JPH0756837B2 - X線発生装置 - Google Patents

X線発生装置

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JPH0756837B2
JPH0756837B2 JP29874686A JP29874686A JPH0756837B2 JP H0756837 B2 JPH0756837 B2 JP H0756837B2 JP 29874686 A JP29874686 A JP 29874686A JP 29874686 A JP29874686 A JP 29874686A JP H0756837 B2 JPH0756837 B2 JP H0756837B2
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正己 清水
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株式会社日立メデイコ
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はX線発生装置に係り、特にX線放射限時信号が
切れているにもかかわらず、X線の放射が停止しないよ
うな異常を検出し、X線の誤放射およびそれに伴う被検
者のX線被曝や、X線管球の過負荷による二次的な装置
破損を防止するに好適な異常検出回路を備えたX線発生
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図によつて、X線タイマが切れているにもかかわら
ず、X線の放射が停止しないような異常が発生したと
き、それを検出し、強制的にX線の放射を停止させる回
路を備えたX線発生装置について説明する。
上記X線発生装置はX線管7と、高電圧を発生する高圧
トランス4と、高圧トランス4の出力を整流する整流器
5a,5bと、高圧トランス4の出力、すなわちX線管7の
管電圧を所望の値とするために高圧とトランス4の入力
電圧を設定するための三相スライドオートトランス1
と、三相スライドオートトランス1の出力をX線放射の
準備段階で開閉する開閉器2と、開閉器2の接点2a,2b,
2cと開閉器2とを制御するX線準備回路23と、X線放射
時導通し三相スライドオートトランス1の出力を高圧ト
ランス4に入力するサイリスタ開閉器3と、サイリスタ
開閉器3を制御するX線タイマ回路24と、高圧トランス
4の二次側中性点の電流、すなわちX線管7の実管電流
を電圧値として検出する電流検出器6と、電流検出器6
の出力と抵抗器9,10とより作られる一定のしきい値(電
圧値)を比較する比較器8と、比較器8の出力とX線タ
イマ24とより作られる信号を付き合わせるためのダイオ
ード11,12と、その付き合わせの結果動作するサイリス
タ16と、サイリスタ16により駆動される継電器15より構
成されている。
次に、この装置の動作について説明する。
まずX線放射の準備段階でX線準備回路23により開閉器
2が動作し、開閉器の接点2a,2b,2cの接点が閉じサイリ
スタ16開閉器3に三相スライドオートトランス1の出力
が供給される。次に、X線タイマ回路24よりX線放射信
号が出力されると、サイリスタ開閉器3が導通し、高圧
トランス4に三相スライドオートトランス1の出力が供
給されX線管7に高電圧が印加され、高圧トランス4の
二次側に電流が生ずる。この電流を電流検出器6により
検出し、比較器8に入力する。比較器8にて比較対象と
なる基準値は、抵抗器9,10にてVcc−GND間電圧を分圧し
たものであるが、これは高圧トランス4の二次側に高電
圧が発生したときにX線管7に電流が流れていなくとも
若干の暗電流が生ずるので、その暗電流の影響をなくす
ためのものである。したがつて、電流検出器6からの信
号が上記基準値より大きいとき、すなわち実際にX線管
7に電流が流れたとき、比較器8の出力はHレベルとな
る。一方、X線タイマ回路24からのX線放射信号は反転
増幅器18にも入力され、その結果、反転増幅器17の出力
レベルはLレベルとなる。すなわち、X線タイマ回路24
のX線放射信号がオン中、つまり反転増幅器17の出力が
LレベルのときにX線管7に電流が流れて比較器8の出
力がHレベルになつても、Vcc電源から抵抗器13を経て
供給される電流はダイオード12を通つて反転増幅器17へ
流れ込む。ところが、X線タイマ回路24のX線放射信号
がオフのとき、つまり反転増幅器17の出力がHレベルの
ときには、X線管7に電流が流れると比較器8の出力も
Hレベルとなるので、Vcc電源から抵抗器13を経て供給
される電流により抵抗器14を経てサイリスタ16がトリガ
され導通し、継電器15がオンする。継電器15の接点15a
は開閉器2とX線準備回路23間に直列に入つており、継
電器15がオンすることにより接点15aは開放となり、開
閉器2がオフし、三相オートトランス1の出力が強制的
に遮断されX線の放射が停止する。
第3図は以上の動作タイミング図を示す。
第3図において、(イ)はX線準備回路23の準備信号
(Lレベルでオンする)、(ロ)はX線タイマ回路24か
らのX線放射信号(Lレベルでオンする)、(ハ)は反
転増幅器17の入力、(ニ)は反転増幅器17の出力、
(ホ)はX線管7の電流、(ヘ)は比較器8の出力、
(ト)はサイリスタ16のゲート入力である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
次に、この回路の問題点を説明する。実際のX線管7に
流れる電流は第3図−(ホ)のようになつており、X線
放射信号がオフした後にも、高圧ケーブルの浮遊容量に
起因した電荷による波尾が存在する(図中A部)。ここ
で、波尾時間TはX線管を定電流負荷と見なした場合、 ここに、V :X線管電圧 IP:X線管電流 CS:高圧ケーブルの浮遊電流 で表わされることが知られている。
(1)式で仮にV=150KVP、IP=10mA、高圧ケーブ
ル浮遊容量を260pF/mとしケーブル長が20mの場合 となり、波尾時間はT=39mSとなる。
したがつて、例えばこのX線装置の定格を最大管電圧15
0KVP、最小管電流10mA、最大高圧ケーブル長を20mとし
た場合、上記異常検出回路を定格時に誤動作、つまり正
常なX線放射終了時に開閉器2をオフさせないために
は、X線放射信号のオフ後約(39+α)mS程度の無検出
期間を設けなければならない(第3図中のB部)。しか
も、前記(1)式から明らかなように、X線管電流が大
きいとき、すなわちX線管の内部インピーダンスが小さ
いときには波尾は短く、X線管電流が小さいときには内
部インピーダンスが高くなり、波尾が長くなる。したが
つて、その分だけ長く見込んで異常検出回路の無検出期
間を設けなければならない。
そこで、実際にX線放射信号がオフしたのにもかかわら
ずX線放射が停止されない異常が発生した場合には、X
線放射信号OFF後、検出回路の無検出期間だけ、すなわ
ち上記の例では(39+α)mSの間X線が放射されてしま
う(第3図中のC部)。これは被検者に対し余計な被曝
を与えることになり、またX線管を許容定格限度で使用
していた場合には、X線管にダメージを与えてしまうこ
とになる。また、高速シネパルス撮影のように1秒間に
数十回の繰り返しX線放射を行う場合には、この無検出
期間中に次のX線放射信号が入力されてしまうことが起
り得るので、実質上この回路は全く役に立たなくなる。
本発明の目的は、放射信号がオフしたにもかかわらずX
線放射が停止しないような異常時に、直ちに強制的にX
線を遮断できる検出回路を備えたX線発生装置を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、電源から供給される電圧を開閉器へ入力
した後高圧変圧器にて昇圧し、その電圧を整流して高圧
ケーブルを通じてX線管に印加するX線発生装置におい
て、X線管電流を検出する手段と、X線放射時間を限時
する手段と、X線放射時間を限時する手段と、前記限時
手段からのX線放射終了信号が出力されたときからX線
管電流検出手段の出力するX線管電流信号を積分する手
段と、前記高圧ケーブルの浮遊容量とX線管電圧とで決
めた基準信号を発生する手段とを設け、前記積分手段の
出力と基準信号とを比較して積分手段の出力が基準信号
を超えたとき前記開閉器を開路する如く構成したX線発
生装置。
によつて解決される。
〔作用〕
管電圧と高圧ケーブル長を同一にして管電流を変化させ
ると第4図に示すような管電流波形となる。X線放射信
号(ハ′)がオフすると管電流は図に示す如く減少して
ゆく。このX線放射信号がオフ後の管電流は前述のよう
に高圧ケーブルの浮遊容量CSに蓄積された電荷Qによ
る。この電荷Qは高圧ケーブル長と管電圧の積によつて
求められ、高圧ケーブル長と管電圧Vが一定ならば Q=CS×V=一定 ……(2) となる。
電荷Qが一定であるということは、第4図におけるX線
放射信号がオフした後の管電流波尾の面積(管電流を時
間について積分したもの)同志が等しくなる。つまり、
波尾の面積(A)+(B)=(B)+(C)となる。そ
して、管電流の値によつて波尾がゼロとなる点は変化す
る。したがつて、X線装置の最高管電圧と最長高圧ケー
ブル長との定格値によつて決まるQの値、言い換えれば
mAS値を基準値とし、X線放射信号オフ後の管電流波尾
のmASと比較して基準mAS値より波尾mAS値が超えたと
き、X線発生主回路を強制的に遮断することにより、従
来装置の問題点を解決できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。その
装置構成は、三相スライドオートトランス1と、開閉器
2とその接点2a,2b,2cと、サイリスタ開閉器3と、高圧
トランス4と、高圧整流器5a,5bと、電流検出器6と、
X線管7と、高圧ケーブル25a,25bと、継電器15とその
接点15aと、サイリスタ16と、X線準備回路23と、X線
タイマ回路24と、反転増幅器18は第4図で示したものと
おなじものであり同一機能を有する。本実施例ではこれ
に電流検出器6からのX線管7を流れる電流値を積分す
る積分器30と、積分器30の出力をリセツトするためのア
ナログスイツチ31と、積分器30の出力を比較するための
基準値を作る抵抗器32,33と、その基準値と積分器30の
出力を比較する比較器36とが、設けられている。
次にこの装置の動作について説明する。
まずX線放射の基準段階で、X線準備回路23により開閉
器2が動作し、開閉器の接点2a,2b,2cの接点が閉じ、サ
イリスタ開閉器3に三相スライドオートトランス1の出
力が供給される。次に、X線タイマ回路24よりX線放射
信号が出力されると、サイリスタ開閉器3が導通し、高
圧トランス4に三相スライドオートトランス1の出力が
供給され、X線管7に高電圧が印加され、高圧トランス
4の二次側に電流が生ずる。この電流は電流検出器6に
より検出され積分器30へ入力される。すなわち、この積
分器30によりX線管7を流れた電流(mA)を時間(S)
で積分し(mA)×(S)=mAS値を作り出すわけであ
る。ただし、X線タイマ回路24からのX線放射信号が出
力されている間はアナログスイツチ31は閉じており、積
分コンデンサ34は抵抗器35を通して放電されており、積
分器30はリセツト状態にある。また抵抗器32,33によつ
て作り出される値は、前述のX線管電流の波尾の部分に
あたる基準mAS値に相当する値である。したがつて、X
線装置が正常な場合には、X線タイマ回路24からのX線
放射信号が切れた時にはサイリスタ開閉器3がカツトオ
フし、その後電流検出器6にはX線管電流の波尾の部分
のみが流れるわけである。同時に、X線放射信号が切れ
るとアナログスイツチ31が開放となり、積分器30は積分
を開始する。これにより積分器30ではX線管電流の波尾
の部分のみを積分することになり、結果として比較器36
の抵抗32,33により作られた基準値を超えないので、比
較器36の出力は常にLレベルである。ここで、もしX線
放射信号が切れたのにもかかわらずX線管7に電流が流
れ続けた場合には、X線放射信号が切れた時点から積分
器30が電流値の積分を開始し、X線管電流の波尾のmAS
値を超えたとき、すなわち抵抗32,33により作られた基
準値を超えたとき、比較器36の出力はHレベルとなりサ
イリスタ16をトリガし継電器15を動作せしめ、継電器15
の接点15aよつて開閉器2を開路することにより高圧ト
ランス4の入力を遮断することによりX線の放射を強制
的に停止させる。
第5図に動作タイミング図を示す。
第5図において、(イ′)はX線準備回路20の基準信号
(LレベルでONする)、(ロ′)はX線タイマ回路21か
らのX線放射信号、(ホ′)はX線管7の電流、(チ)
は積分器30の出力、(リ)は比較器36の出力である。A
部はX線管電流の波尾を示す。Bは比較器36の基準値、
Cは検出するまでの時遅れを示す。なお、本実施例では
積分器11の出力は負に積分しているが、これは回路の都
合上だけの問題であり、正に積分しても全く差支えな
い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来のようにX線管電流の少ない状態
を配慮して検出回路に無検出期間を設けずに済み、異常
状態が生じたとき、X線管電流の多少にかかわらず、波
尾のmAS値分だけの時おくれでX線放射を停止させるこ
とができる。ちなみに旧来の回路で10mAのX線管電流を
考慮して40mSの無検出期間を設けたとすると、この装置
で1000mA時には1000mA×0.04S=40mASの余分なX線放射
が行なわれるが、本実施例によれば、X線管電流に関係
なく波尾のmAS値、すなわちたかだか0.数mASのX線放射
で停止させることができる。また、無検出期間がないの
で、高速シネパルス撮影時にも有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるX線発生装置の回路
図、第2図は従来装置の回路図、第3図は第2図に示す
装置の問題点を説明する動作タイミング図、第4図は本
発明の原理説明のための管電流波形図、第5図は第1図
の構成装置の動作タイミング図である。 2……開閉器、4……高圧トランス、5a,5b……整流
器、6……電流検出器、7……X線管、24……X線タイ
マ回路、30……積分器、32,33……抵抗、36……比較
器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源から供給される電圧を開閉器を介して
    高圧変圧器へ入力して昇圧し、その電圧を整流して高圧
    ケーブルを通じてX線管に印加するX線発生装置におい
    て、X線管電流を検出する手段と、X線放射時間を限時
    する手段と、この限時手段からのX線放射終了信号が出
    力されたときから前記X線管電流検出手段の出力するX
    線管信号を積分する手段と、前記高圧ケーブルの浮遊容
    量とX線管電圧とで決めた基準信号を発生する手段とを
    設け、前記積分手段の出力と基準信号とを比較して積分
    手段の出力が基準信号を超えたとき前記開閉器を開路す
    る如く構成したことを特徴とするX線発生装置。
JP29874686A 1986-12-17 1986-12-17 X線発生装置 Expired - Lifetime JPH0756837B2 (ja)

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JPS63152899A JPS63152899A (ja) 1988-06-25
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