MX2011010006A - Modulo de descarga para cables de alta tension de tubo de rayos-x. - Google Patents

Abstract

Módulo de descarga que está conformado por tres circuitos, un circuito de control y medida de Rayos-X, un circuito de reparto de tensión entre unos interruptores en serie, que es independiente del anterior, y un tercer circuito de cortocircuito de la carga, que a su vez está formado por un circuito de disparo sucesivo o esclavo de los interruptores y otro circuito de de descarga principal a través de los interruptores; gracias a la configuración establecida se logra un control de la radiación mucho mejor al no verse afectado por agentes impredecibles, la corriente de cortocircuito no está limitada a la corriente de puerta de los interruptores y se reduce la tensión residual de los interruptores.

Description

MODULO DE DESCARGA PARA CABLES DE ALTA TENSIÓN DE TUBO DE RAYOS-X DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN Es objeto de la presente invención un módulo de descarga para cables de alta tensión de tubos de rayos-x, que lograr la reducción de la radiación blanda debido a la cola de descarga de las capacidades de filtro y cables de alta tensión.

En un tubo de rayos X convencional, los rayos X son producidos por la generación de electrones por emisión termiónica desde un filamento de tungsteno (cátodo). Los electrones son acelerados hacia un ánodo (que puede estar rotando para promediar los efectos del desgaste) para generar los rayos-X. La intensidad de emisión del tubo está controlada por la corriente del filamento y por la diferencia de potencial de alta tensión entre el ánodo y el cátodo.

Un control preciso de la potencia suministrada a un tubo de rayos X es importante para asegurar la correcta imagen con fines de diagnóstico y evitar la exposición innecesaria del paciente a la radiación de rayos X que no producen una imagen utilizable.

La "cola" en la forma de onda de salida de la energía suministrada produce una radiación no deseada denominada radiación blanda que añade al paciente una dosis de exposición a rayos X y no mejora la imagen conseguida. Por lo tanto sería deseable conseguir un suministro de alimentación de alta tensión para un tubo de rayos X que produce sustancialmente formas de ondas rectangulares sin una cola de radiaciones blandas indeseadas.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los equipos de generación de alta tensión para tubos de rayos X, y de manera más particular de entre los módulos de descarga de un cable de alta tensión que conecta una fuente de alta tensión y un fuente de generación de rayos X.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

Hasta el momento se conocen módulos de descarga de la tensión de los cables que conectan un suministro de alta tensión con una fuente de generación de rayos X como los descritos en la patente US 5056125 A.

Dicho módulo de descarga si bien consigue parcialmente la reducción de la cola de descarga o radiación blanda, presenta varios inconvenientes. Por un lado, los circuitos de reparto de tensión y medida de mA al no ser independientes el control de la radiación no es tan preciso, ya que se ve interferido por agentes externos impredecibles, y por otro lado, la corriente de descarga de los tiristores o triacs empleados para la reducción de la radiación blanda está limitada a la corriente de puerta que dichos interruptores de estado sólido son capaces de soportar.

Otra dificultad presente en el módulo de descarga de la anterior invención es el hecho de que tanto el ánodo como el cátodo descargan de manera independiente a tierra, por lo que la descarga depende de la conexión a tierra, y si fallara una de dichas conexiones la descarga no se realizaría.

Es conocido de los antecedentes un aparato de rayos-x como el mostrado en el US 2008089482 que comprende un interruptor general diseñado para eliminar la energía residual almacenada en capacitancia de este aparato de rayos-X.

Otros documentos que muestran aparatos de rayos-x diseñados para reducir corrientes residuales son mostrados en JP 2007234497, EP 0297317, US 5056125, JP 10189286.

Sin embargo, ninguna de las solicitudes anteriormente mencionadas alcanza la reducción completa de las corrientes residuales, porque no alcanzan a evitar ninguna circulación de la corriente de fuga producida en los interruptores de alto voltaje a través del circuito de medida.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención superar los anteriores inconvenientes desarrollando un módulo de descarga que reduzca la radiación blanda en el que la corriente de descarga no esté limitada a la corriente de puerta que puedan soportar los interruptores de estado sólido, donde además la descarga del ánodo y cátodo se realice de un modo más eficiente y en el que se independicen la corriente de reparto de tensión de la de medida de mA, de acuerdo a la topología recogida en la reivindicación primera.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

La invención de módulo de descarga para cables de alta tensión de tuyos de rayos-X se caracteriza por comprender tres circuitos independientes.

Por un lado, un circuito de control y circuito de medición de la corriente a cargo de la producción de rayos-X, por otro lado un circuito de reparto de tensión entre los interruptores en serie y corrientes de fuga de los propios interruptores, circuito que está dispuesto de manera independiente de la medida de mA. Significando por independiente que las corrientes de fuga producidas en el circuito de descarga de voltaje no pasa a través del circuito de control y medida.

Finalmente hay un tercer circuito que es de cortocircuito de la carga formada por el propio.tubo de rayos-X y las capacidades de alta tensión.

El circuito de cortocircuito de la carga a su vez está dividido en dos circuitos independientes, por un lado un circuito de disparo de puerta de los interruptores de estado sólido (tiristores, triacs, etc) que está formado por una disposición en serie de una serie de condensadores de puerta en serie con una resistencias en serie, equivalente a un disparo esclavo de tiristores en serie. El segundo circuito que forma parte del circuito de cortocircuito es un circuito de descarga principal formado por la disposición en serie de una resistencia de descarga y una sucesión de tiristores en serie.

Gracias a que la corriente de descarga principal pasa directamente por los propios tiristores y no por la puerta de los tiristores o equivalentes, la corriente de descarga no está limitada a los valores de la corriente de puerta de los tiristores.

Gracias al hecho de que el circuito de control y medida y el circuito de reparto son independientes, el control de la radiación es mucho más preciso ya que no se ve interferido por corrientes de fugas dependientes de agentes externos.

Y finalmente, gracias que se produce un disparo multipunto se reduce la sobretensión residual de los interruptores.

EXPLICACIÓN DE LAS FIGURAS.

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de planos en cuyas figuras, de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más significativos de la invención.

Figura 1 , muestra una representación general de la topología del módulo de descarga propuesto donde se aprecian los principales componentes y circuitos que lo conforman.

Figura 2, muestra una representación de las diferentes formas de onda que presentan las corrientes de los diferentes circuitos.

Figura 3, muestra en detalle la topología del circuito de cortocircuito de la carga.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN: A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.

En la figura 1 , podemos observar la topología para la reducción de la radiación blanda debido a la cola de descarga de las capacidades de filtro y cables de alta tensión de un tubo de rayos-X (H.V.).

Dicha topología está conformada por tres circuitos independientes: - el circuito (1) que es el circuito de control y medida de la corriente de carga que produce Rayos-X y por el que circula la corriente IRx, esta corriente pasa por los dos shunts (5) por unos diodos, por las fuentes de alimentación de alta tensión (F.A.) y por el propio tubo de rayos-X (6).

- El circuito (2) que es un circuito de reparto de tensión entre los interruptores (7), por el que circula la corriente LK y que es independiente del circuito de medida de mA, no siendo permitida circulación de corrientes de fuga a través del circuito de control y medida.

- El circuito (3) que es de cortocircuito de la carga formada por el propio tubo de rayos-X (6) y las capacidades de alta tensión (8).

Gracias a la topología anteriormente descrita y a la conformación de un circuito (3) de cortocircuito la descarga del ánodo y cátodo se realiza de un modo más eficiente, al realizarse del ánado al cátodo y no desde ellos hacia tierra como sucede en los antecedentes conocidos.

En la figura 2, se muestran las formas de onda de las diferentes corrientes que circulan por los diferentes circuitos. Así la forma de onda superior es la forma de onda de alta tensión, donde se puede observar que presenta un flanco de descarga ligeramente inclinado pero claramente recortado con relación al flanco (4) representado en linea discontinua, que representa la forma de onda que presentaría la tensión si el circuito de descarga produce excesiva radiación blanda, es decir, radiación no deseada porque no sirve a los fines de conseguir una imagen de suficiente calidad, y que sin embargo expone al paciente a radiaciones innecesarias.

La siguiente forma de onda representada inferiormente corresponde a la forma de onda de la corriente lRx que circular por el tuyo de rayos-X y que presenta una forma de onda igual a la de alta tensión y que también busca la reducción de la radicación blanda representada por la línea discontinua, hasta el flanco casi vertical representado en línea continua.

La siguiente forma de onda corresponde a la forma de onda de la corriente que discurre por el circuito de reparto de tensión entre los interruptores (7), que presenta una forma de onda perfectamente rectangular y que está independizada de la corriente IRX.

Finalmente, la última forma de onda representada corresponde a la forma de onda de la corriente del circuito de cortocircuito de la carga, que presenta un flanco izquierdo vertical correspondiente al momento de cierre de los interruptores y un flanco derecho casi vertical. Tanto cuanto más vertical sea el flanco derecho de la corriente de descarga tanto menor es la radiación blanda.

Finalmente en la figura 3, se puede observar en detalle la configuración del circuito de cortocircuito (3), en el que se han representado varias ramas, pero que no obstante pudiera llegar a varias ramas tantas como fueran necesario para alcanzar una tensión de por ejemplo 75.000 voltios, que en una posible realización podrían hacer falta hasta 80 ramas. Dicho circuito de cortocircuito (3) está conformado por dos circuitos: - un circuito de disparo (3.1 ) de puertas (CG, G) de los interruptores, en el caso representado son tiristores, pudiendo ser cualquier otro tipo de interruptor que cumpla con los fines de interrupción. El primero de los tiristores (Si) se dispara mediante un transformador (9), entonces comienza la descarga del condensador asociado CG a través de la puerta del segundo tiristor Sz, por lo que dispara el segundo tiristor, en cuento está activado el segundo tiristor S2 comienza la descarga del condensador asociado CG a través de la puerta del tercer tiristor y así sucesivamente. Se produce un disparo esclavo de tiristores conectados, es decir de manera sucesiva. Gracias al disparo multipunto se produce una reducción de la sobretensión residual de los interruptores.

- Un segundo circuito (3.2) de descarga principal conformado por la sucesión serie de RD, SI , S2,. ., SN- La ventaja de esta configuración es que la corriente de descarga no se ve limitada a la corriente de puerta de los interruptores.

No altera la esencialidad de esta invención variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos componentes, descritos de manera no limitativa, bastando ésta para su reproducción por un experto.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1 .- Módulo de descarga para cables de alta tensión de tubo de rayos-X que comprende tres circuitos: - un circuito de control y medida de corriente IRx> que circula a través de dispositivos de medida y produce rayos-x. - un circuito que es un circuito de reparto de tensión entre interruptores, por el que circula corriente de fuga LK. - un circuito que es de cortocircuito de la carga formada por el propio tubo de rayos-X y las capacidades de alta tensión. - Caracterizado en que la corriente de fuga LK circula solo a través de circuitos de reparto de tensión y no a través de circuito de control y medida.

2 - Módulo de descarga para cables de alta tensión de tubo de rayos-X según la reivindicación 1 caracterizado porque el circuito de cortocircuito de la carga está formado por dos circuitos: - Un primer circuito, que es un circuito de disparo de puertas (CQ, G) de los interruptores, - Un segundo circuito, que es un circuito de descarga principal conformado por la sucesión serie de RD, S-i , S2 SN.

3.- Módulo de descarga para cables de alta tensión de tubo de rayos-X según la reivindicación 2 caracterizado porque los interruptores son interruptores de estado sólido como tiristores, triacs, etcétera.