X 線放射源として、X 線管は X 線装置の「エンジン」とも呼ばれます。 ただし、管 X 線には、X 線放射を生成するために使用される他の内部部品が含まれています。 フィラメントは、X 線管の他の内部部品と連携して必要な電子ビームを生成するため、おそらくこれらの部品の中で最も重要です。 フィラメントがどのように機能するかを知ることは、特に X 線装置の動作全体を通じてフィラメントに供給する電圧とアンペア数を決定する場合に非常に役立ちます。
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X線管のフィラメント回路とは何ですか?
フィラメントは多くの場合、カソードの重要なコンポーネントを形成します。 これは、回路の電子ビームを放出して、陽極のターゲットに集中できるようにする役割を担っています。 単なるワイヤコイルであるフィラメントは、フィラメントの加熱時に生成される X 線ビーム用の電子の供給を制御する役割を果たします。 電子ビームをアノードに集中させるために利用されるカップ状のニッケル製品には、フィラメントも配置されています。
フィラメント回路とは何ですか?
基本的な X 線装置回路のサブ回路であるフィラメント PCB は、比較的低い電流を供給してフィラメントを加熱し、フィラメントから電子を放出する役割を担っています。 管 X 線の内部では、電子を解放するために熱電子放出が使用されます。 この回路をオンにするには、オペレータは発電機のアンペア数セレクターを使用する必要があります。 これは、降圧ジェネレータを介して 2 つのセクションに分割されます。 さらに、フィラメント回路のアンペア数は電流選択器によって制御されます。 これは、X 線装置の使用時に発生する熱の制御も担当します。
X線管内のフィラメント回路電流とは何ですか?
フィラメントの電流は、フィラメントを励起して電子を生成させる電圧です。 この電流がフィラメントを流れるときに生成される熱は、通常、フィラメント内に電子を保持している静電引力からほとんど電子が放出されない点に達します。 当然のことながら、フィラメント内の自由電子の数は、フィラメントを流れる電流と逆相関することがよくあります。 まったく同じではありませんが、X 線装置のオペレーターが制御するアンペア数にほぼ匹敵します。
フィラメント回路の材質
フィラメントも含む X 線管のコンポーネントは、X 線処理中に生成される膨大な熱エネルギーに耐えることができる物質で作られています。 そのため、耐熱性に優れ、フィラメント材料として適しているタングステンがフィラメントの製造に使用されています。 ただし、管球 X 線には、温度の影響を軽減するための冷却機構が備わっていることがよくあります。 しかし、冷却過程で熱の持続が不十分な場合にタングステン物質が溶け始めると、フィラメントやX線管の寿命が短くなる可能性があります。
フィラメントは X 線管の一部として機能するという事実にもかかわらず、特に別の構造部品である集束容器またはカップの内部に配置されています。 この集束カップがないと、電子の散乱が大きくなる危険性があります。 これにより、電子の投影が非効率になり、フィラメントが過熱してタングステン物質が蒸発する可能性があります。
X線管フィラメント回路の寿命を最大限に延ばす
すべての X 線装置は機能するために電子を生成する必要があり、このプロセスによりフィラメントが熱を発生します。 タングステンは約2,000℃の温度で電子を大量に放出します。
可能な限りフィラメントに電力を供給するために低電圧を使用することは、X 線管フィラメントの寿命を延ばすための有用な予防保守技術です。 フィラメントに高電圧を継続的に印加すると、時間の経過とともにフィラメントが細くなり、寿命が短くなります。
メーカーのチャートを利用することも、フィラメントの寿命を延ばすための賢い方法です。 X 線管のメーカーは、アンペア数、起動時間、照射時間、必要な電圧などの変数の理想的な設定を示すグラフやチャートを頻繁に提供しています。 これらの設定を組み合わせて使用すると、X 線管のフィラメントの寿命を延ばすことができます。
同様に、冷却機構が最高効率で動作することを保証すると、X 線管内のフィラメントの寿命が長くなります。 冷却システムの故障により熱が発生する可能性があります。
フィラメント回路 X 線装置がエレクトロニクス業界で普及しているのはなぜですか?
過去数十年にわたって、エレクトロニクス生産は絶えず進歩しており、通信、産業、航空宇宙、軍事分野の進歩により、検査はさらに困難になっています。 以下に、検査に悪影響を与える最も注目すべき傾向をいくつか示します。
· コンポーネントの配置
機能を最大限に発揮し、省スペース化を図るため、機器のコンパクト化が進んでいます。 したがって、電子機器における多くのはんだ接続およびコンポーネントは、回路層の間の内部層に移動するか、完成したデバイス自体の中に隠蔽されています。
・ コンパクトサイズ
PCB コンポーネントでは小型化の傾向が高まっています。 PCB 電子部品は、基板の厚さをますます厚くする必要があるため、今後もこの方向に進むと予想されます。
・SMT
表面実装アプローチにより、より小さなパッケージとリードが作成されます。 これにより、PCB の密度が高まり、層間に隠れたコンポーネントが増加します。
従来の検査技術では、回路とその電子部品の欠陥を適切に発見することがほぼ完全に不可能です。 これは、密度の増加、サイズの縮小、および複雑な配置によるものです。 現在の PCB の高密度な品質により、光学、超音波、熱画像技術は比較的役に立ちません。
一方、X 線検査には、他の技術にはない正確な画像を取得する機能があります。 X 線は PCB 層を透過して内部パッケージングや層を検査できるため、複雑な PCB アセンブリのはんだ接続を評価する場合にはより有利です。 このため、X 線技術が PCB 検査にますます役立っています。
フィラメント回路の動作 X線検査
X 線回路基板検査の意味を理解するには、まず X 線検査の原理を理解する必要があります。 すべての X 線検査装置の基礎となる 3 つのコンポーネント:
・X線管
この管には X 線光子を生成する機能があります。
・ プラットホーム
サンプルは、サンプルをさまざまな方向に移動できる操作プラットフォームの機能のおかげで、さまざまな角度や距離から検査されます。
・検出器
サンプルの反対側にある検出器は X 線光子を収集して捕らえ、それらを視覚的な画像または画像に変換します。
X 線光子は物体を透過します。 原子量、厚さ、密度などの材料の物理的特性に応じて、X 線光子はさまざまな方法で材料を通過します。
一般に、重い物質は比較的多くの X 線光子を吸収するため、写真撮影が容易になります。 同時に、要素が軽いほど透明度が高くなる傾向があります。 アイテムの反対側にある光子の数は、それぞれの物質がどのように異なる反応をして画像を生成するかによって異なります。 通常、PCB コンポーネントは重い材料で作られているため、X 線写真で簡単に見つけることができます。
高品質のフィラメント回路の制御と検査の利点
PCB の X 線写真では金属は黒く見えますが、プラスチック、セラミック、ガラスは半透明です。 これにより金属部品が見えるようになります。 拡大機能により、検査官は X 線装置を使用して PCB を検査し、PCB 上のさまざまな金属コンポーネントを観察できるようになります。 検査官は PCB の多くの特性を観察できるようになります。 また、X 線検査により、次のようなさまざまな問題が発生する可能性があります。
1. はんだブリッジ
PCB のはんだブリッジは一般的な問題です。 これは通常、はんだ接合部が近づきすぎたり、望ましくない接続が行われたりした場合に発生します。 通常、他の電子部品はこれらのはんだの問題を隠します。 このため、視覚的に検出するのは困難ですが、X 線を使用すればすぐに検出できる可能性があります。
2. はんだボイド
はんだペーストに水分が混入すると、はんだ付け中にフラックスやガスが閉じ込められると、はんだボイドが発生します。 これらのボイドは物理的な欠陥を引き起こし、信頼性の低下を引き起こす可能性があります。 また、はんだ接続部での熱伝導も制限します。 製品と製造プロセスの品質を保証するには、X 線を頻繁に使用することが重要です。 これは、はんだの欠損を検出する数少ない方法の 1 つであることがわかります。
3. ピンホールの穴埋め
回路基板では、スルーホール接続のピンホールの充填が不十分であるという問題が頻繁に発生します。 これらの欠陥は X 線装置を利用しているため、座標測定を利用して欠落している充填量を計算するのにも役立ちます。
結論
X 線管のフィラメントは X 線装置の重要なコンポーネントですが、それがどのように機能するかを知っておくことは非常に有益です。 X線装置に必要な電子を生成するだけではありません。 また、サンプルの正確な検査に必要な量の放射線が確実に生成されるようにします。 さらに、X 線管フィラメントの寿命を確実に最適化するには、メンテナンスと手入れのベスト プラクティスを使用する必要があります。
