Высокочастотный рентгеновский генератор G100

Рентгенодиагностические аппараты фирмы ВИЛЛА СМ осна­ щаются высокочастотными (100 кГц) рентгеновскими генера­ торами G100 (рис. А-50, с. 800) мощностью oт 32 до 100 кВт, в зависимости от требований ЛПУ.

Разновидности рентгеновских генераторов

Рентгеновский генератор (рентгеновское питающее устройство) преобразует напряжение питающей электросети (220/480 В) в вы­ соковольтное напряжение (40-150 кВ), которое подается на труб­ ку, что приводит к возникновению рентгеновского излучения.

Простейшие — однополупериодные рентгеновские генераторы

Первые полуволновые (или однополупериодные) генераторы использовали трубку в качестве диода. На рис. А-58 (слева) приведена форма высоковольтного сигнала, а справа — форма интенсивности рентгеновского излучения для режима полувол­ нового выпрямления. Период высоковольтной синусоиды со­ ответствует частоте питающей электросети и составляет 1/50 с или 20 мс (при 50 Гц).

Уровень пульсации высокого напряжения в этом случае со­ ставляет 100%. Только небольшой участок синусоиды около ее максимального значения отвечает за генерирование рентгенов­ ского излучения, которое участвует в формировании изобра­ жения. Большая часть высоковольтного сигнала расходуется на генерирование низкоэнергетической части спектра, который, создавая дозовую нагрузку на пациента, не участвует в образо­ вании рентгеновского изображения.

До сих пор, например, в большинстве дентальных рентгенов­ ских аппаратов и в некоторых мобильных аппаратах использу­ ются простейшие полуволновые генераторы-моноблоки.

Чтобы увеличить эффективность генераторов сначала стали использовать простые схемы выпрямления — диодные мостики (результат их работы см. рис. А-59).

Но и в этом случае при увеличении радиационного выхода не решались вопросы пульсации высокого напряжения, отрица­ тельно сказывающиеся на времени жизни нити накала трубки и вопросы качества излучения.

Трехфазные рентгеновские генераторы

Сложение трех синусоид от трехфазной сети различными мето­ дами привело к созданию генераторов с так называемыми шес­ типульсной (результат см. рис. А-60) или двенадцатипульсной (результат см. рис. А-61) схемами выпрямления.

Уровень пульсаций высокого напряжения был уменьшен до 13% и 7% соответственно. Уменьшение уровня пульсаций в 6- и 12-пульсной схеме возможно и до 3%, но при этом минималь­ ное время экспозиции возрастает до 3-4 мс, и появляются про­ блемы стабильности при длительных экспозициях.

Высокочастотные и среднечастотные рентгеновские генера­ торы

Параллельно развивалась техника высокочастотного инверти­ рования высоковольтного сигнала, на деталях которой мы не будем останавливаться. На рис. А-62 приведена форма импуль­ са высокого напряжения, подаваемая на рентгеновскую трубку высокочастотным генератором. Длительность всего импульса в данном случае на рисунке — 1 мс (но максимальная длитель­ ность может быть 6-8 с в режиме рентгенографии).

В течение 200 мкс высокое напряжение достигает заданного значения (в данном случае — 70 кВ), затем идет плато (длитель­ ностью 1 мс), затем спад — 200 мкс. Все пульсации происходят на плато и в масштабе, сопоставимом с рис. А-60 и рис. А-61, их невозможно различить. Форма высокого напряжения прак­ тически идеальна.

1/50 с

Рис. А-58. Форма высокого напряжения для генератора, работаю­ щего в режиме полуволнового выпрямления (слева) и форма интен­ сивности рентгеновского излучения (справа)

1/50 с

Рис. А-59. Форма высокого напряжения для генератора, работающе­ го в режиме полноволнового выпрямления (cлeвa) и форма интенсив­ ности рентгеновского излучения (справа)

1/50 с

Рис. А-60. Форма высокого напряжения для генератора, работаю­ щего в режиме шестипульсного выпрямления (слева) и форма интен­ сивности рентгеновского излучения (справа)

1/50 с

Рис. А-61. Форма высокого напряжения для генератора, работающе­ го в режиме двенадцатипульсного выпрямления (слева) и форма интенсивности рентгеновского излучения (справа)

Рис. А-62. Форма импульса высокого напряжения высокочастотного генератора