SU452975A3 - Устройство дл защиты рентгеновских трубок от перегрузок - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕНТГЕНОВСКИЙ ТРУБОК ОТ ПЕРЕГРУЗОК

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  защиты рентгеновских трубок от перег рузки, в которых дл  управлени  током рентгеновской трубки используетс  электрическа  величина, определ ема  положени ем установочных органов рентгеновского аппарата и представл юща  собой допустимую нагрузку.

Современные диагностические рентг.е;новские аппараты оснащены устройством

(ДЛЯ защиты рентгеновских трубок от не- регрузки, механическим или электричес;ким .,

Известно устройство, в котором дл  автоматического регулировани  необходиiMoro времени работы трубки и потребл вiMoro тока вырабатываетс  электрическое |напр жение возбуждени , представл ющее собой произведение предварительно уста- новпенного напр жени  рентгеновской труб ки и желательного числа миллиамперсекунд

Это напр жение подаетс  на одно из плеч мостовой схемы, где оно сравниваетс  с напр жением, соответствующим дрпустимому току трубки. Если мост сбалансирован , значит, в т рубке установлен допуст мый ток.

Дл  реализации такого устройства не ,обходим либо регулировочный резистор с нелинейной характеристикой, либо генератор напр жени  с нелинейным напр жением холостого хода, характеристики которых похожи на нагрузочные характеристики рентгеновской трубки. Использование таких сопротивлений или генераторов напр жени  , св зано со значительными затратами.

Кроме того, обьино один диагностический рентгеновский аппарат примен етс  дл  нескольких рабочих мест, которые могут быть снабжены различными трубками, поэтому необходимо устанавливать степень (нагрузки каждой трубки дл  предохранени  jfex, а следовательно, иметь несколько ре гулировочных нелинейных резисторов или генераторов.

Цель изобретени  - создание экономичного устройства, гарантирующего как надежную защиту рентгеновской трубки от перегрузки, так и полнук) степень ее наг ..фузки. Цель достигаетс  благодар  тому, что используетс  сериесна  схема, отдельные сопротивлени  которой нагружены токами, : завис щими от установленных параметров, так, что в сериесной схеме вырабатываетс  напр жение , соответствующее допустимому току рентгеновской трубкиГ то напр жение используетс  дл  управлени  через усилитель исполнительным органом, который устанавливает допустимый ток трубки. Кроме того в сериесной схеме с дугогас щими сопротивлени ми имеетс  сопро- тивление, через которое проходит как ток, регулирующий величину миллиамперсекунд, так и ток, регулирующий величину киловольт . Установка процентной степени нагрузки рентгеновской трубки осуществл етс  с по« мощью сопротивлени , падение напр жени  на котором складываетс  с напр жением на регулировочном резисторе, а по величине соответствует выбранной процентной степени нагрузки. С целью обеспечени  заШиты от перег- рузки при одновременной работе двух трубок осуществл етс  защита от перегрузки только более нагруженной трубки. Дл  регулировани  тока второй трубки предусмот рено средство управлени , получающее команды на перестановку от усилител , вклю ченного в измерительную диагонарь моста При этом в плечах моста находитс  посто  нное сопротивление и секци  сопротивле1ни , отвод которого соединен с отводом регулировочного резистора защиты от перегрузки: во втором плече моста находитс  втора  секци  этого сопротивлени , в третьем и четвертом плечах моста-сопротивлени  со ступенчатым регулированием, к которым при необходимости подключаетс  секци  сопротивлени , отвод которого приводитс  в действие исполнительным органом регул тора тока второй трубки. При более низких напр жени х на труб ке с целью уменьщени  тока трубки, обус ловленного излучением, к последовательной схеме сопротивлений через предварительно смещенный диод подключаетс  сет ка сопротивлений. При этом параллельное соединение осуществл етс  таким образом что если не достигаетс  заданное напр жение трубки, то в последовательной схе ме проходит дополнительный ток, вследст вие чего через усилитель и исполнитель- ный орган уменьшаетс  ток рентгеновско трубки. На фиг. 1 показано предложенное устойство дл  защиты от перегрузки; на иг. 2 - в верхней части диаграммы рагмент из номограммы нагрузки рентеновской трубки диагностических генераоров , в нижней части диаграммы - хаактеристика напр жени  в сопротивлении ериесной схемы, на которую оказывает оздействие ток функционального диодного атчика {диаграммы изображены в двойном логарифмическом масщтабе; на фиг. 3 - характеристика напр жени  сериесной схемы , котора  соответствует номограмме нагрузки рентгеновской трубки при определенном напр жении трубки; на фиг. 4 - электрическа  схема дл  обеспечени  процентной степени нагрузки с приблизительно линеаризованной процентной щкалой; на фиг.б-элект рическа  схема дл  ослаблени  тока трубки, i обусловленного излучением; на фиг. 6 электрическа  схема дл  регулировани  тока рентгеновской трубки; на фиг. 7 - схема всей защиты от перегрузки, Сериесна  схема сопротивлений, при еложении падени  напр жени  которых создаетс  напр жение, представл ющее собой допустимую нагрузку, содержит сопротивлени  1, 2 и 3. Функци  определенного типа рентгеновской трубки и разных ее напр жений моделируетс  следующим образом. Одновременно с регулированием установочного органа (на чертеже не показан) произведени  миллиамперсекунд регулируетс  положение отвода сопротивлени  4. Напр жение , снимаемое с сопротивлени  4, подаетс  в параллельную схему диодов 5-8, которые последовательно соединены с сопро. тивлени ми 9-12, а смещение на них определ етс  напр жени ми, снимаемыми с соп ротивлений 13-17. При изменении положени  движка на переменном сопротивлении 4 на сопротивлени х 1 и 2 падени  напр жени  будет иметь вид, показанный в нижней части диаграммы фиг. 2. Нижн   крива  образуетс  из п ти пр мых точки 5-8 показывают моменты, в которые открываетс  соответствующий диод. Падение напр жени  на сопротивлени х 13-17 вызывает смещение диодов и определ ет положение точек 5-8 на рси абсцисс, а углы наклона этих пр мых завис т от сопротивлений 9-12. Элементы 5-17 составл ют функциональный диодный датчик. Ток, определ емый напр жением на сопротивлении 4 и на соответствующем сопротивлении функционального диодного датчика , протекает по сопротивлению 2, напр жение на котором имеет характеристику, изображенную на фиг. 2. Дл  определени  начальной точки кривой напр жени  к напр жению на сопротивлении 2 прибавл етс  напр жение на сопротивлении 3, которое определ етс  током, задаваемым сопротивлением 18. Падение напр жени  на сопротивлени х 2 и 3 показано на фиг. 3.

С помощью переменного сопротивлени  1 устанавливаетс  величина напр жени , завис ща  от допустимого тока трубки.

Так как, согласно номограммам нагруэ ки рентгеновских трубок, изменение напр  жени  трубки вызывает смещение нагрузочных характеристик под углом 45Р (параллельно лини м времени на диаграмме поскольку одинаковое врем  всегда обусловливает равные произведени  киловатт-секунд ) , то ток, определенный падением напр жени  на сопротивлении 19 и сопротивлени х . 20-23 и протекающий через сопротивление 1, вызывает на нем падение напр жени , способствующее сдвигу характеристики в горизонтальном направлении. Так как напр жение на сопротивлени х 22 и 23 суммируетс  с напр жением на сопротивлени х 2 и 3, то вместе с падением напр жени  на сопротивлении 1, нагрузочна  характеристика отклонитс  на

угол 45 .

Вместе с сопротивлени ми 22 и 23 сопротивлени  2 и 3 образуют сериесную схему, напр жение которой возбуждает усилитель 24. Это напр жение представл ет собой допустимую нагрузку рентгеновской трубки в миллиамперах. Оно складываетс  из падений напр жени  на сопротивлени х 2, 3, 22 и 23.

Навстречу этому напр жению включено напр жение, снимаемое с регулировочного резистора 25. С помощью двигател  26, управл емого усилителем 24, отвод резистора 25 регулируетс  до тех пор, пока напр жение на резисторе 25 не будет соответствовать напр жению возбуждени  сопротивлений 2 и 3 , а также сопротивлений 22 и 23.

Следовательно, измен   положение отвода регулировочного резистора 25, устанавливают допустимый ток в рентгеновской трубке, что позвол ет воздействовать на регул тор тока трубки (на чертеже не показан).

Описанна  электрическа  схема позвол ет также сравнительно простым спос;о- бом регулировать проиент использовани 

. трубки. С регулировочным резистором 25, падение напр жени  на котором определ ет ток трубки, последовательно соединено сопротивление 27, падение напр жени  на 5 котором направлено встречно падению напр жени  в регулировочном резисторе 25. В результате балансировка нул  происходит при более низком токе трубки, что соответствует меньшей нагрузке рентгеновской трубки. Ток, протекающий через

сопротивление 27, определ етс  напр  же нием сопротивлени  28, с отвода которого снимают показани  процентов нагрузки. Приблизительна  линеаризаци  ;(огарифми- чёской процентной шкалы осуществл етс  i сопротивлением 29 и полупроводниковым стабилитроном ЗО в электрической цепи 28.

При относительно низких напр жени х ток на трубке уменьшаетс , не достига 

значени , моделируемого функциональным

диодным датчиком, как это может при- вести к перегреву катода рент1 еновской трубки. Дл  этого между отводами сопротивлений 18 и 25, с одной стороны, и с:оп

5 ротивлений 19 и 2О, с другой стороны, включаетс  общее сопротивление сложной цепи.

Общее сопротивление, образованное сопротивлени ми 31-34 и диодом 35, устаQ навливаетс  так, чтобы по нему проходил ток только в том случае, если не дости гаетс  такое значение напр жени , при котором должно начатьс  уменыиение тока трубки. Последнее обеспечиваетс  смеще-

5 нием диода 35. Смещение диода 35 можно измен ть, если сопротивление 32 выполнить переменным. В результате на сопротивлени х 2 и 3 произойдет дополиитель)- ное падение напр жени , что через усили0 тель 24 воздействует на дгии-атель 26, который переставл ет отвод f)ery.4HpoB04- ного резистора 25 в сторону уменьшени  тока рентгеновской трубки. Таким образом, установка тока рентгеновской трубки осу5 ществл етс , начина  с определенной величины напр жени , и соответс:твует не только значению, заданному функциональным диодным датчиком, в результате 4Oi4j уменьшение тока, обусловленное излучени0 ем, учитываетс  при незначительных напр жени х трубки.

Схема, изображенна  на фи 1, может быть усоверщенствована дл  защиты от перегрузки нескольких трубок, рабитаклинх

5 одновременно. При этом устанавливаетс  допустимый ток наиболее нагруж«.нных трубок . Втора  трубка может быть ншружена на 2О, 4О, ВО, 80 или 1ОО% н/п-рузкн

первой трубки. Дл  обеспечени  такого режима установка тока трубки осушествл етс  с помощью дополнительного двигател  36 (фиг. б),который получает команды на перестановку через дополнительны и усилитель 3 усилитель находитс  в измерительной диагонали моста, содержащего сопротивление 38, движок которого соединен с движком резистора 25 и одновременно  вл етс  точкой измерител ной диагонали. Втора  точка измерительной диагонали образуетс  отводом сопротивлени  39, движок которого через усилитель перемещаетс  с помощью двигатели 36 дл  балансировки моста. Так как положение отвода сопротивлени  39 одновременно определ ет ток второй рентгеновской трубки, то двигатель 36 может быть одновременно предназначен дл  стабилизации тока второй рентгеновской трубки, работающей в режиме одновременного приема и передачи.

Нар ду с посто нным сопротивлением 40 в плече моста наход тс  два других сопротивлени  41 и 42, которые с помощью выключателей 43-46 могут быть зашунтированы . Если выключатели 43-46 наход тс  в положении, при котором включено полностью сопротивление 41, то в это врем  сопротивление 42 полностью шунтировано , и двигатель 36 устанавливает дви- , жок сопротивлени  39 на величину, соответствующую 1ОО%-ной нагрузке трубки. В этом случае обе трубки нагружены одинаково . Если же включить выключатель 46 то сопротивление резистора 41 уменьшаетс , а сопротивление резистора 42 возрастает . Обусловленный этим разбаланс моста компенсируетс  двигателем за счет смещени  отвода сопротивлени  39. При этом ток второй трубки, работающий в режиме приема и передачи, одновременно понижаетс  до. 80%. В зависимости от вклю чени  различных частей сопротивлений 41 и 42 можно установить цюбые услови  режима нагрузки.

При переходе на режим первичной нагрузки отвод сопротивлени  4 с помощью выключател  47 переключаетс  на величину 1 масек. В результате в усилителе 24 устанавливаетс  напр жение, заставл ющее двигатель 26 переместить отвод регулировочного резистора 25 на величину тока, соответствующую выбранному напр жению трубки около 1 масек. Однако это начальный ток трубки при первичной нагрузке.

Вначале двигатель отключаетс  от уси-

лител  и работает от напр жени , стабилизированного полупроводниковыми стабилит роками. Так как полупроводниковый триод 48 в этот момент еще не  вл етс  провод щим , то двигатель 26 вращаетс  с большим числом оборотов. Одновременно конденсатор 49, расположенный параллельно реле 5О, зар жаетс  через сопротивление 51, так как по истечении определенного времени (около 150 мсек) реле 5О приводит в действие соответствующий выключатель . В это врем  двигатель 26 выводитс  из состо ни  поко  и разгон етс  до определенного числа оборотов. При замыкании реле 5 О напр жение трубки включаетс  в определенную трубку и одновременно через сопротивление 52 конденсатор 53 зар жаетс  напр жением полупроводникового стабилитрона 54. После превышени  напр жени  Ценера в полупроводниковом стабилитроне 55 полупроводниковый триод 56 становитс  провод щим и через сопротивление 57 регулирует полупроводниковый триод 48. Этот полупроводниковый триод закорачивает полупроводниковый стабилитрон 58, в результате чего на двигатель 26 все еще подаетс  напр жение полупроводникового стабилитрона 59. Благодар  этому уменьшаетс  число оборотов двигател . Уменьшение происходит постепенно из-за наличи  махового момента. При этом функци  Зрд) соответствует в хорошем приближении кривой первичной нагрузки нормальной и быстродействующей трубки определенной мощности . В результате временного смещени  точки переключени  с быстрого хода на малую скорость вращени  двигател  26 можно добитьс  согласовани  с кривой первичной нагрузки трубок других классов могцности. С этой целью выключатель 6О переключаетс  на резистивно-емкостную . цепочку (конденсатор 61, резистор 62). Разр д конденсаторов 53 и 61 происходит через сопротивление 63. С помощью переключател  64 двигатель 26 соедин етс  с усилителем, в результате чего двигатель отводит регул тор тока трубки к начальному значению тока трубки, а рентгеновский генератор подготавливаетс  к новой первичной нагрузке.

П

редмет изобретени 

Устройство дл  защиты рентгеновских трубок от перегрузок, содержащее комбинацию резисторов и узел управлени  током трубки в зависимости от положени  регул торов рабочих характеристик рентгеновского генератора, отличающеес  тем, что, с целью защиты трубок в услови х оптимальной нагрузки, цепь последовательно соединенных резисторов со

держит регулируемые в зависимости от установленных параметров миллиамперсе-; кукд и киловольт источники тока, первый из которых состоит из параллельно соединенных днодоБ, включенных последователь .но с резисторами, а второй содержит средство дл  регулировки напр жени , уп . равл ющего током трубки.

Ci

:

ci ;:5

8

о . 2

1

;з

8

Риъ. J

1о / А5

log т As

6

5

.

27

25

сриг.

-0 +

1007о

28%

Мин

.б