Импульсный рентгеновский генератор

Импульсный рентгеновский генератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1ц У!2979

СПИ

ИЗОБ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКО (61) Дополнительн (22) Заявлено 31.0 с присоединен (23) Приоритет (43) Опубликовано (45) Дата опублик

1) М. Кл."Н 05G 1/24

Государственный комитет

3) УДК 621.386 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Н. В. Белкин, Н. И. Комяк, Е. А. Пелик и В. А. Цукерман (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к области микрон наносекундной рентгенографии.

Известен наносекундный импульсный рентгеновский генератор, содержащий электронный коммутатор, накопительный конденсатор, импульсный трансформатор, высоковольтный накопительный конденсатор, высоковольтный разрядник и рентгеновскую трубку с холодным катодом, параллельно которой включено сопротивле- 10 ние (1).

Известен также импульсный рентгеновский генератор, содержащий зарядное устройство, импульсный трансформатор, умножитель напряжения, выполненный посхеме 1.ч

Аркадьева-Маркса и рентгеновскую трубку с холодным катодом (2).

Такие схемы не позволяют регулировать напряжение на рентгеновской трубке.

Наиболее близким техническим решением 2р является импульсный рентгеновский генератор, содержащий рентгеновскую трубку с холодным катодом, зарядное устройство постоянного тока с коммутатором и накопительным конденсатором, умножитель напряжения, включающий Л высоковольтных конденсаторов, N искровых разрядников и

2 N катушек индуктивности (3).

Надежность аппаратов подобного типа, в основном, зависит от надежности срабаты- 30 вания искровых разрядников всех конденсаторных ступеней. Достигается это созданием перенапряжения на каждом последующем искровом промежутке при пробое предыдущего. При этом величина перенапряжения зависит от соотношения паразитных емкостей ступеней умножающего конденсатора контура и межэлектродных емкостей искровых разрядников. Чем больше это соотношение, тем больше перенапряжение на искровом разряднике и тем надежнее его срабатывание. Однако черезмерное увеличение паразитных емкостей генератора приводит к увеличению длительности фронта импульса выходного напряжения. В известном генераторе это противоречие разрешается путем заполнения объема генератора сжатым газом. Однако неограниченно увеличивать давление газа в объеме генератора для увеличения быстродействия и повышения надежного срабатывания искровых разрядников нельзя, так как корпус генератора должен при этом выдерживать это полное давление, что влечет за собой значительное усложнение конструкции, увеличение габаритов и веса.

Кроме того, в известном генераторе импульсного напряжения нельзя регулировать выходное напряжение, так как это связано либо с изменением давления, либо с изме712979 нением межэлектродного расстояния в искровых разрядниках, что реализовать в конкретных условиях практически очень сложно.

Цель изобретения заключается в повышении надежности и обеспечении возможности регулирования выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный рентгеновский генератор, содержащий рентгеновскую трубку с холодным катодом, зарядное устройство постоянного тока с коммутатором и накопительным конденсатором, умножитель напряжения, включающий N высоковольтных конденсаторов, У искровых разрядников и 2 N катушек индуктивности, введены импульсный трансформатор, первичная обмотка которого через коммутатор соединена с накопительным конденсатором, а вторичная обмотка образована, по крайней мере, одной катушкой индуктивности умножителя напряжения, и дополнительное зарядное устройство постоянного тока, подключенное к входу умножителя напряжения.

На чертеже показана схема одного из вариантов импульсного рентгеновского генератора с трехкратным умножением напряжения (кратность умножения может быть выбрана и другой).

Генератор содержит зарядное устройство постоянного тока 1, с выхода которого зарядное напряжение поступает непосредственно на вход конденсаторных ступеней умножителя напряжения, состоящего из трех высоковольтных конденсаторов 2, трех искровых разрядников 3, шести катушек индуктивности 4, импульсный трансформатор 5, первичная обмотка которого 6 через электронный коммутатор 7 соединена с накопительным конденсатором 8, рентгеновскую трубку с холодным катодом 9. В качестве вторичной обмотки импульсного трансформатора использованы две катушки индуктивности умножителя напряжения.

Накопительный конденсатор 8 и коммутатор 7 образуют второе зарядное устройство постоянного тока (источник не показан).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсаторы ступеней генератора заряжены до максимального напряжения, обеспечиваемого зарядным устройством 1, которое значительно меньше напряжения пробоя разрядников 3.

При замыкании коммутатора 7 накопительный конденсатор 8, заряженный от соответствующего источника, разряжается через первичную обмотку 6 импульсного трансформатора 5. В результате на вторичных обмотках трансформатора возникает импульс напряжения, который прикладывается к точкам А и В умножающего конденсаторного контура, так как емкости конден5

25

-10

65 саторов 2 значительно больше межэлектродных емкостей искровых разрядников.

Таким образом, на первый разрядник подается результирующее напряжение

U=U,+ U, где U3 — напряжение зарядного устройства;

ЛУ вЂ” выходное напряжение импульсного трансформатора.

Если пробивное напряжение разрядников вдвое больше зарядного напряжения, то пробой первого разрядника произойдет при результирующем напряжении

2U,. Нетрудно видеть, что в этом случае на втором разряднике возникает скачок напряжения 3UÄ, а на третьем—

4У„в то время как в обычном классическом умножающем контуре перепад напряжения на каждой ступени не может превысить величины зарядного напряжения. Этим обстоятельством и объясняется высокая надежность работы всего генератора.

Изменяя величину зарядного напряжения в схеме описанного генератора, можно регулировать выходное напряжение умножающего конденсаторного контура в широких пределах, так как соотношение U,+AU) U» (U ð — пробивное напряжение разрядников) легко реализуется выбором коэффициента передачи импульсного трансформатора.

Такое выполнение генератора позволяет существенно повысить надежность его работы, так как существенно повышается точность и надежность срабатывания разрядш:::сов всех конденсаторных ступеней. Кроме того, в генераторе может быть реализована возможность регулирования напряжения на рентгеновской трубке в широких пределах.

Формула изобретения

Импульсный рентгеновский генератор, содержащий рентгеновскую трубку с холодным катодом, зарядное устройство постоянного тока с коммутатором и накопительным конденсатором, умножитель напряжения, включающий N высоковольтных конденсаторов, N искровых разрядников и

2N катушек индуктивности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения возможности регулирования выходного напряжения, в него введены импульсный трансформатор, первичная обмотка которого через коммутатор соединена с накопительным конденсатором, а вторичная обмотка образована, по крайней мере, одной катушкой индуктивности умножителя напряжения, и дополнительное зарядное устройство постоянного тока, подключенное к входу умножителя напряжения.

712979

"Л

7 У !

Составитель К. Кононов

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Коляда

Корректор О. Данишева

Заказ 2903;5 Изд. М 142 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Месяц Г. A. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М., «Советское

Радио», 1974, с. 226 — 227.

2. Шмелев В. К. Рентгеновские аппараты, М., «Энергия», 1973, с. 265 — 266.

3. Патент США ¹ 3783289, кл. 250 †4, опублик. 1974 (прототип).