JPH0665993B2 - X線装置の管電流検出回路 - Google Patents

X線装置の管電流検出回路

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JPH0665993B2
JPH0665993B2 JP59090161A JP9016184A JPH0665993B2 JP H0665993 B2 JPH0665993 B2 JP H0665993B2 JP 59090161 A JP59090161 A JP 59090161A JP 9016184 A JP9016184 A JP 9016184A JP H0665993 B2 JPH0665993 B2 JP H0665993B2
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正治 大竹口
博文 日野
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株式会社日立メデイコ
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電流回路にインバータを有し、X線管に並列に
平滑コンデンサを接続してなるX線装置の管電流検出回
路に関するものである。
〔発明の背景〕
従来のこの種の回路を備えたX線装置の回路を第1図に
示す。第1図において、1は直流電源、2は直流電圧を
交流電圧に変換するインバータ、3はインバータ2の出
力電圧を昇圧する高圧変圧器、4は高圧変圧器3の出力
を整流する高圧整流回路、5はX線管、6及び7は平滑
コンデンサ、8は平滑コンデンサ6,7を流れる電流を検
出する検出用抵抗である。9は高圧変圧器3の2次巻線
に流れる電流を中性点で整流する整流回路、10は整流回
路9で整流された電流を検出する検出用抵抗、11は検出
抵抗10の端子電圧に応じて高圧変圧器3の2次巻線に流
れる電流Iを検出する第1の検出回路、12は検出抵抗8
の端子電圧に応じて平滑コンデンサ6,7に流れる電流I1
を検出する第2の検出回路である。13は第1及び第2検
出回路11,12の出力信号からX線管電流IXに相当する値
を演算する演算回路、14はX線管5のフイラメント加熱
回路で、演算回路13から出力された管電流測定値信号IS
と予め設定した管電流設定値信号IFとに応じてX線管5
のフイラメント加熱電圧又はフイラメント加熱電流を制
御するものである。
15はインバータ2を制御するインバータ制御回路、16は
予め設定した管電流に応じた前記管電流設定値信号IF
出力する管電流設定器、17は高圧変圧器3の2次巻線間
に生じる浮遊容量である。
上述したように、従来、管電流IXを検出するには、X線
装置高圧部に直接に電流検出器を接続する方法では技術
的及び価格的に困難であるため、低圧部で、高圧変圧器
3の2次巻線電流Iと平滑コンデンサ6,7に流れる電流I
1を検出し、下記(1)式によつて管電流IXを求める方法を
採用していた。
IX=I−I1 (1) ところで、X線装置において、高圧変圧器3の漏れイン
ダクタンスを小さくするために巻線間の絶縁物又は距離
を少なくすると、高圧変圧部3の浮遊容量17は増加する
傾向にある。また、平滑コンデンサ6,7での容量を小さ
くし、しかも管電圧波形の脈動を小さくするためにイン
バータ2の周波数を高める傾向にあり、浮遊容量17に流
れる電流が多くなる。このため、高圧変圧器3の浮遊容
量17に流れる電流ICは、管電流IXと比較して無視できな
い値となる。従つて、このような場合に、管電流IXは次
式(2)のように求めなければならない。
IX=I−I1−IC (2) しかし、浮遊容量17に流れる電流ICは実際に測定するこ
とは困難であり、仮に測定ができ、それにより補正する
としても、その値はインバータ2の周波数、高圧変圧器
3の出力電圧及び浮遊容量17の大きさなどにより再び変
化し得るものであり、結局、電流ICを正確に求め、補正
を行うことは困難である。
以上のように、管電流IXを高圧変圧器3の2次巻線電流
Iと平滑コンデンサ6,7に流れる電流I1とで求める従来
回路では、浮遊容量17の影響によつて正確に測定するこ
とは難しく、このため従来、浮遊容量17による影響を無
視できる管電流検出回路が要望されていた。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような要望に鑑みてなされたもので、浮
遊容量の影響を受けず、精度よく管電流を検出すること
ができるX線装置の管電流検出回路を提供することを目
的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、インバータと、このインバータの出力電圧を
昇圧する高圧変圧器と、この高圧変圧器の出力を整流す
る整流回路と、この整流回路の出力電圧が印加されるX
線管と、このX線管に並列接続された平滑コンデンサと
を備えてなるX線装置において、前記平滑コンデンサに
流れる電流を検出する電流検出回路と、前記インバータ
の休止期間に前記電流検出回路の出力信号をサンプリン
グするサンプリング回路とを備え、このサンプリング回
路により前記平滑コンデンサの放電開始初期の前記電流
検出回路の出力信号をサンプリングし、その出力信号の
大きさに応じた値をX線管電流値として出力するように
して管電流検出を高精度化したものである。
〔発明の実施例〕
以下第2図〜第4図を参照して本発明の実施例を説明す
る。第2図は本発明による管電流検出回路を備えたX線
装置の一例を示す回路図で、この第2図において、第1
図と同一符号は同一又は相当部分を示す。20はインバー
タ2へインバータ制御信号S1及びS2を出力し、かつイン
バータ2の休止期間にサンプリング信号S4を出力するイ
ンバータ制御回路、21は検出回路12の出力信号S5をサン
プリング信号S4に従つてサンプリングするサンプリング
回路である。22はアンプなどからなる変換回路で、サン
プリング回路21の出力信号S6を、管電流IXの積分に必要
な信号S11、管電流IXの表示に必要な信号S12及び管電流
IXのフイードバツク制御に必要な管電流検出値信号IF
各々変換するものである。23は変換回路22の出力信号S
11を積分する積分回路、24は比較回路で、積分回路23の
出力、即ち管電流積分値に対応した値の信号(以下、mA
S積算値信号という)IBと、予め設定されたミリアンペ
ア秒設定値信号(以下、mAS設定値信号という)IAとを
比較し、mAS積算値信号IBがmAS設定値信号IA以上になれ
ばインバータ停止信号S13をインバータ制御回路20に出
力するものである。25はmAS設定値信号IAを出力するmAS
設定器、26は変換回路22の出力信号S12を管電流計測値
として表示する管電流表示器である。
第3図は上記インバータ制御回路20の具体的構成例を示
すブロツク図で、図中31はインバータ2の通電時間及び
休止時間信号を発生するインバータ信号発生回路、32及
び33はインバータ信号発生回路31の出力信号と比較回路
24の出力信号の論理積をとるAND回路、34はAND回路32,3
3の出力信号であるインバータ制御信号S1,S2の論理和を
とるOR回路、35はOR回路34の出力信号S3に従い、サンプ
リング回路21にサンプリング信号S4を発生するパルス発
生回路である。
次に上述本発明回路の動作を、第2図及び第3図中の各
部信号波形を示す第4図を併用して説明する。まず、イ
ンバータ2は、インバータ制御信号S1,S2により、通電
期間t1、休止期間t2及び周期tで動作する。ここで、休
止期間t2はインバータ2の安全な動作上、必要な期間で
ある。
インバータ2の通電期間t1にはX線管5は高圧変圧器3
から電力供給されるので、この間の管電流IXは下記(3)
式で表わされる。
IX=I−IC−I1 (3) インバータ2の休止期間t2には高圧変圧器3からの電力
供給は零になるが、X線管5は平滑コンデンサ6,7から
電力の供給を受けるので、管電流IXは次の(4)式で表わ
される。
IX=I1 (4) 従つて、この(4)式より、インバータ2の休止期間t2
に電流I1を検出すると、その電流値が管電流IXと一致し
たものになる。
本発明は上記の点に着目し、電流I1を検出すべく検出タ
イミングを制御するようにしたものである。このため、
まず、インバータ制御信号S1,S2をOR回路34で論理和を
とると、インバータ休止期間信号S3が作成される。次
に、この信号S3からサンプリング信号S4を作成してサン
プリング回路21に出力することにより電流I1を検出する
ものであるが、ここで下記の事項を考慮しなければなら
ない。
(a)主回路及び制御回路系の応答遅れ時間t4 (b)サンプリング回路21を構成する素子が固有にもつ
サンプリングに最低限必要な時間t3 (c)平滑コンデンサ6,7に放電電流が流れる時間t6 上記(a),(b)により信号S3が発生してから信号S4
が、サンプリング命令からホールド命令に変化するまで
の時間t5の最小値は次式(5)で表わされる。
t5=t4+t3 (5) 従つて、電流I1を検出すべき時間t7は次式(6)で表わ
される。
t7=t6−t3 (6) そして上記(5)式で与えられる時間t5の間にパルス発
生回路35は信号S4を作成し、サンプリング回路21に出力
する。
ここで、信号S4がサンプリング命令からホールド命令に
変化する時間は上記(6)式で表わした時間t7である
が、第4図に示すように、管電流IXは比較的平坦であつ
ても平滑コンデンサ6,7の放電電流により電力供給を受
けている時には時間t7内で管電圧が降下し、これに伴い
管電流IXも降下する。従つて、管電流IXを精度よく検出
するには時間t7の初期で信号S4をサンプリング命令から
ホールド命令に変化させる必要があり、ここでは第4図
に示すように、時間t7の開始時点で信号S4を変化させて
いる。また、信号S4の周期は、フイラメント加熱回路14
における管電流フイードバツク制御等の応答を速くする
ために、ここではインバータ2の出力周期の1/2(半周
期t/2)に設定している。
以上のことから、パルス発生回路35は信号S3の立上りを
検出し、遅延パルスを信号S4として発生するもので、こ
の場合、遅延パルスが調整可能であることが好ましい。
遅延パルスの調整は、検出抵抗8の端子電圧をオシロス
コープで測定するなどにより簡単に行える。
さて、サンプリング回路21に信号S4が入力すると、この
時の検出回路12の出力信号S5をサンプリングホールド
し、所定時間、ホールドした値を変換回路22に信号S6
して出力する。変換回路22は、信号S6を管電流積分用信
号S11、管電流表示用信号S12及び管電流検出値信号IF
各々変換し、積分回路23、管電流表示器26及びフイラメ
ント加熱回路14に各々出力する。
変換回路22からの信号S11は積分回路23で積分され、そ
の積分出力信号はmAS積算値信号IBとして比較回路24に
供給される。比較回路24は、mAS設定器25からのmAS設定
値信号IAと上記mAS積算値信号IBとを比較し、IAがIB
上になるとインバータ停止信号S13をインバータ制御回
路20のAND回路32,33に出力し、インバータ2の動作を停
止させる。
変換回路22からの信号IFはフイラメント加熱回路14で管
電流設定器16からの管電流設定値信号ISと比較され、そ
の誤差に応じてフイラメント加熱電圧又は電流が制御さ
れる。
変換回路22からの信号S12は管電流表示器26に送出さ
れ、管電流計測値として表示される。
なお、上記実施例では、変換回路22、積分回路23及び比
較回路24を各々別個独立に構成した場合を例示したが、
これらの機能を全て備えたマイクロコンピュータで一括
構成してもよいことは勿論である。
また、平滑コンデンサ6,7の電流を抵抗8で検出する場
合を説明したが、これのみに限られることはなく、ホト
ダイオードなどの光素子やカレントトランスなどを用い
てもよい。光素子を用いた場合には、高圧側回路と低圧
側回路とが絶縁されることになる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明は、インバータと、このインバ
ータの出力電圧を昇圧する高圧変圧器と、この高圧変圧
器の出力を整流する整流回路と、この整流回路の出力電
圧が印加されるX線管と、このX線管に並列接続された
平滑コンデンサとを備えてなるX線装置において、前記
平滑コンデンサに流れる電流を検出する電流検出回路
と、前記インバータの休止期間に前記電流検出回路の出
力信号をサンプリングするサンプリング回路とを備え、
このサンプリング回路により前記平滑コンデンサの放電
開始初期の前記電流検出回路の出力信号をサンプリング
し、その出力信号の大きさに応じた値をX線管電流値と
して出力するようにしたので、浮遊容量の影響を受けな
い高精度の管電流検出ができるという効果がある。
従つてまた、管電流を入力信号とする各種回路、機器、
例えば管電流フイードバツク制御回路や管電流表示器な
どによる管電流の制御や表示などの高精度化が計れると
いう効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路を備えたX線装置の回路図、第2図は
本発明による管電流検出回路を備えたX線装置の一例を
示す回路図、第3図は第2図中のインバータ制御回路の
具体的構成例を示すブロツク図、第4図は第2図及び第
3図中の各部信号波形図である。 1……直流電源、2……インバータ、3……高圧変圧
器、4……高圧整流回路、5……X線管、6,7……平滑
コンデンサ、8……検出用抵抗、12……検出回路、14…
…フイラメント加熱回路、17……浮遊容量、20……イン
バータ制御回路、21……サンプリング回路、22……変換
回路、23……積分回路、24……比較回路、26……管電流
表示器、IX……管電流。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インバータと、このインバータの出力電圧
    を昇圧する高圧変圧器と、この高圧変圧器の出力を整流
    する整流回路と、この整流回路の出力電圧が印加される
    X線管と、このX線管に並列接続された平滑コンデンサ
    とを備えてなるX線装置において、前記平滑コンデンサ
    に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記インバー
    タの休止期間に前記電流検出回路の出力信号をサンプリ
    ングするサンプリング回路とを備え、このサンプリング
    回路により前記平滑コンデンサの放電開始初期の前記電
    流検出回路の出力信号をサンプリングし、その出力信号
    の大きさに応じた値をX線管電流値として出力するよう
    にしたことを特徴とするX線装置の管電流検出回路。
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