应用说明 – X射线发生器

X 射线发生器的基本原理 - X 射线管优化:

AN-01

X 射线发生器和 X 射线管一起工作,以提供当今应用所需的性能和可靠性。 客户通过 Spellman X 射线发生器能够完善、灵活地自定义发生器如何运行所有制造商提供的射线管,以满足您项目的特定目标。为了充分利用 Spellman X 射线发生器的潜力,在设置发生器以优化性能和可靠性时,了解一些基本原理非常重要。如果您有具体的疑问,请通过此邮箱咨询专家:asktheexperts@spellmanhv.com

了解如何将 X 射线发生器的设置与 X 射线管相匹配。

  1. 确认规格: 在订购高压发生器/ X 射线管/高压电缆之前,确认灯丝电流和电压、发生器的输出电压 (kV) 和电流 (mA) 规格符合 X 射线管的要求。此外,请检查高压电缆引出线和长度是否符合 Spellman High Voltage 产品规格。
  2. 设置最大灯丝限值: 最关键的设置之一是灯丝限值调整。灯丝限值设定点限制灯丝电源的最大输出电流,以保护 X 射线管的灯丝。该设置将使发生器在任何情况下都不可能超过该值。 它应该设置为不超过 X 射线管制造商的规格。当将其设置为低于最大 X 射线管规格时,灯丝限值应比在最低电压 (kV) 处达到最大编程发射电流 (mA) 所需的灯丝电流高 10-15%。记住,灯丝最大值不同于发射所需的值。比所需发射电流值高 10-15% 的设置,可以提供余量以及更好的瞬变响应。但务必使限值水平保持在制造商建议的最大灯丝电流规格处或低于该规格。详情请参见用户手册。
  3. 设置灯丝待机(预热): 灯丝待机电流(在某些产品线上称为“灯丝预热”)是在 X 射线待机(HV 关闭/ X 射线禁用)条件下供应给 X 射线管灯丝的无功电流。灯丝预热设定点通常在 1A - 2A 左右,但应咨询 X 射线管制造商。如果不需要快速发射斜升,最好将待机电流设为零。
  4. 程序斜升时间: 如果所使用的产品具有可编程的 kV、mA 和灯丝斜升时间,则应将这些时间设置为您的应用所能承受的最慢时间。有关这些功能的详细信息,请参阅具体的产品手册或咨询 Spellman High Voltage。

电缆长度对灯丝的影响:

交流灯丝:

交流灯丝在高频率下工作,由于其阻抗,可能很难促使长电缆的电源关闭。在工厂测试期间,标准装置用规定的电缆长度(例如 DXM 为 3 米)进行校准。更改高压电缆长度可能会影响灯丝电流校准。 如果您对系统中的电缆长度有疑虑,请联系 Spellman High Voltage。

直流灯丝:

对于直流灯丝,需要考虑电缆的直流铜损。所使用的线号应根据当前的要求进行调整。标准装置用规定的电缆长度和线号(例如 DXM 为 3 米长,18 号线)进行校准。 

灯丝电压要求:

Spellman 采用现行的灯丝控制法规。X 射线管灯丝所需的电压只需通过欧姆定律求出:V = I * R。如果不确定您的 X 射线管的电流和电压要求,请咨询 X 射线管制造商或 Spellman High Voltage。

mA 环路响应,以及我们如何设计 X 射线发生器来操作大多数 X 射线管。

并非所有的 X 射线管都具有相同的灯丝特性。不同的灯丝特性需要不同的控制响应以提供稳定的发射电流输出。我们的标准装置具有发射控制响应,其设计宗旨是能够适用于多种 X 射线管。某些 X 射线管不属于此类别,需要定制发射回路补偿才能确保稳定的发射输出。有关您正在使用的具体 X 射线管的信息,请咨询 Spellman High Voltage。

有关我们的 KV、mA 和灯丝斜升速度的解释以及原因?

Spellman 标准产品设计用于各种 X 射线管和应用。由于某些应用需要更快的上升时间(少于 2 秒),而其他应用更倾向较慢的上升时间,因此标准产品的斜升速度默认为满足大多数要求和应用的速度。例如,DXM 的默认值为 5 秒 kV 斜升和 2.5 秒灯丝斜升,但可以进行调整。请向 X 射线管制造商咨询所使用的具体 X 射线管的斜升时间规格要求。

当然,我们可以定制和减慢斜升,但是为什么不使标准产品斜升尽可能慢一点?

某些应用需要更快的上升时间(少于 2 秒),而其他应用更倾向较慢的上升时间。标准产品斜升的默认速度将满足大多数要求和应用。有关定制斜升速度以满足您应用的详情,请咨询 Spellman High Voltage。
对于 X 射线管来说,较慢的 kV 斜升时间可能会更好,从而允许受控的电压沿着射线管分布。较慢的灯丝和 mA 斜升可以最大程度减少施加于 X 射线管灯丝的应力。有关您的 X 射线管的斜升建议,请咨询 X 射线管制造商。

记住,X 射线管是一种寿命有限的装置。它的性能会因灯丝随着时间逐渐蒸发而退化。电流越高,蒸发速度越快,射线管寿命越短。较慢的电压和电流变化施加在灯丝上的应力较小,因而寿命更长。

较快的斜升时间示例:

灯丝限值设定点 3.6A
预热设定点 0.0A
CH1(黄色)mA 管电流监视器 
CH2(绿色)kV 监视器(1 秒斜升时间)
CH3(紫色)灯丝电流监视器(750ms 斜升时间达到 3.6A 灯丝限值)
CH4(蓝色)mA 程序斜升(在 5% mA 程序值时保持 1 秒,然后为 1 秒斜升时间)

 

正如您在上面的波形中看到的那样,较快的斜升序列没有足够的时间使 X 射线管灯丝在 mA 斜升开始之前达到发射电流所需的温度。导致灯丝电流斜升到最大灯丝限值,并保持在该水平几秒钟,同时灯丝达到要求的发射电流所需的温度。mA 电流上升不受 mA 斜升的控制,因此可能会有轻微的过冲。 

较慢的斜升时间示例:

灯丝限值设定点 3.6A
预热设定点 0.0A
CH1(黄色)mA 管电流监视器 
CH2(绿色)kV 监视器(10 秒斜升时间)
CH3(紫色)灯丝电流监视器(22 秒斜升时间达到 3.6A 灯丝限值)
CH4(蓝色)mA 程序斜升(在 5% mA 程序值时保持 30 秒,然后为 5 秒斜升时间)

 

正如您在上面的波形中可以看到的那样,在完成 kV 斜升时,mA 程序步进至编程的 mA 值的 5%。同时灯丝缓慢斜升,允许 mA 调节进行控制。在 mA 调节被控制并稳定之后,mA 斜升到最终的程序值,不会发生过冲。注意,灯丝电流永远不会达到 3.6A 的最大灯丝限值设定点。 

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