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Appareil à rayons X muni d'un dispositif de sécurité.
Dans un appareil à rayons X, la tension de fonctionnement du tube, c'est-à-dire la tension entre l'anode et la cathode pen- dant le fonctionnement de l'appareil, est notablement plus basse que la tension à vide, car, en charge, de notables chutes de tension se produisent dans l'appareil et dans le secteur d'ali- mentation. A la mise en marche de l'appareil à rayons X ,on lance d'abord le.courant de chauffage dans la cathode thermionique et un certain temps après, on applique la haute tension au tube. Le courant de charge acquiert alors immédiatement sa pleine intensité ce qui empêche la tension du tube d'atteindre une valeur trop élevée.
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Lorsqu'une interruption se produit dans le circuit de chauffage, un court-circuit dans le transformateur d'alimentation ou une autre perturbation telle que la cathode n'est pas portée à la température de régime, la mise en circuit de la haute tension peut être préjudiciable au tube à rayons X. Dans ce cas, la tension du tube est égale à la tension à vide du trans- formateur haute tension et des disruptions peuvent se produire entre les câbles d'alimentation, des étincelles peuvent surgir dans la gaine du tube ou des disruptions internes peuvent endomma- ger le tube à rayons X.
L'invention concerne un appareil à rayons X muni d'un dispositif de protection dont le but est d'empêcher l'application de la haute tension lorsqu'une perturbation quelconque s'est pro- duite dans le circuit de chauffage dutube à rayons X. Suivant l'invention, l'excitation d'un relais électromagnétique, dont le contact de travail se trouve dans le circuit du courant de commande pour la haute tension, est déterminée par la somme de deux tensions quisont approximativement en opposition de phase et dont l'une est constante alors que l'autre dépend de l'intensité du courant de chauffage. Lorsque la somme des deux, tensions dépasse une valeur déterminée, le contact de travail interrompt ledit circuit de cou- rant.
En l'absence de perturbation; les deux tensions sont pratiquement égales et à la fermeture du circuit de chauffage, lecourant de chauffage acquiert l'intensité nécessaire pour porter la cathode à la température de régime. Dans le cas d'une interruption dans le circuit de chauffage, la tension tributaire de l'intensité du courant de chauffage est très petite et le relais enclenche sous l'effet de la tension constante. Par contre, lorsqu'un court-circuit se produit, la tension tributaire du courant de chauffage est dominante et provoque le fonctionnement du relai s.
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Pour invention, peu importe que l'on utilise un relais à enroulement d'excitation ou un relais différentiel. La somme des tensions peut également être utilisée pour commander la tension de grille d'un tube à décharge ou comme tension d'amorçage d'un tube à décharge dans le gaz dont le courant anodique excite le relais.
Le courant à vide, d'intensité assez élevée, du transformateur de chauffage, qui circule lorsqu'une interruption dans le secondaire de ce transformateur empêche le chauffage de la cathode thermique, exerce une Influence nuisible sur la sensibilité de ce dispositif. Ce courant comporte une très grande composante réactive que l'on peut compenser en grande par- tie en shuntant l'enroulement primaire du transformateur de chauf- fage par un condensateur.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 montre le principe de montage de l'appareil conforme à l'invention.
La fig. 2 est une autre forme de réalisation de ce montage.
Les figs. 3 et 4 sont deux diagrammes de charge.
La cathode 2 et l'anode 3 du tube à rayons X 1 sont connectées aux deux extrémités de l'enroulement secondaire 4 du transformateur haute tension 5. D'une façon générale, on utili- sera une tension redressée et à cet effet un certain nombre de valves et de condensateurs sont insérés dans le circuit de courant mais, pour l'explication de l'invention, le schéma simple de la fige 1 suffit.
L'enroulement primaire 6 du transformateur 5 est con- necté au transformateur de réglage 7. Celui-ci est représenté sous
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forme d'auto-transformateur. La tension fournie est réglable à l'aide de prises 8. L'un des fils d'alimentation 9 pour l'en- roulement primaire 6 du transformateur 5 est relié au contact de réglage 10 et l'autre fil 11 directement à l'autre extrémité de l'enroulement 7. Les fils d'alimentation 9 et 11 comportent les contacts 12 et 13 d'un relais électromagnétique., appelé relais principal, dont l'enroulement d'excitation 14 peut être connecté à l'aide d'un interrupteur à bouton-poussoir aux bornes 16 et 17 reliées -,au secteur.
Le circuit de chauffage du tube à rayons X 1 comporte un transformateur de chauffage 19 à enroulement secondaire 18., et dont l'enroulement primaire 20 est connecté.. en deux points fixes, à l'enroulement du transformateur de réglage 7. Dans la ligne d'alimentation du transformateur de chauffage 19 se trouve une résistance réglable 21 pour l'intensité du courant ainsi qu'un fusible 22. Celui-ci sert à interrompre le fonctionnement de l'appareil dans le cas d'un court-circuit franc, afin de limiter au minimum l'endommagement par ce court-circuit.
Le circuit de chauffage comporte en outre la résistance 23 qui protège l'appareil à rayons X. Dans la résistance se produit une chute de tension qui dépend de l'intensité du courant de chauffage. Cette chute de tension est petite lorsque le circuit du courant de chauffage est interrompu et est grande lorsqu'il se produit un court-circuit.
Quelques spires 24 du transformateur de réglage 7 fournissent la contre-tension. Les deux tensions sont montées en série par l'intermédiaire du pont redresseur 27 et de l'en- roulement 26. Le sens du courant dans l'enroulement 26 est tou- jours le même, peu importe que la tension aux bornes de la résis- tance 23 soit plus grande ou plus petite que la contre-tension.
On règle les tensions approximativement à la même valeur à l'aide du curseur 25 de la résistance 23. Il n'est pas néces-
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saire d'utiliser des redresseurs mais un relais à courant con- tinu fonctionne plus régulièrement qu'un relais à courant alter- natif. Les deux tensions peuvent également être en opposition de phase par un couplage magnétique dans le cas d'emploi d'un relais différentiel dont chacun des enroulements est connecté à l'une des tensions.
Dans une autre forme de réalisation, cette partie du montage comporte un tube commutateur à vide poussé 32. La fige 2 représente un montage utilisant, comme tube commutateur, une trio- de.La somme de la tension fixe des spires 24 et de la tension varia ble avec l'intensité du courant de chauffage et prélevée de la résistance 23 est redressée et est appliquée à la résistance 33. Elle fournit la composante positive de la tension de grille pour le tube à décharge 32. La source de tension 34 four- nit la composante négative de cette tension de grille. Le courant anodique de la source de tension 35 excite le relais 26 lorsqu'une perturbation se produit dans le circuit de chauffage du tube à rayons X.
Au lieu de là triode on peut également utiliser oomme tube commutateur un tube à décharge à atmosphère gazeuse. Dans ce cas, le montage doit être légèrement modifiée mais cette modification ne présente aucune difficulté pour le constructeur.
L'enroulement d'excitation 26 du relais commande le contact de travail 29. Ce contact se trouve dans le circuit du courant de commande du relais principal 14 et, dans sa position ouverte, il empêche la mise en circuit de l'appareil à rayons X.
Le graphique de la fig- 3 illustre les particularités des conditions auxquelles doit satisfaire la protection. La ten- sion de la partie 24 des spires du transformateur de réglage 7 est représentée par le vecteur V1. Le vecteur V2 qui représente la tension à la résistance 23 entre une extrémité et la prise 25 lors d'un courant de chauffage normal de la cathode thermio- nique comporte un petit déphasage mais a approximativement la
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même grandeur que le vecteur Vl. Cette concordance peut être obtenue à l'aide du curseur 25. La somme des deux tensions V et
1 V2 en opposition est donnée par le vecteur V. Dans la plupart des appareils, il est d'usage que l'intensité du courant de chauffage soit variable pour permettre -le réglage de la charge du tube à rayons X.
Ce réglage s'obtient à l'aide de la résis- tance 21 et de ce fait la tension V2 peut varier entre les limites V2' et V2". Cette variation est accompagnée d'une petite variation du déphasage. La somme des tensions Vl et V2 varie donc entre V et V'. La tension pour laquelle le relais 26 entre en fonctionnement doit être plus grande que V', car c'est là la tension maximum qui se produit pendant le réglage de la char- ge.
La figure montre en outre les vecteurs A et B qui représentent la tension V2 aux bornes de la résistance 23 dans le cas où le circuit de chauffage est interrompu du côté secondaire du trans- formateur de chauffage (vecteur A) et lorsqu'un court-circuit se produit de ce c8té (vecteur B). Lorsque le primaire dutrans- formateur de chauffage est interrompu, cette tension sera nulle et, dans le cas d'un court-circuit primaire, le fusible 22 claque* La figure montre que la somme des tensions Vl et A ou B dépasse, tant pour l'une des perturbations que pour l'autre, la valeur V'.
Pour la tension d'attraction du relais, on choisit une valeur comprise entre V' et la plus petite des deux tensions résultantes de V1 et A ou B obtenues sous l'influence d'une perturbation.
Cette valeur doit être aussi petite que possible.
On peut réduire la tension d'attraction du relais 26 en compensant la composante réactive du courant primaire du transformateur de chauffage. A cet effet, l'enroulement primaire 20 de ce transformateur 19 est shunté par le condensateur 36.
Le diagramme vectoriel qui en résulte affecte la forme représen- tée sur la fig. 4. Les vecteurs portent les mêmes références que sur la tige 3, tandis que la tension résultante aux bornes de la
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résistance 23 résulte de la composition vectorielle des vecteurs B et V , cette dernière indiquant l'influence du condensateur. c
Du diagramme de la fig. 4, il résulte que la tension V2' aux bornes de la résistance 23 combinée avec la tension fixe Vl fournit une tension V notablement plus petite que la tension V' obtenue sur la fig. 3. La disposition précitée assurera donc un fonctionnement plus rapide du relais des qu'une pertur- bation se produit dans l'état de charge.
Lorsque le relais 26 n'agit pas, on peut mettre en circuit la charge de l'appareil à rayons X à l'aide de l'interrupteur à bouton-poussoir 15. Le temps pendant lequel l'appareil reste en fonctionnement est déterminé par la minuterie 31.