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JP5891069B2 - X-ray equipment - Google Patents
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Description

本発明は、X線装置に関し、詳細には、回転陽極型X線管の制御に関するものである。   The present invention relates to an X-ray apparatus, and more particularly to control of a rotary anode X-ray tube.

X線装置に用いられる回転陽極型X線管の陽極は、回転子と傘状のターゲットからなり、誘導モータの原理で回転する。ターゲット(回転陽極)を回転することにより、ターゲットの電子衝撃面積は増大し、短時間負荷の場合、焦点の単位面積当たりの入力を非常に大きくすることができ、大容量のX線管を実現できるようになっている。
従来の回転陽極型X線管を用いたX線装置では、一般撮影時は誘導モータを駆動すべく交流電圧を印加し、回転数を例えば180Hz程度まで上昇させる。撮影終了後は、陽極側のステータに直流電圧を印加し、X線管の陽極側の誘導モータを停止させる。これは、回転陽極に直流電圧をかけずに放置すると、撮影時の高速回転から回転数が低下してきたときに陽極の回転数が共振周波数を通過し、この際、回転陽極に共振が起こりX線管のベアリングを傷めることがあるからである。
これを防止するために、従来は、撮影が終了すると回転陽極に直流電圧を印加し、共振周波数近傍の周波数を出来るだけ短い時間で通過させている。
An anode of a rotary anode type X-ray tube used in an X-ray apparatus is composed of a rotor and an umbrella-shaped target, and rotates on the principle of an induction motor. By rotating the target (rotating anode), the electron impact area of the target increases, and in the case of a short time load, the input per unit area of the focal point can be greatly increased, realizing a large-capacity X-ray tube It can be done.
In a conventional X-ray apparatus using a rotary anode X-ray tube, an alternating voltage is applied to drive an induction motor during general imaging, and the rotational speed is increased to about 180 Hz, for example. After imaging is completed, a DC voltage is applied to the anode side stator, and the induction motor on the anode side of the X-ray tube is stopped. This is because if the rotating anode is left without applying a DC voltage, the rotating speed of the anode passes through the resonance frequency when the rotating speed decreases from the high speed rotation at the time of photographing, and at this time, resonance occurs in the rotating anode. This is because the bearing of the tube may be damaged.
In order to prevent this, conventionally, when photographing is finished, a DC voltage is applied to the rotating anode, and a frequency in the vicinity of the resonance frequency is passed in as short a time as possible.

特開2001−76895号公報JP 2001-76895 A

しかしながら、上述のように撮影終了後に直流電圧を印加し、回転陽極の回転を止めてしまうと、次の撮影に移る際に再び所定の高速回転数まで回転させる必要があるため、撮影できる状態になるまで多くの時間がかかっていた。   However, as described above, if a DC voltage is applied after the shooting is completed and the rotation of the rotating anode is stopped, it is necessary to rotate the rotation anode again to a predetermined high speed when moving to the next shooting. It took a lot of time to become.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、回転陽極の共振を避けつつも、次の動作に素早く対応できるように陽極の回転数を制御可能なX線装置及びその制御方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to control the number of revolutions of the anode so that it can quickly respond to the next operation while avoiding resonance of the rotating anode. An X-ray apparatus and a control method thereof are provided.

前述した目的を達成するために本発明は、回転陽極型のX線管装置を有するX線装置であって、固定子コイルに、前記回転陽極を駆動させる際には交流電圧を印加し、前記回転陽極を制動させる際には直流電圧を印加し、前記回転陽極を惰性運転させる際には電圧の印加を停止するスタータ部と、前記スタータ部を制御する制御部と、撮影が終了して前記回転陽極が前記惰性運転を始めてから、前記回転陽極の回転数が前記X線管装置の共振周波数の近傍に到達するまでの推定到達時間と、撮影が終了して前記回転陽極が前記惰性運転を始めてから、前記回転陽極の回転数が前記X線管装置の共振周波数の近傍を制動を行い通過するまでの推定通過時間とを予め記憶する記憶部と、を具備し、前記制御部は、撮影が終了すると、前記回転陽極を前記惰性運転させ、更に、撮影が終了して前記回転陽極が前記惰性運転を始めてからの経過時間を計時し、前記経過時間が前記推定到達時間から前記推定通過時間までの間は、前記回転陽極を前記制動させることを特徴とするX線装置である。 In order to achieve the above-described object, the present invention is an X-ray apparatus having a rotary anode type X-ray tube apparatus, wherein an AC voltage is applied to a stator coil when driving the rotary anode, When braking the rotating anode, a DC voltage is applied, and when the rotating anode is operated in inertia, a starter unit that stops the application of voltage, a control unit that controls the starter unit, and photographing is finished and the The estimated arrival time from when the rotating anode starts the inertia operation until the rotational speed of the rotating anode reaches the vicinity of the resonance frequency of the X-ray tube apparatus, and the imaging after the imaging is completed, the rotating anode performs the inertia operation. A storage unit that stores in advance an estimated passage time from when the rotation anode rotates until the rotation frequency of the rotary anode passes through the vicinity of the resonance frequency of the X-ray tube device ; Is finished, the rotating anode Wherein is overrun condition, further, during the shooting is completed by counting the elapsed time from the rotating anode is started the overrun condition, from the elapsed time the estimated arrival time to the estimated transit time, the rotary anode The X-ray apparatus is characterized in that the system is braked.

本発明により、回転陽極の共振を避けつつも、次の動作に素早く対応できるように陽極の回転数を制御可能なX線装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an X-ray apparatus capable of controlling the number of rotations of the anode so that the next operation can be quickly handled while avoiding resonance of the rotating anode.

第1の実施の形態のX線装置1の全体構成図1 is an overall configuration diagram of an X-ray apparatus 1 according to a first embodiment. 第1の実施の形態の制御動作を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the control action of 1st Embodiment 一般撮影終了後の回転陽極20の回転数の推移を示す図The figure which shows transition of the rotation speed of the rotating anode 20 after completion | finish of general imaging | photography. 一般撮影終了後、再度一般撮影を開始する場合の回転陽極20の回転数の推移を示す図The figure which shows transition of the rotation speed of the rotating anode 20 in the case of starting general imaging again after completion of general imaging 第2の実施の形態のX線装置2の全体構成図Overall configuration diagram of the X-ray apparatus 2 of the second embodiment 第2の実施の形態の制御動作を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the control operation of the second embodiment 撮影終了後の実経過時間tと回転陽極20の回転数の推移、及び回転陽極20の駆動、惰性、制動を指示するタイミングの関係を示す図The figure which shows the transition of the actual elapsed time t after completion | finish of imaging | photography, the transition of the rotation speed of the rotating anode 20, and the timing which instruct | indicates the drive of a rotating anode 20, inertia, and braking.

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、第1の実施の形態のX線装置1の構成について説明する。
[First Embodiment]
First, the configuration of the X-ray apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本発明のX線装置1は、交流電源11、ダイオードモジュール12、昇圧チョッパ回路13、インバータ回路14、高電圧発生回路15、スタータ回路16、X線管装置17、制御回路18、及び検出回路3を備える。
X線管装置17は、固定子コイル19、回転陽極20(ターゲット)、X線管21を備える。
As shown in FIG. 1, an X-ray apparatus 1 of the present invention includes an AC power supply 11, a diode module 12, a boost chopper circuit 13, an inverter circuit 14, a high voltage generation circuit 15, a starter circuit 16, an X-ray tube device 17, and a control. The circuit 18 and the detection circuit 3 are provided.
The X-ray tube device 17 includes a stator coil 19, a rotating anode 20 (target), and an X-ray tube 21.

交流電源11は、例えば商用交流電源である。ダイオードモジュール12は、交流電源11から供給される交流電圧を直流出力に変換する。昇圧チョッパ回路13は、ダイオードモジュール12によって直流に変換された電圧を昇圧し、インバータ回路14及びスタータ回路16に供給する。
インバータ回路14は、昇圧チョッパ回路13から供給された電圧を交流出力に変換し、高電圧発生回路15に出力する。高電圧発生回路15はインバータ回路14から供給された交流出力を高圧の直流出力に変換してX線管装置17に印加する。
The AC power supply 11 is, for example, a commercial AC power supply. The diode module 12 converts an AC voltage supplied from the AC power supply 11 into a DC output. The step-up chopper circuit 13 steps up the voltage converted into direct current by the diode module 12 and supplies it to the inverter circuit 14 and the starter circuit 16.
The inverter circuit 14 converts the voltage supplied from the boost chopper circuit 13 into an AC output and outputs the AC output to the high voltage generation circuit 15. The high voltage generation circuit 15 converts the AC output supplied from the inverter circuit 14 into a high-voltage DC output and applies it to the X-ray tube device 17.

スタータ回路16は、制御回路18から入力される制御信号に応じて回転陽極20を駆動、制動、或いは惰性運転させる。制御回路18からは以下の3パターンの制御信号が入力される。
(A)交流電圧をかける(駆動)
(B)直流電圧をかける(制動)
(C)電圧を印加しない(惰性運転)
The starter circuit 16 drives, brakes or coasts the rotating anode 20 in accordance with a control signal input from the control circuit 18. The following three patterns of control signals are input from the control circuit 18.
(A) Apply AC voltage (drive)
(B) Applying DC voltage (braking)
(C) No voltage applied (inertia operation)

すなわち、スタータ回路16は「駆動」の制御信号が入力されると、駆動用の交流電圧を回転陽極20に印加する。スタータ回路16がX線管装置17の固定子コイル19に対して交流電圧を印加すると、誘導モータの原理で回転陽極20が回転する。また、「制動」の制御信号が入力されると、制動用の直流電圧を回転陽極20に印加する。これにより、回転陽極20の回転数を急速に落とすことができる。また、「惰性運転」の制御信号が入力されると回転陽極20への電圧の印加を停止する。   That is, when the “drive” control signal is input, the starter circuit 16 applies a driving AC voltage to the rotary anode 20. When the starter circuit 16 applies an AC voltage to the stator coil 19 of the X-ray tube device 17, the rotary anode 20 rotates on the principle of an induction motor. When a “braking” control signal is input, a braking DC voltage is applied to the rotating anode 20. Thereby, the rotation speed of the rotating anode 20 can be dropped rapidly. Further, when a control signal for “inertia operation” is input, application of voltage to the rotating anode 20 is stopped.

回転陽極20は、撮影では周波数180Hz程度の回転数まで高速回転し、透視撮影では周波数60Hz程度の回転数(低速)で回転する。
一般的なX線撮影装置では、操作者の操作により、まず「透視ボタン」(不図示)が押下されると、制御回路18は「駆動(60Hz)」の制御信号をスタータ回路16へ送信する。これによって回転陽極20が駆動されて60Hzの回転数で回転する。60Hz程度の回転数では透視撮影の映像が得られる程度のX線が照射される。操作者が透視撮影の映像を見ながら良いタイミング(被検者の体がぶれていないタイミング等)で、「撮影ボタン」(不図示)が押下されると、制御回路18は「駆動(180Hz)」の制御信号をスタータ回路16へ送信する。これによって回転陽極20が高速で駆動されて180Hzの回転数で回転するようになる。180Hz程度の回転数では一般撮影の映像が得られる強いX線が照射される。
本発明では、回転数180Hzの撮影が終了すると、制御回路18は「惰性運転」の制御信号をスタータ回路16へ送信する。これによって回転陽極20に対する電圧の印加は停止する。回転陽極20は惰性で回転を継続するが、徐々に回転数が下がることとなる。これにより、ある程度の回転数は維持されているので、撮影終了から次の撮影の開始までの時間を短縮させ、速やかに対応できるようになる。
The rotating anode 20 rotates at a high speed up to a frequency of about 180 Hz in photographing, and rotates at a rotational speed (low speed) of a frequency of about 60 Hz in fluoroscopic photographing.
In a general X-ray imaging apparatus, when a “perspective button” (not shown) is first pressed by an operator's operation, the control circuit 18 transmits a “drive (60 Hz)” control signal to the starter circuit 16. . As a result, the rotary anode 20 is driven to rotate at a rotational speed of 60 Hz. At a rotational speed of about 60 Hz, X-rays are emitted to such an extent that a fluoroscopic image can be obtained. When the “shooting button” (not shown) is pressed at a good timing (timing that the subject's body is not shaken, etc.) while watching the fluoroscopic video, the control circuit 18 “drives (180 Hz) ”Is transmitted to the starter circuit 16. As a result, the rotary anode 20 is driven at a high speed and rotates at a rotation speed of 180 Hz. At a rotation speed of about 180 Hz, intense X-rays that can be used to obtain a general image are emitted.
In the present invention, when imaging at a rotational speed of 180 Hz is completed, the control circuit 18 transmits a control signal of “inertia operation” to the starter circuit 16. As a result, the application of voltage to the rotating anode 20 is stopped. The rotating anode 20 continues to rotate with inertia, but the rotational speed gradually decreases. As a result, since a certain number of rotations is maintained, the time from the end of shooting to the start of the next shooting can be shortened, and a quick response can be made.

このような高速回転(180Hz)と低速回転(60Hz)の間に、回転陽極20が共振する共振周波数fが存在する。
本発明では、回転陽極20の回転数が共振周波数f近傍まで落ちるとそのタイミングで制動をかけて(直流電圧印加)、共振周波数f近傍を短時間で通過させる。共振周波数f近傍の通過後は、再度惰性運転に戻る。これにより共振によるX線管のベアリング等の破損を防ぎ、X線管装置17を保護できる。また、制動、駆動を行う時間が従来と比較して短時間ですむため、消費電力を節約できる。
During such high speed (180 Hz) and low speed (60 Hz), the rotary anode 20 is present resonance frequency f p which resonates.
In the present invention, the rotational speed of the rotary anode 20 drops to the vicinity of the resonance frequency f p and braked at that timing (DC voltage application) is passed through in a short time the resonance frequency f p vicinity. After passage of the resonance frequency f p vicinity returns to overrun condition again. This prevents damage to the X-ray tube bearing or the like due to resonance and protects the X-ray tube device 17. In addition, since the time for braking and driving is shorter than the conventional time, power consumption can be saved.

制御回路18はX線管装置17を(A)駆動、(B)制動、または(C)惰性運転させるための制御信号をスタータ回路16に出力する。
第1の実施の形態では、制御回路18は、撮影(回転数180Hz)が終了すると、まず(C)惰性運転の制御信号をスタータ回路16に送信し、回転陽極20への電圧の印加を停止させる。また、検出回路3によって検出される回転陽極20の回転数を監視し、回転数が共振周波数f近傍であるか否かを判定し、共振周波数f近傍である場合は、スタータ回路16に対して(B)制動の指示を出力する。回転陽極20へは制動用の直流電圧が印加される。回転陽極20の回転数が共振周波数f近傍を通過した場合は、制御回路18は、(C)惰性運転の制御信号を送信し、回転陽極20への電圧の印加を停止させる。
The control circuit 18 outputs a control signal for causing the X-ray tube device 17 to (A) drive, (B) braking, or (C) inertial operation to the starter circuit 16.
In the first embodiment, when imaging (rotation speed 180 Hz) is completed, the control circuit 18 first transmits a control signal for (C) inertial operation to the starter circuit 16 and stops applying voltage to the rotary anode 20. Let It also monitors the rotational speed of the rotating anode 20 which is detected by the detection circuit 3, the rotational speed is equal to or a resonance frequency f p vicinity, if the resonance frequency f p vicinity, the starter circuit 16 In response to this, (B) a braking instruction is output. A braking DC voltage is applied to the rotating anode 20. If the rotational speed of the rotary anode 20 passes through the vicinity of the resonance frequency f p, the control circuit 18 transmits a control signal (C) overrun condition, to stop the application of voltage to the rotary anode 20.

検出回路3は、例えば、振動センサ等の回転陽極20の振動数を検出するセンサによって構成され、回転陽極20の回転数を検出し、制御回路18へ出力する。   The detection circuit 3 is configured by a sensor that detects the frequency of the rotating anode 20 such as a vibration sensor, for example, detects the number of rotations of the rotating anode 20, and outputs it to the control circuit 18.

次に、図2〜図4を参照して、第1の実施の形態のX線装置1の動作について説明する。   Next, the operation of the X-ray apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

X線装置1において、一般撮影では回転陽極20が回転数180Hz程度の高速で回転している。撮影が終了すると(ステップS101)、制御回路18はスタータ回路16に対して惰性運転の指示を送り、交流電圧の印加を停止するように制御する(ステップS102)。制御回路18は、検出回路3から出力される回転陽極20の回転数fαを監視し、回転数fαが閾値fより小さくなったか否かを判定する(ステップS103)。閾値fは共振周波数fより数Hz程度大きい値とする。
回転陽極20の回転数fαが閾値f以上であれば(ステップS103;Yes)、そのまま惰性運転を継続する。
回転陽極20の回転数fαが閾値fより小さくなると(ステップS103;No)、制御回路18はスタータ回路16に対して制動を指示する(ステップS104)。スタータ回路16は回転陽極20に対して直流電圧を印加する。
制御回路18は、回転陽極20の回転数fαが閾値f以上であるか否かを判定する(ステップS105)。閾値fは低速運転の周波数(60Hz)より大きく、共振周波数fより数Hz程度小さい値とする。回転陽極20の回転数fαが閾値f以上であれば(ステップS105;Yes)、制動を継続する。その後、回転陽極20の回転数fαが閾値fより小さくなると(ステップS105;No)、制御回路18は制動を停止する(ステップS106)。制御回路18は回転陽極20の回転数fαが60Hz(低速運転の周波数)になったか否かを監視し(ステップS107)、60Hz(低速運転の周波数)まで回転数が下がっていないときは惰性運転を継続する。60Hz(低速運転の周波数)まで回転数fαが下がると(ステップS107;Yes)、制御回路18はスタータ回路16に対して回転数60Hzを維持するよう駆動(間欠駆動)を指示する(ステップS108)。これにより、低速運転(60Hz)状態を維持する。
In the X-ray apparatus 1, the rotating anode 20 rotates at a high speed of about 180 Hz in general imaging. When photographing is finished (step S101), the control circuit 18 sends an instruction for inertial operation to the starter circuit 16 and controls to stop the application of the AC voltage (step S102). The control circuit 18 monitors the rotation number f alpha rotating anode 20 which is output from the detection circuit 3 determines whether or not the rotation number f alpha is smaller than the threshold value f A (step S103). Threshold f A is the number Hz of about greater than the resonance frequency f p.
If the rotation speed f α of the rotating anode 20 is equal to or greater than the threshold value f A (step S103; Yes), the inertia operation is continued as it is.
When the rotational speed f α of the rotary anode 20 becomes smaller than the threshold value f A (step S103; No), the control circuit 18 instructs the starter circuit 16 to perform braking (step S104). The starter circuit 16 applies a DC voltage to the rotating anode 20.
The control circuit 18 determines whether or not the rotational speed f α of the rotary anode 20 is equal to or greater than the threshold value f B (step S105). Threshold f B is greater than the frequency of the low speed (60 Hz), and several Hz approximately smaller than the resonance frequency f p. If the rotational speed f α of the rotary anode 20 is equal to or greater than the threshold value f B (step S105; Yes), braking is continued. Thereafter, when the rotational speed f α of the rotary anode 20 becomes smaller than the threshold value f B (step S105; No), the control circuit 18 stops braking (step S106). The control circuit 18 monitors whether the rotation number f alpha of the rotary anode 20 becomes 60 Hz (frequency of the low-speed operation) (step S107), 60 Hz inertia when not lowered rotational speed to (slow frequency of operation) Continue driving. 60Hz When the rotation number f alpha to (slow frequency of operation) is reduced (step S107; Yes), the control circuit 18 instructs drives (intermittent drive) to maintain the rotational speed 60Hz respect starter circuit 16 (step S108 ). Thereby, a low-speed driving | running | working (60 Hz) state is maintained.

図3は、一般撮影終了後の回転陽極20の回転数の推移を示す図である。
一般撮影中、すなわち制御回路18が駆動を指示している間は、回転陽極20の回転数(周波数)は180Hzに維持されている。その後、制御回路18によって惰性運転が指示されると、徐々に回転数が下がる。そして、回転陽極20の回転数が共振周波数f近傍の閾値f程度まで下がると、制御回路18はスタータ回路16に制動を指示する。スタータ回路16は直流電圧を印加し、回転陽極20に制動をかける。制動により急速に回転陽極20の回転数が下がる。そして回転陽極20の回転数が共振周波数f近傍を下回ると(閾値fより小さくなると)、制御回路18はスタータ回路16に再度惰性運転を指示し、低速の60Hzまで徐々に回転数が下がる。
FIG. 3 is a diagram showing the transition of the rotational speed of the rotary anode 20 after the end of general imaging.
During general imaging, that is, while the control circuit 18 instructs driving, the rotational speed (frequency) of the rotary anode 20 is maintained at 180 Hz. Thereafter, when inertial operation is instructed by the control circuit 18, the rotational speed gradually decreases. When the rotational speed of the rotary anode 20 drops to about the threshold f A of the resonance frequency f p vicinity, the control circuit 18 instructs the braking starter circuit 16. The starter circuit 16 applies a DC voltage to brake the rotating anode 20. The number of rotations of the rotating anode 20 is rapidly reduced by braking. When the rotational speed of the rotary anode 20 is lower than the vicinity of the resonance frequency f p (threshold f becomes smaller when than B), the control circuit 18 instructs the overrun condition again starter circuit 16, gradually the rotational speed falls to slow 60Hz .

図4は、一般撮影終了後に、再度撮影開始する場合の回転陽極20の回転数の推移を示す図である。
一般撮影中、すなわち制御回路18が駆動を指示している間は、回転陽極20の周波数は180Hz付近である。その後、撮影が終了すると、制御回路18によって惰性運転が指示される。スタータ回路16は電圧の印加を停止する。これにより回転陽極20の回転数は徐々に下がる。その後、撮影の指示が再び入力されると、制御回路18はスタータ回路16に駆動を指示し、回転陽極20の回転が加速する。惰性運転により緩やかに回転数が落ちた状態から再度加速するため、迅速に高速(180Hz)まで回転数を上昇させることができる。撮影が終了すると、制御回路18によって惰性運転が指示され、スタータ回路16は電圧の印加を停止する。回転陽極20の回転数は徐々に下がる。
FIG. 4 is a diagram showing a change in the number of rotations of the rotating anode 20 when the photographing is started again after the end of the general photographing.
During general imaging, that is, while the control circuit 18 instructs driving, the frequency of the rotary anode 20 is around 180 Hz. Thereafter, when the photographing is finished, the control circuit 18 instructs inertial operation. The starter circuit 16 stops applying the voltage. As a result, the rotational speed of the rotary anode 20 gradually decreases. Thereafter, when an imaging instruction is input again, the control circuit 18 instructs the starter circuit 16 to drive, and the rotation of the rotary anode 20 is accelerated. Since acceleration is resumed from a state where the rotational speed has gradually decreased due to inertial operation, the rotational speed can be rapidly increased to a high speed (180 Hz). When photographing is finished, the control circuit 18 instructs inertial operation, and the starter circuit 16 stops applying voltage. The rotational speed of the rotating anode 20 gradually decreases.

このように、検出回路3によって回転陽極20の回転数を監視し、撮影終了後に惰性運転させるとともに、回転陽極20の回転数が共振周波数fを通過する間だけ制動をかける。これにより、共振によるX線管の破損を防ぎつつ、次の撮影には迅速に所定の回転数に到達させることができる。 Thus, to monitor the rotational speed of the rotating anode 20 by the detection circuit 3, it causes the overrun condition in after the shooting, to brake only when the rotational speed of the rotary anode 20 passes the resonance frequency f p. Accordingly, the X-ray tube can be prevented from being damaged due to resonance, and the predetermined number of rotations can be quickly reached for the next imaging.

[第2の実施の形態]
次に、図5〜図7を参照して、第2の実施の形態のX線装置1について説明する。
図5に示すように、第2の実施の形態のX線装置2は、交流電源11、ダイオードモジュール12、昇圧チョッパ回路13、インバータ回路14、高電圧発生回路15、スタータ回路16、X線管装置17、制御回路18、タイマ4、及び記憶部5を備える。なお、交流電源11、ダイオードモジュール12、昇圧チョッパ回路13、インバータ回路14、高電圧発生回路15、スタータ回路16、X線管装置17は、第1の実施の形態と同一であるため、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the X-ray apparatus 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, the X-ray apparatus 2 according to the second embodiment includes an AC power supply 11, a diode module 12, a boost chopper circuit 13, an inverter circuit 14, a high voltage generation circuit 15, a starter circuit 16, and an X-ray tube. A device 17, a control circuit 18, a timer 4, and a storage unit 5 are provided. The AC power supply 11, the diode module 12, the step-up chopper circuit 13, the inverter circuit 14, the high voltage generation circuit 15, the starter circuit 16, and the X-ray tube device 17 are the same as those in the first embodiment. A reference numeral is attached, and a duplicate description is omitted.

タイマ4は、時間を計時するためのものである。撮影終了後の実経過時間tを計測する。
記憶部5は、少なくとも、撮影が終了して回転陽極20が惰性運転を始めてから、回転陽極20の回転数がX線管装置17の共振周波数fpの近傍に到達するまでの推定到達時間と、撮影が終了して回転陽極20が惰性運転を始めてから、回転陽極20の回転数がX線管装置17の共振周波数fpの近傍を通過するまでの推定通過時間と、を予め記憶している。具体的には、以下の推定時間t1,t2,t3を記憶している。
t1:撮影終了後、惰性運転をした場合に、共振周波数fpの近傍の周波数に到達するまでに要する時間(推定到達時間)、
t2:撮影終了後、惰性運転をしたに、共振周波数fpの近傍を制動を行い通過するまでに要する時間(推定通過時間)、
t3:撮影終了後、惰性運転及び共振周波数通過中の制動を行った場合に、60Hzまで回転数が下がるまでに要する時間
The timer 4 is for measuring time. The actual elapsed time t after the end of shooting is measured.
The storage unit 5 has at least an estimated arrival time until the rotational speed of the rotary anode 20 reaches the vicinity of the resonance frequency fp of the X-ray tube device 17 after imaging is finished and the rotary anode 20 starts inertial operation. The estimated passage time from when the imaging is finished and the rotary anode 20 starts inertial operation until the rotational speed of the rotary anode 20 passes in the vicinity of the resonance frequency fp of the X-ray tube device 17 is stored in advance. Specifically, the following estimated times t1, t2, and t3 are stored.
t1: Time required to reach a frequency in the vicinity of the resonance frequency fp (estimated arrival time) when the inertial operation is performed after the photographing is finished,
t2: after the shooting, after the overrun condition, the time required to pass through performs braking in the vicinity of the resonance frequency fp (estimated transit time),
t3: Time required for the rotational speed to drop to 60 Hz when the inertial operation and braking while passing through the resonance frequency are performed after the photographing is finished.

制御回路18は、撮影が終了すると、タイマ4による計時を開始し、実経過時間tに伴い、予め記憶部5に記憶されている時間t1,t2,t3に従って、スタータ回路16に駆動、制動、惰性運転のいずれかの指示を送る。
なお、撮影終了後、撮影の指示が入力された場合は、時間t1,t2,t3に従った回転制御動作を終了し、回転陽極20の駆動を指示し、高速回転(180Hz)で駆動する。
When the photographing is finished, the control circuit 18 starts counting by the timer 4, and drives, brakes, and drives the starter circuit 16 according to the times t1, t2, and t3 stored in advance in the storage unit 5 with the actual elapsed time t. Send any instructions for coasting.
In addition, when a photographing instruction is input after the photographing is finished, the rotation control operation according to the times t1, t2, and t3 is finished, the driving of the rotating anode 20 is instructed, and the driving is performed at high speed (180 Hz).

図6及び図7を参照して、第2の実施の形態における動作を説明する。
X線装置2において、一般撮影が終了した状態では回転陽極20が高速回転されている(図7の「スタータ駆動」)。また、制御回路18は、記憶部5から、時間t1,t2、t3を取得しているものとする。
一般撮影が終了すると(ステップS201)、制御回路18はタイマ4による計時を開始する(ステップS202)。また、スタータ回路16に対して惰性運転の指示を送り、交流出力を停止させる(ステップS203)。制御回路18は、実経過時間tを監視し、時間t1となるまで(ステップS204;No)、そのまま惰性運転を継続する。
The operation in the second embodiment will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
In the X-ray apparatus 2, the rotating anode 20 is rotated at a high speed when the general imaging is finished (“starter driving” in FIG. 7). In addition, it is assumed that the control circuit 18 acquires the times t1, t2, and t3 from the storage unit 5.
When the general photographing is finished (step S201), the control circuit 18 starts measuring time by the timer 4 (step S202). In addition, a coasting operation instruction is sent to the starter circuit 16 to stop the AC output (step S203). The control circuit 18 monitors the actual elapsed time t and continues the inertia operation as it is until the time t1 is reached (step S204; No).

実経過時間tが時間t1になると(ステップS204;Yes)、制御回路18はスタータ回路16に対して制動を指示する(ステップS205)。時間t1は、上述したように、回転数が共振周波数fの近傍に到達するまでの推定時間である。スタータ回路16は回転陽極20に対して直流電圧を印加する。タイマ4が時間t2を計時するまでは(ステップS206;No)、制動を継続する。
その後、実経過時間tが時間t2となると(ステップS206;Yes)、制御回路18は制動を停止する(ステップS207)。時間t2は、上述したように、回転数が共振周波数fの近傍を通過するまでの推定時間である。制御回路18はスタータ回路16に対して惰性運転の指示を送る。
その後、タイマ4が回転陽極20の回転数fαが実経過時間tが時間t3になると(ステップS208;Yes)、制御回路18はスタータ回路16に対して駆動(間欠駆動)を指示する(ステップS209)。時間t3は、上述したように回転数が60Hz(低速運転の周波数)になるまでの推定時間である。これにより、回転数が60Hz程度に維持され、低速運転状態となる。
When the actual elapsed time t reaches time t1 (step S204; Yes), the control circuit 18 instructs the starter circuit 16 to perform braking (step S205). Time t1, as described above, the rotational speed is estimated time to reach the vicinity of the resonance frequency f p. The starter circuit 16 applies a DC voltage to the rotating anode 20. Until the timer 4 measures the time t2 (step S206; No), the braking is continued.
Thereafter, when the actual elapsed time t reaches time t2 (step S206; Yes), the control circuit 18 stops braking (step S207). Time t2, as described above, the rotational speed is estimated time to pass through the vicinity of the resonance frequency f p. The control circuit 18 sends a coasting operation instruction to the starter circuit 16.
Thereafter, when the timer 4 has reached the rotational speed f α of the rotary anode 20 and the actual elapsed time t has reached the time t3 (step S208; Yes), the control circuit 18 instructs the starter circuit 16 to perform driving (intermittent driving) (step). S209). As described above, the time t3 is an estimated time until the rotational speed reaches 60 Hz (frequency of low speed operation). Thereby, a rotation speed is maintained at about 60 Hz and it will be in a low-speed driving | running state.

なお、途中で一般撮影の開始指示が入力された場合は、制御回路18は、タイマ4による計時を中断し、通常の撮影動作に移行する。そして撮影が終了すると、再度タイマ4による計時と経過時間に従ったスタータ回路16の制御を開始する。   If a general shooting start instruction is input midway, the control circuit 18 interrupts the timing by the timer 4 and shifts to a normal shooting operation. When the photographing is completed, the control of the starter circuit 16 according to the time measured by the timer 4 and the elapsed time is started again.

以上説明したように、第2の実施の形態のX線装置2では、回転数が共振周波数fの近傍に到達するまでの推定時間t1、回転数が共振周波数fの近傍を通過するまでの推定時間t2、回転数が60Hz(低速運転の周波数)になるまでの推定時間t3等を予め記憶部5に記憶しておき、これらのデータに従って制御回路18は惰性運転、制動、駆動を指示する。
したがって、第1の実施の形態と同様に、撮影終了後に回転陽極20を惰性運転させるとともに、回転陽極20の回転数が共振周波数fを通過する間だけ制動をかけることができる。これにより、共振によるX線管の破損を防ぎつつ、次の撮影には迅速に所定の回転数に到達させることができる。
As described above, until the X-ray apparatus 2 of the second embodiment, the estimated time t1 during which the rotational speed reaches the vicinity of the resonance frequency f p, the rotational speed passes near the resonance frequency f p The estimated time t2 and the estimated time t3 until the rotation speed reaches 60 Hz (frequency of low speed operation) are stored in the storage unit 5 in advance, and the control circuit 18 instructs inertial operation, braking and driving according to these data. To do.
Therefore, as in the first embodiment, the rotary anode 20 together to overrun condition in after the shooting, the rotational speed of the rotary anode 20 can be braked only while passing through the resonance frequency f p. Accordingly, the X-ray tube can be prevented from being damaged due to resonance, and the predetermined number of rotations can be quickly reached for the next imaging.

以上、第1、第2の実施の形態で説明したように、本発明のX線装置は、回転陽極20を駆動させた撮影が終了すると、回転陽極20を惰性運転させ、回転陽極20の回転数がX線管の共振周波数fの近傍の間は回転陽極20を制動するよう制御する。
これにより、次の撮影の開始までできるだけ回転数を下げずに維持させつつ、共振周波数fまで回転数が下がる場合には回転陽極20を制動させ、素早く共振周波数fを通過させることができる。よって共振によるX線管の破損を防ぎつつ、次の撮影時には迅速に所定の回転数に到達させることができる。
As described above, as described in the first and second embodiments, the X-ray apparatus of the present invention rotates the rotating anode 20 by causing the rotating anode 20 to coast after completion of imaging with the rotating anode 20 driven. number between the vicinity of the resonance frequency f p of the X-ray tube is controlled so as to brake the rotating anode 20.
Thus, while maintained without lowering the possible rotational speed and the start of the next shot, by braking the rotary anode 20 in a case where the rotational speed up to the resonant frequency f p is lowered, it is possible to pass quickly resonance frequency f p . Therefore, the X-ray tube can be prevented from being damaged due to resonance, and the predetermined rotational speed can be quickly reached at the next imaging.

以上、本発明に係るX線装置1の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、制御回路(制御部)は、CPU、揮発性メモリ、不揮発性メモリ等を有するコンピュータとして構成しても良い。この場合、不揮発性メモリには、前述の制御回路の処理を実現するためのプログラムが記憶され、CPUがプログラムを揮発性メモリに読み出して実行することによって、前述の制御回路の処理を実現する。   The preferred embodiment of the X-ray apparatus 1 according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood. For example, the control circuit (control unit) may be configured as a computer having a CPU, a volatile memory, a nonvolatile memory, and the like. In this case, a program for realizing the processing of the control circuit is stored in the nonvolatile memory, and the processing of the control circuit is realized by the CPU reading the program into the volatile memory and executing it.

1、2・・・X線装置
3・・・検出回路
4・・・タイマ
5・・・記憶部
11・・・交流電源
12・・・ダイオードモジュール
13・・・昇圧チョッパ回路
14・・・インバータ回路
15・・・高電圧発生回路
16・・・スタータ回路
17・・・X線管装置
18・・・制御回路
19・・・固定子コイル
20・・・ターゲット(回転陽極)
21・・・X線管
・・・共振周波数
α・・・陽極回転周波数
、f・・・共振周波数f近傍の閾値
t・・・撮影終了後の実経過時間
t1・・・回転数が共振周波数fの近傍に到達するまでの推定時間
t2・・・回転数が共振周波数fの近傍を通過するまでの推定時間
t3・・・回転数が60Hz(低速運転の周波数)になるまでの推定時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... X-ray apparatus 3 ... Detection circuit 4 ... Timer 5 ... Memory | storage part 11 ... AC power supply 12 ... Diode module 13 ... Boost chopper circuit 14 ... Inverter Circuit 15 ... High voltage generation circuit 16 ... Starter circuit 17 ... X-ray tube device 18 ... Control circuit 19 ... Stator coil 20 ... Target (rotary anode)
21... X-ray tube f p ... Resonance frequency f α ... Anode rotation frequency f A , f B ... Threshold value in the vicinity of resonance frequency f p t. · estimated time t3 · · · rpm until the estimated time t2 · · · rpm until reaching the vicinity passes near the resonance frequency f p of the speed resonant frequency f p is 60 Hz (the low-speed operation Frequency)

Claims (1)

回転陽極型のX線管装置を有するX線装置であって、
固定子コイルに、
前記回転陽極を駆動させる際には交流電圧を印加し、
前記回転陽極を制動させる際には直流電圧を印加し、
前記回転陽極を惰性運転させる際には電圧の印加を停止する
スタータ部と、
前記スタータ部を制御する制御部と、
撮影が終了して前記回転陽極が前記惰性運転を始めてから、前記回転陽極の回転数が前記X線管装置の共振周波数の近傍に到達するまでの推定到達時間と、撮影が終了して前記回転陽極が前記惰性運転を始めてから、前記回転陽極の回転数が前記X線管装置の共振周波数の近傍を制動を行い通過するまでの推定通過時間とを予め記憶する記憶部と、
を具備し、
前記制御部は、撮影が終了すると、前記回転陽極を前記惰性運転させ、更に、撮影が終了して前記回転陽極が前記惰性運転を始めてからの経過時間を計時し、前記経過時間が前記推定到達時間から前記推定通過時間までの間は、前記回転陽極を前記制動させることを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus having a rotary anode type X-ray tube apparatus,
To the stator coil,
When driving the rotating anode, an alternating voltage is applied,
When braking the rotating anode, a DC voltage is applied,
A starter unit for stopping the application of voltage when the rotary anode is operated in inertia;
A control unit for controlling the starter unit;
Estimated arrival time until the rotational speed of the rotating anode reaches the vicinity of the resonance frequency of the X-ray tube device after the rotary anode starts the inertia operation after the imaging is completed, and the rotation after the imaging is completed A storage unit that stores in advance an estimated transit time from when the anode starts the inertia operation until the rotational speed of the rotary anode passes through the vicinity of the resonance frequency of the X-ray tube device;
Comprising
When the photographing is finished, the control unit causes the rotary anode to perform the inertial operation, and further counts an elapsed time since the photographing is finished and the rotary anode starts the inertial operation, and the elapsed time reaches the estimated time. The X-ray apparatus characterized in that the rotating anode is braked during a period from time to estimated passage time .
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