Рентгенов генератор
Собственици на патент RU 2325052:
Употреба: за управление на обекти с помощта на рентгенови лъчи. Същността се състои в това, че рентгеновият генератор включва високоволтов генератор на постоянно напрежение, рентгенова тръба под формата на метална обвивка, аноден блок с целеви анод и рентгенов изходен прозорец, катоден блок под формата на катод с нишка и катоден изолатор, захранващ блок за катодната нишка, докато генераторът на високо напрежение и захранващият блок за катодната нишка са поставени в вътрешната кухина на катодния изолатор, запълнена с диелектрик. ЕФЕКТ: намалени размери и тегло при подобряване на надеждността на цялото устройство. 1 з.п. ф-лия, 1 ил.
Изобретението се отнася до рентгеновата техника, по-специално до моноблокови рентгенови генератори.
Рентгеновите моноблокове на серийни рентгенови апарати RUM 24 и 8L3 могат да се считат за аналози на предложеното изобретение, дизайнът и параметрите на тези моноблокове са дадени в "Рентгенова техника" (Наръчник под редакцията на Klyuev V.V., публикуван през 1992 г. от издателство "Машиностроение") на страници 128, 129, 130, 131.
Най-близкият аналог на претендирания е рентгенов генератор, включващ генератор с високо постоянно напрежение, рентгенова тръба под формата на корпус, аноден възел с целеви анод и прозорец за извеждане на рентгенови лъчи, катоден възел под формата на катод с нажежаема жичка и катоден изолатор, катодно захранване с нажежаема жичка (вижте "Рентгенова техника", справочник, редактиран от Klyuev V.V., публикуван през 1992 г. от издателство "Машиностроене", стр. 130, 131, фиг. 30).
Всеки модерен моноблок рентгенов генератор съдържа поне един рентгенов лъчтръба, източник на високо напрежение и захранваща система с катодна нишка.
В горните аналози тези части са структурно компактно опаковани в солидна метална обвивка, пълна с течен диелектрик. Тъй като електродите на всички тези части имат висок потенциал по отношение на корпуса, тогава по необходимост вътрешната повърхност на корпуса навсякъде се отстранява от части с високо напрежение, което води до неговия значителен обем и голяма маса както на самия корпус, така и на течния диелектрик, който го запълва. В резултат на това масата на моноблоковете е 33 и 11,8 кг с мощност 4,5 и 0,7 kW.
Конструкцията на аналоговите генератори съдържа голям брой спомагателни елементи, които служат за монтиране на рентгенова тръба, високоволтов генератор, нагревател и др. Повечето от тези елементи трябва да отговарят на изискванията за изпитване с високо напрежение. Това води до висока трудоемкост и ниска технологичност на дизайна.
В допълнение, голяма площ от високоволтова изолация между високоволтовите възли и корпуса на моноблока увеличава вероятността от повреда на високо напрежение и следователно намалява надеждността.
При проектирането на съвременен рентгенов генератор от моноблоков тип е необходимо в максимална степен да бъдат изпълнени следните условия:
а) Захранващото напрежение на рентгеновата тръба трябва да бъде постоянно с пулсации, непревишаващи 5%.
б) Моноблокът трябва да е безопасен в електрическо и радиационно отношение.
в) Моноблокът трябва да е лесен за използване, т.е. имат минимални размери и тегло.
г) Дизайнът на моноблока трябва да бъде технологично напреднал.
Техническата цел на изобретението е да се намалят размерите и теглото, като същевременно се подобри надеждността на цялото устройство.
Техническо заданиесе постига чрез факта, че в рентгеновия генератор, който включва високоволтов генератор на постоянно напрежение, са поставени рентгенова тръба под формата на метална обвивка, аноден възел с прицелен анод и рентгенов изходен прозорец, катоден възел под формата на катод с нажежаема жичка и катоден изолатор, захранващ блок за катодната нишка, генератор на високо постоянно напрежение и захранващ блок за катодната нишка. вътрешната кухина на катодния изолатор, запълнена с диелектрик.
Като диелектрик може да се използва или течност, или друг диелектрик.
Изобретението е илюстрирано с чертеж, който показва общата схема на устройството.
Предложеният рентгенов генератор се състои от генератор за постоянен ток с високо напрежение 1, източник на захранване с нишка 2 и рентгенова тръба.
Рентгеновата тръба включва метален корпус 3, възли - анод 4 и катод 5. Анодният възел 4 е целеви анод 6 с прозорец 7 за рентгенов изход. Катодният възел 5 е направен под формата на катод 8 с нажежаема жичка и катоден изолатор 9.
Генераторът на постоянно високо напрежение 1 и захранването 2 на нишката на катода 8 са поставени във вътрешната кухина 10 на изолатора 9 на катода. Вътрешната кухина 10 е пълна с диелектрик, който може да бъде течен или друг.
Катодният изолатор 9, генераторът на постоянно напрежение 1 и захранващият източник 2 на катодната нишка 8 са разположени във вътрешната кухина на металния корпус 3 на рентгеновата тръба. Положителният извод 11 на генератора на постоянно високо напрежение 1 е свързан към анодния модул 4 и металния корпус 3 на рентгеновата тръба, а отрицателният извод 12 е свързан чрез захранването 2 с нажежаемата жичка на катода 8, вътрешната кухина на металния корпус 3 на рентгеновата тръба е вакуум.том 13.
Предложеният генератор на рентгенови лъчи работи по следния начин.
Променливо напрежение с ниско напрежение се подава от външен източник към генератора на постоянно напрежение 1, което се преобразува във високо постоянно напрежение с помощта на трансформаторно-диодна капацитивна верига. В същото време захранващото напрежение на катодната нишка 8 се подава към захранващия блок 2 чрез генератор на постоянно високо напрежение 1, което води до неговото нагряване.
По този начин се създава силно електрическо поле в пространството между анодния възел 4 и катода 8, което ускорява електроните, излъчени от нагрятата нишка.
Ускорените електрони удрят целевия анод 6, което води до появата на спирачно рентгеново лъчение, което се излъчва през изходния прозорец 7 на анодния блок 4.
Настоящото изобретение има редица значителни предимства пред известните устройства.
1. В конструкцията на предложения рентгенов генератор високоволтовата изолация на източника на високо напрежение (генератора) отсъства навсякъде, с изключение на секцията анод-катод, която е необходима според физическия принцип на рентгеновата тръба. Тъй като функциите на основната изолация се изпълняват от вакуумния обем на рентгеновата тръба, надеждността на рентгеновия генератор като цяло се увеличава.
2. Тялото на рентгеновата тръба е тялото на рентгеновия генератор като цяло, което води до намаляване на обема и масата на генератора.
3. Значителна част от обема на рентгеновия генератор е вакуумният обем на рентгеновата тръба, което допринася за рязкото намаляване на масата на рентгеновия генератор.
4. Драматично намалява броя на различните части, необходими за сглобяване на рентгенов генератор, като например: отделен корпусгенератор, елементи за закрепване на рентгенова тръба, елементи за закрепване на генератор за високо напрежение, изолационни елементи за бариера за високо напрежение и др., което води до увеличаване на технологичността на дизайна на рентгеновия генератор.
1. Генератор на рентгенови лъчи, включващ генератор на постоянен ток с високо напрежение, рентгенова тръба под формата на метална обвивка, аноден възел с целеви анод и рентгенов изходен прозорец, катоден възел под формата на катод с нажежаема жичка и катоден изолатор, захранващ блок с катодна нажежаема жичка, характеризиращ се с това, че генераторът на постоянно напрежение с високо напрежение и захранващият блок с катодна нишка са поставени във вътрешната кухина ността на катодния изолатор, запълнен с диелектрик.
2. Рентгенов генератор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в него може да се използва течност или друг диелектрик.