JPH0917364A - X線回折装置 - Google Patents
X線回折装置Info
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- JPH0917364A JPH0917364A JP7160500A JP16050095A JPH0917364A JP H0917364 A JPH0917364 A JP H0917364A JP 7160500 A JP7160500 A JP 7160500A JP 16050095 A JP16050095 A JP 16050095A JP H0917364 A JPH0917364 A JP H0917364A
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- ray
- filament
- current
- voltage
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/56—Switching-on; Switching-off
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
- H05G1/30—Controlling
- H05G1/34—Anode current, heater current or heater voltage of X-ray tube
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 X線管球の寿命を延ばすことのできるX線回
折装置を提供する。 【構成】 X線管球を制御する管電圧制御手段11と管
電流制御手段12を有するX線回折装置で、試料に対す
るX線の照射と非照射の切替を管電圧のON/OFFに
よって行い、管電圧がOFFのときにフィラメントの予
備加熱のための電流を流すフィラメント固定電流供給手
段13を備え、熱的なストレスによるフィラメントの断
線が起こりにくくした。
折装置を提供する。 【構成】 X線管球を制御する管電圧制御手段11と管
電流制御手段12を有するX線回折装置で、試料に対す
るX線の照射と非照射の切替を管電圧のON/OFFに
よって行い、管電圧がOFFのときにフィラメントの予
備加熱のための電流を流すフィラメント固定電流供給手
段13を備え、熱的なストレスによるフィラメントの断
線が起こりにくくした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX線回折装置に関し、特
にそのX線発生装置に関する。
にそのX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】X線回折装置では、試料に照射するため
のX線を発生するX線管球と、この管球に所定の管電圧
と管電流を供給するX線発生電源装置を備えている。通
常、X線回折装置に電源を入れて立ち上げるときには、
発生するX線の安定化を図るためにX線発生電源装置に
も電力を加え、管電圧と管電流を所定の値にしてウォー
ミングアップをしておく。また、X線管球のフィラメン
ト電流のON/OFFをひんぱんに繰り返すとフィラメ
ントに熱的なストレスがかかり切れやすくなるという理
由もあり、従来は一度X線発生装置を起動した後は一連
の測定・分析作業が終了するまで起動したままにしてお
くことが多かった。ただしX線回折パターンの測定や分
析作業が行われていない間は、管球で発生しているX線
が試料のおいてある位置、およびその周辺の空間に放射
されないようにするために、X線管球の周囲をを取り囲
むようにして設けられている管球ホルダに管球を収め、
管球のX線取り出し窓に対応した管球ホルダの位置にX
線を遮断できるシャッタを設けてあった。そして、X線
の試料に対する照射/非照射はこのシャッタを開または
閉にすることによって行っていた。
のX線を発生するX線管球と、この管球に所定の管電圧
と管電流を供給するX線発生電源装置を備えている。通
常、X線回折装置に電源を入れて立ち上げるときには、
発生するX線の安定化を図るためにX線発生電源装置に
も電力を加え、管電圧と管電流を所定の値にしてウォー
ミングアップをしておく。また、X線管球のフィラメン
ト電流のON/OFFをひんぱんに繰り返すとフィラメ
ントに熱的なストレスがかかり切れやすくなるという理
由もあり、従来は一度X線発生装置を起動した後は一連
の測定・分析作業が終了するまで起動したままにしてお
くことが多かった。ただしX線回折パターンの測定や分
析作業が行われていない間は、管球で発生しているX線
が試料のおいてある位置、およびその周辺の空間に放射
されないようにするために、X線管球の周囲をを取り囲
むようにして設けられている管球ホルダに管球を収め、
管球のX線取り出し窓に対応した管球ホルダの位置にX
線を遮断できるシャッタを設けてあった。そして、X線
の試料に対する照射/非照射はこのシャッタを開または
閉にすることによって行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法ではX線管
球は実際に試料を測定していないときにも電源を入れっ
ぱなしにしていることが多く、この方法はX線の安定化
のためにはよいが管球の実用上の寿命を短くしていると
いう問題点があった。X線管球を使用しているとタング
ステンでできているフィラメントが徐々に蒸発して管球
のターゲットに付着し、発生するX線が本来のターゲッ
ト物質の特性X線だけでなくタングステンの特性X線が
混ざってくる。これが回折パターン測定の支障になって
くるとこの管球が使えなくなり寿命が来たということに
なる。また管球ターゲットのタングステンによる汚れを
少なくするために、頻繁にX線発生電源のON/0F
F、すなわち管球フィラメント電流のON/0FFを繰
り返すと、フィラメントの加熱と冷却が繰り返されるの
で熱的なストレスがかかり、フィラメントが断線しやす
くなるという問題点が新たに発生する。
球は実際に試料を測定していないときにも電源を入れっ
ぱなしにしていることが多く、この方法はX線の安定化
のためにはよいが管球の実用上の寿命を短くしていると
いう問題点があった。X線管球を使用しているとタング
ステンでできているフィラメントが徐々に蒸発して管球
のターゲットに付着し、発生するX線が本来のターゲッ
ト物質の特性X線だけでなくタングステンの特性X線が
混ざってくる。これが回折パターン測定の支障になって
くるとこの管球が使えなくなり寿命が来たということに
なる。また管球ターゲットのタングステンによる汚れを
少なくするために、頻繁にX線発生電源のON/0F
F、すなわち管球フィラメント電流のON/0FFを繰
り返すと、フィラメントの加熱と冷却が繰り返されるの
で熱的なストレスがかかり、フィラメントが断線しやす
くなるという問題点が新たに発生する。
【0004】本発明の目的は管球ターゲットの汚染を少
なくし、しかもフィラメントの断線を防いで、実質的な
X線管球の寿命を延ばすことのできるX線回折装置を提
供することである。
なくし、しかもフィラメントの断線を防いで、実質的な
X線管球の寿命を延ばすことのできるX線回折装置を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、X線管球と、この管球に所定の管電圧と
管電流を与えるX線発生電源装置と、前記X線管球から
発生したX線を測定試料に照射するか否かを選択する照
射切替手段とを有するX線回折装置において、前記照射
切替手段は前記管電圧のON/OFFによって照射と非
照射を切り替えるものであり、前記X線発生電源装置は
管電圧がOFFのときに管球フィラメントに所定の電流
を流すフィラメント固定電流供給手段を備えた。
に、本発明は、X線管球と、この管球に所定の管電圧と
管電流を与えるX線発生電源装置と、前記X線管球から
発生したX線を測定試料に照射するか否かを選択する照
射切替手段とを有するX線回折装置において、前記照射
切替手段は前記管電圧のON/OFFによって照射と非
照射を切り替えるものであり、前記X線発生電源装置は
管電圧がOFFのときに管球フィラメントに所定の電流
を流すフィラメント固定電流供給手段を備えた。
【0006】
【作用】X線回折パターンの実際の測定を行うときには
所定の管電圧と管電流になるようにX線管球を制御する
が、それ以外の時間は管電圧をOFFにすることによっ
てX線が発生しないようにするので、その間はターゲッ
トに異物が付着せず汚れなくなる。また管電圧がOFF
のときにもフィラメントに所定の固定電流が流れるよう
に通電し予備加熱を行うので、管電圧をON/OFFし
たときにフィラメントの急激な温度変化がなくなり大き
なストレスがかからない。したがって、管球ターゲット
の汚染が少なくなりフィラメントの断線も起こりにくく
なるので実質的にX線管球の寿命が延びることとなる。
所定の管電圧と管電流になるようにX線管球を制御する
が、それ以外の時間は管電圧をOFFにすることによっ
てX線が発生しないようにするので、その間はターゲッ
トに異物が付着せず汚れなくなる。また管電圧がOFF
のときにもフィラメントに所定の固定電流が流れるよう
に通電し予備加熱を行うので、管電圧をON/OFFし
たときにフィラメントの急激な温度変化がなくなり大き
なストレスがかからない。したがって、管球ターゲット
の汚染が少なくなりフィラメントの断線も起こりにくく
なるので実質的にX線管球の寿命が延びることとなる。
【0007】
【実施例】図1は本発明のX線回折装置の一実施例を示
す図である。X線管球1は管球ホルダ4の中に収められ
ている。このX線管球1のターゲット2で発生したX線
5は管球ホルダ4に設けられた窓を通して試料6に当て
られ、この試料6によって回折されたX線が検出器7に
よって検出される。試料6と検出器7はθ軸と2θ軸を
有するゴニオメータ(図示していない)にそれぞれ載せ
られており、いわゆるθ−2θ連動などの方法によって
角度走査が行われ、X線回折パターンを得ることができ
る。なお、図示はしていないが、ターゲット2を冷却す
るための冷却水が管球ホルダ4に設けられたパイプなど
を通して管球1に流されている。
す図である。X線管球1は管球ホルダ4の中に収められ
ている。このX線管球1のターゲット2で発生したX線
5は管球ホルダ4に設けられた窓を通して試料6に当て
られ、この試料6によって回折されたX線が検出器7に
よって検出される。試料6と検出器7はθ軸と2θ軸を
有するゴニオメータ(図示していない)にそれぞれ載せ
られており、いわゆるθ−2θ連動などの方法によって
角度走査が行われ、X線回折パターンを得ることができ
る。なお、図示はしていないが、ターゲット2を冷却す
るための冷却水が管球ホルダ4に設けられたパイプなど
を通して管球1に流されている。
【0008】10はX線発生電源装置でありX線管球1
に電力を与え、その管電圧と管電流を制御するものであ
る。通常X線管球1のターゲット2は接地電位にし、フ
ィラメント3に−10〜−60kV程度の負の電圧をか
ける。フィラメントにかけるこの管電圧はX線発生電源
装置10に含まれる管電圧制御手段11によって所定の
値に制御されている。またターゲット2からフィラメン
ト3に対して流れる管電流8(すなわちフィラメント3
からターゲット2に向かって流れる電子ビームの電流)
は管電流制御手段12によって5〜100mA程度の所
定の値に制御されている。より具体的にいえば、管電流
8の制御はフィラメント3を加熱するフィラメント電流
9を制御することによってフィラメント3から発生する
熱電子の量を調整して行っている。
に電力を与え、その管電圧と管電流を制御するものであ
る。通常X線管球1のターゲット2は接地電位にし、フ
ィラメント3に−10〜−60kV程度の負の電圧をか
ける。フィラメントにかけるこの管電圧はX線発生電源
装置10に含まれる管電圧制御手段11によって所定の
値に制御されている。またターゲット2からフィラメン
ト3に対して流れる管電流8(すなわちフィラメント3
からターゲット2に向かって流れる電子ビームの電流)
は管電流制御手段12によって5〜100mA程度の所
定の値に制御されている。より具体的にいえば、管電流
8の制御はフィラメント3を加熱するフィラメント電流
9を制御することによってフィラメント3から発生する
熱電子の量を調整して行っている。
【0009】13はフィラメント固定電流供給手段であ
って、管電圧をOFFすなわちゼロkVにしたときにフ
ィラメント3の加熱を維持するために、所定のフィラメ
ント電流9流すためのものである。この時のフィラメン
ト電流9はある程度のフィラメント温度を保つために必
要な最低限の値が望ましい。従来装置では、管電圧をO
FFにすると管電流8は流れなくなるので、管電流の設
定がいかなる値であったとしても管電圧がOFFにされ
たらフィラメント電流9もOFFにしてフィラメントが
過剰に加熱されるのを防いでいた。それに対して本発明
のフィラメント固定電流供給手段13は必要最低限のフ
ィラメント電流9を管電圧がOFFの間も流すようにし
ている。
って、管電圧をOFFすなわちゼロkVにしたときにフ
ィラメント3の加熱を維持するために、所定のフィラメ
ント電流9流すためのものである。この時のフィラメン
ト電流9はある程度のフィラメント温度を保つために必
要な最低限の値が望ましい。従来装置では、管電圧をO
FFにすると管電流8は流れなくなるので、管電流の設
定がいかなる値であったとしても管電圧がOFFにされ
たらフィラメント電流9もOFFにしてフィラメントが
過剰に加熱されるのを防いでいた。それに対して本発明
のフィラメント固定電流供給手段13は必要最低限のフ
ィラメント電流9を管電圧がOFFの間も流すようにし
ている。
【0010】図2は図1のX線発生電源装置10をより
詳細に表した図である。X線管球21のターゲット22
は接地しておき、フィラメント23に負高圧をかけるこ
とによってフィラメント23で発生した熱電子がターゲ
ット22に向かって加速されて衝突し、ターゲット22
からX線が発生する。負の高電圧である管電圧は商用の
交流電源25をトランスT2を介して昇圧し、ダイオー
ドD1およびコンデンサC1などからなる平滑回路で平
滑した後フィラメント23にかけられる。一方フィラメ
ント23から熱電子を発生させるために流すフィラメン
ト電流は、交流電源25をトランスT1でフィラメント
の抵抗値にみあった適当な電圧に変換して供給する。
詳細に表した図である。X線管球21のターゲット22
は接地しておき、フィラメント23に負高圧をかけるこ
とによってフィラメント23で発生した熱電子がターゲ
ット22に向かって加速されて衝突し、ターゲット22
からX線が発生する。負の高電圧である管電圧は商用の
交流電源25をトランスT2を介して昇圧し、ダイオー
ドD1およびコンデンサC1などからなる平滑回路で平
滑した後フィラメント23にかけられる。一方フィラメ
ント23から熱電子を発生させるために流すフィラメン
ト電流は、交流電源25をトランスT1でフィラメント
の抵抗値にみあった適当な電圧に変換して供給する。
【0011】管電圧を所定の値に制御するのは次のよう
にして行う。フィラメント23にかけられる管電圧は抵
抗R1と抵抗R2によって検出しやすい数ボルト程度の
電圧に分割され、この電圧と管電圧設定回路26から供
給される基準電圧とを管電圧エラーアンプ27が比較
し、両者が同じになるように管電圧トリガ回路28を介
してトランスT2の一次側に入れられたサイリスタSC
R2の導通角を制御することによって行う。このときス
イッチS1は端子aの方につながれている。
にして行う。フィラメント23にかけられる管電圧は抵
抗R1と抵抗R2によって検出しやすい数ボルト程度の
電圧に分割され、この電圧と管電圧設定回路26から供
給される基準電圧とを管電圧エラーアンプ27が比較
し、両者が同じになるように管電圧トリガ回路28を介
してトランスT2の一次側に入れられたサイリスタSC
R2の導通角を制御することによって行う。このときス
イッチS1は端子aの方につながれている。
【0012】同様に管電流の制御は次のようにして行
う。X線管球の中を流れる管電流24は管電流の検出抵
抗R3によって数ボルト程度の電圧に変換され、この電
圧と管電流設定回路30から供給される基準電圧とを管
電流エラーアンプ31が比較し、両者が同じになるよう
に管電流トリガ回路32を介してトランスT1の一次側
に入れられたサイリスタSCR1の導通角を制御して行
う。SCR1の導通角制御によってフィラメント23に
流れるフィラメント電流が変えられるとフィラメントか
ら発生する熱電子の量が変えられ、結果的にターゲット
22からフィラメント23に流れる管電流24の大きさ
が制御されることになる。このときスイッチS2は端子
aの方につながれている。
う。X線管球の中を流れる管電流24は管電流の検出抵
抗R3によって数ボルト程度の電圧に変換され、この電
圧と管電流設定回路30から供給される基準電圧とを管
電流エラーアンプ31が比較し、両者が同じになるよう
に管電流トリガ回路32を介してトランスT1の一次側
に入れられたサイリスタSCR1の導通角を制御して行
う。SCR1の導通角制御によってフィラメント23に
流れるフィラメント電流が変えられるとフィラメントか
ら発生する熱電子の量が変えられ、結果的にターゲット
22からフィラメント23に流れる管電流24の大きさ
が制御されることになる。このときスイッチS2は端子
aの方につながれている。
【0013】X線の試料に対する照射と非照射を切り替
えるのはスイッチS1とS2を同時に切り替えることに
よって行う。X線回折パターンの測定状態のときにはス
イッチS1とS2はそれぞれ端子aの方に接続されてお
り、管電圧と管電流は所定の値に制御されているが、測
定が終わると、X線照射/非照射切替手段34からの指
令によってスイッチS1とスイッチS2はそれぞれ端子
bの方に同時に接続される。このとき管電圧はOFF設
定回路29がスイッチS1を介して管電圧エラーアンプ
27に接続されることによってゼロkVとなる。一方、
フィラメント23に流される電流は、フィラメント固定
電流設定回路33が管電流トリガ回路32にスイッチS
2を介して直接接続されることによってフィラメントの
予備加熱をするのに適当な電流が流される。この時のフ
ィラメント電流はある程度のフィラメント温度を保つた
めに必要な最低限の値でよい。
えるのはスイッチS1とS2を同時に切り替えることに
よって行う。X線回折パターンの測定状態のときにはス
イッチS1とS2はそれぞれ端子aの方に接続されてお
り、管電圧と管電流は所定の値に制御されているが、測
定が終わると、X線照射/非照射切替手段34からの指
令によってスイッチS1とスイッチS2はそれぞれ端子
bの方に同時に接続される。このとき管電圧はOFF設
定回路29がスイッチS1を介して管電圧エラーアンプ
27に接続されることによってゼロkVとなる。一方、
フィラメント23に流される電流は、フィラメント固定
電流設定回路33が管電流トリガ回路32にスイッチS
2を介して直接接続されることによってフィラメントの
予備加熱をするのに適当な電流が流される。この時のフ
ィラメント電流はある程度のフィラメント温度を保つた
めに必要な最低限の値でよい。
【0014】このときX線管球21には管電圧がかけら
れていないのだから、管電流24はゼロmAであり、X
線は発生していない。したがって、試料に対するX線の
照射と非照射状態が管電圧のON/OFFによって行わ
れることになり、従来はX線の照射と非照射を切り替え
るために必要でり、管球ホルダなどに設けられていたシ
ャッタ機構が本発明のX線回折装置では不要になった。
れていないのだから、管電流24はゼロmAであり、X
線は発生していない。したがって、試料に対するX線の
照射と非照射状態が管電圧のON/OFFによって行わ
れることになり、従来はX線の照射と非照射を切り替え
るために必要でり、管球ホルダなどに設けられていたシ
ャッタ機構が本発明のX線回折装置では不要になった。
【0015】なお、上記で説明したスイッチS1および
S2は機械的な接点を持つリレーなどだけでなく、半導
体でできた無接点スイッチなどでもよいことはもちろん
である。また図2で説明したX線発生電源装置はサイリ
スタによる導通角を制御する位相制御方式の制御例であ
るが、その他にも管電圧と管電流を制御する方式は、高
周波の交流を使用するインバータ方式など種々の変形が
可能である。
S2は機械的な接点を持つリレーなどだけでなく、半導
体でできた無接点スイッチなどでもよいことはもちろん
である。また図2で説明したX線発生電源装置はサイリ
スタによる導通角を制御する位相制御方式の制御例であ
るが、その他にも管電圧と管電流を制御する方式は、高
周波の交流を使用するインバータ方式など種々の変形が
可能である。
【0016】
【発明の効果】X線回折パターンの実際の測定を行うと
き以外の時間は管電圧をOFFにすることによってX線
が発生しないようにするので、その間はフィラメントか
ら蒸発したタングステンがターゲットに付着せず、ター
ゲット汚染が進行しなくなる。また管電圧がOFFのと
きにもフィラメントに所定の固定電流が流れるように通
電し予備加熱を行うので、管電圧をON/OFFしたと
きにフィラメントの急激な温度変化がなくなり大きなス
トレスがかからない。したがって、管球ターゲットの汚
染が少なくなりフィラメントの断線も起こりにくくなる
ので、X線回折パターンを測定できる時間が多くなり、
実質的にX線管球の寿命が延びる。
き以外の時間は管電圧をOFFにすることによってX線
が発生しないようにするので、その間はフィラメントか
ら蒸発したタングステンがターゲットに付着せず、ター
ゲット汚染が進行しなくなる。また管電圧がOFFのと
きにもフィラメントに所定の固定電流が流れるように通
電し予備加熱を行うので、管電圧をON/OFFしたと
きにフィラメントの急激な温度変化がなくなり大きなス
トレスがかからない。したがって、管球ターゲットの汚
染が少なくなりフィラメントの断線も起こりにくくなる
ので、X線回折パターンを測定できる時間が多くなり、
実質的にX線管球の寿命が延びる。
【0017】さらにX線の試料に対する照射と非照射は
管電圧のON/OFFで行うので、従来技術が機械的な
シャッタの開閉で照射と非照射の切替を行っていたこと
に比べて、X線回折装置としてシャッタ機構が省けるの
でコスト低減とメンテナンスの容易化がはかれる。
管電圧のON/OFFで行うので、従来技術が機械的な
シャッタの開閉で照射と非照射の切替を行っていたこと
に比べて、X線回折装置としてシャッタ機構が省けるの
でコスト低減とメンテナンスの容易化がはかれる。
【図1】本発明のX線回折装置の一実施例である。
【図2】本発明のX線発生電源装置の部分をより詳細に
表した図である。
表した図である。
1…X線管球 2…ターゲット 3…フィラメント 4…管球ホルダ 5…X線 6…試料 7…検出器 8…管電流 9…フィラメント電流 10…X線発生電源装置 11…管電圧制御手段 12…管電流制御手段 13…フィラメント固定電流供給手段 21…X線管球 22…ターゲット 23…フィラメント 24…管電流 25…交流電源 26…管電圧設定回路 27…管電圧エラーアンプ 28…管電圧トリガ回路 29…OFF設定回路 30…管電流設定回路 31…管電流エラーアンプ 32…管電流トリガ回路 33…フィラメント固定電流設定回路 34…X線照射/非照射切替手段
Claims (1)
- 【請求項1】 X線管球と、この管球に所定の管電圧と
管電流を与えるX線発生電源装置と、前記X線管球から
発生したX線を測定試料に照射するか否かを選択する照
射切替手段とを有するX線回折装置において、前記照射
切替手段は前記管電圧のON/OFFによって照射と非
照射を切り替えるものであり、前記X線発生電源装置は
管電圧がOFFのときに管球フィラメントに所定の電流
を流すフィラメント固定電流供給手段を備えていること
を特徴とするX線回折装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7160500A JPH0917364A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | X線回折装置 |
| DE19625418A DE19625418A1 (de) | 1995-06-27 | 1996-06-25 | Röntgenstrahlen-Beugungsmesser |
| US08/668,336 US5727043A (en) | 1995-06-27 | 1996-06-25 | X-ray diffractometer |
| NL1003447A NL1003447C2 (nl) | 1995-06-27 | 1996-06-27 | Röntgendiffractometer. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7160500A JPH0917364A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | X線回折装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917364A true JPH0917364A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15716288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7160500A Pending JPH0917364A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | X線回折装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5727043A (ja) |
| JP (1) | JPH0917364A (ja) |
| DE (1) | DE19625418A1 (ja) |
| NL (1) | NL1003447C2 (ja) |
Cited By (1)
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