Расчет параметров Ренгеновской трубки
Расчет электрической прочности рентгеновской трубки
Электрическая прочность рентгеновских трубок – это способность приборов обеспечивать номинальные режимы работы при приложении к электродам заданного высокого напряжения. Обеспечение электрической прочности – это сложная конструкторско-технологическая задача при разработке прибора.
Одной из наиболее важных характеристик межэлектродной прочности является зависимость пробивного напряжения U пр от длины вакуумного промежутка d. Результаты экспериментальных исследований показывают, что зависимость пробивного напряжения U пр вакуумного промежутка от его длины d в общем случае имеет вид:
, (1)
где С и k – коэффициенты, зависящие от конфигурации электродов, формы кривой напряжения и некоторых других факторов.
Разрабатываемая в настоящей работе рентгеновская трубка относится к группе рентгеновских трубок, которые имеют два межэлектродных промежутка: один образован торцевыми поверхностями катодной головки и анода (характер поля как у приборов первой группы); второй – боковой поверхностью катодного узла и внутренней поверхностью анодного узла (поле аналогично полю между двумя коаксиальными цилиндрами). Данные межэлектродные промежутки изображены на рисунке 3.
Пробивное напряжение первого из этих промежутков может быть определено по формуле (1).
|
|
|
Изводя из расчета видно, что пробивное напряжение больше, чем заданное в техническом задании, при минимальном зазоре равном d1 = 4 мм, при
С = 28 кВ/мм2 и k = 0.6.
Рисунок 3 – Межэлектродный промежуток в трубке
с вынесенным полым анодом
Так как при критических значения трубку не используют, то нужно внести двукратный запас, т.е. увеличить наш зазор в 2 раза: d1 = 8 мм. При зазоре равном 8 мм пробивное напряжение будет равно 95.5 кВ, которого с запасом хватит для нормальной работы рентгеновской трубки.
Второй зазор может быть найден из практических соображений, что вакуум выдерживает 10-15 кВ питающего напряжения на каждые 1 мм разрядного промежутка. Таким образом, получается, что необходимый зазор 4 мм, учтём запас, тогда d2 = 7 мм.
Определим геометрические размеры катодного и анодного узлов. Для этого воспользуемся формулой:
, (2)
где U – приложенное напряжение, кВ; D 1 - внутренний диаметр анодного узла, мм; D 2 - диаметр катодного узла, мм.
|
|
|
Из формулы (2) видно, что минимальная напряженность электрического поля при этом будет обеспечиваться при отношении D 1 / D 2 = e (основание натурального логарифма). Учитывая этот факт, найдём D1 и D2, решив систему уравнений:
(3)
Результат: диаметр мишени D1 = 25 мм, диаметр катодного узла 9 мм.
Рассчитанные параметры рентгеновской трубки:
– горизонтальный зазор между катодом и анодом d1 = 8 мм;
– вертикальный зазор между катодом и анодом d2 = 7 мм;
– внутренний диаметр анодного узла D1 = 25 мм;
– диаметр катодного узла D2 = 9 мм.
Расчет тепловых параметров
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 666; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!