KR20080005377A - 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치 - Google Patents

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KR20080005377A
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귄터 댄즈
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호프만 메쓰-운트 아우스부흐트테히닉 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 모터-구동 회전자 상에 배치된 회전 양극뿐만 아니라, 고정 음극을 포함하며, 음극 및 회전 양극은 진공 탱크 안에 도입되는, 엑스레이 생성을 위한 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치에 관한 것이다. 본 발명의 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치는, 엑스레이 생성장치에 집적되고 진공 탱크에 연결된 컨트롤 디바이스, 및 회전자에 연결되고 서로에 대해 각운동 방향으로 변위될 수 있는 적어도 두 개의 보상 질량들을 포함하는 엑츄에이팅 디바이스를 포함하는 밸런싱 디바이스; 엑스레이 생성장치의 진동들을 검출하기 위한 진동 센서; 보상 질량들의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 디바이스; 및 밸런싱 디바이스에 연결되며 불균형을 산출하기 위해 구성되는 밸런싱 디바이스를 제어하기 위한 마이크로프로세서에 의해 제어되고, 불균형에 의해 유발되는 진동들을 감소시키기 위해서, 컨트롤 디바이스를 통해서, 보상 링들을 이동시킬 수 있는 컨트롤러를 포함한다. 각도 α로 또는 회전축에 대해서 특정 거리만큼 하나의 보상 질량을 특정 방식으로 이동시켜서, 불균형 벡터를 생성함으로써 조정이 수행된다.

Description

회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치{X-Ray Generator with Rotating Anode}
본 발명은 회전하는 양극을 구비한 엑스레이 생성장치 및 이를 밸런싱하는 방법들에 관한 것이다.
요즘, 회전하는 양극들을 구비한 엑스레이 생성장치는 물질들을 테스트하기 위해 사용되고, 또한 의학적인 목적들을 위해 이용된다. 현재의 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치들에서, 회전 양극들은 20,000rpm 까지의 고속으로 회전하므로, 회전 시스템에서 잔존하는 불균형(imbalance)들이 진동들을 유발하게 된다. 동작 동안, 특히 전극들의 가열(heating) 동안 변하는 불균형에 대한 한가지 원인은 전극들의 열팽창 때문이다. 불균형에 의해 유발되는 발진들(oscillations)은 베어링들의 동작 수명을 짧게 하는 진동들을 생성한다. 추가로, 엑스레이 생성장치가 의학적인 목적들로 이용될 때 환자들에게 불편함으로 감지되는, 진동에 의해 소음이 생성된다. 더욱이, 불균형에 의해 유발되는 엑스레이 생성장치의 발진들은 엑스레이 검진(screening) 동안 생성되는 영상의 영상 질을 저하시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은, 진동 문제들에 대하여 향상된 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 음극 및 회전 양극이 진공 컨테이너에 하우징되어 있으며, 모터 구동 회전자 상부에 배치된 상기 고정 음극 및 회전 양극을 갖는 엑스레이를 생성하는 회전 양극을 구비하는 엑스레이 생성장치에 있어서, 엑스레이 생성장치에 집적되고, 진공 탱크에 연결되는 컨트롤 디바이스, 및 회전자에 연결되며 컨트롤 디바이스에 의해서 서로에 대해 각운동 방향으로 변위될 수 있는 적어도 두 개의 보상 질량들을 포함하는 엑츄에이팅 디바이스를 포함하는, 적어도 하나의 밸런싱 디바이스; 엑스레이 생성장치의 진동들을 검출하기 위한 진동 센서, 보상 질량들의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 디바이스; 및 밸런싱 디바이스에 연결되며 불균형을 산출하기 위해 구성되는 밸런싱 디바이스를 제어하기 위한 마이크로프로세서에 의해 제어되고, 불균형에 의해 유발되는 진동들을 감소시키기 위해서 컨트롤 디바이스를 통해서 보상 링들을 이동시킬 수 있는 컨트롤러를 포함한다.
엑스레이 생성장치에 밸런싱 디바이스를 집적하는 것이 생성장치 내에 제한된 공간에도 불구하고 가능하다는 점과, 거의 부피가 없는(little bulk) 밸런싱 디바이스들 또한 엑스레이 생성장치 또는 -튜브 내의 포텐셜 불균형들(potential imbalances)을 밸런싱하기에 충분하다는 점이 유리하게 분명하다는 것이다. 회전 시스템 내부에 회전 양극을 갖는 엑스레이 생성장치에 밸런싱 디바이스를 집적하는 것을 기초로 하여, 업커밍 진동(upcoming vibration)이 생성장치의 동작을 방해하지 않으면서 자동적으로 정정될 수 있다. 동작 동안 추가적인 불균형이 발생하면, 추가적인 밸런싱이 생성장치의 동작을 방해하지 않으면서 수행될 수 있다. 진동 센서에 의해 픽업된(picked up) 진동들은 컨트롤러에서 산출된다. 이것은 (컨트롤러)는 보상 링들을 조정하여 그 결과 불균형에 의해 유발된 진동들이 자동으로 감소 되게 한다. 여기서, 보상 무게들은 알려진 스프레드 앵클 방식(spread ankle method)에 따라 조정된다. 동작 속도의 초기 상승 동안 원하지 않는 공진 발진들은 없다.
본 발명의 유리한 실시예는, 복수의 플레인들에 대해서 엑스레이 생성장치를 밸런싱하기 위해서, 각 밸런싱 플레인에 대한 밸런싱 디바이스가 제공된다는 점에 특징이 있다. 그러므로, 본 발명에 의한 엑스레이 생성장치는, 필요하다면, 또한 복수의 밸런싱 플레인들에서 밸런싱될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예는, 컨트롤러가 복수의 밸런싱 디바이스들을 제어하기 위해 제공된다는 점을 특징으로 한다.
본 발명의 유리한 실시예는, 밸런싱 디바이스는 컨트롤 디바이스로서 역할을 하는 진공 컨테이너에 배치된 고정자를 구비한 링 밸런싱 디바이스이며, 두 개의 밸런싱 링들은 보상 질량들로서 역할을 하는 회전자에 연결된다는 점을 특징으로 한다. DE-PS 4337001을 참조하면, 컨트롤 디바이스로서의 고정자 및 보상 질량들로서 역할을 하는 회전자에 연결된 두 개의 밸런싱 링들을 구비한 링 밸런싱 디바이스들은, 기계 공학에서 밸런싱 툴 홀더들(balancing tool holders), 그라인딩 휠들(grinding wheels) 등등으로 알려져 있다. 여기서, 회전자의 불균형을 보상하기 위해서, 밸런싱 링들은, 밸런싱 링들의 주변 일부 영역에 배치되며 복수의 자기 회로들(magnetic circuits)을 포함하는 고정자와, 복수의 자석들을 포함하는 밸런싱 링들 사이의 전자기력들에 의해 바람직하게 조절될 수 있다. 이러한 밸런싱 시스템은 또한 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치들에 적용가능하고, 제한된 공간 조건들에도 불구하고 밸런싱 시스템이 엑스레이 생성장치에 하우징될 수 있다는 것이 유리한 것으로 증명된다.
본 발명의 다른 유리한 실시예는, 고정자는 진공 컨테이너의 외부에 배치되고, 액츄에이팅 디바이스는 고정자 맞은 편의 진공 컨테이너 내부에 배치된다는 점을 특징으로 한다. 원칙적으로, 또한 고정자는 액츄에이팅 디바이스 근처의 엑스레이 생성장치의 내부에 배치될 수 있다. 고정자는 진공 컨테이너 외부에 배치되고 액츄에이팅 디바이스는 고정자 맞은 편의 진공 컨테이너 내부에 배치된다는 사실에 의해서, 엑스레이 생성장치에 제공된 제한된 공간은 유리한 방식으로 고려된다. 여기서, 액츄에이팅 디바이스 및 진공 컨테이너의 벽 사이의 거리는 작을 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 실시예는, 진동 센서가 진공 컨테이너의 외부에 배치된다는 점을 특징으로 한다. 불균형에 의해 유발된 발진들이 진공 컨테이너로 전달되므로, 이러한 위치는 추가적인 디바이스들에 의해 진공 컨테이너의 내부 공간을 부담스럽게 하지 않으면서(without burdening) 발진들을 감지하도록 적응된다.
본 발명의 다른 유리한 실시예는, 회전자의 호전 속도를 검출하기 위한 속도 검출 디바이스에 의해 특징지어진다. 이에 의하면, 회전자의 회전 속도는 밸런싱 시스템의 디바이스에 의해 감지될 수 있으며, 불균형 값들의 평가(valuation) 동안 고려될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 실시예는, 속도 검출 디바이스가 회전자 상의 자석 및 자석에 반응하는 속도 센서를 포함한다는 점을 특징으로 한다. 검출 디바이스의 위치에 관해서, 이점은 또한 추가적인 구조상의 노력 없이 회전 속도를 검출하기 위한 이러한 배치에서 또한 유리한 해결책이다.
본 발명의 다른 유리한 실시예는, 위치 센서 및/또는 속도 센서를 홀-센서들이라는 점을 특징으로 한다. 이러한 센서들은 정확하며, 작은 부피(bulk)를 가지고, 이러한 응용들에서 유리한 것으로 증명되었다.
본 발명의 다른 유리한 실시예는, 진공 컨테이너는 글래스 벌브라는 점을 특징으로 한다. 발진들에 대한 원인인 불균형의 보정은, 스프레드 앵글(spread angle) 방식에 따라 액츄에이팅 디바이스에서 보상 링들의 전자기적인 조정에 의해서 글래스 벌브를 통해 수행된다. 보상 링들의 속도 검출 및 위치 검출은, 회전 시스템의 자석들 및 외부에 배치된 홀-센서들에 의해 글래스 벌브를 통해서 또한 수행된다.
지금까지, 보상 질량들이 기계의 발진들이 더 작아지는 한 미리설정된 방향으로 조정되거나 확산된다는 방식에 따라서, 밸런싱 디바이스들이 동작한다. 발진들이 보상 질량들의 변위 때문에 더 커진다면, 변위의 방향은 보상 질량들의 조정 동안 역전된다(reversed). 밸런싱 방법이 미리설정된 남아있는 불균형에 도달하여 종료될 때까지, 이러한 방식에 따른 조정은 반복된다. 여기서, 이러한 "시행착오(trial and error)" 방법에서의 밸런싱 동작은 종종 긴 시간을 필요로 한다는 것은 불리한 점이다.
회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치에 관해서, 속도를 올리는 동안과 또한 동작 동안 중간의 밸런싱(mediate balancing)은 분당 20,000 회전수에 도달하는 높은 동작 속도 때문에 매우 중요하다. 여기서, 종래기술에 의한 "시행착오" 방법은 많은 경우들에 있어서 불충분하다. 그러므로, 본 발명에 따른 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치들을 밸런싱하기 위한 방법을 제공하는 것이 더욱 바람직하며, 이 방법에 의해서 엑스레이 생성장치의 밸런싱은 촉진될 수 있으며, 보다 더 정확할 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 또는 본 발명의 유리한 실시예들 각각에 따른 엑스레이 생성장치의 밸런싱은, (a) 보상 질량들은, 보상 질량들에 의해 생성된 불균형 벡터들이 서로 상쇄되는 제로 위치들로 이동되며,
(b) 그 다음에 존재하는 불균형 벡터가 알려진 방식으로 크기 및 방향에 따라 측정되며,
(c) 보상 질량들 중 적어도 하나는 임의의 각도 α 또는 회전축으로부터의 이의 거리만큼 변위되며, 이에 의해서 추가적인 불균형이 조정 불균형 벡터로 생성되며,
(d) 각도 또는 거리의 변위가 검출되며,
(e) 그 다음에 존재하는 전체 불균형 벡터가 알려진 방식으로 크기 및 방향에 따라 측정되며,
(f) 조정 불균형 벡터는 불균형 벡터 및 전체 불균형 벡터로부터 산출되고,
(g) 보상 질량들이 제로 위치들로부터 이동되어서, 불균형 벡터 V가 보상되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 각도 또는 회전축으로부터의 특정 거리 만큼의 보상 질량의 잘 정의된 변위에 의해서 불균형 벡터를 생성하여 조정(calibration)이 필연적으로 이루어진다. 그러므로, 전달 특성(transfer characteristic)의 아이덴티피케이션(identification)이 목적적(purposeful)이고 알려진 밸런싱 시스템들의 "시행착오" 원칙에 반대되는 것으로서 자동적이다.
본 발명의 방법의 유리한 실시예는, (a) 단계에서, 변위의 방향 및/또는 변위의 거리에 따라 제로 위치들로부터 보상 질량들의 변위가 밸런싱 동작 동안 저장되고, 보상 질량들이, 반대의 변위 방향으로 각각의 저장된 변위 거리만큼 후퇴하게 하는 제로 위치들로 이동된다는 점을 특징으로 한다. 여기서, 어떠한 추가적인 하드웨어 조건들이 이러한 방법을 수행하기 위해 제공되지 않아야된다는 점이 유리한다.
본 발명의 방법의 유리한 실시예는, (a) 단계에서, 보상 질량들의 변위 방향 및/또는 변위 거리는 인코더 디바이스에 의해 검출된다는 점을 특징으로 한다. 이에 의해서, 실제 위치들, 즉, 거리 및 변위 방향에 따른 절대 위치들이 유리한 방식으로 검출될 수 있어서, 그 결과 이에 따라 보상 질량들의 제로 위치들로의 후퇴가 수행될 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 유리한 실시예는, (c) 단계에서, 변위 각도가 인코더 디바이스에 의해 검출된다는 점을 특징으로 한다.
(a) 단계에서, 보상 질량들의 변위 방향 및/또는 변위 거리는 변위 유닛(displacement unit)에 배치된 스텝 제너레이터(step generator)에 의해 검출될 수 있다. 다른 대안으로, (a) 단계에서, 보상 질량들의 변위 거리가 변위 이동의 시간 동안에 의해서 검출될 수 있고, 변위 방향은 변위 유닛의 회전 방향에 의해 검출될 수 있다. (a) 단계에서, 다른 가능성은, 변위 거리는 보상 질량들의 변위의 전력 소모에 의해서 검출되고, 변위 방향은 변위 유닛의 회전 방향을 통해서 검출된다는 것이다.
(a) 단계에서, 보상 질량들이 센서들에 위치하는, 서로 맞은 편에 배치되는 두 개의 센서들에 의해 검출될 때까지, 보상 질량들은 이동될 수 있다. 이에 의하여, 센서들에 의해서, 보상 질량들이 서로에 대해서 180°만큼 변위되거나 각각 0°및 180°위치들을 가질 때 검출된다.
(c) 단계에서, 변위 각도는 변위 유닛에 배치된 스텝 제너레이터에 의해서 또는 변위 이동의 시간 동안에 의해서 또는 변위 동안 전류 소모에 의해서 검출될 수 있다.
도 1은 밸런싱 디바이스를 갖는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치를 밸런싱하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 두 밸런싱 플레인들에서 각각 밸런싱 디바이스를 갖는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치를 나타내는 도면이다.
도 1에는, 모터 구동 회전자(rotor)(6) 상에 배치되어 있는 정지된 음극(stationary cathode)(4) 및 회전 양극(8)을 포함하는, 엑스레이를 생성하는 회전 양극(2)을 구비한 엑스레이 생성장치가 도 1에 있으며, 여기서, 음극(4) 및 회전 양극(8)은 진공 컨테이너 또는 글래스 벌브(glass bulb)(10)에 각각 수용된다. 회전자(6) 및 회전 양극(8)은 롤러 베어링들(14,16,18,20)에 의해 지지되어 회전가능한 모터 구동 드라이브 샤프트(12) 상에 위치한다. 이러한 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치들은 종래의 기술로 알려져 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치는, 엑스레이 생성장치(2) 내부에 집적되며 글래스 벌브에 연결되는 컨트롤 디바이스(22)를 포함하는 밸런싱 디바이스, 및 회전자(6) 상에 배치되며, 컨트롤 디바이스(22)에 의해 각운동 방향으로 변위가능한 적어도 두 개의 보상 무게들(compensation weights)을 구비한 액츄에이팅 디바이스를 포함한다. 도시된 실시예에서, 밸러싱 디바이스는 소위 컨트롤 디바이스(22)로서 외부에 배치된 고정자(stator) 및 보상 질량들로서 회전자에 연결된 두 개의 밸런싱 링들을 구비한 링 밸런싱 디바이스이다. 여기서, 고정자는 글래스 벌브의 외부에 배치되고, 액츄에이팅 디바이스는 고정자 맞은 편의 글래스 벌브 내부에 배치되는데, 이에 의해 공극(air gap)이 액츄에이팅 디바이스와 글래스 벌브 내부 사이에 존재하게 된다.
엑스레이 생성장치의 진동들을 검출하기 위한 진동 센서(26)는 글래스 벌브의 외부에 배치된다. 보상 질량들 상부의 자석들, 및 자석들에 반응하는 (미도시된) 위치 센서(position sensor)를 포함하는, 위치 검출 디바이스는 보상 질량들의 위치를 검출하는 역할을 한다. 회전자의 회전 속도를 검출하는 회전속도 검출 디바이스(미도시)가 제공되며, 회전자 상부의 자석 및 자석에 반응하는 속도 센서를 포함한다. 위치 센서 및 속도 센서는 홀-센서들(Hall-sensors)일 수 있다.
위치 검출 디바이스 및 속도 검출 디바이스뿐만 아니라 진동 센서(26) 및 컨트롤 디바이스(22)는, 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 컨트롤러(28)에 연결되는데(coupled), 이 컨트롤러는 밸런싱 디바이스를 제어하기 위해 제공된다. 이러한 목적을 위해서, 불균형이 컨트롤러(28)에서 산출되고, 보상 링들 또는 질량들은 각각 컨트롤 디바이스(22)에 의해 변위되어(displaced), 그 결과 불균형에 의해 유발된 진동들이 감소된다.
우선, 자동 밸런싱 장치에 존재하는 보상 질량들(m1,m2)은 중립(neutral) 제로 위치들로 이동되는데, 여기서, 보상 질량들(m1,m2)은 각각 서로에 대해서 180°만큼 변위되어 위치한다. 보상 질량들(m1,m2)이 제로 위치들에 있다는 사실은 센서들(S1,S2)에 의해 검출된다. 센서들(S1,S2)의 출력 신호들은 주 컨트롤 디바이스로 전달되는데, 그 결과 이 디바이스는, 측정 회로가 밸런싱 장치 및 회전체로 이루어지는 시스템의 실제 불균형(actual imbalance)을 포함하는 벡터(V1)를 검출하도록 한다. V1이 측정된 후, 보상 질량들 중 적어도 하나가 도시된 바와 같이 보상 질량 m2*에 의해 각도 α만큼 변위된다. 각도 α만큼 보상 질량 m2*를 변위시키면, 불균형 벡터 V2를 갖는 추가적인 불균형 생성된다. 각도 β는 불균형 벡터 V1과 보상 질량 m2*의 변위로 인한 불균형 벡터 V3 사이의 각도이다. 각도 α의 값 은 밸런싱 장치에서 검출되고 저장된다.
최종 벡터(resulting vector) V2가, 실제 불균형과 함께, 크기 및 방향에 따라 측정된 전체 불균형 벡터 V3를 갖는 전체 불균형을 형성한다. 밸런싱 장치에서의 산출 회로는 공식에 따라 최종 벡터 V3 및 불균형 벡터 V1으로부터 최종 불균형 벡터 V2를 산출한다.
V2 = V3 - V1
이에 의하면, 불균형 벡터 V2가 각도 α만큼의 보상 질량 m2의 이동의 결과라는 것과, 보상 질량들이, 존재하는 불균형 V1을 보상하기 위하여 의도적으로 이동될 수 있는 위치들을 산출하기 위해 이러한 값들이 이용될 수 있다는 것은 알려져 있다.
회전축으로부터 보상 질량들의 거리의 변화의 경우에, 시스템은, 보다 상세하게 설명될 필요가 없는, 아날로그 방식으로 조정된다(calibrated).
알려진 회전값(angular value) 만큼 보상 질량 m2를 변위시키거나, 회전축으로부터의 보상 질량의 거리를 변화시키면, 밸런싱 장치 및 회전체로 구성되는 시스템이, 사실상 상대적인 양들로, 조정된다. 시스템의 위상 천이(phase shift) 및 발진 진폭의 댐핑(damping)은 이러한 조정 단계에서 또한 고려된다. 그러므로, 종래기술에 따른 "시행착오" 방법은 제거되고, 보상 질량들은 특히 정확한 위치들로 이동될 수 있다.
엑스레이 생성장치의 회전부의 질량 분포에 의존하는, 다수의 플레인들에서 균형을 맞추는 것이 필요하다면, 하나의 밸런싱 장치는 각각의 밸런싱 플레인들에 대해여 각각 배치된다. 밸런싱 플레인들을 찾는 것은 당업자에 의해 수행된다.
도 3은, 두 플레인들에서의 밸런싱을 위한 본 발명의 실시예에 따른 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치의 예를 도시한다. 회전 양극을 갖는 엑스레이 생성장치는, 엑스레이 생성장치(102) 내부에 집적되며, 글래스 벌브에 연결된 제1 컨트롤 디바이스(122), 글래스 벌브에 연결된 제2 컨트롤 디바이스(222), 회전자(106)에 연결된 제1 액츄에이팅 디바이스(124), 및 회전자(106)에 연결된 제2 액츄에이팅 디바이스(224)를 포함하고, 각각은 오퍼레이팅 디바이스들(122,222)에 의해 서로에 대해서 각운동 방향으로 이동가능한 적어도 두 개의 보상 디바이스들을 각각 구비하는, 제1 밸런싱 디바이스 및 제2 밸런싱 디바이스를 포함한다. 도시된 실시예에서, 밸런싱 디바이스들은 오퍼레이팅 디바이스들(122,222)로서 외부에 배치되는 두 개의 고정자들, 및 보상 질량들로서 회전자에 연결되는 네 개의(각 플레인에서 두 개씩) 밸런싱 링들을 구비하는 이른바 링 밸런싱 디바이스들이다. 여기서, 고정자들은 글래스 벌브의 외부에 배치되며, 엑츄에이팅 디바이스들은 각각의 고정자 맞은 편의 글래스 벌브 내부에 배치되며, 이에 의하여 공극이 엑츄에이팅 디바이스 및 글래스 벌브의 내부 사이에 존재한다.
엑스레이 생성장치의 진동들을 검출하기 위한 진동 센서(126)는 글래스 벌브의 외부에 제공된다. 보상 질량들 상부에 있는 자석들 및 자석들에 반응하는 (미도시된) 위치 센서를 포함하는 위치 검출 디바이스는, 보상 질량들의 위치를 검출하는 역할을 한다. 회전자의 회전 속도를 검출하는 (미도시된) 회전 속도 검출 디 바이스가 제공되고, 회전자 상부의 자석 및 자석에 반응하는 속도 센서를 포함한다. 위치 센서 및 속도 센서는 홀-센서들일 수 있다.
위치 검출 디바이스 및 속도 검출 디바이스 뿐만 아니라 진동 센서(126) 및 동작 디바이스들(122,222)은, 밸런싱 디바이스들을 제어하기 위해 제공되는 마이크로 프로세서 컨트롤러(128)에 연결된다. 이러한 목적을 위해서, 각각의 밸런싱 플레인에서의 불균형은 컨트롤러(128)에서 산출되고, 보상 링들 또는 -질량들 각각은 컨트롤 디바이스(122,222)에 의해 변위되어 그 결과 불균형에 의해 유발된 진동들이 줄어든다.
하나의 밸런싱 플레인의 경우에서 앞서 설명된 바와 같이, 보상 질량들은 우선, 그들의 중립 위치에 위치한다. 각 플레인들에서의 각각의 보상 질량들은 순차적으로 정의된(defined) 위치로 변위된다. 각 측정 플레인에서의 진동에 대한 보상 질량의 변위의 영향들을 측정하면, 영향 계수(influence coefficient)가 직접적으로 결정된다. 이후, 앞서 설명된 바와 같이, 이러한 방식으로 결정된 영향 계수는 보상 질량들의 밸런싱 위치들을 산출하기 위해 이용된다.

Claims (15)

  1. 음극 및 회전 양극이 진공 컨테이너에 하우징되어 있으며, 모터 구동 회전자 상부에 배치된 상기 고정 음극 및 회전 양극을 갖는 엑스레이를 생성하는 회전 양극을 구비하는 엑스레이 생성장치에 있어서,
    상기 엑스레이 생성장치에 집적되고, 상기 진공 탱크에 연결되는 컨트롤 디바이스, 및 상기 회전자에 연결되며 상기 컨트롤 디바이스에 의해서 서로에 대해 각운동 방향으로 변위될 수 있는 적어도 두 개의 보상 질량들을 포함하는 엑츄에이팅 디바이스를 포함하는, 적어도 하나의 밸런싱 디바이스;
    상기 엑스레이 생성장치의 진동들을 검출하기 위한 진동 센서,
    상기 보상 질량들의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 디바이스; 및
    상기 밸런싱 디바이스에 연결되며 불균형을 산출하기 위해 구성되는 상기 밸런싱 디바이스를 제어하기 위한 마이크로프로세서에 의해 제어되고, 상기 불균형에 의해 유발되는 진동들을 감소시키기 위해서 상기 컨트롤 디바이스를 통해서 상기 보상 링들을 이동시킬 수 있는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 플레인들에 대해 상기 엑스레이 생성장치를 밸런싱하기 위해서, 각각의 밸런싱 플레인을 위한 밸런싱 디바이스가 제공되는 것을 특징으로 하는 회전 양 극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 복수의 밸런싱 디바이스들을 제어하기 위해 제공되어지는 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 밸런싱 디바이스는, 엑츄에이팅 디바이스로서 역할을 하는 상기 진공 컨테이너 안에 배치된 고정자 및 보상 질량들로서 역할을 하는 상기 회전자에 연결되는 두 개의 밸런싱 링들을 구비한 링 밸런싱 디바이스인 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정자는 상기 진공 컨테이너의 외부에 배치되고, 상기 엑츄에이팅 디바이스는 상기 고정자 맞은 편의 상기 진공 컨테이너 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 진동 센서는 상기 진공 컨테이너의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 위치 검출 디바이스는 상기 보상 무게들 상부의 자석들 및 상기 자석들에 반응하는 위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 회전자의 회전 속도를 검출하기 위한 속도 검출 디바이스를 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 속도 검출 디바이스는 상기 회전자 상부의 자석 및 상기 자석에 반응하는 속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 센서 및/또는 상기 속도 센서는 홀-센서들인 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 컨테이너는 글래스 벌브인 것을 특징으로 하는 회전 양극을 구비한 엑스레이 생성장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 엑스레이 생성장치의 밸런싱 방법에 있어서,
    (a) 상기 보상 질량들은, 상기 보상 질량들에 의해 생성된 불균형 벡터들이 서로 상쇄되는 제로 위치들로 이동되며,
    (b) 그 다음에 존재하는 상기 불균형 벡터가 알려진 방식으로 크기 및 방향에 따라 측정되며,
    (c) 상기 보상 질량들 중 적어도 하나는 임의의 각도 α 또는 회전축으로부터의 이의 거리만큼 변위되며, 이에 의해서 추가적인 불균형이 조정 불균형 벡터로 생성되며,
    (d) 상기 각도 또는 상기 거리의 변위가 검출되며,
    (e) 그 다음에 존재하는 상기 전체 불균형 벡터가 알려진 방식으로 크기 및 방향에 따라 측정되며,
    (f) 조정 불균형 벡터는 상기 불균형 벡터 및 상기 전체 불균형 벡터로부터 산출되고,
    (g) 상기 보상 질량들이 상기 제로 위치들로부터 이동되어서, 상기 불균형 벡터 V가 보상되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 생성장치의 밸런싱 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 변위의 방향 및/또는 변위의 거리에 따른 상기 제로 위치들로부터의 상기 보상 질량들의 변위는 밸런싱 동작 동안 저장되고, 상기 보상 질량들이 상기 제로 위치들로 이동되어 이에 의해서 상기 보상 질량들은 반대의 변위 방향으로 상기 각각의 저장된 변위 거리만큼 후퇴하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 생성장치의 밸런싱 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 변위 질량들의 변위 방향 및 변위 거리는 인코더 디바이스에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 생성장치의 밸런싱 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 변위 각도는 인코더 디바이스에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 엑스레이 생성장치의 밸런싱 방법.
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