FR2853201A1

FR2853201A1 - HIGH VOLTAGE SUPPLY GENERATOR MANAGED BY AN ELECTRONIC SINGLE CARD, APPLICATION IN PARTICULAR TO X-RAY TUBES

Info

Publication number: FR2853201A1
Application number: FR0303593A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Berthaut; David Croissant; Pascal Perin; Gilles Tournebise
Original assignee: I2M SARL
Current assignee: I2M SARL
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-01
Also published as: WO2004089045A3; WO2004089045A2

Abstract

Il s'agit d'un nouveau type de générateur (1) composé d'un ensemble de moyens fonctionnels et de sécurité (2) regroupés sur une seule carte (Mc) qui comprend également un Microprocesseur (Mp) situé sur ladite carte (Mc) capable de gérer l'ensemble des moyens du générateur (1) et de s'adapter à d'autres dispositifs en ne modifiant simplement que le "Software" du microprocesseur (Mp)This is a new type of generator (1) composed of a set of functional and safety means (2) grouped together on a single card (Mc) which also includes a Microprocessor (Mp) located on said card (Mc ) capable of managing all the means of the generator (1) and of adapting to other devices by simply modifying only the "Software" of the microprocessor (Mp)

Description

GENERATEUR D'ALIMENTATION HAUTE TENSION GERE PARHIGH VOLTAGE POWER GENERATOR MANAGED BY

UNE MONOCARTE ELECfRONIQUE. APPLICATION NOTAMMENT AUX TUBES À RAYON X DOMAINE DE L'INVENTION L'invention est une nouvelle alimentation destinée notamment à un tube à rayon x, ses fonctions sont similaires aux alimentations connues, actuellement mis en oeuvre, mais la combinaison des 10 moyens est simplifiée, elle se situe plus particulièrement au niveau de la carte électronique qui dans ce cas est unique contrairement aux alimentations actuelles. AN ELECfRONIC MONOCARD. APPLICATION IN PARTICULAR TO X-RAY TUBES FIELD OF THE INVENTION The invention is a new supply intended in particular for an x-ray tube, its functions are similar to known supplies, currently used, but the combination of the means is simplified, it is located more particularly at the level of the electronic card which in this case is unique unlike current power supplies.

ART ANTERIEURPRIOR ART

Dans l'art antérieur les générateurs de rayons ( Rx) 15 comportaient un ensemble de moyens logés dans des armoires volumineuses occupant une grande partie des salles de radiologie,il s'agissait le plus souvent de moyens électromécaniques encombrants et compliqués. Ensuite sont apparues des alimentations triphasées réduisant un peu l'encombrement mais toujours 20 aussi complexes. In the prior art, the ray generators (Rx) 15 included a set of means housed in bulky cabinets occupying a large part of the radiology rooms, these were most often bulky and complicated electromechanical means. Then appeared three-phase power supplies slightly reducing the size but still as complex.

L'évolution de l'électronique et la mise en oeuvre des cartes à circuits imprimés a permis d'améliorer la technologie en se substituant aux anciens systèmes; dans les générateurs Rx actuels les alimentations sont constituées de moyens comprenant en particulier 25 plusieurs cartes électroniques réalisées à partir de circuits imprimés utilisant des technologies traversantes et de C.M.S. (Composants Montés en Surface) La figure 1 de la planche 1 (art antérieur) nous montre un exemple de ce type de générateur dont chaque fonction essentielle 30 est réalisée par une carte qui conduit pour l'ensemble du dispositif à un grand nombres de cartes interconnectées. The evolution of electronics and the implementation of printed circuit boards has made it possible to improve technology by replacing old systems; in current Rx generators, the power supplies consist of means comprising in particular several electronic cards produced from printed circuits using through technologies and C.M.S. (Components Mounted on the Surface) Figure 1 of Plate 1 (prior art) shows us an example of this type of generator, each essential function of which is carried out by a card which leads for the whole device to a large number of cards. interconnected.

Les inconvénients de ce type de générateur sont les suivants: Coût de réalisation élevé engendré par la présence de nombreuses cartes électroniques détection des pannes complexe câblage d'interconnexion important, lui même générateur de pannes Maintenance complexe Evolution du système fermée à toute amélioration La présente invention est donc essentiellement une 10 simplification de moyens, les interconnexions n'existent plus la carte est unique, la maintenance est aisée. The disadvantages of this type of generator are as follows: High cost of production generated by the presence of numerous electronic cards detection of complex faults significant interconnection wiring, itself generator of faults Complex maintenance Evolution of the system closed to any improvement The present invention is therefore essentially a simplification of means, the interconnections no longer exist the card is unique, maintenance is easy.

Nous situerons l'évolution de la présente invention à partir d'un ART ANTERIEUR ancien puis plus récent. We will situate the evolution of the present invention from an ANCIENT ART, then more recent.

Les dessins servant à la compréhension de l'invention 15 représentent: figure 1 planche 1/3 un art antérieur relativement ancien ou ce type de générateur comportait plusieurs cartes aux fonctionnalités différentes interconnectées par un câblage I figure 2 planche 1/3 un art antérieur plus récent comportant 20 plusieurs cartes pilotées par au moins un microprocesseur Sur la figure 3 de la planche 2/3 est représentée la carte moyen essentiel et nouveau de l'invention à l'intérieur de laquelle tous le moyens et leurs fonctionnalités existent, ainsi qu'un microprocesseur qui pilote et gère les fonctionnalités et les sécurités. 25 Sur la figure 4 de la planche 3/3 est représenté l'ensemble du générateur avec sa monocarte et ses périphériques indispensables à la bonne marche de celui-ci. The drawings used to understand the invention 15 represent: figure 1 plate 1/3 a relatively old prior art or this type of generator included several cards with different functionalities interconnected by wiring I figure 2 plate 1/3 a prior art more recent comprising 20 several cards controlled by at least one microprocessor In FIG. 3 of plate 2/3 is represented the essential and new medium card of the invention inside which all the means and their functionalities exist, as well as a microprocessor which controls and manages the functionalities and safety. 25 In Figure 4 of the board 3/3 is shown the entire generator with its single card and its peripherals essential for the proper functioning thereof.

Sur les figures 3 et 4 les flèches en "trait gras" représentent les sens des dialogues entre les divers moyens:dans un seul sens ou 30 dans les deux sens! Nous rappellerons rapidement les fonctionnalités des moyens essentiels connus de l'homme de métier qui permettent de bien cerner l'invention. In FIGS. 3 and 4 the arrows in "bold line" represent the directions of the dialogues between the various means: in one direction or 30 in both directions! We will quickly recall the functionalities of the essential means known to those skilled in the art which allow the invention to be clearly understood.

Nous diviserons en deux groupes essentiels les moyens du nouveau générateur 1 L'ensemble des moyens fonctionnels 2 nécessaires à la compréhension de l'invention sont regroupés dans la présente invention sur une Monocarte Mc L'ensemble des moyens fonctionnels 3 regroupant les périphériques du générateur 1 situé comme la monocarte dans l'armoire unique du générateur 1 Reprenons les fonctionnalités de l'art antérieur (ensemble des moyens 2) qui dans cet art antérieur étaient dispersées sur 9 cartes électronique Me(i à 9) Une première carte Mel correspondant aux anciens générateurs assurait l'alimentation et le chauffage du tube Rx Une deuxième carte Me 2 assurait la gestion des ordres du pupitre commande de l'installation Une troisième carte Me 3 assurait une interface de dialogue avec les périphériques de l'installation Une quatrième carte Me 4 correspondait à la commande de 20 puissance (Bloc Haute Tension,transformateur........) Une cinquième carte Me 5 réglait la tension aux bornes du transformateur Une sixième carte Me 6 comportait des moyens assurant les fonctions démarrage en rotation de l'anode ceci pour dissiper la 25 température cas de la basse vitesse: 3000 tours /min Une septième carte Me7 comportait des moyens assurant les fonctions démarrage en rotation de l'anode, cas des hautes vitesses 9000 tours/minute Une huitième carte Me 8 qui comportait les moyens- de 30 gestion des temps d'exposition des patients aux rayons x ("Automatic Exposure Control"): contrôle automatique de l'exposition. We will divide the means of the new generator 1 into two essential groups. The set of functional means 2 necessary for understanding the invention are grouped in the present invention on a Mc card. The set of functional means 3 grouping together the peripherals of generator 1. located like the single-board in the single cabinet of the generator 1 Let us take again the functionalities of the prior art (set of means 2) which in this prior art were dispersed on 9 electronic cards Me (i to 9) A first Mel card corresponding to the old ones generators ensured the supply and heating of the Rx tube A second Me 2 card ensured the management of orders from the installation console A third Me 3 card ensured a dialogue interface with the peripherals of the installation A fourth Me 4 card corresponded to the 20 power command (High Voltage Block, transformer ........) A fifth Me 5 r card set the voltage across the transformer A sixth Me 6 card included means ensuring the start-up functions in rotation of the anode this to dissipate the temperature in the case of low speed: 3000 rpm A seventh Me7 card included means ensuring the functions starting anode in rotation, in the case of high speeds 9000 rpm An eighth Me 8 card which included the means - for managing patient exposure times to x-rays ("Automatic Exposure Control"): automatic control of the exhibition.

Une neuvième carte Me9 qui assurait le réglage de l'ampérage du courant dans le tube. A ninth Me9 card which regulated the amperage of the current in the tube.

L'ensemble de ces moyens était donc répartis sur toutes ces cartes électroniques M(i à 9). A ces cartes il fallait ajouter des cartes 5 annexes qui avaient pour fonctionnalités essentielles, verrouillage du tube Rx, minuterie,sécurité, , test avant essai.. All of these means were therefore distributed over all these electronic cards M (i to 9). To these cards it was necessary to add cards 5 appendices which had for essential functionalities, locking of the tube Rx, timer, security,, test before test.

Par la suite dans un art antérieur plus récent, ces cartes qui au tout début ne faisaient que dialoguer entre elles,ont été gérées 10 par un ou plusieurs microprocesseur. Mp Une Interconnexion de câbles I entre les cartes assurait dialogue et fonctionnement Là s'arrête cette description aussi exhaustive que possible de l'art antérieur, nous allons voir comment celui-ci évolue'dans la 15 présente invention, qui possède une simplification de moyens en conservant cependant toutes les fonctionnalités précédemment décrites. Subsequently in a more recent prior art, these cards which, at the very beginning, only interacted with each other, were managed by one or more microprocessors. Mp An interconnection of cables I between the cards ensured dialogue and operation. There stops this description as exhaustive as possible of the prior art, we will see how it evolves in the present invention, which has a simplification of means. while retaining all the functionality previously described.

La présente Invention est donc un nouveau générateur 1 comprenant une seule carte Mc regroupant sur celle-ci un ensemble 20 de moyens fonctionnels 2 capables de gérer et de dialoguer avec les autres moyens du générateur en supprimant des interconnexions I et qui appartiennent à divers zones de la monocarte Mc, ils sont dénommés comme suit: moyen 21: Alimentation filament moyen 22: Gestion pupitre commande moyen 23: Interface dialogue avec les périphériques moyen 24: Commande de Puissance moyen 25: Réglage tension aux bornes d'un transformateur moyen 26: Démarrage du moteur de rotations 3000tr/min 30 moyen 27: Démarrage du moteur de rotations 9000tr/min moyen 28: Fonction Contrôle de l'exposition aux rayonnement moyen 29:Réglage de l'intensité du courant du tube Rx moyen 30 Gestion des différents moyens nommés ci dessus Le moyen 30 système de gestion des autres moyens reçoit des instructions de manière unilatérale du moyen 28 qui est le dispositif de contrôle de l'exposition au rayonnement x ledit moyen 30 gère de manière unilatérale et simultanée en 5 simple donneur d'ordre dialogue simple (ordres envoyés) le moyen 21 (relié à l'alimentation filament du Rx) Il gère de manière bilatérale et simultanée (dialogue dans les deux sens) l'ensemble 2 des moyens suivants: le moyen 22 le pupitre de commande qui lui même est formé de moyens connus, moyens opto- coupleurs et moyens d'isolation le moyen 23 qui n'est autre qu'une interface de dialogue gérant les diverses séquences de fonctionnement le moyen 24 qui correspond à la commande de puissance 15 dont le moyen essentiel est un transformateur. The present invention is therefore a new generator 1 comprising a single card Mc grouping thereon a set 20 of functional means 2 capable of managing and communicating with the other means of the generator by eliminating interconnections I and which belong to various areas of the single board Mc, they are named as follows: medium 21: Medium filament supply 22: Management of medium console 23: Dialog interface with peripheral medium 24: Medium power control 25: Voltage adjustment across a medium transformer 26: Start-up of the rotation engine 3000 rpm 30 medium 27: Starting of the rotation motor 9000 rpm average 28: Function Control of exposure to medium radiation 29: Adjustment of the current intensity of the tube Medium Rx 30 Management of the various named means above The means 30 for managing the other means receives instructions unilaterally from the means 28 which is the device for controlling exposure to x-ray said means 30 manages unilaterally and simultaneously in 5 simple order giver simple dialogue (orders sent) means 21 (connected to the filament supply of Rx) It manages bilaterally and simultaneously (dialogue in both directions) the assembly 2 of the following means: the means 22 the control console which itself is formed of known means, opto-coupler means and isolation means the means 23 which is none other than an interface dialogue managing the various operating sequences the means 24 which corresponds to the power control 15, the essential means of which is a transformer.

le moyen 25 qui est le moyen de réglage de la tension aux bornes du transformateur précédemment cité les moyens 26 et 27 correspondant au démarrage des moteurs respectivement 3000Tr/min et 9000Tr/min, le moyen 27 20 nécessitant la présence de fibres optiques pour obtenir une meilleure isolation. the means 25 which is the means for adjusting the voltage at the terminals of the aforementioned transformer the means 26 and 27 corresponding to the starting of the motors respectively 3000Tr / min and 9000Tr / min, the means 27 20 requiring the presence of optical fibers to obtain a better insulation.

Cette carte regroupant tous les moyens et fonctions essentielles de ce générateur 1 ( figure 4) est insérée par des fiches 25 interchangeables.. This card grouping together all the essential means and functions of this generator 1 (FIG. 4) is inserted by interchangeable plugs 25.

Nous allons maintenant décrire l'ensemble des Moyens du Générateur 1 gérés par la monocarte Mc regroupant l'ensemble des moyens 2 Le Générateur 1 géré par le Microprocesseur Mp situé sur la inonocarte Mc regroupant J'ensemble des moyens 2 précédemment décrit. les moyens du générateur 1 gérés par la monocarte Mc sont des moyens de fonctionnement et de sécurité. We will now describe the set of Means of Generator 1 managed by the single-board Mc grouping together the set of means 2 The Generator 1 managed by the Microprocessor Mp located on the non-board Mc grouping together the set of means 2 previously described. the means of generator 1 managed by the single card Mc are operating and safety means.

L'alimentation de la carte Mc est réalisée par un moyen 3 qui est une alimentation de type connue de l'homme de métier. elle gère l'ensemble des moyens cités ci après: un moyen 4 alimentation de type connue qui alimente un 10 moyen 5 qui est un dispositif de sécurité et de commande d'un moyen 6. The supply of the card Mc is carried out by means 3 which is a supply of the type known to the skilled person. it manages all of the means mentioned below: a supply means 4 of known type which supplies a means 5 which is a safety and control device for a means 6.

le moyen 6 qui est une commande de puissance pour un moyen 7 qui est un bloc Haute Tension un bloc 8 qui reçoit le secteur 380V triphasé ( S) il est 15 équipé de disjoncteurs thermiques ( fusibles) un bloc 9 ( ou ensemble de moyens 9) constitué d' éléments de sécurité: notamment différents types de disjoncteurs. means 6 which is a power control for means 7 which is a High Voltage block a block 8 which receives the three-phase 380V sector (S) it is equipped with thermal circuit breakers (fuses) a block 9 (or set of means 9 ) made up of safety elements: in particular different types of circuit breakers.

un moyen 10 qui est un ensemble de Contacteurs de Mise Sous Tension (MST) un moyen 11 qui est un contacteur inhibant les résistances 121 122 123 d'un bloc (ou moyen 12) en permettant de régler la charge aux travers des résistances L'ensemble des moyens est géré par un programme d'ordinateur situé sur le:microprocesseur Mp lui même situé sur la 25 monocarte Mc ( moyen 30), il permet de modifier et de faire évoluer le logiciel du microprocesseur Mp de la monocarte Mc du générateur 1 pour l'adapter sans modifier les configurations des autres moyens précédemment décrit en s'adaptant à tout nouveau dispositif. a means 10 which is a set of Power-Up Contactors (MST) a means 11 which is a contactor inhibiting the resistors 121 122 123 of a block (or means 12) by allowing the load to be adjusted through the resistors L ' all of the means is managed by a computer program located on the microprocessor Mp itself located on the 25 Mc single board (means 30), it makes it possible to modify and develop the microprocessor software Mp of the Mc single board of generator 1 to adapt it without modifying the configurations of the other means described above by adapting to any new device.

Claims

1-Generator (1) composed of a set of functional means characterized in that they are grouped on a single card (Mc) comprising a set of means (2) capable of dialoguing and managing all the operating and safety means of the generator ( 1), all of the means (2) grouped together on said Mc card being: means (21): Medium filament supply (22): Management of medium console desk (23): Interface dialogue with peripheral devices (24): Command of Average power (25): Voltage adjustment across a transformer 15 medium (26): Start of the average 3000rpm motor (27): Start of the average 9000rpm motor (28): Control function exposure of average radiation (29): Adjustment of the intensity of the current of the tube Rx the means (30) being corresponding to a microprocessor (Mp) also located on the single-board (Mc) 2- Generator (1) according to claim 1 composed of a set of functional means (2), caract constructed in that the means (30) forming part of the microprocessor (Mp) is a system for managing the other means which receives instructions from a means (28) which is the device for controlling exposure to x-radiation said means (30) managing all the means unilaterally and simultaneously: by dialoguing in one direction with the filament means (21) and by dialoging in both directions with the following means: means (22) the console control which itself is formed of known means, optocoupler means and means of isolation means (23) dialogue interface managing the various means of operating sequences (24) corresponding to the power control of which the essential sub-means is a transformer.

means (25) which is means for adjusting the voltage across the aforementioned transformer means (26 and 27) corresponding to the starting of the motors respectively 3000Tr / min and 9000Tr / min, the means (27) 10 requiring the presence of fibers optics for better insulation.

3-generator (1) according to claims 1 and 2 composed of a set of functional means (2) grouped on a single card (Mc) characterized in that all of the means (2) supplied by a means (3 ) manages the other means below of the generator, namely: a means (4) which is also a power supply connected to a means (5) which is a Security and control means 20 corresponding to the "Driver card" of a means (6) the means (6) being the power control of a means (7), high voltage block which sends the control signals to an Rx generator a block (8) receives the 380V three-phase sector (S) equipped with 25 thermal circuit breakers.

a block (9) made up of safety elements of different means such as circuit breakers .....

a means (10) which is a set of Power Up Contactors (MST) a means (11) which is a contactor inhibiting the resistances (121, 122, 123,) of a means (12) allowing to adjust the load through said resistors 4-Generator (1) according to any one of the preceding claims composed of a set of functional means (2) grouped on a single card (Mc) characterized in that said means are managed by a program d computer located on the microprocessor (Mp) of the card (Mc) making possible the evolution or the modification of the software of said microprocessor (Mp) of the generator (1) thus allowing its adaptation to other tubes (Rx) this , without modifying the configurations of the basic means 10 of the generator (1)