Устройство для защиты рентгеновских трубок от перегрузок

 

м»м Ф

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических (11) 45 2 975

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (22),Заявлено 30.09.70(21) 1479987/26-25 (51) N. Кл. Н 05 9

1/48 с присоединением заявки

27.01.7OWP21 я /145131

2) Приоритет

33) ГДР

Опубликовано 05.12.74 Бюллетень № 45

Гвсудврстввнный комитет

Совета Министров СССР ио двивм нзоорвтвний и открытий (53) УДК 621.386 (088.8) Дата опубликования описания 15.12.74 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Отто Закманн, Вольфганг Баумгарт, Конрад Зайбт и Херберт Тиле {ГДРт

Иностранное предприятие

" ФЕБ Трансформаторен унд Рйнтгенверк, Дрезден"

{ ГДР) (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕНТГЕНОВСКИЙ ТРУБОК ОТ ПЕРЕГРУЗОК

Изобретение относится к устройствам для зашиты рентгеновских трубок от перег- рузки, в которых для управления током рентгеновской трубки используется элект-, рическая величина, определяемая положени» ем установочных органов рентгеновского

1 аппарата и представляющая собой допустимую нагрузку.

Современные диагностические рентге;новские аппараты оснащены устройством

}для защиты рентгеновских трубок от пе.регрузки, механическим или электричес.ким.

Известно устройство, в котором для автоматического регулирования необходи.мого времени работы трубки и потребляе-, ,мого тока вырабатывается электрическое

I напряжение возбуждения, представляющее собой произведение предварительно установленного напряжения рентгеновской трубки и желательного числа миллиамперсекунд (Это напряжение подается на одно из плеч мостовой схемы, где оно сравнивает.ся с напряжением, соответствующим допустимому току трубки. Если мост сбаланси2 рован, значит, в трубке установлен допусти мый ток.

Для реализации такого устройства не;обходим либо регулировочный резистор с нелинейной характеристикой, либо генератор напряжения с нелинейным напряжением холостого хода, характеристики которых похожи на нагрузочные характеристики рентгеновской трубки. Использование таких щ сопротивлений или генераторов напряжения ,связано со значительными затратами.

Кроме того, обычно один диагностический рентгеновский аппарат применяется для нескольких рабочих мест, которые мо15 гут быть снабжены различными трубками, поэтому необходимо устанавливать степень (нагрузки каждой трубки для предохранения ,:нх, а следовательно, иметь несколько ре.гулировочных нелинейных резисторов или

20 генераторов.

Цель изобретения — создание экономич» ного устройства, гарантирующего как надежную защиту рентгеновской трубки от перегрузки, так и полную степень ее наг26 .. узки, цель достигается благодаря тому» что используется сериесная схема; отдельные сопротивления которой нагружены токами, зависящими от установленных параметров, так, что в сериесной схеме вырабатываетая ненннженне, сон»венсен »»жее доннстнмому току рентгеновской трубки. Зто напряжение используется для управления через усилитель исполнительным органом, который устанавливает допустимый ток трубки.

Кроме того в сериесной схеме с дугогасящими сопротивлениями имеется сопротивление, через которое проходит как ток, регулирующий величину миллиамперсекунд, так и ток, регулирующий величину киловольт

Установка процентной степени нагрузки рентгеновской трубки осуществляется с помощью сопротивлении, падение напряжения на котором складывается с напряжением на регулировочном резисторе, а по величине соответствует выбранной процентной степени. нагрузки.

С целью обеспечения зашиты от перегрузки при одновременной работе двух трубок осуществляется защита от перегрузки только более нагруженной трубки. Для регулирования тока второй трубки предусмотрено средство управления, получающее команды на перестановку от усилителя, включенного в измерительную диагональ моста.

При этом в плечах моста находится постоянное сопротивление и секция сопротивле ния, отвод которого соединен с отводом регулировочного резистора защиты от перегрузки: во втором плече моста находится вторая секция этого сопротивления, в третьем и четвертом плечах моста--сопротивления со ступенчатым регулированием, к которым при необходимости подключается секция сопротивления, отвод которого приводится в действие исполнительным органом регулятора тока второй трубки.

При более низких напряжениях на трубке с целью уменьшения тока трубки, обусловленного излучением, к последовательной схеме сопротивлений через предварительно смещенный диод подключается сетка сопротивлений. При этом параллельное соединение осуществляется таким образом, что если не достигается заданное напряжение трубки, то в последовательной схеме проходит дополнительный ток, вследствие чего через усилитель и исполнительный орган уменьшается ток рентгеновской трубки.

На фиг. 1 показано предложенное устройство для зашиты от перегрузки; на фиг. 2 - в верхней части диаграммыфрагмент из номограммы нагрузки рентгеновской трубки диагностических генера5 торов, в нижней части диаграммы - характеристика напряжения в сопротивлении, сериесной схемы, на которую оказывает воздействие ток функционального диодного

10 датчика (диаграммы изображены в двойном логарифмическом масштабе; на фиг. 3! характеристика напряжения сериесной схе- мы, которая соответствует номограмме нагрузки рентгеновской трубки при определенном напряжении трубки; на фиг. 4 - электриl5 ческая схема для обеспечения процентной степени нагрузки с приблизительно линеаризованной процентной шкалой; на фиг.5 — элект рическая схема для ослабления тока трубки, обусловленного излучением; на фиг. 6— электрическая схема для регулирования тока рентгеновской трубки; на фиг. 7 - схема всей защиты от перегрузки, Сериесная схема сопротивлений, при сло25 женин падения напряжения которых создается напряжение, представляющее собой допустимую нагрузку, содержит сопротивления 1, 2 и 3. Функция gR ЯЦдля определенного типа рентгеновскои трубки и разЯД ных ее напряжений моделируется следующим образом.

Одновременно с регулированием устано« вочного органа (на чертеже не показан) произведения миллиамперсекунд регулируется положение отвода сопротивления 4. Напряжение, снимаемое с сопротивления 4, подается в параллельную схему диодов 5-8, которые последовательно соединены с сопро тивлениями 9-12, а смещение на них определяется напряжениями, снимаемыми с сопротивлений 13-17. При изменении положения движка на переменном сопротивлении 4 на сопротивлениях 1 и 2 падения напряжения будет иметь вид, показанный в нижней части диаграммы фиг, 2. Нижняя кривая образуется из пяти прямых точки5 -8 показывают моменты, в которые открывается соответствующий диод. Падение напряжения на сопротивлениях 13-17 вызывает смешение диодов и определяет положение точек 5 -8 на оси абсцисс, а углы наклона этих прямых зависят от сопротивлений 9-12. Элементы 5-17 составляют функциональный диодный датчик. Гок, определяемый напряжением на сопротивлении 4 и на соответствующем сопротивлении функционального диодного дат452975

45

55 чика, протекает по сопротивлению 2, напряжение на котором имеет характеристику, изображенную на фиг. 2. Для определения начальной точки кривой напряжения к напряжению на сопротивлении 2 прибавляется напряжение на сопротивлении 3, которое определяется током, задаваемым сопротивлением 18. Падение напряжения на сопротивлениях 2 и 3 показано на фиг. 3.

С помощью переменного сопротивления 19 устанавливается величина напряжения, зависящая от допустимого тока трубки.

Тяк как, согласно номограммам нагруз-; ки рентгеновских трубок, изменение напряжения трубки вызывает смешение нагрузочных характеристик под углом 45о (параллельно линиям времени на диаграмме поскольку одинаковое время всегда обусловливает равные произведения киловатт-се« кунц), то ток, определенный падением напряжения на сопротивлении 1.9 и сопротивлениях. 20-23 и протекаюший через сопротивление 1, вызывает на цем падение напряжения, способствующее сдвигу характеристики в горизонтальном направлении.

Так как напряжение на сопротивлениях

22 и 23 сул мируется с напряжением на сопротивлениях 2 и 3, то вместе с падением напряжения на сопротивлении 1, нагрузочцая характеристика отклонится на о угол 45

Вместе с сопротивлениями 22 и 23 сопротивления 2 и 3 образуют сериесную схему, напряжение которой возбуждает усилитель 24. Это напряжение представляет собой допустимую нагрузку рентгеновской трубки в миллиамперах. Оно складывается из падений напряжения на сопротивлениях 2, 3, 22 и 23.

Навстречу этому напряжению включено напряжение, снимаемое с регулировочного резистора 25. С помощью двигателя 26, управляемого усилителем 24, отвод резистора 25 регулируется до тех пор, пока напряжение ца резисторе 25 не будет соответствовать напряжению возбуждения сопротивлений 2 и 3, а также сопротивлений 22 и 23.

Следовательно, изменяя положение отвода регулировочного резистора 25, устанавливают допустимый ток в рентгеновской трубке, что позволяет воздействовать на регулятор тока трубки (на чертеже це показан).

Описанная электрическая схема позволяет также сравнительно простым способом регулировать процент использования трубки. С регулировочным резистором 25, падение напряжения на котором определяет ток трубки, последовательно соединено сопротивление 27, падение напряжения на котором направлено встречно падению напряжения в регулировочном резисторе 25.

В результате балансировка нуля происходит при более низком токе трубки, что соответствует меньшей нагрузке рентгеновской трубки. Ток, протекаюший через сопротивление 27, определяется напряжением сопротивления 28, с отвода которого снимают показания процентов нагрузки.

Приблизительная линеаризация логарифмической процентной шкалы осуществляется сопротивлением 29 и полупроводниковым стабилитроном 30 в электрической цепи 28.

При относительно низких напряжениях ток на трубке уменьшается, не достигая значения, моделируемого функциональным диодным датчиком, тяк как это л ожет привести к перегреву катода рентгеновской трубки. Для этого между отводалш сопротивлений 18 и 25, с одной стороцьk, и сопротивлений 19 и 20, с другой стороны, включается общее сопротивление сложной цепи.

Общее сопротивление, образованное сопротивлениями 31-34 и диодом 35, устанавливается так, чтобы по цел у проходил ток только B том случае, если це достигается такое значение напряжения, прц котором должно начаться уменьшение токи трубки. Последнее обеспечивается смешением диода 35. Смешение диода 35 можно изменять, если сопротивление 3" выпол. нить переменным. В результате ни сопротивлениях 2 и 3 произойдет дополцител ное падение напряжения, что через усилитель 24 воздействует на двш отель 26, который переставляет отвод регулировочного резистора 25 в сторону уменьшения тока рентгеновской трубки. 1 яким образом, установка тока рентгеновской трубки ok..ушествляется, начиная с определенной величины напряжения, и соответствует kle только значению, заданному функциоцяльцыл диодным датчиком, в результате че1 о уменьшение тока, обусловленное излучением, учитывается цри незначительных напряжениях трубки.

Схема, изображенная ня фш. 1, люжет быть усовершенствована для зашиты от перегрузки нескольких трубок, ряботяклццх одновременно. При этом устанавливается допустимый ток наиболее нагруженных трубок. Вторяя трубка лкэжс T быть цягружеця ця 20, 40, 60, 80 или 100" нагрузки первой трубки. Для обеспечения такого режима установка тока трубки осушеств1 ляется с помощью дополнительного двигателя 36 (фиг. 6),который получает команды на перестановку через дополнительный усилитель 37. Этот усилитель находится в измерительной диагонали моста, содержащего сопротивление 38, движок которого соединен с движком резистора 25 и одновременно является точкой измеритель ной диагонали. Вторая точка измерительной диагонали образуется отводом сопротивления 39, движок которого через усилитель перемещается с помощью двигатели 36 для балансировки моста. Так как положение отвода сопротивления 39 одновременно определяет ток второй рентгеновской трубки, то двигатель З6 может быть одновременно предназначен для стабилизации тока второй рентгеновской трубки, работающей в режиме одновременного приема: и передачи.

Наряду с постоянным сопротивлением 40 в плече моста находятся два других сопротивления 41 и 42, которые с помощью выключателей 43-46 могут быть зашунтированы. Если выключатели 43-46 находятся в положении, при котором включено полностью сопротивление 41, то в это время сопротивление 42 полностью шунтировано, и двигатель 36 устанавливает движок сопротивления 39 на величину, соответствующую 100%-ной нагрузке трубки.

В этом случае обе трубки нагружены одинаково. Если же включить выключатель 46, то сопротивление резистора 41 уменьшается, а сопротивление резистора 42 возрастает. Обусловленный этим разбаланс моста компенсируется двигателем эа счет смещения отвода сопротивления 39. При этом ток второй трубки, работающий в режиме приема и передачи, одновременно понижается до 80%. В зависимости от вклю чения различных частей сопротивлений

41 и 42 можно установить любые условия режима нагрузки.

При переходе на режим первичной нагрузки отвод сопротивлении 4 с помощью выключателя 47 переключается на величину 1 масек, В результате в усилителе 24 устанавливается напряжение, заставляющее двигатель 26 переместить отвод регулировочного резистора 25 на величину тока, соответствуюшую выбранному напряжению трубки около 1 масек. Однако это началь» ный ток трубки при первичной нагрузке.

Вначале двигатель отключается от уси55

Предмет изобретения

Устройство для зашиты рентгеновских трубок от перегрузок, содержащее комби8 лителя и работает от напряжения, стабилизированного полупроводниковыми стабилич ронами. Так как полупроводниковый триод

48 в этот момент еше не является прово5 дяшим, то двигатель 26 вращается с большим числом оборотов. Одновременно конденсатор 49, расположенный параллельно реле 50, заряжается через сопротивление

51, так как по истечении определенного

10 времени (около 150 мсек) реле 50 приводит в действие соответствующий выключатель. В это время двигатель 26 выводится из состоянии покоя и разгоняется до определенного числа оборотов. При заl5 мыкании реле 50 напряжение трубки включается в определенную трубку и одновременно через сопротивление 52 конденсатор 53 заряжается напряжением полупроводникового стабилитрона 54. После пре20 вышения напряжения венера в полупроводниковом стабилитроне 55 полупроводниковый триод 56 становится проводящим и через сопротивление 57 регулирует полупроводниковый триод 48. Этот полупроводИ никовый триод эакорачивает полупроводниковый стабилитрон 58, в результате чего на двигатель 26 все еше подается напряжение полупроводникового стабилитроиа 59. Благодаря этому уменьшается чис30,ло оборотов двигателя. Уменьшение происходит постепенно из-за наличия махового момента. При этом функция 9 р=Я1)соответствует в хорошем приближении кривой первичной нагрузки нормальной и быстроЗй действующей трубки определенной мощности. В результате временного смещения точки переключения с быстрого хода на малую скорость вращения двигателя 26 можно добиться согласования с кривой пер@» вичной нагрузки трубок других классов мощности. С этой целью выключатель 60 переключается на резистивно-емкостйую цепочку (конденсатор 61, резистор 62).

Разряд конденсаторов 53 и 61 происходит

45 через сопротивление 63. С помои ью переключателя 64 двигатель 26 соединяется с усилителем, в результате чего двигатель отводит регулятор тока трубки к начально-. му значению тока трубки, а рентгеновский

50 генератор подготавливается к новой первичной нагрузке. нацию резисторов и узел управления током трубки в зависимости от положения регуляторов рабочих характеристик pem геновского генератора, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью защиты трубок в условиях оптимальной нагрузки, цепь последовательно соединенных резисторов содержит регулируемые в зависимости от установленных параметров миллиамперсекунд и киловольт источники тока, первый из которых состоит из параллельно соединенных диодов, включенных последователь.но с резисторами, а второй содержит средство для регулировки напряжения, уп, равляющего током трубки.

Иад. а 886 ир 760 Подписное з 32М

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская иаб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Составитель И. Петрова

: Редактор т. Орловская ТехреД ДОТЯПОВЯ КоРРектоРы С ° ëËÎáÈÍß