JPS63318097A - インバ−タ式x線装置 - Google Patents
インバ−タ式x線装置Info
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- JPS63318097A JPS63318097A JP15120087A JP15120087A JPS63318097A JP S63318097 A JPS63318097 A JP S63318097A JP 15120087 A JP15120087 A JP 15120087A JP 15120087 A JP15120087 A JP 15120087A JP S63318097 A JPS63318097 A JP S63318097A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインバータ式X線装置に係り、特にインバータ
式X線装置において精度良く管電流を検出する技術に関
するものである。
式X線装置において精度良く管電流を検出する技術に関
するものである。
最近、インバータ式X線装置の開発が進んでいる。これ
は、特にインバータの一部に供振素子を挿入してその出
力である電圧波形あるいは電流波形を正弦波状にすると
ともに、スイッチング時のスイッチング素子の負担を軽
減することができる共振型インバータは、 (1)スイッチング時におけるスイッチング素子の損失
が小さい。
は、特にインバータの一部に供振素子を挿入してその出
力である電圧波形あるいは電流波形を正弦波状にすると
ともに、スイッチング時のスイッチング素子の負担を軽
減することができる共振型インバータは、 (1)スイッチング時におけるスイッチング素子の損失
が小さい。
(2)変換器の動作周波数が共振素子の共振周波数で決
まるので、比較的、高くできる。
まるので、比較的、高くできる。
(3)スイッチングノイズが少ない。
など有利な点が多いことによる。以下、この共振型イン
バータを用いたX線装置共振型インバータ式X線装置と
記す。
バータを用いたX線装置共振型インバータ式X線装置と
記す。
従来の単相あるいは3相X線装置においては、高圧変圧
器の2次巻線の電流とX線管を流れる管電流とがほぼ比
例関係であったが、共振型インバータ式X線装置では高
圧の変圧器に共振電流が流れるので、上記の比例関係が
成りたたない。したがって、共振型インバータ式X線装
置では、高圧変圧器の2次巻線の電流を検出する以外の
管電流検出方法が必要である。
器の2次巻線の電流とX線管を流れる管電流とがほぼ比
例関係であったが、共振型インバータ式X線装置では高
圧の変圧器に共振電流が流れるので、上記の比例関係が
成りたたない。したがって、共振型インバータ式X線装
置では、高圧変圧器の2次巻線の電流を検出する以外の
管電流検出方法が必要である。
従来のインバータ式X線装置の管電流検出方法のひとつ
として、たとえば特開昭60−235070がある。第
4図に特開昭60−235070に開示された管電流検
出方法の概略図を示し、動作を説明する。
として、たとえば特開昭60−235070がある。第
4図に特開昭60−235070に開示された管電流検
出方法の概略図を示し、動作を説明する。
1は直流電源、2はダイオード2dl〜2d4をそれぞ
れ逆並列接続したトランジスタ2tl〜2t4からなり
、直流を交流を変換するインバー夕、3はインバータ2
の出力電圧を昇圧する高圧変圧器、3は理想変圧器3a
と2次巻線間の浮遊容量3bからなる高圧変圧器、4は
高圧変圧器3の出力を整流する全波整流器、5はX線管
、6および7は全波整流器4の出力を平滑する平滑コン
デンサ、8は平滑コンデンサ6および7に流れる電流を
検出する抵抗、9はインバータ2が直流を交流に変換す
るために180°の位相差を持つインバータ信号S1お
よびS2をインバータ2へ出力し、Slと82が同時に
オン信号を出力しない期間にサンプル信号S3を出力す
るインバータ制御回路、10はサンプル信号S3にした
がって抵抗8の電圧をサンプリングし、ホールドするサ
ンプルホールド回路である。
れ逆並列接続したトランジスタ2tl〜2t4からなり
、直流を交流を変換するインバー夕、3はインバータ2
の出力電圧を昇圧する高圧変圧器、3は理想変圧器3a
と2次巻線間の浮遊容量3bからなる高圧変圧器、4は
高圧変圧器3の出力を整流する全波整流器、5はX線管
、6および7は全波整流器4の出力を平滑する平滑コン
デンサ、8は平滑コンデンサ6および7に流れる電流を
検出する抵抗、9はインバータ2が直流を交流に変換す
るために180°の位相差を持つインバータ信号S1お
よびS2をインバータ2へ出力し、Slと82が同時に
オン信号を出力しない期間にサンプル信号S3を出力す
るインバータ制御回路、10はサンプル信号S3にした
がって抵抗8の電圧をサンプリングし、ホールドするサ
ンプルホールド回路である。
次に第5図を用いてその動作を説明する。
まず、インバータ2は、インバータ制御信号S1および
S2に応じてトランジスタ2tlと2t4、および2t
2と2t3がそれぞれ時間t1ずつ交互にオンし、入力
された直流を交流に変換し出力する。Slと82のオン
期間の間には休止期間t2があるが、これはトランジス
タ2tlと2t2、あるいは2t3と2t4が同時にオ
ンしないように設けられている。
S2に応じてトランジスタ2tlと2t4、および2t
2と2t3がそれぞれ時間t1ずつ交互にオンし、入力
された直流を交流に変換し出力する。Slと82のオン
期間の間には休止期間t2があるが、これはトランジス
タ2tlと2t2、あるいは2t3と2t4が同時にオ
ンしないように設けられている。
インバータ2の通電期間t1には、X線管5への電力は
直流電源1から供給されるが、その一部は浮遊容量3b
、コンデンサ6および7へ流れる。
直流電源1から供給されるが、その一部は浮遊容量3b
、コンデンサ6および7へ流れる。
しかし、インバータ2の休止期間t2にはトランジスタ
2”t’1〜2t4がすべてオフするので直流電源から
の電力供給は停止し、X線管5は平滑コンデンサ6およ
び7の放電によって電力を受ける。したがつそ、休止期
間t2の間は平滑コンデンサ6および7を□流れる電流
はX線管5を流れる管電流と等しく、休止期間t2の間
に平滑コンデンサ6および7を流れる電流を検出すると
、その電流値が管電流と一致したものとなる。
2”t’1〜2t4がすべてオフするので直流電源から
の電力供給は停止し、X線管5は平滑コンデンサ6およ
び7の放電によって電力を受ける。したがつそ、休止期
間t2の間は平滑コンデンサ6および7を□流れる電流
はX線管5を流れる管電流と等しく、休止期間t2の間
に平滑コンデンサ6および7を流れる電流を検出すると
、その電流値が管電流と一致したものとなる。
以上から第5図に示すように、インバータの休止期間t
2の間にサンプル信号S3を出力し抵抗8の電圧S4を
サンプリングしてその信号をホールドすると、サンプル
ホールド回路10の出力S5は管電流に比例した信号を
得ることができる。
2の間にサンプル信号S3を出力し抵抗8の電圧S4を
サンプリングしてその信号をホールドすると、サンプル
ホールド回路10の出力S5は管電流に比例した信号を
得ることができる。
上記、従来例で用いられたインバータ2はいわゆる電圧
型インバータであるので、インバータ2の1〜ランジス
タ2tl〜2t4がオンしている期間に方形波電流が流
れる。このため、上記のようにインバータ2のトランジ
スタ2t1〜2t4がオフする休止期間の間には、高圧
変圧器3の1次側には電流が流れておらず、管電流と等
しい平滑コンデンサの電流を検出することができる。
型インバータであるので、インバータ2の1〜ランジス
タ2tl〜2t4がオンしている期間に方形波電流が流
れる。このため、上記のようにインバータ2のトランジ
スタ2t1〜2t4がオフする休止期間の間には、高圧
変圧器3の1次側には電流が流れておらず、管電流と等
しい平滑コンデンサの電流を検出することができる。
一方、共振型インバータ式X線装置では、インバータへ
共振素子を付加して共振電流を流すため、インバータの
休止期間に高圧変圧器3の1次則に電流が流れることが
ある。第6図と第7図を用いて共振型インバータ式X線
装置の動作を説明する。
共振素子を付加して共振電流を流すため、インバータの
休止期間に高圧変圧器3の1次則に電流が流れることが
ある。第6図と第7図を用いて共振型インバータ式X線
装置の動作を説明する。
第6図において1〜9は第4図と同種のものであるので
説明を省略する。なお、トランジスタとそれに逆並列接
続したダイオードとの回路はアームと呼び、トランジス
タ2tlとダイオード2dlとによるアームをアーム1
とすると、インバータ2はアーム1からアーム4の4つ
のアームからなる。20は共振電流を流すためのインダ
クタンスであり、この場合、高圧変圧器3の浮遊容量3
bとインダクタンス20によって共振が成される。
説明を省略する。なお、トランジスタとそれに逆並列接
続したダイオードとの回路はアームと呼び、トランジス
タ2tlとダイオード2dlとによるアームをアーム1
とすると、インバータ2はアーム1からアーム4の4つ
のアームからなる。20は共振電流を流すためのインダ
クタンスであり、この場合、高圧変圧器3の浮遊容量3
bとインダクタンス20によって共振が成される。
時刻t1ではトランジスタ2tlと2t4がオンしてお
り、電流iTは1→2tl→20→(3および3から負
荷への回路)→2t4→1の回路で流れる。
り、電流iTは1→2tl→20→(3および3から負
荷への回路)→2t4→1の回路で流れる。
時刻t2で、トランジスタ2tlと2t4がオフすると
、電流1丁はインダクタンス20のエネルギーで20→
(3および3から負荷への回路)→2ds→1→2d2
→20の回路を流れる。したがって、アーム3およびア
ーム4には負の電流が流れている。
、電流1丁はインダクタンス20のエネルギーで20→
(3および3から負荷への回路)→2ds→1→2d2
→20の回路を流れる。したがって、アーム3およびア
ーム4には負の電流が流れている。
時刻t3で、トランジスタ2t2と2t3がオンするが
、電流iTはインダクタンス20のエネルギーで20→
(3および3から負荷への回路)→2d3→1→2d2
→20の回路を流れている。
、電流iTはインダクタンス20のエネルギーで20→
(3および3から負荷への回路)→2d3→1→2d2
→20の回路を流れている。
クタンス20と浮遊容量3bとの共振の弧を描いて増加
する。そして、時刻t5で浮遊容量3bの電圧が平滑コ
ンデンサ6および7の電圧の和と等しくなると、itは
1→2t3→20→(3および3から負荷への回路)→
2t2→1の回路で流れる。
する。そして、時刻t5で浮遊容量3bの電圧が平滑コ
ンデンサ6および7の電圧の和と等しくなると、itは
1→2t3→20→(3および3から負荷への回路)→
2t2→1の回路で流れる。
時刻t6で、トランジスタ2t2と2t3がオフすると
、電流iTはインダクタンス20のエネルギーで、2o
→2d1→1→2d4→(3および3から負荷への回路
)→20の回路を流れるので、アーム1およびアーム4
には負の電流が流れている。
、電流iTはインダクタンス20のエネルギーで、2o
→2d1→1→2d4→(3および3から負荷への回路
)→20の回路を流れるので、アーム1およびアーム4
には負の電流が流れている。
時刻t7で、トランジスタ2tlと2t4がオンするが
、電流iTはインダクタンス20のエネルギーで、20
→2dl→1→2d4→(3および3から負荷への回路
)→20の回路を流れており、インダクタンス20のエ
ネルギーが減少し零になるまで電流itは同じ回路を流
れる。
、電流iTはインダクタンス20のエネルギーで、20
→2dl→1→2d4→(3および3から負荷への回路
)→20の回路を流れており、インダクタンス20のエ
ネルギーが減少し零になるまで電流itは同じ回路を流
れる。
時刻t8で電流1丁が零になると、iTは、1→2tl
→20→3b→2t4→1の回路で流れ、インダクタン
ス20と浮遊容量3bとの共振の弧を描いて増加する。
→20→3b→2t4→1の回路で流れ、インダクタン
ス20と浮遊容量3bとの共振の弧を描いて増加する。
そして時刻t9で浮遊容量3bの電圧が平滑コンデンサ
6および7の電圧の和と等しくなるとiTは1→2tl
→20→(3および3から負荷への回路)→t4→1の
回路で流れる。この時点で、tlと同じ状態になる。動
作を繰り返す。
6および7の電圧の和と等しくなるとiTは1→2tl
→20→(3および3から負荷への回路)→t4→1の
回路で流れる。この時点で、tlと同じ状態になる。動
作を繰り返す。
このようにt2〜t3、およびt6〜t7がインバータ
休止時間であるが、ダイオード2dl〜2d4を通じて
高圧変圧器3および高圧変圧器から負荷への回路には電
流が流れているので、上記、従来例のようにインバータ
休止期間に平滑コンデンサ6および7の電流を検出して
も管電流と等しい値を得ることはできない。
休止時間であるが、ダイオード2dl〜2d4を通じて
高圧変圧器3および高圧変圧器から負荷への回路には電
流が流れているので、上記、従来例のようにインバータ
休止期間に平滑コンデンサ6および7の電流を検出して
も管電流と等しい値を得ることはできない。
そのうえ、高圧ケーブルを介してX線管へ電力を供給す
る装置では、高圧ケーブルの静電容量の平滑効果を利用
できるので、通常、平滑コンデンサを持たないことが多
い。また、高圧ケーブルの静電容量は分布定数であり、
この容量に流おる電流を測定することはできない。
る装置では、高圧ケーブルの静電容量の平滑効果を利用
できるので、通常、平滑コンデンサを持たないことが多
い。また、高圧ケーブルの静電容量は分布定数であり、
この容量に流おる電流を測定することはできない。
本発明は上記問題点に鑑み成されたもので、共振型イン
バータ式X線装置において管電流を正確に測定する技術
を提供することを目的とする。そして、更に本発明の他
の目的は共振型インバータ式X線装置に使用する高圧ケ
ーブルの長さが変化しても管電流の測定値が変化しない
ことを可能とする技術を提供することにある。
バータ式X線装置において管電流を正確に測定する技術
を提供することを目的とする。そして、更に本発明の他
の目的は共振型インバータ式X線装置に使用する高圧ケ
ーブルの長さが変化しても管電流の測定値が変化しない
ことを可能とする技術を提供することにある。
上記問題点は、直流電源と、この直流電源から供給され
る電圧を交流に変換する共振型インバータと、このイン
バータの出力側に接続された高圧変圧器と、この高圧変
圧器の二次側に接続された整流回路と、この整流回路の
出力を高圧ケーブルを介して印加するX線管とを有する
インバータ式X線装置において、前記整流回路の出力側
の正極と負極との間に接続されたコンデンサの電流を検
出する第1の検出回路と、前記インバータの出力電流を
検出する第2の検出回路と、この第2の検出回路の出力
側に接続されインバータ電流が零となった時点を検出し
てパルス電圧を出力する第3の検出回路と、前記第1の
検出回路の出力を前記第3の検出回路のパルス電圧の出
力タイミングでサンプルホールドするサンプルホールド
回路、このサンプルホールド回路の出力側に接続されサ
ンプルホールド回路の出力信号を高圧ケーブルの長さに
対応して増幅しX線管電流信号として出力する信号変換
器とを備えたことを特徴とするインバータ式X線装置に
よって解決される。
る電圧を交流に変換する共振型インバータと、このイン
バータの出力側に接続された高圧変圧器と、この高圧変
圧器の二次側に接続された整流回路と、この整流回路の
出力を高圧ケーブルを介して印加するX線管とを有する
インバータ式X線装置において、前記整流回路の出力側
の正極と負極との間に接続されたコンデンサの電流を検
出する第1の検出回路と、前記インバータの出力電流を
検出する第2の検出回路と、この第2の検出回路の出力
側に接続されインバータ電流が零となった時点を検出し
てパルス電圧を出力する第3の検出回路と、前記第1の
検出回路の出力を前記第3の検出回路のパルス電圧の出
力タイミングでサンプルホールドするサンプルホールド
回路、このサンプルホールド回路の出力側に接続されサ
ンプルホールド回路の出力信号を高圧ケーブルの長さに
対応して増幅しX線管電流信号として出力する信号変換
器とを備えたことを特徴とするインバータ式X線装置に
よって解決される。
上記の如く講成された共振型インバータ式X線装置にお
いて、管電流と等しい電流が検出できるタイミングは、
管電流がある1つの閉ループ回路を流れるときである。
いて、管電流と等しい電流が検出できるタイミングは、
管電流がある1つの閉ループ回路を流れるときである。
これは整流回路がオフとなって、整流回路より直流電源
側の交流回路と、整流回路より負荷側の直流回路とが切
り離されるときである。整流回路がオフすると、管電流
は第6図において、平滑用コンデンサ6→X線管5→平
滑用コンデンサ7→6で流れるので、平滑用コンデンサ
6及び7を流れる電流は管電流と等しいものである。こ
の整流回路がオフする期間は、高圧変圧器の浮遊容量の
電圧が平滑用コンデンサの電圧(の和)より小さいとき
であり、例えば第7図において期間t4〜t5、t8〜
t9である。このうち、t4及びt8はインバータに流
れる電流が零になった時点であるので、第2の検出回路
によってこれを検出する。
側の交流回路と、整流回路より負荷側の直流回路とが切
り離されるときである。整流回路がオフすると、管電流
は第6図において、平滑用コンデンサ6→X線管5→平
滑用コンデンサ7→6で流れるので、平滑用コンデンサ
6及び7を流れる電流は管電流と等しいものである。こ
の整流回路がオフする期間は、高圧変圧器の浮遊容量の
電圧が平滑用コンデンサの電圧(の和)より小さいとき
であり、例えば第7図において期間t4〜t5、t8〜
t9である。このうち、t4及びt8はインバータに流
れる電流が零になった時点であるので、第2の検出回路
によってこれを検出する。
第2の検出回路が検出したインバータに流れる電流が零
となると、第3の検出回路はパルス電圧を発生する。そ
して、このパルス電圧はサンプルホールド回路へ出力さ
れる。
となると、第3の検出回路はパルス電圧を発生する。そ
して、このパルス電圧はサンプルホールド回路へ出力さ
れる。
一方、整流回路の出力側の正極と負極との間に接続され
た電流検出用のコンデンサを流れる電流は常時第1の検
出回路によって検出されていて、その検出値はサンプル
ホールド回路でサンプリングされている。
た電流検出用のコンデンサを流れる電流は常時第1の検
出回路によって検出されていて、その検出値はサンプル
ホールド回路でサンプリングされている。
サンプルホールド回路は、上記第3の検出回路から出力
されたパルス電圧が入力すると、第1の検出回路の出力
信号をホールドする。そして、サンプルホールド回路の
出力信号は信号変換器へ送られ、信号変換器はサンプル
ホールド回路から入力された信号を増幅するともに、X
線管へ接続さく12) れた高圧ケーブルの長さに対応した値に変換して出力す
る。
されたパルス電圧が入力すると、第1の検出回路の出力
信号をホールドする。そして、サンプルホールド回路の
出力信号は信号変換器へ送られ、信号変換器はサンプル
ホールド回路から入力された信号を増幅するともに、X
線管へ接続さく12) れた高圧ケーブルの長さに対応した値に変換して出力す
る。
この変換は次のように行われる。高圧ケーブルの静電容
量を直接測定することはできない。しかし、管電流は電
流検出用コンデンサの静電容量Cdと高圧ケーブルの静
電容量chをともに流れる。この電流検出用コンデンサ
の静電容量cdと高圧ケーブルの静電容量chとは電気
的には並列に接続されていることになるので、各静電容
量に流れる電流は各静電容量の比に反比例する。
量を直接測定することはできない。しかし、管電流は電
流検出用コンデンサの静電容量Cdと高圧ケーブルの静
電容量chをともに流れる。この電流検出用コンデンサ
の静電容量cdと高圧ケーブルの静電容量chとは電気
的には並列に接続されていることになるので、各静電容
量に流れる電流は各静電容量の比に反比例する。
管電流をIxとすると、
(イ)電流検出用コンデンサの静電容量を流れる電流工
Cdは ICd=Ix−Ch/ (Cd+Ch) −(1)
(ロ)高圧ケーブルの静電容量を流れる電流IChは ICh=I x −Cd/ (Cd+Ch)
=42)となる。
Cdは ICd=Ix−Ch/ (Cd+Ch) −(1)
(ロ)高圧ケーブルの静電容量を流れる電流IChは ICh=I x −Cd/ (Cd+Ch)
=42)となる。
したがって、電流検出用コンデンサの静電容量Cdと高
圧ケーブルの静電容量chとがわかれば管電流を求める
ことができる。
圧ケーブルの静電容量chとがわかれば管電流を求める
ことができる。
高圧ケーブルの静電容量chはケーブルの芯線が大地に
対して80KV程度の耐圧を得るための絶縁物によって
形成されるが、使用する高圧ケーブルの単位長さ当たり
の静電容量かわかれば、ケーブル長によって静電容量c
hを知ることができる。高圧ケーブルは通常1m当たり
数100pFの静電容量Choを有する。高圧ケーブル
の長さをLとすると、Ch=ChoXLであるから(1
)式は I Cd = I x−L/ (L+K)
−(3)ただし K=Cd/Ch。
対して80KV程度の耐圧を得るための絶縁物によって
形成されるが、使用する高圧ケーブルの単位長さ当たり
の静電容量かわかれば、ケーブル長によって静電容量c
hを知ることができる。高圧ケーブルは通常1m当たり
数100pFの静電容量Choを有する。高圧ケーブル
の長さをLとすると、Ch=ChoXLであるから(1
)式は I Cd = I x−L/ (L+K)
−(3)ただし K=Cd/Ch。
となる。
信号変換器は上記(3)式に相当する変換を行う。
第1図は本発明の一実施例を示す。第1図において1〜
10は第4図と同種のものであるので、説明を省略する
。25aは高圧ケーブルの単位長さ当たりの各静電容量
25a1〜25a6からなる高圧ケーブルの等価回路で
あり、X線管5aの正側に2581〜25a3の静電容
量の合計する長さに相当する高圧ケーブルが接続され、
X線管5aの負側に25a4〜25a6の静電容量の合
計に相当する長さの高圧ケーブルが接続されている。ま
た、25bも同様に高圧ケーブルの単位長さ当たりの静
電容量25b1〜25blOからなる高圧ケーブルの等
何回路であり、X線管5bの正側に25b1〜25b5
の静電容量の合計に相当する長さの高圧ケーブルが接続
され、X線管5bの負側に25b6〜25blOの静電
容量の合計に相当する長さの高圧ケーブルが接続されて
いる。30はX線管5aおよび5bの陰極のフィラメン
トに接続され、管電流の設定値と測定された管電流値と
の差がなくなるようにフィラメントの過熱量を制御して
管電流を制御するフィラメント加熱回路、31はインバ
ータ電流iTを絶縁して検出し、その値に比例した電圧
信号を出力する電流検出器、32は電流検出器31の出
力信号と零とを比較して零より大きいときにi′H”を
出力するコンパレータ、33は電流検出器31の出力信
号と零とを比較して零より小さいときにH′″を出力す
るコンパレータ、34および35は入力信号がL′″か
らtt HI+に変わるときにパルスを出力する微分回
路、36および37は入力パルスに対して時間Δを遅れ
てパルスを出力する遅延回路、38は2つの入力信号の
論理和を出力するOR回路、39は制御回路9で動作す
るために適切なレベルの信号に変換する信号変換回路、
40は入力信号を積分する積分回路、41は2つの入力
信号のうち1つの信号が他方より大きいときと小さいと
きで出力信号のレベルが異なる比較回路、42は入力信
号を所定の仕様で変換し表示する表示回路である。43
は整流回路4の出力に接続し、整流回路4の出力の高圧
ケーブル25aあるいは高圧ケーブル25bへの接続を
高圧ケーブル選択信号に応じて切り換える高圧切り換え
器であり、整流回路4と高圧ケーブル25aが接続する
フィラメント加熱回路30の出力はX線管5aのフィラ
メントと接続し、整流回路4と高圧ケーブル25bが接
続するとフィラメント加熱回路3oの出力はX線管5b
のフィラメントと接続する。
10は第4図と同種のものであるので、説明を省略する
。25aは高圧ケーブルの単位長さ当たりの各静電容量
25a1〜25a6からなる高圧ケーブルの等価回路で
あり、X線管5aの正側に2581〜25a3の静電容
量の合計する長さに相当する高圧ケーブルが接続され、
X線管5aの負側に25a4〜25a6の静電容量の合
計に相当する長さの高圧ケーブルが接続されている。ま
た、25bも同様に高圧ケーブルの単位長さ当たりの静
電容量25b1〜25blOからなる高圧ケーブルの等
何回路であり、X線管5bの正側に25b1〜25b5
の静電容量の合計に相当する長さの高圧ケーブルが接続
され、X線管5bの負側に25b6〜25blOの静電
容量の合計に相当する長さの高圧ケーブルが接続されて
いる。30はX線管5aおよび5bの陰極のフィラメン
トに接続され、管電流の設定値と測定された管電流値と
の差がなくなるようにフィラメントの過熱量を制御して
管電流を制御するフィラメント加熱回路、31はインバ
ータ電流iTを絶縁して検出し、その値に比例した電圧
信号を出力する電流検出器、32は電流検出器31の出
力信号と零とを比較して零より大きいときにi′H”を
出力するコンパレータ、33は電流検出器31の出力信
号と零とを比較して零より小さいときにH′″を出力す
るコンパレータ、34および35は入力信号がL′″か
らtt HI+に変わるときにパルスを出力する微分回
路、36および37は入力パルスに対して時間Δを遅れ
てパルスを出力する遅延回路、38は2つの入力信号の
論理和を出力するOR回路、39は制御回路9で動作す
るために適切なレベルの信号に変換する信号変換回路、
40は入力信号を積分する積分回路、41は2つの入力
信号のうち1つの信号が他方より大きいときと小さいと
きで出力信号のレベルが異なる比較回路、42は入力信
号を所定の仕様で変換し表示する表示回路である。43
は整流回路4の出力に接続し、整流回路4の出力の高圧
ケーブル25aあるいは高圧ケーブル25bへの接続を
高圧ケーブル選択信号に応じて切り換える高圧切り換え
器であり、整流回路4と高圧ケーブル25aが接続する
フィラメント加熱回路30の出力はX線管5aのフィラ
メントと接続し、整流回路4と高圧ケーブル25bが接
続するとフィラメント加熱回路3oの出力はX線管5b
のフィラメントと接続する。
第2図は信号変換回路39の一実施例を示す。
50は演算増幅器、51〜53はそれぞれR1゜R2,
R3の抵抗値を有する抵抗器、・54は高圧ケーブル選
択信号によって抵抗器52あるいは53を選択するスイ
ッチである。この信号変換回路39の入力信号S19は
抵抗器52が選択されるとR2/R1倍に変換され、抵
抗器53が選択されるとR3/R1倍に変換されて出力
される。
R3の抵抗値を有する抵抗器、・54は高圧ケーブル選
択信号によって抵抗器52あるいは53を選択するスイ
ッチである。この信号変換回路39の入力信号S19は
抵抗器52が選択されるとR2/R1倍に変換され、抵
抗器53が選択されるとR3/R1倍に変換されて出力
される。
次に第3図を用いて動作を説明する。本実施例では、X
線管が2つ接続されているので、どちらのX線管を使用
するか選択する。たとえば、X線管5aを選択すると、
高圧ケーブル選択信号によって高圧ケーブル25aが選
択されフィラメント回路30の出力もX線管5aに接続
される。また、高圧ケーブル選択信号は、信号変換回路
39へも入力され第2図のスイッチ54は抵抗器52を
選択する。このため、信号変換回路39の入力信号S1
9はR2/R1倍されて出力される。このR2/R1(
3)式にしたがって高圧ケーブル長(L)が25aのと
きの比となっている。
線管が2つ接続されているので、どちらのX線管を使用
するか選択する。たとえば、X線管5aを選択すると、
高圧ケーブル選択信号によって高圧ケーブル25aが選
択されフィラメント回路30の出力もX線管5aに接続
される。また、高圧ケーブル選択信号は、信号変換回路
39へも入力され第2図のスイッチ54は抵抗器52を
選択する。このため、信号変換回路39の入力信号S1
9はR2/R1倍されて出力される。このR2/R1(
3)式にしたがって高圧ケーブル長(L)が25aのと
きの比となっている。
同様にX線管5bが選択されると、高圧ケーブル25b
が選択されフィラメント回路30の出力はX線管5bに
接続される。信号変換回路39では第2図の抵抗器53
が選択し、信号変換回路39の入力信号S19はR3/
R1倍されて出力される。このR3/R1は(3)式に
したがって高圧ケーブル長(L)が25bのときの比と
なっている。
が選択されフィラメント回路30の出力はX線管5bに
接続される。信号変換回路39では第2図の抵抗器53
が選択し、信号変換回路39の入力信号S19はR3/
R1倍されて出力される。このR3/R1は(3)式に
したがって高圧ケーブル長(L)が25bのときの比と
なっている。
第3図のtEoでX線曝射信号がインバータ制御回路9
に入力され、インバータ制御回路9からインバータ制御
信号S1又はS2が出力されるとインバータ3が動作を
開始する。まず、Slでトランジスタ2tlと2t4が
オンし電流iTが流れはじめると、電流検出器31はi
Tに比例した電圧信号S10を出力する。電流iTがト
ランジスタ2tlからインダクタンス20を経て高圧変
圧器3へ流れるとき電流検出器31の出力が正となるよ
うにすると、コンパレータ32の出力S12は“H”、
コンパレータ33の出力S13は“L”となる。このた
め、微分回路34の出力S14はパルスを発生し、遅延
回路36およびOR回路38を介してサンプルホールド
回路10ヘサンプル信号818を出力する。
に入力され、インバータ制御回路9からインバータ制御
信号S1又はS2が出力されるとインバータ3が動作を
開始する。まず、Slでトランジスタ2tlと2t4が
オンし電流iTが流れはじめると、電流検出器31はi
Tに比例した電圧信号S10を出力する。電流iTがト
ランジスタ2tlからインダクタンス20を経て高圧変
圧器3へ流れるとき電流検出器31の出力が正となるよ
うにすると、コンパレータ32の出力S12は“H”、
コンパレータ33の出力S13は“L”となる。このた
め、微分回路34の出力S14はパルスを発生し、遅延
回路36およびOR回路38を介してサンプルホールド
回路10ヘサンプル信号818を出力する。
一方、インバータ3の動作開始時にはコンデンサ6およ
び7、高圧ケーブル25の静電容量の電圧は零であり、
充電を始める。したがって、第1図に示すICdとは逆
の方向に電流が流れるので、抵抗8の電圧S4は負とな
る。しかし、OR回路38からサンプル信号818はイ
ンバータの動作開始直後であるので、サンプルホールド
回路10の出力S19はほとんど零である。
び7、高圧ケーブル25の静電容量の電圧は零であり、
充電を始める。したがって、第1図に示すICdとは逆
の方向に電流が流れるので、抵抗8の電圧S4は負とな
る。しかし、OR回路38からサンプル信号818はイ
ンバータの動作開始直後であるので、サンプルホールド
回路10の出力S19はほとんど零である。
tElでトランジスタ2tlと2t4がオフし、tE2
でトランジスタ2t2と2t3がオンするが第6図およ
び第7図で説明したように電流iTはそのまま流れる。
でトランジスタ2t2と2t3がオンするが第6図およ
び第7図で説明したように電流iTはそのまま流れる。
tE3で電流iTが零になると、第6図および第7図で
説明したように電流は、1→2→t3→20→3b→2
t2→1で流れるので、整流回路4はオフしコンデンサ
6および7、高圧ケーブル25への充電が停止する。管
電流は6→5→7→8→6および25→5→25で流れ
るので、コンデンサ6および7は放電々流が流れる。こ
のため、抵抗8の電圧S4は正となる。
説明したように電流は、1→2→t3→20→3b→2
t2→1で流れるので、整流回路4はオフしコンデンサ
6および7、高圧ケーブル25への充電が停止する。管
電流は6→5→7→8→6および25→5→25で流れ
るので、コンデンサ6および7は放電々流が流れる。こ
のため、抵抗8の電圧S4は正となる。
また、電流iTがtEo〜tE3とは逆に流れはじめる
と、電流検出器31の出力が負となってコンパレータ3
2の出力S12はztL”、コンパレータ33の出力S
13は“H”となる。このため、微分回路35の出力S
15はパルスを発生し、遅延回路37およびOR回路3
8を介してサンプルホールド回路10ヘサンプル信号8
18を出力する。そして、サンプルホールド回路10は
抵抗8の電圧S4をホールドする。このS4はコンデン
サ6および7を流れる電流ICdに比例しており、(1
)式の関係から管電流Ixを求められる。
と、電流検出器31の出力が負となってコンパレータ3
2の出力S12はztL”、コンパレータ33の出力S
13は“H”となる。このため、微分回路35の出力S
15はパルスを発生し、遅延回路37およびOR回路3
8を介してサンプルホールド回路10ヘサンプル信号8
18を出力する。そして、サンプルホールド回路10は
抵抗8の電圧S4をホールドする。このS4はコンデン
サ6および7を流れる電流ICdに比例しており、(1
)式の関係から管電流Ixを求められる。
tE4で高圧変圧器の浮遊容量3bの電圧vtの絶対値
が管電圧Vxと等しくなると、電流iTは1→2t3→
20→(3および3から負荷への回路)→2t2→1回
路で流れる。すると、コンデンサ6および7、高圧ケー
ブルの静電容量25へ充電々流が流れ、第1図に示すI
Cdとは逆の方向に電流が流れるので、抵抗8の電圧S
4は負となる。
が管電圧Vxと等しくなると、電流iTは1→2t3→
20→(3および3から負荷への回路)→2t2→1回
路で流れる。すると、コンデンサ6および7、高圧ケー
ブルの静電容量25へ充電々流が流れ、第1図に示すI
Cdとは逆の方向に電流が流れるので、抵抗8の電圧S
4は負となる。
tE5でトランジスタ2t2と2t3がオフし、tE6
でトランジスタ2tlと2t4がオンするが第6図およ
び第7図で説明したように電流iTはそのまま流れる。
でトランジスタ2tlと2t4がオンするが第6図およ
び第7図で説明したように電流iTはそのまま流れる。
tE7で電流iTが零になると、第6図および第7図で
説明したように電流は、1→2→t1→20→3b→2
t4→1で流れるので、整流回路4はオフしコンデンサ
6および7、高圧ケーブル25への充電が停止する。管
電流Ixは6→5→7→8→6、および25→5→25
で流れるので、コンデンサ6および7は放電々流が流れ
る。このため、抵抗8の電圧S4は正となる。
説明したように電流は、1→2→t1→20→3b→2
t4→1で流れるので、整流回路4はオフしコンデンサ
6および7、高圧ケーブル25への充電が停止する。管
電流Ixは6→5→7→8→6、および25→5→25
で流れるので、コンデンサ6および7は放電々流が流れ
る。このため、抵抗8の電圧S4は正となる。
また、電流i7がtEo−tE3と同方向に流れはじめ
ると、電流検出器31の出力が正となってコンパレータ
32の出力S12は”H”、コンパレータ33の出力8
13はIIL”となる。このため、微分回路35の出力
S14はパルスを発生し、遅延回路37およびOR回路
38を介してサンプルホールド回路10ヘサンプル信号
818を出力する。そして、サンプルホールド回路10
は抵抗8の電圧S4をホールドする。このS4はコンデ
ンサ6および7を流れる電流工Cdに比例しており、(
1)式の関係から管電流Ixを求められる。
ると、電流検出器31の出力が正となってコンパレータ
32の出力S12は”H”、コンパレータ33の出力8
13はIIL”となる。このため、微分回路35の出力
S14はパルスを発生し、遅延回路37およびOR回路
38を介してサンプルホールド回路10ヘサンプル信号
818を出力する。そして、サンプルホールド回路10
は抵抗8の電圧S4をホールドする。このS4はコンデ
ンサ6および7を流れる電流工Cdに比例しており、(
1)式の関係から管電流Ixを求められる。
tE8で高圧変圧器の浮遊容量3bの電圧VTの絶対値
が管電圧Vxと等しくなると、電流itは1→2tl→
20→(3および3から負荷への回路)→2t4→1の
回路で流れる。すると、コンデンサ6および7、高圧ケ
ーブルの静電容量25へ充電々流が流れ、第1図に示す
ICdとは逆の方向に電流が流れるので、抵抗8の電圧
S4は負となる。これはtEo−tElと同じ状態であ
る。
が管電圧Vxと等しくなると、電流itは1→2tl→
20→(3および3から負荷への回路)→2t4→1の
回路で流れる。すると、コンデンサ6および7、高圧ケ
ーブルの静電容量25へ充電々流が流れ、第1図に示す
ICdとは逆の方向に電流が流れるので、抵抗8の電圧
S4は負となる。これはtEo−tElと同じ状態であ
る。
以上の動作を繰り返すことによって、サンプルホールド
回路10からは管電流に比例した信号SL9が出力され
る。この信号S19は信号変換回路39によって高圧ケ
ーブル長に応じた適切なレベルの信号に変換され、測定
管電流信号となって各制御用いられる。
回路10からは管電流に比例した信号SL9が出力され
る。この信号S19は信号変換回路39によって高圧ケ
ーブル長に応じた適切なレベルの信号に変換され、測定
管電流信号となって各制御用いられる。
まず、フィラメント加熱回路30へ管電流の実測値とし
てフィードバックされる。フィラメント加熱回路30で
は、管電流設定値信号と比較してその誤差に応じてフィ
ラメントの加熱量を制御し、誤差が零になるようにする
。
てフィードバックされる。フィラメント加熱回路30で
は、管電流設定値信号と比較してその誤差に応じてフィ
ラメントの加熱量を制御し、誤差が零になるようにする
。
次に、積分回路40へ入力された測定管電流信号は時間
積分されm A s値となる。このmAs値は、比較回
路41で予め設定されたmAs値と比較され、その値を
超えるとインバータ制御回路9へX線曝射停止信号を出
力し、X線曝射を完了する。
積分されm A s値となる。このmAs値は、比較回
路41で予め設定されたmAs値と比較され、その値を
超えるとインバータ制御回路9へX線曝射停止信号を出
力し、X線曝射を完了する。
また、管電流表示回路42では、測定管電流信号に対応
して管電流の実測値を表示する。
して管電流の実測値を表示する。
以上のように長さが異なる高圧ケーブルによって電力を
供給する場合でも、付加したコンデンサの電流を検出し
、高圧ケーブルに応じた増幅率よって信号のレベルを変
換するので、管電流に比例した信号が得られる。本実施
例では、付加するコンデンサを分割したので、1つあた
りの耐圧を低下できる。また、2つのコンデンサの接続
点に電流検出用の抵抗を接続し、その接続点の片側を接
地できるので、高圧絶縁することなく電流を検出できる
。
供給する場合でも、付加したコンデンサの電流を検出し
、高圧ケーブルに応じた増幅率よって信号のレベルを変
換するので、管電流に比例した信号が得られる。本実施
例では、付加するコンデンサを分割したので、1つあた
りの耐圧を低下できる。また、2つのコンデンサの接続
点に電流検出用の抵抗を接続し、その接続点の片側を接
地できるので、高圧絶縁することなく電流を検出できる
。
また、本実施例では、高圧ケーブル長さに対する増幅率
の変更を演算増幅器を用いたが、A/D変換器を介して
ディジタル値としてマイクロプロセッサなどによっても
同様の効果を得ることかでかきる。
の変更を演算増幅器を用いたが、A/D変換器を介して
ディジタル値としてマイクロプロセッサなどによっても
同様の効果を得ることかでかきる。
なお、本実施例によらず、フォトダイオードなどにより
絶縁してコンデンサの電流を検出しても管電流を測定す
ることはもちろんであり、本発明によって得られた管電
流の測定値の利用方法は第1図に記載した例に限定され
ることなく応用できることはいうまでもない。
絶縁してコンデンサの電流を検出しても管電流を測定す
ることはもちろんであり、本発明によって得られた管電
流の測定値の利用方法は第1図に記載した例に限定され
ることなく応用できることはいうまでもない。
本発明によれば、高圧ケーブルを介してX線管へ電力を
供給する共振型インバータ式X線装置においても正確な
管電流の検出が可能となるとともに、高圧ケーブルの長
さが変っても管電流の測定値には変化を及ぼすことがな
くなる。
供給する共振型インバータ式X線装置においても正確な
管電流の検出が可能となるとともに、高圧ケーブルの長
さが変っても管電流の測定値には変化を及ぼすことがな
くなる。
第1図は本発明の一実施例になる共振型インバータ式X
線装置の一部等価回路を含む回路構成図、第2図は本発
明の信号変換器の一実施例を示す回路図、第3図は第1
図の動作を説明するタイムチャート、第4図は従来のイ
ンバータ式X線装置の管電流検出方法を示す図、第5図
は第4図の動作を説明するタイムチャート、第6図は共
振型インバータの構成図、第7図は共振型インバータの
動作を説明するタイムチャート。
線装置の一部等価回路を含む回路構成図、第2図は本発
明の信号変換器の一実施例を示す回路図、第3図は第1
図の動作を説明するタイムチャート、第4図は従来のイ
ンバータ式X線装置の管電流検出方法を示す図、第5図
は第4図の動作を説明するタイムチャート、第6図は共
振型インバータの構成図、第7図は共振型インバータの
動作を説明するタイムチャート。
Claims (1)
- 1、直流電源と、この直流電源から供給される電圧を交
流に変換する共振型インバータと、このインバータの出
力側に接続された高圧変圧器と、この高圧変圧器の二次
側に接続された整流回路と、この整流回路の出力を高圧
ケーブルを介して印加するX線管とを有するインバタ式
X線装置において、前記整流回路の出力側の正極の負荷
との間に接続されたコンデンサの電流を検出する第1の
検出回路と、前記インバータの出力電流を検出する第2
の検出回路と、この第2の検出回路の出力側に接続され
インバータ電流が零となつた時点を検出してパルス電圧
を出力する第3の検出回路と、前記第1の検出回路の出
力を第3検出回路のパルス電圧の出力タイミングでサン
プルホールドするサンプルホールド回路と、このサンプ
ルホールド回路の出力側に接続されたサンプルホールド
回路の出力信号を高圧ケーブルの長さに対応して増幅し
X線管電流信号として出力する信号変換器とを備えたこ
とを特徴とするインバータ式X線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15120087A JPS63318097A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | インバ−タ式x線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15120087A JPS63318097A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | インバ−タ式x線装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63318097A true JPS63318097A (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=15513432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15120087A Pending JPS63318097A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | インバ−タ式x線装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63318097A (ja) |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP15120087A patent/JPS63318097A/ja active Pending
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