INSTALACIÓN DE RAYOS X PARA PRODUCIR IMPULSOS CORTOS DE RAYOS X Y DISPOSITIVO DE INSPECCIÓN QUE TRABAJA CON UNA INSTALACIÓN DE RAYOS X DE ESTE TIPO.

Instalación de rayos X para producir impulsos cortos de rayos X,

con un tubo de rayos X (10) que presenta un cátodo caliente (12) y un ánodo (16), y con un generador de rayos X que presenta un primer circuito (22, 20, 18) para producir un impulso de alta tensión que para producir el impulso de rayos X se aplica en el ánodo (16), así como un segundo circuito (26), a través del cual en el ánodo (16) se aplica una tensión baja que como mucho basta para producir radiación X (30) de baja energía que es absorbida por la pared misma del tubo de rayos X y que precalienta el tubo de rayos X (10), caracterizada porque el primer circuito es un generador de Marx y porque el segundo circuito es un bloque de alimentación Simmer (26) que se emplea también como fuente de tensión (32) del generador de Marx.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2003/013082.

Solicitante: HEUFT SYSTEMTECHNIK GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 185 56659 BURGBROHL ALEMANIA.

Inventor/es: HEUFT, BERNHARD, POLSTER,WOLFGANG.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 21 de Noviembre de 2003.

Clasificación PCT:

  • H05G1/10 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05G TECNICAS DE LOS RAYOS X (aparatos para diagnóstico radiológico A61B 6/00; radioterapia A61N; verificación (ensayos) por rayos X G01N; aparatos de radiofotografía G03B; filtros, pantallas de conversión G21K; tubos de rayos X H01J 35/00; sistemas de televisión con una señal de entrada constituida por rayos X H04N 5/321). › H05G 1/00 Aparatos de rayos X que utilizan tubos de rayos X; Circuitos para esos aparatos. › Disposiciones de suministro de energía para alimentar el tubo de rayos X.
  • H05G1/24 H05G 1/00 […] › obteniendo impulsos por utilización de dispositivos de almacenamiento de energía (generadores de impulsos H03K).
  • H05G1/36 H05G 1/00 […] › de la temperatura del ánodo; del brillo de la imagen.

Clasificación antigua:

  • H05G1/10 H05G 1/00 […] › Disposiciones de suministro de energía para alimentar el tubo de rayos X.
  • H05G1/24 H05G 1/00 […] › obteniendo impulsos por utilización de dispositivos de almacenamiento de energía (generadores de impulsos H03K).
  • H05G1/36 H05G 1/00 […] › de la temperatura del ánodo; del brillo de la imagen.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2367111_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a una instalación de rayos X para producir impulsos cortos de rayos X. La instalación de rayos X comprende un tubo de rayos X con un cátodo caliente y con un ánodo, así como un generador de rayos X con un primer circuito para producir un impulso de alta tensión que para producir el impulso de rayos X puede aplicarse en el ánodo. El generador de rayos X presenta un segundo circuito, a través del cual se aplica permanentemente una tensión baja en el ánodo, que como mucho basta para producir radiación X de baja energía y que precalienta el tubo de rayos X.

Además, la invención se refiere a un dispositivo para la inspección de recipientes, por ejemplo botellas de bebidas o maletas o bolsos de viaje, transportados sobre un dispositivo transportador. El dispositivo de inspección presenta un dispositivo generador de imágenes con una instalación de rayos X del tipo mencionado al principio.

Las instalaciones de rayos X para producir impulsos cortos de rayos X se conocen por los documentos DE-C3216733, US-A4947415 y WO94/23552. Esas instalaciones sirven para producir impulsos de rayos X extremadamente cortos con una duración de unos nanosegundos. Para producir el impulso de alta tensión se usan condensadores configurados especialmente para poder transmitir la energía de alta tensión al ánodo dentro de una duración de impulso extremadamente corta.

Por el documento WO02/31857 se conoce una instalación de rayos X con un cátodo de emisión de campo de electrones con la que pueden producirse impulsos de rayos X de diferente energía al enfocar el rayo de electrones a diferentes materiales de ánodo.

Por el documento EP-A-1158842 se conoce un generador de rayos X para producir impulsos de rayos X, estando aplicada la alta tensión permanentemente en el ánodo y siendo controlada la tensión de rejilla en función de la corriente de cátodo de tal forma que durante el tiempo durante el que no deben producirse rayos X no lleguen electrodos al ánodo. Mediante la tensión de rejilla se controla también la duración de impulsos. De esta manera se pretende hacer posible producir un impulso de rayos X estable.

Por la patente estadounidense 3,567,939 que representa el estado de la técnica más próximo se conoce un circuito para hacer funcionar un tubo de rayos X en el que a través de una fuente de baja tensión está aplicada en el ánodo permanentemente una tensión relativamente baja de cómo máximo 10 kV. De esta manera, se produce una radiación X de intensidad relativamente baja que es absorbida a través de la carcasa. El documento US3,567,939 tiene el objetivo de prolongar la vida útil del tubo de rayos X.

Se conoce el uso de rayos X para la inspección de botellas de bebida y equipaje de viaje que sobre un dispositivo transportador se hacen pasar delante de un dispositivo generador de imágenes. Como sistemas generadores de imágenes se emplean amplificadores o convertidores de radiografías con una cámara CCD postconectada y la imagen tomada se transmite a un sistema de evaluación. Empleando un sensor superficial en el amplificador de radiografías, es posible reducir fuertemente tanto la energía de radiación como la potencia consumida por el impulso de rayos X. Como consecuencia del movimiento de los objetos radioscopiados, las imágenes sin embargo no tienen contornos nítidos.

Si se usan otros sensores, por ejemplo sensores lineales, tiene que proporcionarse continuamente toda la energía, es decir, incluso cuando en la trayectoria de rayos no se encuentra ningún objeto que tenga que examinarse. Debido a ello, por una parte, se liberan altas energías de radiación y, por otra parte, se requieren altas potencias eléctricas. Por lo tanto, se necesitan apantallamientos y medidas de seguridad complejos para la protección contra la radiación y altas potencias de conexión de los aparatos.

La invención tiene el objetivo de proporcionar una instalación de rayos X que permita producir impulsos de rayos X en el rango de milisegundos y que con una energía de radiación relativamente baja permita obtener imágenes con contornos nítidos.

Según la invención, este objetivo se consigue en una instalación de rayos X del tipo mencionado al principio, porque el primer circuito es un generador de Marx y el segundo circuito es un bloque de alimentación 'Simmer' que se usa también como fuente de tensión del generador de Marx.

Por "tensión baja" se entiende una alta tensión con la que se produce como mucho radiación X de baja energía que es absorbida por la pared de vidrio misma del tubo de rayos X. Dado que esta tensión baja está aplicada permanentemente en el ánodo, no se produce prácticamente ninguna radiación X, pero el tubo de rayos X se precalienta, de modo que el tubo de rayos X se arranca rápidamente en cualquier momento pudiendo producirse un impulso corto de radiación X.

El tubo de rayos X trabaja en régimen de Simmer. El segundo circuito es un bloque de alimentación Simmer. Un diodo de protección protege el bloque de alimentación Simmer al conectarse la alta tensión. Para producir el impulso de alta tensión se usa un generador de Marx.

A través de una regulación de calefacción, el cátodo se calienta permanentemente con una corriente de calefacción constante.

Una instalación de rayos X de este tipo resulta adecuada especialmente para dispositivos para la inspección de objetos, especialmente recipientes transportados en intervalos irregulares pasando por el dispositivo de inspección, ya que la fase de inicio para el arranque del tubo de rayos X es relativamente corto siendo determinada sustancialmente sólo por la curva de descarga de los condensadores. En procedimientos con generación de imágenes en los que se emplean sensores superficiales tales como amplificadores o convertidores de radiografías, resulta especialmente ventajoso que de esta forma se evita la falta de nitidez por movimiento.

En procedimientos con generación de imágenes que trabajan con sensores lineales, por ejemplo, una multitud de tubos fotomultiplicadores con los cristales de escintilladores, dispuestos en serie, resulta ventajoso que no tiene que estar disponible permanentemente la alta potencia de radiación, es decir, tampoco cuando en la trayectoria de rayos no se encuentra ningún objeto que se tenga que inspeccionar.

La instalación de rayos X según la invención resulta adecuada especialmente como fuente de radiación X en la solicitud alemana de modelo de utilidad DE-U-20217559.6, (fecha de solicitud: 12 de noviembre de 2002, denominación: "Dispositivo para inspeccionar recipientes llenos mediante rayos X").

Un ejemplo de realización de la invención se describe a continuación con la ayuda del dibujo. Muestran:

La figura 1,un esquema de conexiones de una instalación de rayos X;

la figura 2,un esquema de conexiones de un generador de Marx y

la figura 3, un dispositivo para la inspección de botellas de bebida usando la instalación de rayos X representada en la figura 1.

Según el esquema de conexiones de la figura 1, el cátodo 12 de un tubo de rayos X 10 está conectado a una regulación de calefacción 14. Éste alimenta el cátodo 12 con una corriente de calefacción constante. El ánodo 16 está conectado, a través de un interruptor de alta tensión 18, a un condensador de alta tensión 20 que es cargado por un bloque de alimentación de alta tensión 22. Además, el ánodo 16 está conectado a un bloque de alimentación Simmer 26 a través de un diodo de protección 24.

El bloque de alimentación de alta tensión 22 carga el condensador de alta tensión 20 hasta 60 kV. Al cerrarse el interruptor de alta tensión 18, esta tensión se aplica en el ánodo 16 del tubo de rayos X 10 por lo que se produce un rayo X 30.

Por un bloque de alimentación Simmer 26, el tubo de rayos X 10 se hace funcionar en régimen de Simmer, durante el que el bloque de alimentación Simmer 26 produce una tensión de aprox. 5 kV y deja fluir permanentemente una corriente continua entre aprox. 1 y 10 mA por el tubo de rayos X 10. De esta manera, el tubo de rayos X 10 se precalienta de tal forma que arranca inmediatamente produciendo un rayo X 30 al cerrarse el interruptor de alta tensión 18. El bloque de alimentación Simmer 26 queda protegido por el diodo de protección 24 contra la alta tensión del condensador 20.

En lugar del bloque de alimentación de alta tensión 22 y del condensador de alta... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de rayos X para producir impulsos cortos de rayos X, con un tubo de rayos X (10) que presenta un cátodo caliente (12) y un ánodo (16), y con un generador de rayos X que presenta un primer circuito (22, 20, 18) 5 para producir un impulso de alta tensión que para producir el impulso de rayos X se aplica en el ánodo (16), así como un segundo circuito (26), a través del cual en el ánodo (16) se aplica una tensión baja que como mucho basta para producir radiación X (30) de baja energía que es absorbida por la pared misma del tubo de rayos X y que precalienta el tubo de rayos X (10), caracterizada porque el primer circuito es un generador de Marx y porque el segundo circuito es un bloque de alimentación Simmer (26) que se emplea también como fuente de tensión (32) del

10 generador de Marx.

2. Dispositivo para la inspección de objetos, con una instalación de rayos X (10) y con un dispositivo generador de imágenes (44, 46) para producir una imagen del objeto mediante el rayo X (30), caracterizado porque la instalación de rayos X (10) está configurada según la reivindicación 1.


 

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