Устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке

 

Изобретение относится к области рентгенотехники и может использоваться для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке радиационным методом. Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерений без изменения рабочего диапазона делителя. В устройство введена система автоматического совместного регулирования коэффициентов усиления усилителей сигналов, установленных за фильтрами различной толщины детекторов излучения, при сохранении величины отношения исходных сигналов детекторов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А1 (g1) 4 Н 05 С 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4311428/28-25 (22) 29.09.87 (46) 30.04.89. Бюл. ¹ 16 (71) Московский научно-исследовательский рентгенорадиологический институт

f 7722) ) Г .. Д . Громов, Ф.И. Глезин и P.Ñ.Ìèëüøòåéí (53) 621.386.08 (088.8) (56) Патент Cl(lA ¹ 4361900, кл. 378-99, 1982.

Выложенная заявка ФРГ № 3014879, кл. H 05 G 1/32, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ

ТРУБКЕ

Изобретение относится к области рентгенотехнике и может использоваться для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке радиационным методом, Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерений без изменения рабочего диапазона делителя.

На чертеже,приведена схема устройства для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке.

Устройство, работающее в пучке рентгеновской трубки 1, содержит фильтры 2, 3 различной толщины, установленные за ними полупроводниковые детекторы 4, 5 излучения, первый 6 и второй 7 усилители сигналов детекторов 4, 5 с регулируемым коэффициентом усиления, певый 8 и второй

9 компараторы, на первые входы кото(57) Изобретение относится к области рентгенотехники и может использоваться для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке радиационным методом. Цель изобретения— расширение динамического диапазона измерений беэ изменения рабочего диапазона делителя. В устройство введена система автоматического совместного регулирования коэффициентов усиления усилителей сигналов, установленных эа фильтрами различной толщины детекторов излучения, при сохранении величины отношения исходных сигналов детекторов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. рых подано первое опорное напряжение П, третий 10 и четвертый 11 компараторы, на первые входы которых

Эаааб подано второе опорное напряжение

Ug первую 12 и втор ю 13 трехвходовые логические схемы совпадения по высокому уровню (схемы И), первую Ж

14 и вторую 15 двухвходовые логичес . 1 3 кие схемы совпадения по высокому уровню (схемы И), первый 16 и второй

17 инверторы, генератор 18 прямоугольных импульсов тактовой частоты, реверсивный счетчик 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20, выход которого подключен к входам регулирования усиления усилителеи 6, 7, пятый 21 и шестой 22 компараторы, на первые входы которых подано третье опорное напряжение Н, третью

23 и четвертую 24 трехвходовые логи-. ческие схемы совпадения по высокому з l4766?3 4

10 уровню (схемы И ), третий ?5 и четвертый 26 инверторы и делитель 27, Вторые входы первого 8, третьего 10 и пятого 21 компараторов подключены к выходу усилителя 6. Вторые входы второго 9, четвертого 11 и шестого 22 компараторов подключены к выходу усилителя 7. Выходы первого компаратора 8, третьего компаратора

10 и первого инвертора 16 подключены к входам первой трехвходовой логической схемы 12 совпадения, выход которой подключен к первому входу первой двухвходовой логической схемы 14 совпадения и входу второго инвертора 17, Выходы второго компаратора 9, четвертого компаратора 11 и второго инвертора 17 подключены к входам второй трехвходовой логичес— кой схемы 13 совпадения, выход которой подключен к первому входу второй двухвходовой логической схемы

15 совпадения и входу первого инвертора 16. Выход генератора 18 подключен к вторым входам двухвходовых логических схем 14 и 15 совпадения, а также третьим входам третьей и четвертой трехвходовых логических схем 23 и 24 совпадения, к первым двум входам каждой из которых подключены соответственно пятый компаратор 21 и третий инвертор 25, шестой компаратор 22 и четвертый инвертор 26. Выходы двухвходовых логических схем 14 и 15 совпадения подключены к первому входу реверсивного счетчика 19, к другому входу которого подключены выходы третьей и четвертой трехвходовых логических схем 23 и 24 совпадения, Выход реверсивного счетчика 19 подключен z входу ЦАП 20, Выходы усилителей 6 и 7 подключены к входам делителя 27, Устройство работает следующим образом.

С помощью опорных напряжений

-П„, Ug U> задаются три порога сра батывания компараторов 8-11 и 21, 22. Напряжения П и Un соответствуют минимальному и максимальному значениям напряжений, определяющих границы диапазона входных сигналов оконечного устройства — делителя ?7.

-Напряжение Г, которое берется много меньшим напряжения U2, не разрешает воздействие на усилители 6 и 7 со стороны НАП 20 в том случае, когда

55 сигналы на их выходе находятся на уровне шумов (помех).

При включении высокого напряжения рентгеновская трубка I генерирует излучение, которое, пройдя через фильтры 2, 3, преобразуется в прлупроводниковых детекторах 4, 5 в электрический сигнал, пропорциональный интенсивности излучения. По превьш ении сигналом на выходе, например, усилителя 7 величины напряжения U срабатывает компартор 9. Это обусловливает появление на выходе схемы

13 совпадения высокого уровня напряжения.

Высокий уровень напряжения с выхода схемы 13 поступает на вход схемы 15, разрешая прохождение через него прямоугольных импульсов тактовой частоты, вырабатываемых генератором 18. В результате эти импульсы воздействуют на реверсивный счетчик

19, который их считает. Высокий уровень выходного .напряжения схемы 13 поступает также в инвертор 16 где инвертируется в низкий уровень, обусловливая низкий уровень выходного напряжения схемы 12 совпадения, Низкий уровень яь1ходного напряжения схемы 12 запрещает прохождение через схему совпадения 14 прямоугольных импульсов тактовой частоты генератора 18. на вход счетчика 19. Таким образом на вход счетчика 19 поступают импульсы тактового генератора 18, прошедшие только через схему

I5. Так как выход счетчика 19 электрически связан с входом ЦАП 20, на выходе ЦАП возникает напряжение, соответствующее числу импульсов тактовой частоты, поступивших на вход реверсивного счетчика 19. Выходное напряжение ЦАП 20 воздействует на усилитель 7, изменяя коэффициент

его усиления так, чтобы уменьшить разницу между величиной сигнала на выходе усилителя 7 и значением напряжения I>q, Так как выходное напряжение НАП 20 воздействует ..и на усилитель 6, изменяется его коэффициент усиления. Причем, поскольку усилители 6 и 7 выполнены из одинаковых элементов, их коэффициенты усиления изменяются (в данном случае возрастают) одинаково, так что отношение выходных сигналов усилителей 6 и 7 остается без изменений.

Когда в результате увеличения выход

15

25

35

45

55

5 14 ного напряжения ПАП 20 сигнал с выхода усилителя 7 достигнет на входе компаратора 11 величины ttg последний сработает и подает на вход 13 совпадения низкий уровень сигнала..

Это соответственно вызывает появление низкого уровня сигнала на выходе схемы 13 и на входах схемы 15 совпадения и инвертора 16. В результате прекращается прохождение через схему 15 сравнения импульсов тактовой частоты генератора 18 на вход реверсивного счетчика 19. Счетчик 19 должен был бы прекратить счет. Но этого не происходит, так как низкий уровень сигнала со схемы 13 инвертируется в инверторе 16 и поступает на вход схемы..12 совпадения. Поскольку из-за того, что фильтр 2 имеет большую толщину, чем фильтр 3, сигнал на выходе усилителя 6 превысил значение Ug но не достиг значения

Пр, на трех входах схемы 12 совпадения теперь действуют только высоI кие уровни, которые обусловливают высокий уровень сигнала и на выходе схемы 12. В результате импульсы тактовой частоты генератора 18 начинают поступать на вход счетчика 19 через схему 14 совпадения, а на вход схемы 13 через инвертор 17 поступает низкий уровень напряжения, дополнительно поддерживая низкий уровень сигнала на выходе схемы 13.

Таким образом, счетчик 19 продолжает счет импульсов, поступающих на его вход через схему 14, растет напряжение на выходе ЦАП 20, увеличивается коэффициент усиления усилителей 6 и 7, растут значения сигналов на выходах усилителей 6 и

7 при постоянстве величины отношения значений этих сигналов. Когда сигнал на выходе усилителя 6 достигает значения П, срабатывает компаратор

10, устанавливая низкий уровень на" пряжения на своем выходе,а следовательно, и входе схемы 12 совпадения.

На выходе схемы 12 устанавливается низкий уровень сигнала, который запрещает прохождение через схему 14 импульсов тактовой частоты генератора

18 на вход счетчика 19. Счетчик 19 останавливается, и на выходе IIAII

20 устанавливается неизменное напряжение. Прекращается увеличение сиг = налов на выходах усилителей 6 и 7.

76623 б

Теперь сигналы на выходах усилитети и

6 и 7 достигли значений, удовлетгоряющих рабочему диапазону делителя

27, а выходной сигнал делителя 27 с допустимой точностью будет отображать величину высокого напряжения

U на рентгеновской трубке или эффективной энергии излучения F, q гене— рируемого рентгеновской трубкой.

Рассмотрим работу устройства, когда интенсивность излучения, генерируемого рентгеновской трубкой, велика, Пусть интенсивность излучения .такова, что сигнал на выходе усилителя 7 превышает величину U на входе компаратора 22, а сигнал на выходе усилителя 6 меньше значения напряжения П3 на входе компаратора 21. Тогда на выходе компаратора 22 будет существовать высокий уровень сигнала, а на выходе компаратора 21 низкий уровень выходного сигнала.

Эти сигналы через инверторы 25 и 26 поступают на входы схем 23 и 24 совпадения, соответственно. Причем сигнал на выходе инвертора 25 будет иметь низкий уровень, а на выходе инвертора 26 — высокий. В результате импульсы тактовой частоты генератора 18 будут проходить только через схему 24 совпадения. Эти импульсы, поступая на вход реверсивного счетчика. 19 осуществляют обратный счет, что приводит к уменьшению напряжения на выходе ЦАП 20. Уменьшение напряжения будет происходить до тех пор, пока сигнал на выходе усилителя 7 не станет меньше Г . Тогда компаратор 22 запретит прохождение тактовых импульсов в счетчик 19 через схему 24, и обратный счет прекратится, На выходе ЦАП 20 установится постоянное напряжение, определяющее постоянство (при неизменном значении средней мощности дозы рентгеновского излучения) напряжения на выходе усилителей 6 и 7.

Следует отметить, что н предлагаемом устройстве при его включении или переходе от одного измерения к другому отсутствует необходимость в обнулении счетчика 19, так как система сама отработает уход сигналов на выходе усилителей 6, 7 за границы диапазонов 1 — Г,.

1476623

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке, содержащее два детектора излучения, расположенные sa фильтрами различной толщины, усилители сигналов детекторов и подключенный к их выходам делитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений без изменения рабочего диапазона делителя, введена система автоматического совместного регулирования коэффициентов усиления усилителей сигналов детекторов при сохранении величины отношения исходных сигналов детекторов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю .,щ е е с я тем, что система автоматического совместного регулирования коэффициентов усиления усилителей сигналов детекторов содержит шесть компараторов, средства получения трех опорных напряжений с соответствующими выводами, четыре трехвходовые логические схемы совпадения по высоким уровням, две двухвходовые логические схемы совпадения по высоким уровням, четыре инвертора, генератор прямоугольных импульсов тактовой частоты, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем первые входы первого и второго компараторов подключены к выводам средства получения первого опорного напряжения, первые входы третьего и четвертого компарторов подключены к выводам средства получения второго опорного напряжения, первые входы пятого и шестого компараторов подключены к выводам средства третьего опорного напряжения, вторые входы первого, третьего и пятого компараторов подключены к выходу первого усилителя, вторые входы второго., четвертого и шестого компараторов подключены к выходу второго усилителя, выходы первого и третьего компараторов подключены

20 !

50 к первому и второму входам первои трехвходовой ло гичес кой схемы совпадения, выходы второго и четвертого компараторов подключены к первому и второму входам второй трехвходовой логической схемы совпадения, выход первой трехвходовой логической схемы совпадения подключен к входу первой двухвходовой логической схемы совпадения и вход второго инвертора, выход которого подключен к третьему входу второй трехвходовой логической схемы совпадения, выход которой подключен к первому входу второй двухвходовой логической схемы совпадения и входу первого инвертора, выход которого подключен к третьему входу первой трехвходовой логической схемы совпадения, выход пятого компаратора подключен к первому входу третьей трехвходовой логической схемы совпадения и входу четвертого инвертора, выход которого подключен к второму входу четвертой трехвходовой логической схемы совпадения, к первому входу которой подключен выход шестого компаратрра, подключенный также к входу третьего инвертора, выход которого подключен к второму входу третьей трехвходовой логической схемы совпадения, выход генератора прямоугольных импульсов тактовой частотыподключен к вторым входам первой и второй двухвходовых логических схем совпадения и третьим входам третьей и четвертой трехвходовых логических схем совпадения, выходы первой и второй двухвходовых логических схем совпадения подключены к первому входу реверсивного счетчика, к второму входу которого подключены выходы третьей и четвертой трехвходовых схем совпадения, выход реверсивного счетчика подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входам системы автоматического совместного регулирования коэффициентов усиления усилителей сигналов детекторов.!

476623

Составитель К, Кононов

Редактор О,Спесивых Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 2168/57 Тираж 77 б Подписное

Ф

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уж-.ород, ул. Гагарина,101