JPH1125892A - X線発生装置 - Google Patents

X線発生装置

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JPH1125892A
JPH1125892A JP19475497A JP19475497A JPH1125892A JP H1125892 A JPH1125892 A JP H1125892A JP 19475497 A JP19475497 A JP 19475497A JP 19475497 A JP19475497 A JP 19475497A JP H1125892 A JPH1125892 A JP H1125892A
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Akira Tsukiyama
昭 築山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用されるフィラメントがどの材質であるか
を正確に識別することのできるX線発生装置を提供す
る。 【解決手段】 X線を発生させるのに先立ってインバー
タ回路12にテスト用の一定電流を流し、このときのイ
ンバータ回路12の出力電圧を電圧検出回路14によっ
て検出する。電圧検出回路14はコンパレータを内蔵
し、検出した電圧がどの電圧範囲内に属するかを測定
し、その測定結果に基づいてフィラメント1の材質を判
別する。その判別結果は、表示装置22内の所定表示位
置23に表示される。フィラメント1とターゲット2と
の間に印加する管電圧及びフィラメント1に供給する管
電流を、判別されたフィラメント1の材質に適応したそ
れぞれの値に設定し、それらの設定条件の下でX線を発
生させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィラメントから
放出された電子をターゲットに衝突させてそのターゲッ
トからX線を取り出す方式のX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記形式のX線発生装置においては、従
来より、異なる物質で作られたフィラメントを必要に応
じて使い分けて使用していた。例えば、LaB6(ラン
タン・ヘキサ・ボライド)で形成されたフィラメントと
W(タングステン)で形成されたフィラメントとを必要
に応じて交換して使用していた。その理由としては、例
えば次のような理由が考えられる。
【0003】EXAFS(Extended X-Ray Absorption
Fine Structure)測定等の場合、X線管球で使われるフ
ィラメント及びターゲットの各物質の組み合わせは決ま
っている。この組み合わせを間違えると、フィラメント
から蒸発した物質によってターゲットが汚染され、その
結果、意図しているものとは異なる波長の特性X線が出
てしまうおそれがある。従って、このような場合には、
ターゲット及び使用目的に対応した適正なフィラメント
を使うことが必要となる。
【0004】以上のように必要に応じてフィラメントを
使い分ける場合には、個々のフィラメントを適正な条件
で稼働させるために個々のフィラメントに対して適正な
電流を供給する必要があり、また、フィラメントとター
ゲットとの間に適正な電圧を印加する必要がある。従来
のX線発生装置では、フィラメントへ電流を供給するた
めの給電回路の設定をフィラメントの種類に応じて切り
換え、さらに、フィラメントとターゲットとの間に電圧
を印加するための高電圧回路の設定をフィラメントの種
類に応じて切り換えていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のX線発生装置においては、X線発生装置にどのような
種類のフィラメントが装着されているかを作業者が目視
や作業管理帳等によって確認した上で、スイッチの切り
換えによって電圧及び電流を選択していたので、フィラ
メントに対する稼働条件を間違えるおそれがあった。
【0006】X線発生装置の中には、ケーシングがガラ
スで出来ていて視覚によってその内部を確認できる構造
の封入型管球を用いたものや、ステンレスその他の金属
といった不透明な材料によってケーシングが形成される
構造の開放型管球を用いるもの等があるが、特に、開放
型管球を用いたX線発生装置では、その内部を確認する
ことが難しいので、その内部にどのような種類のフィラ
メントが配設されているのかを知ることも非常に難しか
った。よって、この種のX線発生装置に関しては、特
に、フィラメントに対する電圧及び電流の設定に間違い
が生じるおそれが強かった。
【0007】本発明は、従来のX線発生装置における上
記の問題点に鑑みて成されたものであって、X線発生装
置に用いられているフィラメントがどの種類であるかを
正確に識別することのできるX線発生装置を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るX線発生装置は、通電によって熱電子
を放出するフィラメントと、そのフィラメントへ電流を
供給する給電回路と、上記フィラメントに対向して配設
されるターゲットとを有するX線発生装置において、上
記給電回路内における電圧変化又は電流変化に基づいて
上記フィラメントの材質を判定することを特徴とする。
【0009】この発明は、フィラメントの種類が異なる
とそのフィラメントの抵抗値が変化するので、そのフィ
ラメントに一定の電流を流したときに発生する電圧を検
出すれば、その電圧値に基づいてフィラメントの種類を
判別できるであろうという知見に基づいて成されたもの
である。本発明のX線発生装置によれば、作業者がX線
発生装置の内部を観察するまでもなく、給電回路内の電
圧変化又は電流変化に基づいてフィラメントの種類を自
動的に且つ正確に判別できる。
【0010】上記構成のX線発生装置は、例えば、
(1)給電回路を流れる電流を一定値に制御する定電流
制御系と、(2)給電回路内の電圧を検出する電圧検出
回路とを用意し、(3)上記給電回路を流れる電流を上
記定電流制御系によって一定値に制御したときに、上記
電圧検出回路によって上記給電回路内の電圧を検出し、
その電圧値に基づいて上記フィラメントの材質を判定す
るという構成によって実現できる。
【0011】また、この構成において、電圧検出回路
は、給電回路内の電圧が少なくとも2つの電圧範囲のい
ずれに属するかを判定するウインドウ・コンパレータを
含んで構成でき、この場合には、そのウインドウ・コン
パレータの出力信号に基づいて、上記フィラメントの材
質を判定することができる。
【0012】また、そのようなウインドウ・コンパレー
タを用いるのに代えて、上記給電回路から取り出したア
ナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換するA/D変
換器を用いて電圧検出回路を構成することもできる。こ
の場合には、X線発生装置の全般の動作を制御するため
のコンピュータに上記A/D変換器の出力信号を送り込
み、そのコンピュータ内のメモリに予め記憶されている
プログラムに記載された手順に従い、そのA/D変換器
の出力信号に基づいてフィラメントの材質をソフトウエ
ア処理によって判別できる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るX線発生装
置の一実施形態を示している。このX線発生装置は、フ
ィラメント1及びターゲット2を内蔵したX線管球3
と、フィラメント1に所定電流を供給するフィラメント
給電回路4と、そして、フィラメント1とターゲット2
との間に所定電圧を印加する高電圧回路6とを含んで構
成される。X線管球3には真空排気装置(図示せず)が
接続され、その真空排気装置の働きによりX線管球3の
内部は真空に排気される。また、必要に応じてターゲッ
ト2に対して冷却装置(図示せず)が付設される。
【0014】フィラメント給電回路4は、インバータ回
路12及び高周波トランス13を含んだ周知の電源回路
によって構成される。インバータ回路12は、直流電源
0に対してスイッチング動作を行うことによって希望
の出力を作るものであり、インバータ素子のON時間を
変えることによって電流出力を変化させる。これによ
り、電源電圧V0 を切り換えることなく出力電流値を変
化できる。インバータ回路12のスイッチング動作は管
電流制御回路7によって制御される。そして、その管電
流制御回路7の動作はコンピュータを含んで構成された
制御回路8によって制御される。また、フィラメント給
電回路4内のインバータ回路には電流検出器9が設けら
れ、この電流検出器9の出力信号は制御回路8の入力ポ
ートへ接続される。
【0015】高電圧回路6は周知の電源回路によって構
成され、その高電圧回路6の出力電圧は管電圧制御回路
11によって制御される。また、管電圧制御回路11の
動作は制御回路8によって制御される。図1において、
符号RI は管電流検出用抵抗であり、RVa及びRVbは管
電圧検出用抵抗である。ここに、管電流というのはフィ
ラメント1とターゲット2との間に流れる電流のことで
あり、管電圧というのはフィラメント1とターゲット2
との間に印加される電圧のことである。
【0016】X線を発生する際には、フィラメント1と
ターゲット2との組み合わせに適応した管電流及び管電
圧をフィラメント1及びターゲット2へ供給する。通電
によってフィラメント1が発熱するとそのフィラメント
1から熱電子が飛び出し、その熱電子が管電圧の作用の
下に加速されてターゲット2に衝突し、その衝突により
ターゲット2からX線が発生する。このX線の波長は、
フィラメント1とターゲット2の物質の組み合わせによ
って特定される。
【0017】フィラメント給電回路4の高周波トランス
13の一次側にはフィラメント認識用電圧検出回路14
が接続される。このフィラメント認識用電圧検出回路1
4は、図2に示すように、フィラメント給電回路14の
一次側回路に発生する電圧を取り出してそれを整流する
電圧取出し整流部16と、整流した電圧を増幅する差動
増幅部17と、差動増幅部17の出力端子に接続された
ウインドウ・コンパレータ18と、そして、ウインドウ
・コンパレータ18の出力端子に接続されたフォトカプ
ラ19a及び19bとを含んで構成される。
【0018】ウインドウ・コンパレータ18内の各コン
パレータC1、C2、C3、C4に関しては、それらの基準
電圧がそれぞれV1、V2、V3、V4に設定され、そして
それらの電圧値は、V2<V1<V4<V3の大きさに設定
される。本実施形態において用いるフィラメント1の材
質をLaB6 及びWの2種類と考えれば、それらの電圧
−電流特性は図3に示す通りである。この電圧−電流特
性は、図1のフィラメント給電回路4に関して印加電圧
とそのときに流れる電流との関係を表すものである。
今、図3において、フィラメント給電回路4に所定値の
テスト用電流ITを流した場合、フィラメント1がWで
あるときの電圧値をVW とし、フィラメント1がLaB
6 であるときの電圧値をVL とすれば、VW はV3 とV
4 との間に収まり、VL はV1 とV2 との間に収まるよ
うに、V1 〜V4 の各電圧値を決定する。
【0019】図1に戻って、制御回路8の入力ポートに
は入力装置としてのキーボード21が接続され、さらに
その出力ポートには表示装置22が接続される。この表
示装置22は、例えばCRT(Cathode Ray Tube)ディ
スプレイによって構成され、そのCRTディスプレイの
表示画面内の適所領域は、使用されているフィラメント
1の材質がW及びLaB6 のうちのいずれであるかを表
示するための表示領域23として使われる。なお、CR
Tディスプレイの表示画面を利用するのではなくて、ラ
ンプやLED(Light Emitting Diode)等の発光要素を
用いてフィラメントの種別を表示することもできる。
【0020】以下、上記構成より成るX線発生装置につ
いてその動作を説明する。まず、図1において、X線の
発生に先立って、フィラメント1に一定のテスト用電流
T を流す。このテスト用電流IT は、電流検出器9に
よって検出される電流値を参照しながら、制御回路8及
び管電流制御回路7によって一定値に制御される。ここ
で、高周波トランス13の一次側電圧を電圧取出し整流
部16(図2)によって取り出し、さらに、増幅部17
によって増幅して検出用電圧VD とする。
【0021】検出用電圧VD がV2 〜V1 の範囲に入っ
ていれば、フォトカプラ19aがON状態になり、この
出力信号が制御回路8へ送られる。制御回路8は、フォ
トカプラ19aに出力信号が発生することをもって、フ
ィラメント1の材質がLaB6 であるものと判別し、表
示装置22の所定表示領域23にその旨を表示する。他
方、検出用電圧VD がV4 〜V3 の範囲に入っていれ
ば、フォトカプラ19bがON状態になり、この出力信
号が制御回路8へ送られる。制御回路8は、フォトカプ
ラ19bに出力信号が発生することをもって、フィラメ
ント1の材質がWであるものと判別し、表示装置22の
所定表示領域23にその旨を表示する。
【0022】作業者は、表示領域23の表示を確認する
ことにより、X線管球3内に格納されているフィラメン
ト1の材質がLaB6 であるか、あるいはWであるかを
正確に知ることができる。作業者は、この知見に基づい
てキーボード21を操作して、フィラメント1の材質に
適応した管電圧及び管電流を指示する。あるいは、制御
回路8内のメモリに格納されたプログラムに、予め、管
電圧及び管電流を設定するための手順を書き込んでお
き、作業者からの指令を待つことなく、管電圧及び管電
流をフィラメント認識用電圧検出回路14の出力信号に
基づいてソフトウエア処理によって自動的に設定するこ
ともできる。なお、作業者によって設定された条件と、
判別されたフィラメント1の材質とが整合しないときに
は、制御回路8によってX線の発生を行わないという処
理を行うこともできる。
【0023】図4は、フィラメント認識用電圧検出回路
14の変形例を示している。この回路が図2に示した回
路と異なる点は、(1)ウインドウ・コンパレータ18
に代えてA/D変換器23を用いたこと、(2)そのA
/D変換器23のデジタル出力信号を制御回路8へ直接
に伝送すること、そして(3)制御回路8内のメモリに
記憶されたプログラムの中にフィラメント1の材質を判
定するための処理ルーチンを予め書き込んでおくことで
ある。この実施形態によれば、ウインドウ・コンパレー
タ等といった回路を用いること無く、ソフトウエア処理
によってフィラメント材質を自動的に認識できる。ま
た、この実施形態では、判別されたフィラメント1の材
質に従って、管電圧及び管電流をソフトウエア処理によ
って自動的に適正値に保持できる。
【0024】以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を
説明したが、本発明はその実施形態に限定されるもので
はなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改
変できる。例えば、図1に示した実施形態では、インバ
ータ回路12に一定の電流を流したときの電圧変化に基
づいてフィラメントの材質を判別したが、これに代え
て、電圧を一定値に維持したときの電流変化に基づいて
フィラメント材質を判別することもできる。
【0025】
【発明の効果】請求項1記載のX線発生装置によれば、
作業者の判断を待つまでもなく、フィラメントの材質を
正確に判別できる。従って、X線の発生に先立ってター
ゲットの汚染を未然に防ぐことができる。
【0026】請求項2記載のX線発生装置によれば、請
求項1記載のX線発生装置を簡単に製造でき、しかも安
定した判別処理を実行できる。
【0027】請求項3記載のX線発生装置によれば、簡
単な回路構成によって安定した判別結果を得ることがで
きる。
【0028】請求項4記載のX線発生装置によれば、ソ
フトウエア処理によって判別処理を行うことができる。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るX線発生装置の一実施形態を示す
回路図である。
【図2】図1の主要部であるフィラメント認識用電圧検
出回路の一例を示す回路図である。
【図3】図2の回路構成の動作を説明するためのグラフ
である。
【図4】フィラメント認識用電圧検出回路の他の一例を
示す回路図である。
【符号の説明】
1 フィラメント 2 ターゲット 3 X線管球 4 フィラメント給電回路 9 電流検出器 12 インバータ回路 13 高周波トランス 16 管電流取出し整流部 17 差動増幅部 18 ウインドウ・コンパレータ 19a,19b フォトカプラ 21 キーボード 23 A/D変換器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通電によって熱電子を放出するフィラメ
    ントと、そのフィラメントへ電流を供給する給電回路
    と、上記フィラメントに対向して配設されるターゲット
    とを有するX線発生装置において、 上記給電回路内における電圧変化又は電流変化に基づい
    て上記フィラメントの材質を判定することを特徴とする
    X線発生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のX線発生装置において、 上記給電回路を流れる電流を一定値に制御する定電流制
    御系と、 上記給電回路内の電圧を検出する電圧検出回路とを有
    し、 上記給電回路を流れる電流を上記定電流制御系によって
    一定値に制御したときに、上記電圧検出回路によって上
    記給電回路内の電圧を検出し、その電圧値に基づいて上
    記フィラメントの材質を判定することを特徴とするX線
    発生装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のX線発生装置において、
    上記電圧検出回路は、給電回路内の電圧が少なくとも2
    つの電圧値領域のいずれに属するかを判定するウインド
    ウ・コンパレータを含み、 そのウインドウ・コンパレータの出力信号に基づいて、
    上記フィラメントの材質を判定することを特徴とするX
    線発生装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載のX線発生装置において、
    上記電圧検出回路は、上記給電回路から取り出したアナ
    ログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換するA/D変換
    器を含むことを特徴とするX線発生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009301907A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Hamamatsu Photonics Kk X線発生装置及びフィラメント判定方法

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