Начало >> Статьи >> Архивы >> Рентгеновские аппараты

Однополупериодная безвентильная схема - Рентгеновские аппараты

Оглавление
Рентгеновские аппараты
Введение
Генерирование рентгеновских лучей
Ослабление рентгеновских лучей веществом
Световозбуждающее и фотографическое действия рентгеновских лучей
Количественная и качественная оценка рентгеновского излучения
Защита от рентгеновских лучей
Применение - рентгенодиагностика
Применение - рентгенотерапия
Применение - рентгенодефектоскопия
Применение - рентгеноструктурный анализ
Применение - рентгеноспектральный анализ
Применение - облучение в технологических целях
Рентгеновские трубки
Электрические характеристики рентгеновских трубок
Рентгеновские излучатели
Высоковольтный рентгеновский кабель
Рентгеновские питающие устройства
Главные трансформаторы
Параметры R, L и С главного трансформатора
Представление о расчете главного трансформатора
Главные трансформаторы с переменным коэффициентом трансформации
Высоковольтные вентили
Высоковольтные генераторы
Регулировка напряжения на трубке и тока трубки
Включение и отключение питающего устройства
Автоматика в рентгеновских питающих устройствах
Стабилизация работы питающего устройства
Контроль напряжения на трубке и ее анодного тока
Выпрямительные схемы рентгеновских питающих устройств
Однополупериодная безвентильная схема
Однополупериодная вентильная схема
Двухполупериодная схема
Схема удваивания с пульсирующим напряжением
Схема удваивания со сглаженным напряжением
Падение напряжения в главной цепи питающего устройства
Перенапряжения в питающих устройствах
Импульсное питание рентгеновской трубки
Рентгенодиагностические аппараты
Рентгенодиагностические исследования
Рентгенодиагностические трубки
Системы регулировок рентгенодиагностического аппарата
Регулировка выдержки
Защита трубки от перегрузки
Реле экспозиции
Падающая нагрузка
Передвижные аппараты
Стационарные аппараты
Усилитель яркости рентгеновского изображения
Рентгенокиносъемка
Рентгенотелевидение
Флюорографические аппараты
Хирургические аппараты
Аппараты для ангиокардиографии
Аппараты для близкофокусной и внутриполостной терапии
Аппараты для глубокой терапии
Рентгенодефектоскопические аппараты
Рентгеновские микроскопы
Рентгеновские аппараты для структурного анализа
Рентгеновские аппараты для спектрального анализа
Рентгеновские аппараты для облучения в технологических целях


Рис. 4-1. Однополупериодная безвентильная схема.
а — с заземлением вывода; б —с заземлением средней точки.
Однополупериодная безвентильная схема изображена па рис. 4-1. В этой схеме рентгеновская трубка присоединяется прямо к выводам вторичной обмотки главного трансформатора и находится под переменным напряжением. В течение одного полупериода (рабочего) анод по отношению к катоду имеет положительный потенциал и через трубку под действием анодного напряжения проходит анодный ток.
В течение другого полупериода (холостого) анод имеет по отношению к катоду отрицательный потенциал, т. е. к трубке приложено обратное напряжение:           под действием обратного напряжения ток через трубку не проходит и аппарат работает как бы вхолостую. Таким образом, в безвентильной схеме функции выпрямления несет сама рентгеновская трубка.
На рис. 4-2 изображены кривые анодного напряжения и анодного тока рентгеновской трубки, являющиеся одновременно кривыми вторичного напряжения и вторичного тока главного трансформатора. Анодный ток, естественно, является пульсирующим и имеет постоянную составляющую, равную среднему (за период) значению.

Рис. 4-2. Кривые напряжения и тока в однополупериодной схеме:
-------------  холостой ход;
---------------  — нагрузка.
Построение кривой анодного тока по кривой анодного напряжения и анодной характеристике рентгеновской трубки было рассмотрено раньше (рис. 2-20).
При достаточно больших нагрузках падение напряжения в главной цепи вызывает заметное понижение максимума рабочей полуволны вторичного напряжения главного трансформатора. При этом максимум рабочей полуволны уменьшается по сравнению как с холостым ходом, так и с максимумом холостой полуволны при нагрузке. Одновременно имеет место вообще некоторое искажение синусоиды вторичного (и первичного) напряжения трансформатора. Это отклонение кривой напряжения от синусоиды, как правило, невелико. Поэтому обычно интересуются лишь величинами максимумов полуволн и их соотношением, оставляя без внимания искажение формы кривой.
Понижение максимума рабочей полуволны по сравнению с максимумом холостой полуволны представляет собой неблагоприятное явление. Благодаря этому понижению рентгеновская трубка подвергается воздействию более высокого напряжения, чем то, при котором она генерирует рентгеновские лучи.
Рентгеновские трубки могут устойчиво работать в безвентильной схеме лишь при условии, что анод не раскаляется до температуры, при которой имеет место заметная эмиссия электронов. Появление у анода заметной электронной эмиссии приводит к появлению в холостой полупериод обратного тока. Обратный ток вызывает перегрев катода вследствие бомбардировки его электронами. В результате нить катода выделяет газ или даже может разрушиться. Причиной появления обратного тока может также явиться выделение газа электродами трубки или ее баллоном. В этом случае обратный ток затрудняет восстановление вакуума в трубке. Вообще, как доказывает опыт, рентгеновские трубки на переменном напряжении работают менее устойчиво и спокойно, чем на пульсирующем. Указанные причины приводят к тому, что для многих типов трубок при работе в безвентильной схеме снижаются предельно допустимые величины анодного напряжения и мощности, воспринимаемой анодом.

Рис. 4-3. Предельные кривые тока в однополупериодной схеме: а — идеальное насыщение; б — ток пропорционален напряжению.
Рассмотрим расчет токов и мощности, воспринимаемой анодом трубки, в полупериодной безвентильной схеме. Как мы уже условились (§ 4-1), среднее (за период) значение тока считается заданным. Для выяснения зависимости максимального значения от среднего обратимся к предельным характеристикам рентгеновской трубки (рис. 2-20). Кривые, соответствующие идеальному насыщению, изображены на рис. 4-3,а.
Здесь(4-1).
При прямой пропорциональной зависимости (в рабочий полу- период) тока от напряжения кривые имеют вид, изображенный на рис. 4-3,б.
При этом

т. е.
(4-2)

Для рентгеновской трубки со средней проницаемостью (§ 2-2) можно принять:
(4-3)
Мощность, воспринимаемая анодом трубки, выражается формулой
Наряду со вторичным током трансформатора нас интересует и его первичный ток. На рис. 4-4 представлены воспроизведенные по осциллограммам кривые токов и первичного напряжения трансформатора, нагруженного на рентгеновскую трубку. Существенным отличием кривой первичного тока является резко выраженный пик в конце холостого полупериода, совершенно отсутствующий в кривой вторичного тока. Кроме того, в отличие от вторичного тока первичный ток является не пульсирующим, а переменным и не имеет постоянной составляющей.

Однако наличие постоянной составляющей у первичного тока главного трансформатора приводит к неблагоприятному магнитному режиму регулировочного автотрансформатора; первичный ток главного трансформатора, протекая по обмотке автотрансформатора, производит подмагничивание магнитопровода, вследствие чего намагничивающий ток автотрансформатора возрастает и становится зависимым от нагрузки. Таким образом, хотя включение вентиля и уменьшает действующее значение первичного тока главного трансформатора, но действующее значение тока, потребляемого из сети, остается примерно таким же, как и в отсутствие вентиля.
Если, оставляя величину Rш неизменной, уменьшать нагрузку, то I2ср уменьшается в гораздо меньшей степени, чем I2ср, подмагничивание возрастает и намагничивающий ток увеличивается. При холостом ходе I2ср= 0 и подмагничивание достигает максимума. Вследствие этого при наличии вентиля ток холостого хода в несколько раз больше, чем в его отсутствие. Поэтому в рентгенодиагностических аппаратах целесообразно при переходе от снимков к просвечиваниям замыкать вентиль накоротко.

Для краткого рассмотрения явлений, приводящих к снижению максимума холостой полуволны, обратимся к рис. 4-13, на котором изображены кривые напряжения и тока трансформатора в той же схеме, что и кривые на |рис. 4-11, только при холостом ходе. В тот полупериод, который при нагрузке соответствует холостому, следовало бы ожидать, что 1) вентиль отключит питание лишь во второй половине полупериода, после того как напряжение пройдет через максимум; 2) в момент отключения напряжение на трансформаторе упадет до нуля и 3) вентиль начнет пропускать ток после того, как напряжение пройдет через нуль. В действительности, однако, вентиль отключает питание раньше, чем напряжение достигает максимума, напряжение на трансформаторе не падает до нуля, а уменьшается сравнительно медленно, и цепь вновь замыкается еще до того, как питающее напряжение снизится до нуля. Легко видеть, что именно такой сдвиг во времени замыкания и размыкания первичной цепи и обусловливает снижение максимума напряжения па трансформаторе.

Рис. 4-13. Кривые токов и напряжения трансформатора, питаемого через газотрон (Rш = ∞).

Такое изменение картины явлений объясняется наличием во вторичной цепи емкостей, в частности, в случае моноблока наличием внутренних емкостей главного трансформатора (и трансформатора накала), вызывающих емкостный ток. Хотя намагничивающая составляющая первичного тока и велика по сравнению с емкостной составляющей, она, однако, спадает благодаря нелинейности магнитной характеристики очень быстро. В тот момент, когда она уменьшается до величины емкостной составляющей (которая противоположна ей по знаку), первичный ток становится равным н0 и первичная цепь размыкается. Напряжение на емкостях в этот момент нулю не равно; емкости несут заряд и могут разряжаться лишь через вторичную обмотку трансформатора, обладающую (при отключенной первичной обмотке) очень большой индуктивностью. Это приводит к тому, что напряжение на трансформаторе спадает сравнительно медленно и первичная цепь замыкается вновь, как только питающее напряжение, уменьшаясь по синусоиде, становится равным напряжению на трансформаторе. Емкостный ток настолько мал, что практически незаметен. Сопоставляя рис. 4-11 и 4-13, видим, что сказанное имеет место и при нагрузке. Более подробно явления при включении вентиля в первичную цепь рассмотрены в [Л. 116 и 117].



 
« Религия и психические болезни   Рентгенодиагностика заболеваний костей и суставов »