Appareil à rayons X perfectionné. L'objet de la présente invention est un appareil à rayons X perfectionné, dont l'em ploi n'exige pas une habileté spécialisée, qui peut être raccordé à des sources ordinaires de courant alternatif et qui est robuste de construction et facile à transporter.
Cet appareil comporte un tube à rayon X et un transformateur relié à celui-ci, ce tube et ce transformateur étant tous deux immergés dans un bain liquide refroidis sant et isolant, tel qu'un bain d'huile, et disposés de telle, façon que le tube puisse produire des rayons X pendant qu'il est ainsi immergé, tout en étant également re froidi et isolé par ledit bain liquide.
Dans une forme d'exécution particulière de l'objet de l'invention, le tube à rayons X renferme une anode portée par un organe s'étendant. à l'extérieur du tube et établis sant un trajet de conductibilité thermique suffisante pour refroidir efficacement l'anode, cet organe pouvant consister en une tige métallique refroidie extérieurement. par le bain liquide. De plus, les bornes du tube à rayons X peuvent être séparées par une distance moindre que l'intervalle. d'air équi valent au voltage de service du tube, le bain liquide isolant empêchant une dé charge par étincelle à l'extérieur du tube.
Une forme d'exécution de l'appareil sui vant la présente invention est représentée, à titre d'exemple, à la fi-. 1 en section trans versale et à la fig. 2 en coupe longitudinale; les fig. 3 et 4 sont. deux schémas de con nexions électriques, pour cette forme d'exé cution et pour une variante de celle-ci, et la fig. 5 est une coupe partielle de l'anode et du tube faisant partie de l'appareil.
On a fait, l'observation dans des tubes à rayons X à refroidissement artificiel par un liquide que ce refroidissement par liquide maintenait un plus grand degré de vide dans le tube qu'on ne pouvait l'obtenir par fonctionnement du tube clans l'air. Mais dans ces expériences antérieures on n'avait pas tiré parti de l'action de refroidissement du li quide sur l'anode pour éliminer effective ment la chaleur produite par le choc du courant cathodique sur l'anode.
De même, clans l'emploi du liquide, on ne se souciait pas clt la propriété isolante de celui-ci, pour réduire la ciiinension du tube, c'est-à-dire pour permettre le raccourcissement de la borne de l'anode pour augmenter sa con- ductibilité pour la. chaleur, sans abaisser le voltal-e de sep-,.-!ce admissible.
Il en est autre de l'appareil à rayons X tel que représenté et dans lequel l'anode du Tube à rayons X est reliée à un organe ex térieur dispersant la chaleur à l'aide d'un bain d'huile refroidissant et isolant. Comme on IL, voit aux fi-. 1 et 2, le tube à rayons X comporte une boule 1 faite de préférence en verre au plomb qui est relativement im perméable aux rayons X, et possédant une fenêtre 2 faite en verre très perméable aux rayons X. Dans ce tube est scellée une ca- tliocic:
3 comportant un filament 4 (fig. 3) en tungstène ou autre matière réfractaire appropriée, qui est rendu incandescent. par le passage de courant à travers lui pendant le fonctionnement du tube.
Autour de la cathcclle 3 est -;lacé un organe conducteur 5 pour concentrer la décharge cathodique. Cette cléchar''e est reçue par l'anode sur la face d'un disque 6 (fig. 5} en tungstène ou autre. métal i-('fractaire approprié, consti tuant.
l'anode proprement dite et qui est supporté par une tige cylindrique 'ï en cuivre, ou autre. métal bon conducteur de la chaleur, s'étendant à l'extérieur du tube et qui est. scellé dans l'enveloppe de verre du tube à l'air-le d'un bout de tube tron conique intermédiaire 8, consistant en pla tine, ou en unr_ matière équivalente appro- prKe. La tige rÉtallique 'ï établit un Trajet de li:;
ute concluf- tibilité thermique, permet tant l'élimination efficace de la chaleur de la face de l'anc-_le recevant la décharge vers un Bain d'huile 23, par exemple, d'huile lourde minéi-c.le, clans lequel le tube à rayons X est immergé, la tige 7 possédant, à l.'ent.érieur titi tube, des ailettes de radia tion de chaleur 9, comme cela est représenté à la fig. 2, bien que ce ne soit pas néces saire clans toits les cas.
L'énergie élcc-trique nécessaire pour faire fonctionner le tube à rayons X est dérivée d'un transformateur qui est. également iin- mergé clans le bain d'huile 23 et qui com porte un noyau de fer- 10, un enroulement primaire 1i et un enroulemënt secondaire 7.2 formé de deux sections ou bobines 12a et 12h (fig. 2 et. 3) reliées en série. Le tubl- à rayons X est. monté sur ce transformateur à l'aide de supports isolants i3.
Les bornes du tube à rayons X sont reliées par des con ducteurs jA= et 15 directement aux bornes de l'enroulement secondaire (lu transfor mateur, comme cela est représenté plus clairement clans les fig. 3 et 4. Le trans formateur et le tube sont contenus clans un réceptacle 1.6 fait de préférence en métal. par exemple du fer galvanisé.
Le réceptacle 1.6 est pourvu d'une connexion<B>17</B> avec la terre. Dans sa partie inférieure, il possède une poche 18 en forme d'auge renfermant le noyau (lu transformateur de façon < < . maintenir le tiansformateur dans une Iiosi- tion fixe. Une base en bois<B>19</B> est fixée par des boulons 20 sur les deux côtés de la poche 18 pour que l'appareil puise être placé debout sui' sa base.
Le réceptacle 16 est pourvu d'un couvercle- amovible 21 main tenu en place à joint étanche, à. l'aide de bou tons 22, avec intercalâtion d;e=bourral,e appro priés, ledit couvercle présentant une partie perméable aux rayons X en face de la fenêtre. 2.
Le bain d'huile 213 contenu clans le réceptacle 16 peut être refroidi à. l'aide de tuyaux 21 traversés par un liquide ré frigérant, les raccords des tuyaux 24 étant fixés cle façon étanche dans le couvercle 2i et pourvus de connexions flexibles "5. Les conducteurs 26, 26' amenant le courant ii l'enroulement.
primaire du transformateur et les conducteurs 2i, 2i' reliant en série les deux bobines de l'enrouleiuent secon daire de celui-ci sont menés respectivement à des bornes-jack isolées 28, 29 fixées clans la paroi latérale du réceptacle et auxquel- les des connexions électriques peuvent être établies à l'extérieur à l'aide clé fiches de connexion 30, indiquées à la. fi-,--.
2, les cir cuits ainsi établies étant représentés à la fig. 3. Les conducteurs 2i, 27' sont reliés, comme- cela est, représenté à la fig. 3, à un instrument mesureur de courant 32, par exemple un milliampèremètre, et sont aussi pourvus d'une connexion à la terre 33. L'instrument mesureur de courant indi quera l'énergie traversant le tube, et per mettra à l'opérateur de déterminer l'émis- sivité en rayons X pendant, l'opération.
La cathode du tube à rayons X de l'ap pareil représenté aux fig. 1, 2 et 3 est chauf fée à l'aide d'un enroulement 12e monté sur le noyau 10 du transformateur et relié au filament 4 de la cathode par les conduc teurs 14 et. 34, le conducteur . 34 contenant une résistance réglable 35 pour permettre de faire varier à volonté la résistance du circuit de 1a cathode. Il est à remarquer que les bobines d'enroulement à haut po tentiel de même que l'enroulement 12e sont isolés électriquement de l'enroulement pri maire 11.
Comme le réceptacle 16 et les conducteurs<B>27,</B> 27' conduisant à l'instru ment mesureur 32 sont mis à la terre, et comme les enroulements à haute tension sont. immergés dans le bain d'huile 23 et, par conséquent,, inaccessibles pendant le fonctionnement du tube à rayons X. l'appa reil ne présente pas de possibilité de choc. électrique.
Dans la variante de connexions repré sentée à la fig. 4, le filament de la cathode du tube à rayons X reçoit son courant de chauffage d'un transformateur séparé 38 possédant un enroulement secondaire relié à la cathode par les conducteurs 39, 40, dont celui 40 renferme une résistance réglable !i1. L'enroulement primaire du transforma teur 38 de chauffage de la cathode est relié par les conducteurs 42, 43 aux conducteurs 26. 26', amenant le courant principal de fonctionnement à l'enroulement primaire ü du transformateur principal.
L'enroule ment secondaire 12 de celui-ci dans la va riante à laquelle se rapporte la fig. 4 con siste en une seule bobine. d'où part le con ducteur 14 relié à la terre par un conduc teur 44. Le conducteur 14 mis à la terre, reliant l'enroulement secondaire 12 à la ca thode du tube à rayons X renferme un milliampèremètre 32. Des interrupteurs, ap propriés 45, 46, 46' sont prévus respective ment pour fermer le circuit. du transforma teur de chauffage de la cathode et du trans formateur de service principal. Le trans formateur 33 peut. être immergé dans. le.
bain d'huile du réceptacle 16 conjointement avec le transformateur principal du tube, mais il peut- plus avantageusement être monté à l'extérieur du réceptacle, par exem ple sur le même support que le milliampère- mètre.
Dans les deux systèmes de connexion représentés aux fig. 3 et. 4, l'émission d'élec trons à la cathode peut être suffisamment changée par la modification du voltage ap pliqué à l'enroulement primaire 11 du transformateur principal, saris que le vol tage de l'enroulement secondaire du trans formateur principal varie assez pour modi fier de façon importante la dureté des rayons X.
La résistance du circuit. du fila ment. de la cathode est proportionnée de telle façon par rapport aux caractéristiques électriques des enroulements du transfor- m.atour relié au circuit de la cathode qu'à la tension répondant à la dureté voulue des rayons X la température et, par con séquent, l'émission d'électrons de la cathode se trouvent à peu près à mi-distance entre, les limites de fonctionnement dési rées.
Comme une petite modification dans la température de la. cathode produit un changement. relativement grand clans l'é mission d'électrons de la cathode, une mo dification relativement: petite du voltage des enroulements fournissant. le courant de chauffage à la cathode est suffisamment efficace pour faire varier l'émission d'élec trons de la cathode entre les limites désirées de fonctionnement da l'appareil.
Par consé quent., en prévoyant un dispositif approprié pour régler le voltage de fonctionnement appliqué à l'appareil, par exemple à l'aide d'un autotransformateur 47 possédant une prise de courant mobile 48, on peut modi- fier à volonté l'énergie passant. à travers le tube sans porter préjudice à la force de pénétration des rayons X.
Bien entendu, l'invention n'est pas limi tée à la forme d'exécution sus-décrite. Ainsi, par exemple, au lieu d'huile pour le refroidissement et l'isolement., un autre li quide refroidissant et isolant pourrait être employé.