JPH04322096A - Ｘ線発生装置 - 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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線発生装置に印加する
管電圧および管電流を制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来例を示す。管電圧設定器１に
より所望の管電圧（Ｘ線管１１の陽極と陰極間の電圧）
が設定され、管電圧制御部２は、１次管電圧発生部３を
制御する。１次管電圧発生部３は昇圧・整流部４に電力
を供給し、昇圧・整流部４は、その電力をＸ線管１１が
必要とする管電圧に変換する。管電圧分圧部５はそのＸ
線管１１に印加された管電圧を分圧し、管電圧制御部２
に実管電圧値としてフィードバックされる。管電圧制御
部２は、そのフィードバックされた実管電圧値が管電圧
設定器１により設定された所望の値になるまで、１次管
電圧発生部３を制御する。この結果、Ｘ線管１１には、
所望の管電圧が印加される。ところが実際には、２つの
問題が生じる。第１は図４の従来の特性例２１１に示し
たように管電圧の設定値と実測値が完全には、一致する
まで制御されず、偏差が残ることである。第２は、図３
従来の管電圧特性例２０２に示したようにオーバシュー
トや振動等を伴いながら最終値に整定することである。 前者は、管電圧の誤差となり、Ｘ線フィルム撮影の露出
時間や被検査物へのＸ線の照射線量管理の点で大きな問
題であり、後者は、オーバシュートがＸ線管の放電の原
因になりやすく、Ｘ線管を短命化しやすいという点で大
きな問題である。また、Ｘ線管の陽極から陰極へ流す管
電流も同様の問題がある。

【０００３】管電流は、管電流設定部２１から所望の値
が設定され、管電流制御部２２はフィラメント駆動部２
３を制御し、フィラメント駆動部２３は変圧部２４にＸ
線管１１内のフィラメントを点灯するための電力を供給
し、フィラメントの過熱状態によりＸ線管１１の管電流
が決まる。管電流の実測値は、管電流制御部２２にフィ
ードバックされ、管電流制御部２２はこのフィードバッ
クされた管電流の実測値が所望の値に等しくなるように
制御する。

【０００４】しかし、管電流の設定値と実測値も図４の
従来の特性例２１１に示したように理想特性２１２から
はずれてしまったり、図３の従来の管電圧特性例のよう
にオーバシュートや振動を発生したりもするという問題
点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように管電
圧と管電流の制御とも実測値と設定値とのズレ、設定値
を変更したときなどのオーバシュートや振動等のために
、Ｘ線フィルム撮影を行う場合の露出時間の誤差や照射
Ｘ線量の管理誤差、Ｘ線管や高電圧印加部に与えるダメ
ージ等多くの問題がある。これらの問題は、従来より使
用されている管電圧および管電流の制御部が電子回路で
構成され、そのゲイン不足、オフセット成分およびそれ
らの時間や温度に依存する変動等に起因しており、これ
らはアナログ電子回路には避けがたい問題点である。

【０００６】上記問題点を解決するために、管電圧およ
び管電流を設定値と等しい値に制御し、管電圧および管
電流の設定値を変化させた場合にオーバシュートや振動
等を最小限に抑制し、最短時間で最終値に整定させるこ
とを目的とする。 ［発明の構成］

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】図１に本発明
の構成ブロック図を示す。すでに図５で説明した部分に
、管電圧制御用のディジタル演算部１０２と管電流制御
用のディジタル演算部１２２を加えており、管電圧分圧
部１０６からのフィードバック１０７がディジタル演算
部１０２にも、管電流のフィードバック１２６がディジ
タル演算部１２２にも加えられている。

【０００８】管電圧制御用の演算部１０２は、管電圧設
定部１０１で設定された所望の管電圧設定値を直接、管
電圧制御部１０３へ送るのではなく、管電圧フィードバ
ック１０７を常時監視しながら最適な制御が可能となる
ようにリアルタイムに管電圧制御部１０３へ制御信号を
出力する。

【０００９】同様に管電流制御用の演算部１２２は、管
電流設定部１２１で設定された所望の管電流設定値を直
接、管電流制御部１２３へ送るのではなく、管電流フィ
ードバック１２６を常時監視しながら最適な制御が可能
となるようにリアルタイムに管電流制御部１２３へ制御
信号を出力する。

【００１０】

【実施例】所望の管電圧を設定する管電圧設定部１３１
とディジタル演算を行うためのマイクロプロセッサ１５
１をマイクロプロセッサのディジタル値出力をアナログ
の管電圧制御部１３３へ入力するためのＤ／Ａ変換器１
３２を１次管電圧発生部１３４と昇圧・整流部１３５と
Ｘ線管１５２と管電圧分圧部１３６と管電圧分圧部１３
６からの管電圧フィードバック実測値１３８をマイクロ
プロセッサ１５１へ入力するためのＤ／Ａ変換器１３７
と所望の管電流を設定するための管電流設定部１４１と
マイクロプロセッサ１５１のディジタル出力値をアナロ
グの管電流制御部１４３へ入力するためのＤ／Ａ変換器
１４２とフィラメント駆動部１４４と変圧部１４５とＸ
線管１５２からの管電流フィードバック実測値１４７を
マイクロプロセッサ１５１へ入力するためのＤ／Ａ変換
器１４６とから構成される。

【００１１】管電圧設定部１３１に所望の管電圧が、管
電流設定部１４１に所望の管電流が設定され図示しない
手段によりＸ線ＯＮされるとマイクロプロセッサ１５１
はＤ／Ａ変換器１４２に予め決められた一定の値を出力
し、Ｄ／Ａ変換されたアナログ値が管電流制御部１４３
へ送られ、フィラメント駆動部１４４はフィラメントを
点灯するための交流電力を変圧部１４５に供給する。変
圧部１４５は、Ｘ線管１５２の高い管電圧からフィラメ
ント駆動部１４４以下を電気的にアイソレートしている
。変圧部１４５を通して供給されたフィラメント点灯電
力によりＸ線管１５２内のフィラメントが点灯し、予備
加熱される。予備加熱開始５秒後にマイクロプロセッサ
１５１はＤ／Ａ変換器１４２に設定値と等しい管電流値
を出力し、Ｄ／Ａ変換器１３２には管電圧の設定値と等
しい値を出力する。Ｄ／Ａ変換器１３２によりアナログ
値に変換された管電圧基準値は管電圧制御部１３３に送
られ、管電圧制御部１３３は、１次管電圧発生部１３４
を制御して管電圧基準値に相当する管電圧が発生するよ
うに１次管電圧発生部１３４から昇圧・整流部１３５に
交流電力が供給される。昇圧・整流部１３５は供給され
た交流電圧を昇圧し、整流しＸ線管１５２に印加する。 この瞬間から管電流が流れ始める。

【００１２】Ｘ線管に実際に印加されている管電圧は１
０〜２００ｋＶ程度ときわめて高い電圧であるから抵抗
分圧器によって構成される管電圧分圧部１３６により管
電圧に比例する低い電圧に変換されて管電圧制御部１３
３とＤ／Ａ変換器１３７へフィードバックされる。管電
圧制御部は、電子回路からなるリアルタイム連続制御系
であり、管電圧フィードバック値１３８が管電圧基準値
に等しくなるように１次管電圧発生部１３４を制御する
。

【００１３】また、Ｄ／Ａ変換器１３７は管電圧フィー
ドバック実測値１３８をディジタル信号に変換し、マイ
クロプロセッサ１５１に入力する。実際の管電圧が管電
圧基準値に相当する値まで上昇するには時間がかかるた
めこの時点では、管電圧フィードバック実測値１３８は
、管電圧基準値に達していないので、マイクロプロセッ
サ１５１は、図示しないＲＯＭ（リードオンリィメモリ
）に記憶された所定の手続きにより管電圧基準値を変化
させる。管電圧の制御は、以上に述べたマイクロプロセ
ッサ１５１が管電圧基準値を出力してから管電圧フィー
ドバック実測値がマイクロプロセッサ１５１に入力され
るまでのシーケンスを繰り返して管電圧フィードバック
実測値が管電圧設定値にオーバシュートや発振等を伴わ
ずに、最短時間で一致するように、マイクロプロセッサ
１５１は管電圧基準値を刻一刻変化させる。このマイク
ロプロセッサが行う所定の手続きは、公知技術であるＩ
Ｐ−Ｄ制御が通している。

【００１４】この結果、図３本発明の管電圧特性例２０
３に示したような制御特性と、図４理想特性２１２にき
わめて近い制御特性が得られる。管電流の制御について
も同様に行われる。また、Ｄ／Ａ変換器１３２と１４２
およびＤ／Ａ変換器１３７と１４６の有効ビット数は必
要な精度に対して２〜３ビットの余裕を持たせる。

【００１５】

【発明の効果】１）アナログ制御系だけでは避けられな
いゲイン不足、オフセットおよびその変動、オーバシュ
ートやアンダシュート、発振やリンギング等の諸問題を
回避し、最短時間で管電圧、管電流とも整定するため、
正確で安定度の高い管電圧および管電流が得られる。経
時変動や温度変動に対しても安定である。したがって、
照射Ｘ線量の再現性、精度、安定度に優れ、Ｘ線管や高
電圧部にもダメージを与えない。 ２）アナログ制御系だけでは、その回路の調整が個々の
装置に対して必要となるが、本発明によれば、常時補正
が行われるので個々の調整は不要である。 ３）マイクロプロセッサのみによる制御ではなく、リア
ルタイム連続制御系をも兼用していることにより、瞬時
変化に対する追従性が速い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成のブロック図。

【図２】本発明の実施例のブロック図。

【図３】従来例と本発明の実施例の特性図。

【図４】従来例と理想の特性図。

【図５】従来例を示す図。

【符号の説明】

１０１…管電圧設定部、１０２…演算部、１０３…管電
圧制御部、１０４…１次管電圧発生部、１０５…昇圧・
整流部、１０６…管電圧分圧部、１１１…Ｘ線管、１２
１…管電流設定部、１２２…演算部、１２３…管電流制
御部、１２４…フィラメント駆動部、１２５…変圧部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｘ線を発生させるためのＸ線管と、そ
   のＸ線管の陽極と陰極間に加える管電圧を印加するため
   の高電圧発生手段と、その管電圧を予め設定した所望の
   値に等しくなるように制御する手段と、前記Ｘ線管のフ
   ィラメントを点灯する手段と、そのフィラメントに流れ
   る電流を制御して前記Ｘ線管の陽極から陰極へ流れる管
   電流を予め設定した所望の値に等しくするように制御す
   る手段とから構成され、前記管電圧または管電流の少な
   くとも一方の制御にソフトウェアによる制御方式を含む
   ことを特徴とするＸ線発生装置。