SU711708A1 - Рентгеновский генератор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области рентгенотехники, а более конкретно - к устройствам высоковольтного питани  рентгеновских аппаратов со средствами стабилизации анодного напр жени . Известны рентгеновские генераторы с источником питани  посто нного напр  жени , выполненным в ввде высокочастотного преобразовател  и содержащим либо высокочастотный повышающий тран форматор, либо каскадный умножитель напр жени  flj и L2. Однако эти генераторы имеют ограниченную мощность. Известны рентгеновские генераторы с электронной стабилизацией высокого. Напр жени , содержащие измерительный делитель напр же1 и , сигнал которого используетс  дл  сравнени  с эталонным напр жением в схеме сравнени , выходной сигнал которой через электрон ное устройство возде)Чствуот на управл  щий элемент СЗТ . Однако хот  такие схемы обеспечивают высокую степень стабилизации анодного напр  -сени , они обладают недостаточно широким .Ш1тервалом регулировани . Наиболее близким по техническо сущности к предложенному  вл етс  рентгеновский генератор, содержащий рентгеновскую трубку, электронный прерыватель, высоковольтный транс юрматор, высоко- вольтнь й выпр т 1итель с емкостным фшштром на выходе, г.сточник опорного напр жени , измерительный делитель напр ж.ени  Бысоковольтно) выпр мител , схему сравнени  напр жений. В этой схеме электронный коммутатор  вл етс  динамическим сопротивлением первичной цепи, изменение которого производитс  методом частотно-импульоюй модул5щии напр йсени  на высоковольтном трансформаторе. Такое техническое peureние позвол ет увеличить быстродействие регул;фовани  напр жени  на высокой стороне и осуществить его стабилизсшию а также улучшить фильтрацтцо этого

3

напр жени  по море его регулиров.1ни . происходит вследствие увеличени  частоты релейной системы, т.е. частоты частотнО--нп шульсной модул ции , тю мере jTx-ieHbmeHHH анодного напр жени , так как но сравнению с максимальным режимом по вл етс  энергети ческий аапас. Частота коммутаций практически может увеличиватьс  при полном регулировании напр жени  в несколько ра так как она ограничена и полосой пропускани  главно1 о трансформатора в переходными процессами в главной цепи ,

Однако при максимальных ан.одных напр жени х щ следовательно максшлалгзной мошности частота коммутаций не может нревь шать частоту ceTiij и может увеличиватьс  только но мере уъленьшени  анодного напр жени а достига  максимальной величины па мпнимальных. аноднь Х 1апр жени х. Именно в этих режимах за счет часто гно----импульсн6й модулсщии происходит дополнительно подавление пульсаций. Тем не менее, частота частотно-  м-нульсной модул ции все равно остаетс  низкой. Таким образом , в известном устройстве нм.еет мест неравкомерг-юсть подав.пени  нузшсадий анодного напр жени  а зависимости от его ве кчиньь

Цель изобретени  повышение степени стабилизации мгновенного значени  анодного напр жени  в широком дианазо- не колебаний анодного напр жени .

Это дост1-п аетс  тем., что генератор содержит донолннтельньзй датчик анодного тока схему управлени  с широтно иМ. пульсной модул цией, соединенную с указанным датчиком и Измерительным де-лителем напр1 «ени , в лсокочастотный генератор/-умножитель напр жени , выход которого подключен последогштельно с выходом высоковольтного выпр мител . При этом схема управлени  с широтно- импульсной модул$щией содержит фильтр верхних частот, пиковый детектор, схему сравнени , входы которой соединены с пиковым детектором и измерительным делителем напр жени , широтно-имнуль сный .модул тор. Высоко-частотный генератор образован -источником посто нного тока, электронным прерывателем, к которому подсоединен шгфотно имнульсный модул тор, высокочастотным сглаживающим фильтром, инвертором и высокочастотным повышающим трансформатором. Высокочастотный сглаживающий фильтр имеет полосу пропускани  в области

ких частот не менее максимальной час тоты коммутации первого электронного прерывател .

На фиг. 1 представлена функциональ па  схема рентгеновского генератора; на фиг, 2 - эквивалентна  электрическа  cxeivia, по сн юш.а  принцип работы аппа- ,рата,

Рентгеновский генератор содержит .

электронный прерыватель 1, высоковольтный трансформатор 2, высоковольтный выпр митель с емкостным фильтром на выходе 3, источник опорного напр жени  4, измерительный делитель анодного на

5, схему сравнени  напр же ни  6s рентгеновскую трубку 7, истоЧ Н1Ш посто ш охх) напр жени  8, второй электронный прерыватель 9, высокочастотный сглаживающий фильтр 10, инвертор 115 повышающий высокочастотный

трансформатор 12, умножитель напр жени  13j датчик анодного тока в виде измерительного резистора 14, фильтр верхних частот ISj пиковый детектор 16, схему

сравнени  17 и широтно-импульсный модул тор 18.

Рентгеновский генератор представл ет собой двухконтурную систему автоматического регулировани , схематично изображенную на фиг. 2. В первом контуре происходит стаб1тизаци  напр жени  и . подавление пульсаций на выходе низко- частотного генератора 19. Этот контур

состоит из низкочастотного генератора 19, датчика напр жени  20 этого генератора , схемы управлени  21 и представл ет собой релейную след- щую систему с частотн(-имцульсной модул цией . В этом

контуре преобразовываетс  основна  мощность рентгеновского аппарата. Второй контур образован датчиком анодного тока 22, схемой управлени  23 с.широтно- импульсной модул цией и вьюокочастот-

ным генератором 24, напр жение которого , преобразованное умножителем напр жени  13, представл ет собой низкочастотное переменное напр жение,, измен ющеес  в соответствии с законом изменени  пульсаций в низкочастотном генераторе 19. Низкочастотный генератор 19 и умножитель напр жени  13 включены последовательно, так что выходное напр жение умножител  Uj всегда ком-

пенснрует низкочастотные пульсации генератора 19 и на рентгеновской трубке 7 имеетс  практически посто нное анодU ,

Claims (4)

1. ное напр жение Дополнительный контур работает следующим образом. С делител  анодного напр жени  5 через фильтр верхних частот 15 пропуск етс  переменна  составл оша  напр51жен выпр мител  3 (генератора 19). Выпр мленна  и отфильтрованна  в пиковом детекторе 16 эта составл юща  уже в в де посто нного напр жени , равного амплитуде переменной составл ющей, подаетс  на вход схемы сравнени  17 в качестве задающего сигнала. На другой вход схемы сравнени  17 подан сигнал с датчика анодного тока 14, пульсации напр жени -на котором пропорциональны пульсаци м анодного тока трубкио Поскольку в данном генераторе стабилиз ци  напр жени  и груба  фильтраци  осуществл етс  в одном контуре, а дополнительна  фильтраци  - в .дрзтом, имеетс  однозначна  св зь между пульсаци ми напр жени  выпр мител  3 и пуль саци ми анодного тока трубки 7. Отработка пульсаций анодногю тока производитс  путем ликвидации пульсаций анодного напр лшни  на трубке 7. Со схемы сравнени  17 сигнал рассогласовани  подаетс  на широтно-импульсный модул тор (ШИМ) 18, коэффициент заполнени которого может изменитьс  от О до 1 в зависимости отсигнала управлени  со схемы 17. Пропорционально коэффициенту заполнени  ШИМ 18 будет измен тьс  посто нное напр жение на выходе высокочастотного сглаживающего фильтра 10, Иа cooTBeTCTBeifflOj на клеммах питани  преобразовател  частоты - инвертора 11, Частота щиротпо - Импульсного модул тора равна 12 кГц, частота инвер тора 8 кГц. Высокочастотный трансформатор 12 повыщает напр жение от ISO В до 4 кВ, аатем это напр жение умножаетс  чстырехкаскадным укшожителем напр жени  13 до 15 кВ при максимальной нагрузке IQ QJ, .10 мА Высокочастотна  пульсаци  .на выходе умножител  при его максш гальной нагруз ке составл ет не более 5%, т.е. 750 В. Напржкение на умножителе напр5пкени  13 отрабатываетс  схемой обратной св зи за счет дшшмического изменени  коэффициента заполнени  щиротно-импульс ного модул тора в соответствии с законом изменени  пульсаций на выпр мителе 3. Высокочастотный сглаживающий фильт 1О должен полностью подавл ть высокочастотный сигнал с прерывател  9 на частоте 12 кГц и обладать полосой проз рачности в области низких частот, т.е. на частоте пульсаций, выпр мител  3, равной удвоенной частоте коммутаций электронного прерывател  1. При однофазном питании аппарата напр жением промыщлёнпой частоты 5О Гц частота частотно-импульсной модул ции не пре- выщает как правило 200-40О Гц во всем диапазоне изменени  анодного напр жени . Ее можно еще уменьщить, полностью возложив подавление пульсаций на .дополнительный контур даже в области низких анодных напр жений. Данна  конструкци  генератора позвол ет снизить пупьсашга анодного напр жени , увеличив при этом мощность дозы излучени  и сузив его спектр. Проведенные экспериментальные исследовани  подтвердили преимущества данного генератора. При максимальном режиме, -Т.е. при :U/i 100 кВ и lO. 10 мА, пульсаци  анодного напр жени  имеет велич1шу менее 1% при пульсации на высоковольтном генераторе равной 12%. Это позвол ет увеличить мощность дозы излучени  почти на 30%. Размер и масса высоковольтного генератора остаютс  неизменными , так как высоковольтна  часть дополнительного контура имеет ничтожно малые размеры: повыщающий трансформатор имеет конструктивный объем 8О см и массу 60 г, умножитель напр жени  - объем 6О см и массу 60 г, в то врем  как конструктивный объем высоковольтного генератора состашт ет 40 дк1 , а его масса - 70 кГ. Источник посто нного напр л ени , тшвертор, электронный прерыватель и высокочастотный фильтр очень незначительно измен ют размеры и массу пульта управлени , так как их мощность мала. Высока  рабоча  частота ф шьтра - 12 кГц - также позвол ет сделать его малогабаритным. Формула изобретени  1. Рентгеновский генератор, содержа- щий рентгеновскую трубку, электронный прерыватель, высоковольтный трансформатор , высоковольтный выпр митель с емкостным фильтром на выходе, источник опорного напр жени , измерительный делитель напр нсени  высоковольтного выпр мител , схему сравнени  напр жений, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  степени стабилизации мгновенного значени  анодного иапр жеПИЯ в широком диапазоне колсбани1 { анод него напр жени , он содержит дополнительный датчик анодного тока, схему управлени  с широтно-импульсной модул цией , соединенную с указанным датчиком и измерительным делителем напр  жени , высокочастотный генератор, умно житель напр жени , выход которого подключен последовательно с выходом высоковольтного выпр мител . 2, Рентгеновский генератор по п. 1, отличаю щ ийс   тем, что схема управлени  с широтно-импульсной модул цией содержит фильтр верхних частот, пиковой детектор, схему сравнен входы которой соединены с пиковым детектором и измерительным делителем напр жени  широтно-импупьсный моду . л тор, а -высокочастотный генератор образован источником посто нного тока электронным прерывателем, к которому подсоединен широтно-импульсный модул тор , высокочастотным сглаживаюиитм фильтром, инвертором и высокочастотным повышающим трансформатором. 3. Рентгеновский генератор по п. 2, отлич.аюшийс  тем, что высокочастотный сглаживающий имеет полосу пропускани  в области низких частот не менее максимальной частоты коммутации первого электронного прерывател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Выложенна  за вка ФРГ № 2128248, кл. 21 g 20/01, опублик. 1973.
2. 2.Выложенна  за вка ФРГ № 2444193, кл, Н 05 С 1/12, опублик. 1975.
3. 3.Шмелев В. К. Рентгеновские аппараты М., Энерги , .1973, с. 171-173.
4. 4.За вка Франции № 2208267, кл. Н 05 G 1/30, опублик. 1974 (прототип).

   N