器117的输入端(-)。此外，第2开关116在所输入的脉冲处于接通状态时工作，以便把从基准电压发生部115送来的基准的正电压送到运算放大器117的输入端(-)。因而，在从脉冲发生器105所输出的脉冲处于切断状态时，经由分压器122送来的来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)送到运算放大器117的输入端(-)，在从脉冲发生器105所输出的脉冲处于接通状态时，从基准电压发生部115送来的基准的正电压同样送到运算放大器117的输入端(-)。
在阴极电流检测用电阻器111上产生的电压送到运算放大器117的输入端(+)。运算放大器117构成为以对输入端(-)的输入为基准输出信号以便对输入端(+)的输入与对输入端(-)的输入成为同电位。在从脉冲发生器105所输出的脉冲处于切断状态，经由分压器122送来的来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)送到运算放大器117的输入端(-)时，从运算放大器117输出信号以便在阴极电流检测用电阻器111上产生的电压与来自该负电压发生部112的规定的负电压(分压)成为同电位。
来自运算放大器117的输出送到栅极电压控制电路118，由第1栅极电源部123规定的电压(V2)被控制，如图4I中所示，不使从阴极73放出的电子到达靶32用的截止电压(负)送到第1栅极71。由此，从阴极73放出的电子不到达靶32，如图4J中所示，从X射线管11不发生X射线。因为从阴极73放出的电子不到达靶32，故不发生阴极(管)电流，阴极电流检测用电阻器111上产生的电压为零。送到运算放大器117的输入端(+)的电压为零，此外，由于来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)继续送到运算放大器117的输入端(-)，所以通过运算放大器117的输出，稳定的截止电压(负)从栅极电压控制电路118送到第1栅极71。
接着，在从脉冲发生器105所输出的脉冲处于接通状态，从基准电压发生部115送来的基准的正电压送到运算放大器117的输入端(-)时，从运算放大器117输出信号以便在阴极电流检测用电阻器111上产生的电压与该基准的正电压成为同电位。
来自运算放大器117的输出送到栅极电压控制电路118，由第1栅极电源部123规定的电压(V2)被控制，如图4I中所示，从阴极73放出的电子撞击靶32用的栅极工作电压(正)送到第1栅极71。由此，从阴极73放出的电子撞击靶32，具有与由脉冲发生器105所发生的脉冲的接通状态维持的时间(脉冲宽度α)同等的脉冲宽度的脉冲形状X射线，如图4J中所示，从X射线管发生，该脉冲形状X射线对被检查对象物5进行照射。此时，因为从阴极73放出的电子撞击靶32，故发生阴极(管)电流，在阴极电流检测用电阻器111上因电压降而产生规定电压。由于该规定电压送到运算放大器117的输入端(+)，来自基准电压发生部115的基准的正电压继续送到运算放大器117的输入端(-)，所以产生从运算放大器117向栅极电压控制电路118的输出，以便送到运算放大器117的输入端(+)的规定电压成为与基准的正电压同电位，因为进行加在所谓第1栅极71上的栅极工作电压的反馈控制，故稳定的栅极工作电压从栅极电压控制电路118送到第1栅极71。
从脉冲发生器105所输出的脉冲，如上所述，还输入到选通信号发生部150和图像处理部160。选通信号发生部150与所输入的脉冲同步地输出选通信号。X射线图像增强器2根据所输入的选通信号对通过从X射线源1(X射线管11)对被检查对象物5照射X射线所形成的X射线透视像进行摄像。图像处理部160与所输入的脉冲同步地把由X射线图像增强器2所摄像的被检查对象物5的X射线透视像的数据储存在帧存储器(未画出)中。然后，图像处理部160对储存在帧存储器中的被检查对象物5的X射线透视像的数据施行规定的图像处理(图像放大等)，把图像处理后的被检查对象物5的X射线透视像的图像数据输出到CRT170。图像处理后的被检查对象物5的X射线透视像的图像在CRT 170上显示出来。储存在帧存储器中的X射线透视像可以看成是选通信号发生的(从脉冲发生器105输出脉冲的)定时中的被检查对象物5的静止像。
如果用上述本实施例的X射线检查系统，则首先，由栅极电压控制部110加在第1栅极71上的电压，在X射线图像增强器2中的摄像范围(来自X射线源1的X射线照射范围)中没有被检查对象物5时(从脉冲发生器105所输出的脉冲处于切断状态时)，以来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)为基准来控制。此外，在X射线图像增强器2中的摄像范围(来自X射线源的X射线的照射范围)中有被检查对象物5时(从脉冲发生器105所输出的脉冲处于接通状态时)，以来自基准电压发生部115的基准的正电压为基准来控制。由此，截止电压和栅极工作电压两者都可以在稳定的状态下来施加。
进而，对应于来自脉冲发生器105的脉冲的变化(从接通状态到切断状态，或者从切断状态到接通状态)，第1开关114和第2开关116迅速动作，来自负电压发生部112的规定的负电压(分压)或者来自基准电压发生部115的基准的正电压的一方有选择地迅速送到运算放大器117的输入端(-)。因此，从栅极电压控制电路118加在第1栅极71上的电压迅速地从截止电压变化到栅极工作电压(图4I中的升沿)，或者从栅极工作电压变化到截止电压(图4I中的降沿)。
根据以上情况，可以在稳定化的状态下从X射线管11发生与由脉冲发生器105所发生的脉冲的接通状态的持续时间(脉冲宽度α)相对应的，脉冲形状的X射线。
此外，由于作为检测从阴极73放出并撞击靶32的电子的量的机构，设置阴极电流检测用电阻器111，检测阴极电流，所以与设置检测靶电流的机构者等相比，可以容易地检测从阴极73放出并撞击靶32的电子的量，由栅极电压控制部110(栅极电压控制电路118)进行的加在第1栅极71上的电压的控制也可以容易地进行。
进而，为了发生稳定的脉冲形状的X射线而控制加在第1栅极71上的电压的栅极电压控制部110的构成，还有用简单且低成本的电路构成来实现成为可能的效果。
此外，X射线图像增强器2基于接受由脉冲发生器105所发生的脉冲从选通信号发生部150所输出的选通信号，在选通信号输出时(脉冲处于接通状态时)，就对通过从X射线源1(X射线管11)向被检查对象物5照射X射线所形成的X射线透视像进行摄像。因而，X射线图像增强器2能够可靠地获得通过把从X射线源1(X射线管11)所发生的稳定的脉冲形状的X射线向被检查对象物5照射所形成的X射线透视像。
此外，靠光电开关3来检测被检查对象物5到达X射线图像增强器2中的摄像范围(来自X射线源的X射线的照射范围)，触发信号发生器104基于该检测发生触发信号，脉冲发生器105就发生脉冲。由此，在脉冲处于接通状态时，如上所述从X射线管11发生稳定的脉冲形状的X射线。此外，X射线图像增强器2基于接受由受脉冲发生器105所发生的脉冲从选通信号发生部150所输出的选通信号，在选通信号输出时(由脉冲发生器105所发生的脉冲处于接通状态时)，就对通过从X射线源1(X射线管11)向被检查对象物5照射X射线所形成的X射线透视像进行摄像。因而，向放在皮带输送机4上被移送的被检查对象物5照射从X射线管11所发生的稳定的脉冲形状的X射线，靠X射线图像增强器2能够可靠地获得通过该稳定的脉冲形状的X射线的照射所形成的被检查对象物5的X射线透视像。
再者，在构成为能够可变设定输入到基准电压发生部115的管(阴极)电流参考信号的场合，对应于取为可变的管(阴极)电流参考信号，从基准电压发生部115所输出的基准的正电压变化。由此，因为运算放大器117中的基准值变化，从栅极电压控制电路118加在第1栅极71上的栅极工作电压的电压值变化，从阴极73放出并撞击靶32的电子的量变化，故可以使由X射线管11所发生的X射线量变化。当然在该场合，也可以发生稳定的脉冲形状的X射线。
产业实用性
本发明的X射线发生装置，X射线摄像装置和X射线检查系统，可以用于不破坏其包装容器等而可以透过观察收藏在包装容器内的商品等的X射线非破坏检查装置。

Claims (5)

1.一种X射线发生装置，其特征在于，具有：
通过在真空地密封的壳体内使从阴极放出的电子经由栅极撞击阳极靶而发生X射线的X射线管；
向阴极施加规定电压的阴极电源部；
控制加在所述栅极上的栅极电压的栅极电压控制部，以及
发生从切断状态变成接通状态，所述接通状态维持规定时间的脉冲的脉冲发生部，
所述栅极电压控制部接受由所述脉冲发生部发生的脉冲，当所述脉冲处于所述切断状态时，对所述栅极施加截止电压，以使从所述具有规定的阴极电压的阴极放出的所述电子不到达所述阳极靶，在接受由所述脉冲发生部所发生的脉冲，而所述脉冲处于所述接通状态时，对所述栅极施加经调整的栅极工作电压，以使从所述具有规定的阴极电压的阴极放出并撞击所述阳极靶的所述电子的量成为规定值。
2.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，所述栅极电压控制部具有检测阴极电流的阴极电流检测部，在接受由所述脉冲发生部发生的脉冲，而所述脉冲为所述接通状态时，对所述栅极施加经调整的栅极工作电压，以使由所述阴极电流检测部所检测的阴极电流成为规定值。
3.如权利要求2所述的X射线发生装置，其特征在于，所述阴极电流检测部是连接到阴极的，用于检测阴极电流的阴极电流检测用电阻器，
所述栅极电压控制部还包括：
发生规定的负电压的负电压发生部，
输入由所述脉冲发生部发生的所述脉冲，发生使所述脉冲的接通状态和切断状态翻转的翻转脉冲的脉冲翻转器，
输入由所述脉冲翻转器发生的所述翻转脉冲，在所述翻转脉冲处于接通状态时输出由所述负电压发生部发生的所述规定的负电压的第1开关，
发生基准正电压的基准电压发生部，
输入由所述脉冲发生部发生的所述脉冲，在所述脉冲处于接通状态时输出由所述基准电压发生部发生的所述基准的正电压的第2开关，
向一个输入端输入所述阴极电流检测用电阻器上产生的电压，向另一个输入端输入从所述第1开关所输出的所述规定的负电压和从所述第2开关所输出的所述基准的正电压的运算放大器，以及接受来自所述运算放大器的输出，控制加在栅极上的栅极电压的栅极电压控制电路。
4.一种X射线摄像装置，其特征在于，具有权利要求1所述的X射线发生装置以及对通过将所述X射线发生装置发生的X射线照射到被检查对象物上而形成的X射线透视像进行摄像的摄像机构，所述摄像机构接受由所述脉冲发生部发生的脉冲，而在所述脉冲处于接通状态时对所述X射线透视像进行摄像。
5.一种X射线检查系统，其特征在于，具有权利要求1所述的X射线发生装置；对通过将所述X射线发生装置发生的X射线照射到被检查对象物上而形成的X射线透视像进行摄像的摄像机构；以及检测所述被检查对象物到达所述X射线摄像装置中的摄像范围的被检查对象物检测机构，
所述脉冲发生部具有基于所述被检查对象物检测机构进行的所述被检查对象物的检测而输出触发信号的触发信号输出机构，在从所述触发信号输出机构输出触发信号时输出所述脉冲，
所述摄像机构接受由所述脉冲发生部输出的脉冲，在所述脉冲处于接通状态时，对所述X射线透视像进行摄像。
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