JPH01255200A - Ｘ線管装置の過負荷防止回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、医用または工業用ＸｌｆＭ管装置等におけ
るＸ線管装置の蓄ｙｔ熱容ｔを超える過負荷の防止回路
に関する。

〔従来の技術〕

診察用Ｘ線管においては、生体の運動による写像のぼけ
を小さくするために太線量で短時間に撮影する必要があ
シ、したがってＸ線管に管電圧およびフィラメント電流
を短時間加えてＸ線を短時間放射する運転方法が多く用
いられる。ｆｇ２図は大容ｉＸ線管装置の管電流−管電
圧特性をフィラメン）［流をパラメータにして示す特性
線図である。図において、管電流は管電圧に比例して増
加するとともに、フィラメント電流の僅かな変化（±１
０％程度）Ｋよって著しく変化する傾向を示す。そこで
、Ｘ線を長時間放射する装置においては第２図の特性を
利用して所定の管電流に対応する管電圧およびフイラメ
ン）１１流の組合わせを選択することによシ管電流を所
望のレベルに制御することができる。

しかしながら、管電流のフィラメント電流依存性はフィ
ラメント温度に起因して発生するものであや、時間幅の
短かい管電流全時間間隔を置いてパルス状に流して短時
間のＸ線放射を行う装置においては、フィラメント温度
がその電流値によって定まる定常温度に到達するに要す
る熱的時定数の影響を無視できなくなる。また、Ｘ線管
にはフィラメント電流および管電流によって管内に発生
する熱エネルギーの蓄積熱容量と、蓄積された熱エネル
ギーの放熱時定数が決められておシ、短時間放射を行う
場合においても１回の放射が蓄積熱容量を超えず、かつ
蓄積熱エネルギーが充分放熱されるのを待って２回目の
放射を行う必要がある。

しかしながら、待ち時間全呼らずに繰返し短時間放射を
行う場合が間々あジ、このような状態では熱エネルギー
が累積してＸ線管が高温になシ、したがってフィラメン
ト温度も高くなるので第２図に基づいて決まる管電流に
比べて遥かに大きな管電流が流れ、ＸＭ管を損傷する不
測の事態が発生する。このような状況に鑑み、過剰な管
電流の流通を阻止する過電流防止回路を備えたＸ線装置
が知られている。

第５図はこの棟の従来装置を示す構成図でちり、Ｘ線管
装置１にはフィラメント電ふ２からフィラメント電流エ
ヱ゛が供給されるとともに、イン・＋−タロ、昇圧トラ
ンス４．中点が接地された正負−対の整流ブリッジ５Ａ
、５Ｂからなる高圧整流器５を含む高圧電源部から管電
圧■が加えられることにより、陰極のフィラメントから
放出された熱電子が管電圧Ｖによって加速されて管電流
よりが流れ、力日速σれた熱電子が陽極のターゲットの
一点に集束されて衝突し、この高温の焦点がＸ線の発生
泥となってＸ線が放射される。インバータ６は商用周波
数系統から電力を受け、−旦直流に変換した後インバー
タ回路によって高周波変流に変換し、昇圧トランス４の
一次側に供給する。し念がって、管電圧Ｖはインバータ
３を位相制御またはパルス幅変調制御することにより所
定電圧値に制御され、フィラメント電流工ｆは電源部２
により所定の管電流よりに対応する電流値に調整される
。

また、１１は過１！流防止回路であり、高圧！Ｉ流器５
の接地側に直列接続された一対の抵抗器６Ａ。

６Ｂからなる管電流■ｂの検出器６で検出された管電流
実際値は比較５１４に入力される。また、管電流設定６
１２の出力設定信号はリミット演算器１３に入力され、
管電流よりの許容偏差値信号が比較器１４に入力される
。したがって、比較器１４は管電流実際値が許容偏差値
信号レベルを超えたとさ、インバータ３に向けてトリッ
プ信号を出力することによシ、インバータ３はその出力
電流を絞り、管電圧Ｖが低下することにょ〕、過剰な管
電流よりの流通が阻止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

Ｘ線管装置の蓄積熱容量は一般に、管電流よりの通流時
間をｔとした場合、ヒートユニットＨＵ〆ｖ　、　ｒｂ
　−ｔ　　に比例して定まるものであり、冷却時定数も
ヒートユニツ）ＨＵの変化率に比例する。ところが、従
米装Ｗｔ、は管電流よりの実際値を設定にと比較するこ
とによりトリップ信号を出力するものであるために、Ｘ
線の放射を蓄積熱容量の範囲で行うためには管電圧Ｖお
よびよりの通流時間ｔが変わるたびに管電流設定５１２
の設定値をこれに見合う値に調節しなければならないと
いう不便性がある。ことに、短時間放射を繰返して行う
ような条件では、蓄積熱エネルギーの累積値の予測が困
難であるために設定値の整定が不可能に近く、シたがっ
て適切な過電流保護ができないという欠点がある。

この発明の目的は、過負荷傑物回路にＸ線管装置の熱的
挙動を模擬させることによシ、どのような放射条件に対
しても蓄積熱エネルギーを正確に把握でき、したがって
Ｘ線管の過負荷保護に対する信頼性の高い保膜回路を得
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、Ｘ線管
装置の管電圧？高圧直流電源を介して制御するインバー
タと、フィラメント電流の制御電源部とによジ管電流が
制御さｎて短時間Ｘ線を放射するものくおいて、前記管
電圧を検出して管電圧実際イ直１ｇ号を出力する電圧検
出回路と、管電流を検出し管電流実際値信号を出力する
電流検出回路と、前記両検出回路の出力信号の掛算値を
出力する電力演算部と、前記Ｘｍ管装置の熱的挙動に対
応する充放電時定数を持ち前記電力演算部の出力信号を
積分してＸ線管装置の蓄積熱エネルギーの変化をシミュ
し・−トする積分回路と、この積分回路の出力ヒートユ
ニット実際値信号がその上限設定値レベルを超えたとき
トリップ信号を出力する判断回路とを備えるものとする
。

〔作用〕

上記手段において、管電流）および管電圧Ｖの実際値に
比例した信号を電力演算部で掛は合わせて電力値Ｖ・よ
り　を求め、積分回路で管電流よりの通流時間ｔの間型
力値Ｖ・より　　を積分してヒートユニット値Ｖ・より
−ｔ　１求めるとともに１積分回路にＸ、ＩＡ管装置の
冷却時定数を模擬した放電回路を設けてよりの通流停止
時に積分値を放電させるよう構成したことにより、積分
回路はＸ線管装置の熱的挙動を模擬してヒートユニット
値の時々刻々に変化する実際値を出力する。そこでこの
実際ＩＩＭを判断回路としての比較回路にあらかじめ設
定された蓄積熱容量によって決まるヒートユニットの上
限値設定信号と比較し、実際値が設定値を超えたときト
リップ信号をインバータまたはフィラメント電源に向け
て出力することにより、管電流の通流、停止のいかなる
条件でもＸ線管装置の６槓熱容ｆを超えない放射運転が
保持されるとともに、蓄積熱容ｆを超えることによって
生ずるＸ線管装置の損傷を防止できる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例装置を示す構成図であシ、従
来装置と同じ部分には同一参照符号を用いることにより
詳細な説明を省略する。図において、高圧整流器５の接
地側には管電流検出器６妙菟高圧整流ブリツジ５Ａ、５
Ｂの出力側には抵抗分圧器形の管電圧分圧器７Ａおよび
７Ｂが設けられる。２１＃：ｌ：過負荷防止回路であシ
、管電流検出器乙の出力電流を受けて管電流１ｂの実際
値信号を発する電流検出部２３、管電圧分圧器７Ａ、７
Ｂの出力電圧を受けて管電圧Ｖの実際値信号を発する電
圧検出部２２、両検出部の出力実際値信号を掛は合わせ
てＸ線管装置１への供給電力Ｖ・よりの実際値信号を発
する電力演算部２４とを経て、得られた電力実際値信号
は積分回路２５に入力される。

積分回路２５は、互いに逆向きのダイオードＤ！。

Ｄ２　　と直列抵抗ＲＩ、Ｒ２，および積分コンデンサ
Ｃを含み、電力実際値信号は管電流ｒｂの通流期間ｔの
間は時定数Ｃ＠　Ｒ，なる時定数で積分コンデンサＣＫ
ＩＩ気量として蓄積されてヒートユニット値Ｖ・より　
、　ｔ　　に比例した積分信号をその出力側に配された
判断回路２６に向けて出力する。また、管電流よりの停
止期間においてはコンデンサＣに蓄えられた電気量を時
定数Ｃ、Ｒ２で放電し、判断回路に向けて出力される積
分信号を低下させる。

そこで、積分回路の時定数Ｃ，Ｒ１および放電時定数Ｃ
、Ｒ，をそれぞれＸ線管装置１の温度上昇時定数および
冷却時定数に対応するようあらかじめ設定しておけば、
積分回路２５にＸａ管装置１の熱的挙動を模擬させるこ
とが可能となり、例えば短時間放射を時間間隔をおいて
繰返すことによって変化するＸ線管装ｆｉｔ１の蓄積熱
エネルギーを積分回路２５によって時々刻々シミュレー
トすることができる。したがって、積分回路２５の出力
積分値を判断回路としての比較器２６においてＨＵ値値
上膜設定器２７設定されたＸ線管装置１の蓄積熱容量に
よって決まるヒートユニットの上限値と比較してトリッ
プ信号２６Ｓをインバー２３に向けて出力し、インバー
タ乙の出力電流を停止させることによシ、Ｘ線管装置の
過負荷およびそれに基づく損傷を未然に防止することが
できる。

またトリップ信号２６ミをフィラメント電源２に向けて
出力してフィラメント電流工ｆを停止させてよいことは
いうまでもないことであシ、フィラメント電流を再調整
するとともに、適幽な冷却時間をおくことによシ、丹び
Ｘ線の放射を行うことができる。

なお、電力演算部、オ★分回路２判断回路等は、ディス
クリートのアナログＩＣを用いて構成してもよく、また
マイクロプロセッサを用いたディジタル演算回路で構成
してもよい。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、管電圧および管を流を検出し
て電力演算部でその掛算値を求め、充電時定数および放
電時定数がＸ線管装置の熱的時定数全模擬した積分回路
でＸ線管装置の蓄積熱エネルギーに相応するヒートユニ
ット値の実際値信号に変換し、この信号を判断回路でＸ
線管装置の蓄積熱容量の上限値設定信号と比較してトリ
ップ信号全出力するよう構成した。その結果、従来の過
電流防止回路では検知できなかった短時間放射を株返丁
ことによって時々刻々変化するＸ線管装置の畜積熱エネ
ルギーの変化を逐一シミユレートすることが可能となシ
、この蓄積熱エネルギーに相応するＨＵ値がＸ線管装置
の蓄積熱容ｔＫ相応するＨＵの上限値を超えたときトリ
ップ信号を出力して管電流を停止させることにより、Ｘ
線管装置の過負荷を精度よく防止できるＸ線管装置の過
負荷防止回路を提供することができる。また、Ｘ線管装
置Ｋ高圧！！流器を介して供給される電力量が蓄積熱容
量によって決まる範囲内に抑制されることによシ、イン
バータおよび高圧電源部の容量を畜積熱容蓋を基にして
決めることが可能となるので、電源容量の適正化、およ
びこれに基づく小型化、＠量化が可能になる利点が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施ｆｌＪ装置を示す構成図、第２
図はＸ線管装置の管電流−管電圧特性線図、第３図は従
来装置を示す構成図である。 １・・・Ｘ線管装置、２・・・フィラメント電源、３・
・・インバータ、４・・・昇圧トランス、５・・・高圧
竪流器、６・・・管電流検出器、７・・・管電圧検出器
、１１・・・過電流防止回路、２１・・・過負荷防止回
路、２２・・・電圧検出部、２６・・・電流検出部、２
４・・・電力演算部、２５・・・積分回路、２６・・・
判断回路、２７・・・ＨＵ値値上膜設定器■・・・管電
圧、より・・・管電流、工ｆ・・・ニノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）Ｘ線管装置の管電圧を高圧直流電源を介して制御す
   るインバータと、フィラメント電流の制御電源部とによ
   り管電流が制御されて短時間Ｘ線を放射するものにおい
   て、前記管電圧を検出して管電圧実際値信号を出力する
   電圧検出回路と、管電流を検出し管電流実際値信号を出
   力する電流検出回路と、前記両検出回路の出力信号の掛
   算値を出力する電力演算部と、前記Ｘ線管装置の熱的挙
   動に対応する充放電時定数を持ち前記電力演算部の出力
   信号を積分してＸ線管装置の蓄積熱エネルギーの変化を
   シミュレートする積分回路と、この積分回路の出力ヒー
   トユニット実際値信号がその上限設定値レベルを超えた
   ときトリップ信号を出力する判断回路とを備えたことを
   特徴とするＸ線管装置の過負荷防止回路。