JP2758934B2 - 回転対陰極ｘ線発生装置 - Google Patents
回転対陰極ｘ線発生装置Info
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- JP2758934B2 JP2758934B2 JP19535789A JP19535789A JP2758934B2 JP 2758934 B2 JP2758934 B2 JP 2758934B2 JP 19535789 A JP19535789 A JP 19535789A JP 19535789 A JP19535789 A JP 19535789A JP 2758934 B2 JP2758934 B2 JP 2758934B2
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- ray
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転対陰極Ｘ線発生装置の改良に関するもの
である。
である。
従来、銅、クロム、タングステン、モリブデン等から
構成した回転対陰極を高速で回転させ、電子線を照射し
てＸ線を発生させる装置が医療用や工業用に使用されて
いる。例えば工業用としては、ベルト駆動で高速回転す
る回転対陰極の内面を水冷し、これに電子線を照射して
Ｘ線を発生するようにした水冷形の回転対陰極Ｘ線管が
提案されている。
構成した回転対陰極を高速で回転させ、電子線を照射し
てＸ線を発生させる装置が医療用や工業用に使用されて
いる。例えば工業用としては、ベルト駆動で高速回転す
る回転対陰極の内面を水冷し、これに電子線を照射して
Ｘ線を発生するようにした水冷形の回転対陰極Ｘ線管が
提案されている。
ところで、回転対陰極は電子線の照射により加熱さ
れ、電子線エネルギが大きすぎると溶解してしまうので
回転対陰極の出力Ｘ線容量の許容値（許容負荷）が決め
られている。この許容負荷は回転対陰極の材質、電子線
が照射される円周面の周速度、及び照射される電子線束
の大きさ（Ｘ線フォーカスサイズに対応）で決定される
が、従来の回転対陰極Ｘ線管は、機種によって回転対陰
極の回転数値は決まっていた。そのため、電子線束をよ
り小さく絞った場合は、局部的温度上昇が大きくなるた
め回転対陰極の許容負荷は小さくなり、その結果、照射
電子線エネルギを小さくしなければならないので出力Ｘ
線強度が低下してしまい、また照射電子線エネルギを小
さくするために、せっかく持っている装置の電源容量の
一部しか活用しないことになる。
れ、電子線エネルギが大きすぎると溶解してしまうので
回転対陰極の出力Ｘ線容量の許容値（許容負荷）が決め
られている。この許容負荷は回転対陰極の材質、電子線
が照射される円周面の周速度、及び照射される電子線束
の大きさ（Ｘ線フォーカスサイズに対応）で決定される
が、従来の回転対陰極Ｘ線管は、機種によって回転対陰
極の回転数値は決まっていた。そのため、電子線束をよ
り小さく絞った場合は、局部的温度上昇が大きくなるた
め回転対陰極の許容負荷は小さくなり、その結果、照射
電子線エネルギを小さくしなければならないので出力Ｘ
線強度が低下してしまい、また照射電子線エネルギを小
さくするために、せっかく持っている装置の電源容量の
一部しか活用しないことになる。
本発明は上記課題を解決するためのもので、回転対陰
極の材質、Ｘ線フォーカスサイズを変更しても出力Ｘ線
強度を低下することなく、Ｘ線出力を効率的に取り出せ
るようにした回転対陰極Ｘ線発生装置を提供することを
目的とする。
極の材質、Ｘ線フォーカスサイズを変更しても出力Ｘ線
強度を低下することなく、Ｘ線出力を効率的に取り出せ
るようにした回転対陰極Ｘ線発生装置を提供することを
目的とする。
そのために本発明は、材質が交換可能な回転対陰極と
Ｘ線フォーカスサイズが切換え可能な電子線源と負荷が
許容値を越えたとき信号を発して安全装置を働かせる負
荷制限手段とを備えた回転対陰極Ｘ線発生装置におい
て、前記回転対陰極の材質とＸ線フォーカスサイズを設
定する手段と、該設定手段の情報に基づいて、最大許容
負荷値を設定する機能を付加した前記負荷制限手段と、
該負荷制限手段の情報と前記設定手段の情報とに基づい
て、前記回転対陰極の回転数を設定する回転数設定手段
を備え、前記回転数設定手段により、前記回転対陰極の
材質とＸ線フォーカスサイズの組み合わせで決まる最大
許容負荷値内で装置を稼働させるように、回転対陰極の
回転数を制御することを特徴とする。
Ｘ線フォーカスサイズが切換え可能な電子線源と負荷が
許容値を越えたとき信号を発して安全装置を働かせる負
荷制限手段とを備えた回転対陰極Ｘ線発生装置におい
て、前記回転対陰極の材質とＸ線フォーカスサイズを設
定する手段と、該設定手段の情報に基づいて、最大許容
負荷値を設定する機能を付加した前記負荷制限手段と、
該負荷制限手段の情報と前記設定手段の情報とに基づい
て、前記回転対陰極の回転数を設定する回転数設定手段
を備え、前記回転数設定手段により、前記回転対陰極の
材質とＸ線フォーカスサイズの組み合わせで決まる最大
許容負荷値内で装置を稼働させるように、回転対陰極の
回転数を制御することを特徴とする。
本発明は、回転対陰極の材質、Ｘ線フォーカスサイズ
に応じて回転対陰極の回転数をコントロールすることに
より許容負荷が小さくなるのを防止し、出力Ｘ線強度を
低下させず、かつＸ線出力を効率的に取り出せることが
できる。
に応じて回転対陰極の回転数をコントロールすることに
より許容負荷が小さくなるのを防止し、出力Ｘ線強度を
低下させず、かつＸ線出力を効率的に取り出せることが
できる。
以下、実施例を説明する。
第１図は本発明の回転対陰極Ｘ線発生装置の構成を示
すブロック図、第２図は許容負荷を説明するための図で
ある。図中、１は回転対陰極材質設定手段、２はフォー
カスサイズ設定手段、３は回転数設定手段、４は負荷リ
ミッタ、５は回転対陰極ドライバ、６はモータ、７は回
転対陰極、８は回転速度検出器、９はコンパレータ、10
は保安回路、12は回転軸、13はフィラメント、14は集束
電極である。
すブロック図、第２図は許容負荷を説明するための図で
ある。図中、１は回転対陰極材質設定手段、２はフォー
カスサイズ設定手段、３は回転数設定手段、４は負荷リ
ミッタ、５は回転対陰極ドライバ、６はモータ、７は回
転対陰極、８は回転速度検出器、９はコンパレータ、10
は保安回路、12は回転軸、13はフィラメント、14は集束
電極である。
第２図において、回転対陰極７は真空室内に配置され
てその内側は水冷により冷却され、回転軸12を通して図
示しない駆動源により高速回転駆動される。回転軸の駆
動はベルト駆動でも、あるいはモータ直結による直接駆
動でもよい。一方、フィラメント13に通電して加熱し、
集束電極14との間には1KV以下の電圧が印加され、また
フィラメントと回転対陰極との間に数10KVの電圧を印加
して回転対陰極の周側面に電子線を照射する。電子線照
射された領域15からはＸ線が発生して分析等に利用され
る。電子線照射領域15の大きさ、即ちＸ線フォーカスサ
イズは、フィラメント13や集束電極14の電子線通口の大
きさ、あるいはフィラメントと集束電極間のバイアス電
圧を変化させることにより変えることができる。回転対
陰極は電子線照射により加熱され、それによる温度上昇
が許容負荷を決める一つの要素である。ある材質の回転
対陰極表面温度は電子線束のエネルギに比例するが、電
子線エネルギを一定とした場合、回転対陰極表面の周速
度の1/2乗、回転対陰極表面における電子線束の回転対
陰極回転方向の大きさの1/2乗に比例する。
てその内側は水冷により冷却され、回転軸12を通して図
示しない駆動源により高速回転駆動される。回転軸の駆
動はベルト駆動でも、あるいはモータ直結による直接駆
動でもよい。一方、フィラメント13に通電して加熱し、
集束電極14との間には1KV以下の電圧が印加され、また
フィラメントと回転対陰極との間に数10KVの電圧を印加
して回転対陰極の周側面に電子線を照射する。電子線照
射された領域15からはＸ線が発生して分析等に利用され
る。電子線照射領域15の大きさ、即ちＸ線フォーカスサ
イズは、フィラメント13や集束電極14の電子線通口の大
きさ、あるいはフィラメントと集束電極間のバイアス電
圧を変化させることにより変えることができる。回転対
陰極は電子線照射により加熱され、それによる温度上昇
が許容負荷を決める一つの要素である。ある材質の回転
対陰極表面温度は電子線束のエネルギに比例するが、電
子線エネルギを一定とした場合、回転対陰極表面の周速
度の1/2乗、回転対陰極表面における電子線束の回転対
陰極回転方向の大きさの1/2乗に比例する。
さらに詳しく述べると、第２図において回転対陰極の
周速度をｖ、電子線束の対陰極回転方向の大きさ（幅）
をｄ、回転軸方向の長さをｌとすると、許容負荷Ｗは、 で表され、さらに材質によっても変化する。例えば、Ｘ
線分析においては標準のＸ線フォーカスサイズを用い、
それに見合った出力Ｘ線強度で試料の分析を行っている
が、試料によってはＸ線フォーカスサイズをより微小に
して分解能を上げ、分析精度を高めたい場合がある。し
かし、Ｘ線フォーカスサイズを小さくすると、（１）式
から分かるように、回転対陰極表面の周速度ｖが同じで
あれば回転対陰極の許容負荷Ｗは に比例して小さくなり、出力Ｘ線強度が低下してしま
う。そこで本発明においては、回転対陰極の材質、Ｘ線
フォーカスサイズに応じて回転対陰極の回転数を制御す
る。例えば、幅ｄ、または長さｌの少なくとも一方を小
さくしてＸ線フォーカスサイズを小さくした場合には、
（１）式で与えられる許容負荷Ｗが小さくならないよう
に回転数を上げて出力Ｘ線強度の低下を防止する。ま
た、Ｘ線フォーカスサイズを大きくした場合には許容負
荷Ｗは大きくなるので、必要な場合には回転数を下げ、
必要以上に回転数を上げないで出力Ｘ線強度の低下を防
止する。
周速度をｖ、電子線束の対陰極回転方向の大きさ（幅）
をｄ、回転軸方向の長さをｌとすると、許容負荷Ｗは、 で表され、さらに材質によっても変化する。例えば、Ｘ
線分析においては標準のＸ線フォーカスサイズを用い、
それに見合った出力Ｘ線強度で試料の分析を行っている
が、試料によってはＸ線フォーカスサイズをより微小に
して分解能を上げ、分析精度を高めたい場合がある。し
かし、Ｘ線フォーカスサイズを小さくすると、（１）式
から分かるように、回転対陰極表面の周速度ｖが同じで
あれば回転対陰極の許容負荷Ｗは に比例して小さくなり、出力Ｘ線強度が低下してしま
う。そこで本発明においては、回転対陰極の材質、Ｘ線
フォーカスサイズに応じて回転対陰極の回転数を制御す
る。例えば、幅ｄ、または長さｌの少なくとも一方を小
さくしてＸ線フォーカスサイズを小さくした場合には、
（１）式で与えられる許容負荷Ｗが小さくならないよう
に回転数を上げて出力Ｘ線強度の低下を防止する。ま
た、Ｘ線フォーカスサイズを大きくした場合には許容負
荷Ｗは大きくなるので、必要な場合には回転数を下げ、
必要以上に回転数を上げないで出力Ｘ線強度の低下を防
止する。
第１図において、回転対陰極材質設定手段１により使
用される材質を設定し、フォーカスサイズ設定手段２に
より回転対陰極７に当てる電子ビームサイズを設定す
る。設定された材質、フォーカスサイズに基づき、回転
数設定手段３、負荷リミッタ４においてそれぞれ回転
数、負荷リミッタ値を設定する。負荷リミッタ値は回転
対陰極からフィラメントへ流れる電流（管電流）と、フ
ィラメントと回転対陰極間に印加する電圧（管電圧）と
の積により決定される電子線エネルギの許容値である。
そして回転対陰極ドライバ５によりモータ６を介して回
転対陰極７を設定された回転数で駆動し、回転速度を検
出器８で検出する。検出した回転速度と設定値とをコン
パレータ９で比較し、検出値が設定値より小さい場合に
は回転対陰極の温度が上昇してしまうので回転対陰極が
溶解しないように保安回路10を駆動して装置を停止させ
る。また、負荷リミッタにより電子線エネルギがリミッ
タ値を越えている場合にも同様に保安回路10を動作させ
て装置を停止させる。なお、保安回路10はこれ以外にも
異常発生信号が加えられると装置を停止させて安全を確
保する。
用される材質を設定し、フォーカスサイズ設定手段２に
より回転対陰極７に当てる電子ビームサイズを設定す
る。設定された材質、フォーカスサイズに基づき、回転
数設定手段３、負荷リミッタ４においてそれぞれ回転
数、負荷リミッタ値を設定する。負荷リミッタ値は回転
対陰極からフィラメントへ流れる電流（管電流）と、フ
ィラメントと回転対陰極間に印加する電圧（管電圧）と
の積により決定される電子線エネルギの許容値である。
そして回転対陰極ドライバ５によりモータ６を介して回
転対陰極７を設定された回転数で駆動し、回転速度を検
出器８で検出する。検出した回転速度と設定値とをコン
パレータ９で比較し、検出値が設定値より小さい場合に
は回転対陰極の温度が上昇してしまうので回転対陰極が
溶解しないように保安回路10を駆動して装置を停止させ
る。また、負荷リミッタにより電子線エネルギがリミッ
タ値を越えている場合にも同様に保安回路10を動作させ
て装置を停止させる。なお、保安回路10はこれ以外にも
異常発生信号が加えられると装置を停止させて安全を確
保する。
このように、Ｘ線フォーカスサイズを小さくした場合
には回転数を上げ、Ｘ線フォーカスサイズを大きくした
場合には必要に応じて回転数を下げることにより、微小
焦点での出力Ｘ線強度をアップしてＸ線回折精度を向上
させ、また、それほど分析精度を要せず、したがってＸ
線フォーカスサイズが比較的大きくてもよいような場合
にはそれに応じて回転数を下げることができ、必要以上
に回転数を上げずに済むので、効率的にＸ線出力を得る
ことができる。
には回転数を上げ、Ｘ線フォーカスサイズを大きくした
場合には必要に応じて回転数を下げることにより、微小
焦点での出力Ｘ線強度をアップしてＸ線回折精度を向上
させ、また、それほど分析精度を要せず、したがってＸ
線フォーカスサイズが比較的大きくてもよいような場合
にはそれに応じて回転数を下げることができ、必要以上
に回転数を上げずに済むので、効率的にＸ線出力を得る
ことができる。
例えば、直径10cm、回転数6000rpm、出力18KWの銅回
転対陰極を使用したＸ線管の場合、Ｘ線フォーカスサイ
ズは0.5mm（幅）×10mm（長さ）であるが、これを0.2mm
×10mmのＸ線フォーカスサイズとした場合には同じ回転
数では許容負荷は11KWに低下する。しかし本発明により
回転数を10000rpmに上げることにより14KWに許容負荷を
上げることができる。
転対陰極を使用したＸ線管の場合、Ｘ線フォーカスサイ
ズは0.5mm（幅）×10mm（長さ）であるが、これを0.2mm
×10mmのＸ線フォーカスサイズとした場合には同じ回転
数では許容負荷は11KWに低下する。しかし本発明により
回転数を10000rpmに上げることにより14KWに許容負荷を
上げることができる。
また、銅回転対陰極で18KW出力のＸ線管の場合、クロ
ム回転対陰極を使用した場合の許容負荷は同じ回転数で
は15KWであるが、回転対陰極の回転数を6000rpmから900
0rpmに上げることにより銅回転対陰極の場合と同様に18
KWまで許容負荷を上げることができる。
ム回転対陰極を使用した場合の許容負荷は同じ回転数で
は15KWであるが、回転対陰極の回転数を6000rpmから900
0rpmに上げることにより銅回転対陰極の場合と同様に18
KWまで許容負荷を上げることができる。
以上のように本発明によれば、回転対陰極の材質、Ｘ
線フォーカスサイズに基づいて回転対陰極の回転数を制
御することにより許容負荷が小さくならないので、例え
ば微小焦点により分析精度を向上させたい場合や、許容
温度上昇の低い材質の場合にも出力Ｘ線強度を低下させ
ることがなく、またＸ線フォーカスサイズが比較的大き
くてもよい場合や、許容温度上昇を大きくとれる材質の
場合には必要以上に回転数を上げずにすむのでＸ線出力
を効率的に取り出せることができる。
線フォーカスサイズに基づいて回転対陰極の回転数を制
御することにより許容負荷が小さくならないので、例え
ば微小焦点により分析精度を向上させたい場合や、許容
温度上昇の低い材質の場合にも出力Ｘ線強度を低下させ
ることがなく、またＸ線フォーカスサイズが比較的大き
くてもよい場合や、許容温度上昇を大きくとれる材質の
場合には必要以上に回転数を上げずにすむのでＸ線出力
を効率的に取り出せることができる。
第１図は本発明の回転対陰極Ｘ線発生装置の構成を示す
ブロック図、第２図は許容負荷を説明するための図であ
る。 １…回転対陰極材質設定手段、２…フォーカスサイズ設
定手段、３…回転数設定手段、４…負荷リミッタ、５…
回転対陰極ドライバ、６…モータ、７…回転対陰極、８
…回転速度検出器、９…コンパレータ、10…保安回路。
ブロック図、第２図は許容負荷を説明するための図であ
る。 １…回転対陰極材質設定手段、２…フォーカスサイズ設
定手段、３…回転数設定手段、４…負荷リミッタ、５…
回転対陰極ドライバ、６…モータ、７…回転対陰極、８
…回転速度検出器、９…コンパレータ、10…保安回路。
Claims (1)
- 【請求項１】材質が交換可能な回転対陰極とＸ線フォー
カスサイズが切換え可能な電子線源と負荷が許容値を越
えたとき信号を発して安全装置を働かせる負荷制限手段
とを備えた回転対陰極Ｘ線発生装置において、 前記回転対陰極の材質とＸ線フォーカスサイズを設定す
る手段と、該設定手段の情報に基づいて、最大許容負荷
値を設定する機能を付加した前記負荷制限手段と、該負
荷制限手段の情報と前記設定手段の情報とに基づいて、
前記回転対陰極の回転数を設定する回転数設定手段を備
え、 前記回転数設定手段により、前記回転対陰極の材質とＸ
線フォーカスサイズの組み合わせで決まる最大許容負荷
値内で装置を稼働させるように、回転対陰極の回転数を
制御することを特徴とする回転対陰極Ｘ線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19535789A JP2758934B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 回転対陰極ｘ線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19535789A JP2758934B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 回転対陰極ｘ線発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0359936A JPH0359936A (ja) | 1991-03-14 |
| JP2758934B2 true JP2758934B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=16339830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19535789A Expired - Fee Related JP2758934B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 回転対陰極ｘ線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758934B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19535789A patent/JP2758934B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0359936A (ja) | 1991-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |