JP2001273999A - Ｘ線管球の冷却制御方法 - Google Patents
Ｘ線管球の冷却制御方法Info
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- JP2001273999A JP2001273999A JP2000086418A JP2000086418A JP2001273999A JP 2001273999 A JP2001273999 A JP 2001273999A JP 2000086418 A JP2000086418 A JP 2000086418A JP 2000086418 A JP2000086418 A JP 2000086418A JP 2001273999 A JP2001273999 A JP 2001273999A
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- cooling water
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ線管球の寿命を延長できるＸ線管球の冷却
制御方法を提供する。 【解決手段】 Ｘ線管球１を水冷装置１１により冷却す
るにあたり、Ｘ線管球１の管電圧および／または管電流
に基づいて、Ｘ線管球１が所望の温度をほぼ維持するよ
うに水冷装置１１による冷却を制御する。
制御方法を提供する。 【解決手段】 Ｘ線管球１を水冷装置１１により冷却す
るにあたり、Ｘ線管球１の管電圧および／または管電流
に基づいて、Ｘ線管球１が所望の温度をほぼ維持するよ
うに水冷装置１１による冷却を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線管球の冷却制
御方法に関するものである。
御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４に断面図を示すように、Ｘ線管球１
は、管球内部を高真空に保ち、陰極２のフィラメントか
ら発生する熱電子を陽極３のターゲット物質に衝突させ
てＸ線を発生させるようになっている。このため、多量
の熱の発生が避けられず、熱による管球の変形や内部で
のガスの発生により真空度が低下して管球故障が発生し
易い。そこで、一般には、熱が発生する陽極３の部分に
冷却水通路４を形成し、この冷却水通路４を通して図示
しない水冷装置によって冷却水を供給することにより管
球を冷却するようにしている。
は、管球内部を高真空に保ち、陰極２のフィラメントか
ら発生する熱電子を陽極３のターゲット物質に衝突させ
てＸ線を発生させるようになっている。このため、多量
の熱の発生が避けられず、熱による管球の変形や内部で
のガスの発生により真空度が低下して管球故障が発生し
易い。そこで、一般には、熱が発生する陽極３の部分に
冷却水通路４を形成し、この冷却水通路４を通して図示
しない水冷装置によって冷却水を供給することにより管
球を冷却するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷却方法では、最高出力時に電極温度が管球固有の規定
温度以下となるように、冷却水の水量および水温を一定
に制御している。このため、鋼板の厚さ計などのＸ線計
測装置におけるように、Ｘ線出力を測定対象に応じて広
範囲に変化させる場合には、管球温度が変化して、微量
ではあるが内部ガスの発生や管球封入部の変形によるガ
スの侵入などが生じ、それが繰り返されることによって
寿命が短くなるという問題がある。
冷却方法では、最高出力時に電極温度が管球固有の規定
温度以下となるように、冷却水の水量および水温を一定
に制御している。このため、鋼板の厚さ計などのＸ線計
測装置におけるように、Ｘ線出力を測定対象に応じて広
範囲に変化させる場合には、管球温度が変化して、微量
ではあるが内部ガスの発生や管球封入部の変形によるガ
スの侵入などが生じ、それが繰り返されることによって
寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】したがって、かかる点に鑑みてなされた本
発明の目的は、Ｘ線管球の寿命を延長できるＸ線管球の
冷却制御方法を提供することにある。
発明の目的は、Ｘ線管球の寿命を延長できるＸ線管球の
冷却制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係るＸ線管球の冷却制御方法は、Ｘ線管球を水冷装
置により冷却するにあたり、上記Ｘ線管球の管電圧およ
び／または管電流に基づいて、上記Ｘ線管球が所望の温
度をほぼ維持するように上記水冷装置による冷却を制御
することを特徴とするものである。
明に係るＸ線管球の冷却制御方法は、Ｘ線管球を水冷装
置により冷却するにあたり、上記Ｘ線管球の管電圧およ
び／または管電流に基づいて、上記Ｘ線管球が所望の温
度をほぼ維持するように上記水冷装置による冷却を制御
することを特徴とするものである。
【０００６】本発明は、Ｘ線管球の熱発生源は、熱電子
の陽極への衝突エネルギーの一部で、熱電子のエネルギ
ーおよび熱電子の量は、それぞれ管電圧および管電流と
比例することに基づいている。そこで、Ｘ線管球の管電
圧および／または管電流の設定値または実績値を用い
て、Ｘ線管球が所望の温度をほぼ維持するように、管球
の冷却量と相関のある水冷装置の冷却水の水量および／
または温度を制御する。このようにすると、管電圧およ
び／または管電流を制御してＸ線出力（熱電子エネルギ
ーおよび／または熱電子量）を変化させても、管球の温
度変化を小さく抑えることができるので、Ｘ線管球の寿
命を長くすることが可能となる。
の陽極への衝突エネルギーの一部で、熱電子のエネルギ
ーおよび熱電子の量は、それぞれ管電圧および管電流と
比例することに基づいている。そこで、Ｘ線管球の管電
圧および／または管電流の設定値または実績値を用い
て、Ｘ線管球が所望の温度をほぼ維持するように、管球
の冷却量と相関のある水冷装置の冷却水の水量および／
または温度を制御する。このようにすると、管電圧およ
び／または管電流を制御してＸ線出力（熱電子エネルギ
ーおよび／または熱電子量）を変化させても、管球の温
度変化を小さく抑えることができるので、Ｘ線管球の寿
命を長くすることが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る
Ｘ線管球の冷却制御方法を実施するＸ線発生装置の一例
の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、図４
に示した構成のＸ線管球１を用いるもので、このＸ線管
球１を水冷装置１１で冷却する。水冷装置１１は、冷却
水タンク１２、送水ポンプ（Ｐ）１３、コントロール弁
１４、温度センサ１５、冷却水温度制御装置１６および
冷却装置１７を有し、冷却水タンク１２内の冷却水を送
水ポンプ１３、コントロール弁１４およびＸ線管球１の
冷却水通路４（図４参照）を経て循環させると共に、そ
の冷却水の温度を温度センサ１５で計測し、その計測値
に基づいて冷却水温度制御装置１６により冷却装置１７
を介して所定の設定温度となるように制御する。また、
Ｘ線管球１は、Ｘ線制御装置２１により所望のＸ線出力
が得られるように、その管電圧および管電流を制御す
る。
一実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る
Ｘ線管球の冷却制御方法を実施するＸ線発生装置の一例
の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、図４
に示した構成のＸ線管球１を用いるもので、このＸ線管
球１を水冷装置１１で冷却する。水冷装置１１は、冷却
水タンク１２、送水ポンプ（Ｐ）１３、コントロール弁
１４、温度センサ１５、冷却水温度制御装置１６および
冷却装置１７を有し、冷却水タンク１２内の冷却水を送
水ポンプ１３、コントロール弁１４およびＸ線管球１の
冷却水通路４（図４参照）を経て循環させると共に、そ
の冷却水の温度を温度センサ１５で計測し、その計測値
に基づいて冷却水温度制御装置１６により冷却装置１７
を介して所定の設定温度となるように制御する。また、
Ｘ線管球１は、Ｘ線制御装置２１により所望のＸ線出力
が得られるように、その管電圧および管電流を制御す
る。
【０００８】本実施の形態では、Ｘ線制御装置２１によ
り制御するＸ線管球１の管電圧および管電流の設定値あ
るいは実績値を冷却水流量制御装置２２に供給し、ここ
で管電圧および管電流に基づいてＸ線管球１の管球温度
が所望の設定温度となる冷却水量を演算して、その演算
結果に基づいてコントロール弁１４を制御する。
り制御するＸ線管球１の管電圧および管電流の設定値あ
るいは実績値を冷却水流量制御装置２２に供給し、ここ
で管電圧および管電流に基づいてＸ線管球１の管球温度
が所望の設定温度となる冷却水量を演算して、その演算
結果に基づいてコントロール弁１４を制御する。
【０００９】図２は、冷却水流量制御装置２２の動作を
示すフローチャートである。先ず、Ｘ線制御装置２１か
らの管電圧および管電流を読み込んで（ステップＳ
１）、発生熱量を計算する（ステップＳ２）。次に、計
算した発生熱量を相殺する冷却水量を計算して（ステッ
プＳ３）、予め求めておいた冷却水量とコントロール弁
１４の弁開度との関係から必要弁開度（操作量）を計算
し（ステップＳ４）、これによりコントロール弁１４の
弁開度を必要弁開度となるように制御する。
示すフローチャートである。先ず、Ｘ線制御装置２１か
らの管電圧および管電流を読み込んで（ステップＳ
１）、発生熱量を計算する（ステップＳ２）。次に、計
算した発生熱量を相殺する冷却水量を計算して（ステッ
プＳ３）、予め求めておいた冷却水量とコントロール弁
１４の弁開度との関係から必要弁開度（操作量）を計算
し（ステップＳ４）、これによりコントロール弁１４の
弁開度を必要弁開度となるように制御する。
【００１０】ここで、Ｘ線管球１における発生熱量は、
【数１】ｑｉｎ＝γ×Ｉ×Ｖ ・・・（１) ｑｉｎ：発生熱量［Ｗ］ γ：係数 Ｉ：管電流［Ａ］ Ｖ：管電圧［Ｖ］ で表わされ、冷却水量と抜熱量との関係は、
【数２】ｑ＝ｈ×Ａ×（Ｔ−Ｔａ） ・・・（２) ｈ＝α×Ｑβ ・・・(３) ｑ：抜熱量［Ｗ］ Ａ：Ｘ線管球での冷却水の接触面積［ｍ２］ Ｔ：管球の設定温度［Ｋ］ Ｔａ：冷却水の設定温度［Ｋ］ ｈ：熱伝導率［Ｗ／ｍ２Ｋ］ α，β：係数 Ｑ：冷却水量［ｍ３／ｈｒ］ で表わされる。
【００１１】また、冷却水量は、（２）式において、ｑ
＝ｑｉｎとして（３）式を代入することで、
＝ｑｉｎとして（３）式を代入することで、
【数３】 Ｑ＝［ｑｉｎ／｛Ａ×（Ｔ−Ｔａ）×α｝］１／β ・・・（４） で表わされる。
【００１２】したがって、ステップＳ２では（１）式に
より発生熱量を計算することができ、ステップＳ３では
（４）式により冷却水量を計算することができる。
より発生熱量を計算することができ、ステップＳ３では
（４）式により冷却水量を計算することができる。
【００１３】図３は、管電圧を変化させた場合の従来の
冷却方法による冷却水量および管球温度と、本実施の形
態の冷却方法による冷却水量および管球温度とを比較し
て示すもので、横軸はそれぞれ時間を表わしている。図
３から明らかなように、本実施の形態によると、管球温
度の変化が小さくなっていることがわかる。
冷却方法による冷却水量および管球温度と、本実施の形
態の冷却方法による冷却水量および管球温度とを比較し
て示すもので、横軸はそれぞれ時間を表わしている。図
３から明らかなように、本実施の形態によると、管球温
度の変化が小さくなっていることがわかる。
【００１４】以上のように、本実施の形態によれば、Ｘ
線管球１の管電圧および管電流の設定値または実績値に
基づいて、Ｘ線管球１の管球温度が所望の設定温度をほ
ぼ維持するように、冷却水流量制御装置２２によりコン
トロール弁１４の弁開度を制御して、所定の温度に制御
された冷却水の水量を制御するようにしたので、管電圧
および／または管電流を制御してＸ線出力を変化させて
も、管球の温度変化を小さく抑えることができ、したが
ってＸ線管球の寿命を長くすることができる。
線管球１の管電圧および管電流の設定値または実績値に
基づいて、Ｘ線管球１の管球温度が所望の設定温度をほ
ぼ維持するように、冷却水流量制御装置２２によりコン
トロール弁１４の弁開度を制御して、所定の温度に制御
された冷却水の水量を制御するようにしたので、管電圧
および／または管電流を制御してＸ線出力を変化させて
も、管球の温度変化を小さく抑えることができ、したが
ってＸ線管球の寿命を長くすることができる。
【００１５】なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限
定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能で
ある。例えば、上記実施の形態では、（１）式〜（３）
式により管電圧、管電流および冷却水量の関係を求めた
が、これらの式を用いることなく、実験値等から管電
圧、管電流および冷却水量の関係を予め求めて、同様に
制御することもできる。また、管電圧または管電流の一
方を固定とし、他方を可変としてＸ線出力を制御する場
合には、その可変させる管電圧または管電流と冷却水量
との関係を予め求めて、実際の管電圧または管電流の設
定値または実績値に基づいて、Ｘ線管球１の管球温度が
所望の設定温度をほぼ維持するように、冷却水量を制御
するようにすることもできる。さらに、冷却水量の制御
に代えて、あるいは冷却水量の制御とともに冷却水の温
度を制御して、管球温度を所望の温度にほぼ維持させる
ようにすることもできる。
定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能で
ある。例えば、上記実施の形態では、（１）式〜（３）
式により管電圧、管電流および冷却水量の関係を求めた
が、これらの式を用いることなく、実験値等から管電
圧、管電流および冷却水量の関係を予め求めて、同様に
制御することもできる。また、管電圧または管電流の一
方を固定とし、他方を可変としてＸ線出力を制御する場
合には、その可変させる管電圧または管電流と冷却水量
との関係を予め求めて、実際の管電圧または管電流の設
定値または実績値に基づいて、Ｘ線管球１の管球温度が
所望の設定温度をほぼ維持するように、冷却水量を制御
するようにすることもできる。さらに、冷却水量の制御
に代えて、あるいは冷却水量の制御とともに冷却水の温
度を制御して、管球温度を所望の温度にほぼ維持させる
ようにすることもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｘ線管
球を水冷装置により冷却するにあたり、Ｘ線管球の管電
圧および／または管電流に基づいて、Ｘ線管球が所望の
温度をほぼ維持するように水冷装置による冷却を制御す
るようにしたので、管電圧および／または管電流を制御
してＸ線出力を変化させた場合でも、Ｘ線管球の温度変
化を小さく抑えることができ、Ｘ線管球の寿命を長くす
ることができる。
球を水冷装置により冷却するにあたり、Ｘ線管球の管電
圧および／または管電流に基づいて、Ｘ線管球が所望の
温度をほぼ維持するように水冷装置による冷却を制御す
るようにしたので、管電圧および／または管電流を制御
してＸ線出力を変化させた場合でも、Ｘ線管球の温度変
化を小さく抑えることができ、Ｘ線管球の寿命を長くす
ることができる。
【図１】 本発明に係るＸ線管球の冷却制御方法を実施
するＸ線発生装置の一例の構成を示すブロック図であ
る。
するＸ線発生装置の一例の構成を示すブロック図であ
る。
【図２】 図１に示す冷却水流量制御装置の動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】 管電圧を変化させた場合の従来の冷却方法に
よる冷却水量および管球温度と、図１に示す実施の形態
の冷却方法による冷却水量および管球温度とを比較して
示す図である。
よる冷却水量および管球温度と、図１に示す実施の形態
の冷却方法による冷却水量および管球温度とを比較して
示す図である。
【図４】 本発明が適用可能なＸ線管球の一例の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
１ Ｘ線管球 ２ 陰極 ３ 陽極 ４ 冷却水通路 １１ 水冷装置 １２ 冷却水タンク １３ 送水ポンプ １４ コントロール弁 １５ 温度センサ １６ 冷却水温度制御装置 １７ 冷却装置 ２１ Ｘ線制御装置 ２２ 冷却水流量制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ線管球を水冷装置により冷却するにあ
たり、上記Ｘ線管球の管電圧および／または管電流に基
づいて、上記Ｘ線管球が所望の温度をほぼ維持するよう
に上記水冷装置による冷却を制御することを特徴とする
Ｘ線管球の冷却制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000086418A JP2001273999A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Ｘ線管球の冷却制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000086418A JP2001273999A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Ｘ線管球の冷却制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001273999A true JP2001273999A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18602590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000086418A Pending JP2001273999A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Ｘ線管球の冷却制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001273999A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066579A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Toshiba Corp | Ｘ線管装置の電圧印加方法およびｘ線管装置 |
| CN113358155A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 西安羲和永青医疗科技有限责任公司 | 一种x射线管工作状态监测方法 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000086418A patent/JP2001273999A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066579A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Toshiba Corp | Ｘ線管装置の電圧印加方法およびｘ線管装置 |
| CN113358155A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 西安羲和永青医疗科技有限责任公司 | 一种x射线管工作状态监测方法 |
| CN113358155B (zh) * | 2021-06-08 | 2022-10-11 | 西安羲和永青医疗科技有限责任公司 | 一种x射线管工作状态监测方法 |
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