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Pour les appareils à rayons X de diagnostic servant à prendre des radiographies, il est connu d'utiliser un dispositif qui arrête automa- tiquement l'exposition dès que le tube a fourni une quantité suffisante de rayons X pour le noircissement désiré de la plaque ou du film. A cet effet on utilise des moyens pour convertir les rayons X en un courant @leetrique qui est utilisé pour actionner un mécanisme assurant la mise hors circuit de la charge du tube.
Le courant électrique est engendré à l'aide d'une chambre à dé- charge ou d'une autre cellule électronique. Celle-ci est constituée par exemple par une chambre d'ionisation sensible aux rayons X mais :Il. est éga- lement possible de convertir, à l'aide d'un écran fluorescent,-$ les rayoas X en un rayonnement lumineux qui est capté par une cellule photoélectrique.
Les dispositifs connus présentent un inconvénient : la coupure de la charge du tube à rayons X ne s'effectue pas toujours au moment requis, ce qui peut s'expliquer de la manière suivante. L'intensité du courant fourni par la cellule électronique est proportionnelle à l'intén- sité moyenne des rayons X qui touchent la cellule. Lorsque ces rayons X sont faiblement atténués, dans des parties de l'objet dont on prend une ra- diegraphie, de sorte que l'intensité moyenne est plus élevée que celle dans la partie de noircissement importante pour le diagnostic, la radiographie sera terminée après un temps qui est trop court pour provoquer un noircissement suffisant de la plaque ou du film et pour obtenir une,bonne photo.
De plus il se peut que la cellule électronique soit accidentellement touchée par un rayonnement fortement affaibli, de sorte que la durée d'exposition dépassera la valeur optimum. Il importerait que la chambre de décharge ou la cellule électronique soit,uniquement touchée par la partie des rayons X qui provoque le noircissement dans la partie de la radiographie importante pour le diagnos- tic. Le choix de l'emplacement requis demande une certaine habilité et dans certains cas; ce choix est même impossible, car lorsqu'il faut prendre une radiographie, il n'est pas toujours possible de fixer avec certitude la partie de la radiographie qui est importante pour le diagnostic.
Pour obvier à cet Inconvénient, on a déjà utilisé une chambre à décharge.comportantun certain nombre de trajets de décharge entre des surfaces de formes différentes, qui, suivant la grandeur supposée de la zone importante, sont utilisés séparément ou ensemble.
L'invention concerne des dispositifs du genre mentionné, et permet d'obtenir, indépendamment du genre de radiographie à prendre à l'aide d' un appareil à rayons X, un accord aussi bon que possible entre la durée de charge réalisée et celle qui assure les résultats optima. Suivant l'inven- tion, le dispositif est constitué par un certain nombre de chambres de décharge, qui, lors d'une irradiation directe par des rayons 1 ou par l'intermédiai- re d'une source de rayons secondaires, fournissent des courants électriques que des condensateurs transforment en différences de potentiel variables avec le temps,
différences de potentiel qui agissent dans les circuits de grille de tubes à décharge dont les courants anodiques communs sont transmis au mécanisme de commutation pour couper la charge du tubé à rayons X.
La production d'un courant électrique par une chambre à décharge ou par une autre cellule électronique, peut résulter d'une variation de la con- ductibilité d'un volume des gaz, par suite d'une ionisation ou par la variation d'une substance à photoconduction sous l'influence de l'irradiation dans une chambre fermée dans laquelle se trouvent deux électrodes et dont le trajet de décharge est inséré dans un circuit extérieur relié aux électrodes d' une façon telle que chacune des électrodes est reliée à un pöle d'une source de tension. Dans une autre forme de réalisation de cette cellule, également utilisable.pour le but visé, on utilise une substance intermédiaire à propriété photo-électriques, dont l'irradiation fournit de l'énergie électrique.
La tension de charge des condensateurs peut faire office de potentiel de grille des tubes à décharge, ou peut être soustraite d'un potentiel fixe appliqué aux grilles. Dans le premier cas, une augmentation de
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la différence de potentiel aux bornes du condensateur pendant la radiographie entraine un abaissement des potentiels de grille et partant une réduction des courants anodiques.
L'autre cas se présente lorsqu'on part d'une tension de polarisation négative ét que les tensions du condensateur contrecarrent ce potentiel-de sorteque, pour une durée de charge croissante, les tensions de réglage deviennent constamment plus petites et que l'intensité des courants de décharge augmente constamment-
Chaque cellule ne contribue que partiellement à la ion de courant qui doit se produire dès le début de la radiographie pour provoquer le fonctionnement du mécanisme de commutation De ce fait, des différences entre les intensités moyennes des rayons X qui touchent les. diverses @@@@les exercent moins d'influence sur la durée pendant laquelle se produit la variation de courant totale, que dans le cas où l'on utilise une seule cellule.
De plus, pour le montage des cellules, on peut se contenter d'une détermination d'emplacement optimum unique basée sur la distribution des intensités de rayons X pour des objets analogues normaux.
De plus., pour le but visé par @'invention, on peut tirer parti de la caractéristique intensité du courant anodique-tension de grille d'une triode usuelle. Comme lors d'une augmentation de la tension de grille négative de l'électrode de réglage d'un tel tube à décharge, la pente dé cette courbe diminue, une même variation de tension pour une basse tension de grille exerce plus d'influence sur la variation du courant anodique que dans uns zone à tension de grille'élevée, dans laquelle la pente est plus grande.
Une variation de tension, proportionnelle au temps, relevée aux bornes d'un condensateur inséré dans le circuit de grille, provoquera donc relativement moins de variations dans le courant anodique lorsque cette variation de tension est grande que lorsqu'elle est petite. Il en résulte une moins grande influence sur la durée d'exposition totale.des intensités d'irradiation dépassant la valeur moyenne désirée pour la radiographie. On peut renforcer cet effet par un choix des diverses tensions tel que les variations de tension dans les circuits de grille, provoquées par les tensions de charge des condensateurs, peuvent devenir plus grande que le recul de grille des tubes.
Pour autant que l'accroissement de tension aux bornes du conden= sateur dépasse cette valeur déterminée de la tension de grille, l'augmentation n'exerce plus d'influence sur l'intensité du courant anodique- Une augmentation du potentiel de grille'des tubes à décharge, par suit$ d'une augmentation de la tension de charge des condensateurs, peut également s'effectuer sur une zone plus étendue que la tension négative de grille appliquée Les intensités des courants anodiques augmentent successivement, mais une augmentation plus poussée est empêchée dans ce cas par la naissance de courant de grille dans les tubes à décharge.
Le potentiel de la grille ne dépasse pas le potentiel de la cathode, car.lorsque le potentiel de grille se rapproche du potentiel de la cathode, les courants de grille qui en résultent évacuent encore la charge fournie aux condensateurs sans qu'il en résulte une variation des tensions des condensateurs.
Pour la plupart des condensateurs, les variations des tensions atteignent, en un temps déterminé, des valeurs différentes, de-sorte que chaque tube à décharge contribue, dans une mesure différente, au courant servant à commander le mécanisme de commutation. Lorsque ce courant dépasse une intensité prédéterminée, il provoque le fonctionnement du mécanisme, et le moment auquel se produit cet actionnement est donc déterminé par les courants de décharge des tubes pour lesquels les condensateurs insérés dans leurs circuits de grille subissent encore des variations de potentiel. L' influence du rayonnement peu affaibli sur la durée de la charge est notable- ment réduite, de sorte que la durée réelle de la photographie concorde mieux avec celle nécessaire pour obtenir les résultats optima.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien en-
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tendu, partie de l'invention.
Le dispositif représenté sur le dessin comporte un certain nombre de cellules électroniques 1. Ces cellules sont disposées derrière un écran luminescent 2, sur lequel parviennent les rayons issus du tube à rayons X, 3, après qu'ils ont traversé l'objet 4 et la plaque ou le film 5.
Les cellules sont connectées à la source de tension 6 par l'in- termédiaire de condensateurs 7. Chaque condensateur 7 fait partie du cir- cuit de grille d'un tube à décharge 8. Celui-ci comporte une cathode 9 qui est reliée, par l'intermédiaire de la.source de tension positive 10, à un pale du condensateur 7 et une électrode de réglage qui est reliée directement à l'autre pöle du condensateur 7. L'anode 12 de chacun des tubes 3 est reliée à celle des autres tubes 8, de sorte que les tubes sont mantés an parallèle dans un circuit qui comporte la bobine d'excitation 13 d'un relais électromagnétique 14. Les courants anodiques sont fournis par la source de courant commune 15..
Avant que le dispositif n'entre en fonctionnement, l'interrup- teur 16, qui shunte la source de tension 10, est ouvert pendant un temps très court. On peut utiliser à cet effet un interrupteur à poussoir dont les contacts sont fermés lorsqu'aucune poussée n'est exercée sur le bouton.
Etant donné que la fermeture de l'interrupteur 16 court-circuite la source de tension 10, ledit interrupteur est monté en série avec la résistance 17 qui limite l'intensité du courant de court-circuit.
Lorsque l'interrupteur 16 est fermé, lés condensateurs 7 sont reliés, par l'un de leurs pales, aux cathodes 9 des tubes à décharge 8.
Une charge éventuelle qui rend les pöles des condensateurs reliés aux grilles positifs par rapport aux grilles 9, peut s'écouler par l'intermédiaire des grilles 11. Les grilles se trouvent au potentiel de la cathode et les tubes à décharge 8 débitent leur plein courant anodique; l'armature 14 est attirée par la bobine de relais 13,de scrte que l'interrupteur 18 est ouvert
L'ouverture de l'interrupteur 16 provoque la charge des condensateurs 7 par suite de la polarité de la source de tension 10, et mcune modification ne se produit dans l'état dans lequel se trouve le mécanisme de commutation formé par la bobine de relais 13, l'armature 14 et le contact mobile 18. La radiographie s'entame par la fermeture de l'interrupteur 16 fermeture,
par suite de laquelle les grilles 11 deviennent négatives de sorte que les tubes à décharge 8 ne débitent plus de courant. De ce fait, la bobine de relais 13 lâche l'armature 14 et l'interrupteur 18 se ferme, ce qui connecte le circuit de courant du dispositif d'alimentation 19 du tube à rayons X 3 ayx pales du réseau d'alimentation 20.
Une partie des rayons X fournis par le tube 3 parvient jusqu'à l'écran luminescent 2, après qu'elle a traversé l'objet 4 et la plaque ou le film, et est convertie en luminescence dans cet écran. La distribution de l'intensité de cette luminescence correspond à celle des rayors X qui touchent le matériel sensible pour réaliser la photo. Chacune des cellules 1, sensible à la lumière, est touchée par une partie.de la luminescence et devient plus ou moins conductrice suivant que l'intensité moyenne du rayonnement capté par les diverses cellules est plus grande ou plus petite. Par suite de la tension aux bornes de la source de tension 6, il se produit, dans les divers circuits, des courants qui entraînent une variation de la tension aux bornes de chacun des condensateurs 7.
De ce fait, les potentiels de grille deviennent moins négatifs et les intensités des courants iques des tubes à décharge augmentent.
La plus grande contribution de chaque tube à décharge 8 au courant dans la bobine de relais 13 reste limitée à l'intensité maximum de courant anodique que peut fournir le tube lorsque la grille 11 se trouve au même potentiel que la cathode 9. Comme la contribution de chaque tube au courant total est donc limitée à une valeur maximum, qu'un rayonement trcp intense sur une ou sur certaines des cellules, qui ferait en sorte que dans un tube
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à décharge conjugué avec une telle cellule, l'intensité de courant attein- drait plus rapidement la valeur maximum que dans le temps correspondant à la durée de l'exposition, Influence très peu le temps d'entrée en action. du mécanisme de commutation.
Dans le cas où aucune des cellules n'est touchée par un rayonnement d'Intensité excessive et où l'intensité moyenne n'est très élevée dans aucune des cellules, on tire partie d'une propriété favorable de la caractéristique Intensité du courant anodique - tension de grille des tubes à décharge pour éviter que les parties peu transparentes de l'objet ne prolongent la durée de la charge.
La pente de cette caractéristique, qui augmente à mesure que la tension, de grille diminue, fait ensorte qu'une s@@@s- exposition influence moins la durée de la charge de sorte que, malgré les différences locales notables de la moyenne pour une intensité de rayonnement considérée comme favorable pour une radiographie, la durée d'exposition ne diffère pas notablement de la durée de la radiographie optimum correspondant à cette intensité.
On peut s'écarter de l'exemple de réalisation décrit en ce qui concerne la polarité des condensateurs ainsi que leur état de charge au début de la radiographie, sans altérer le principe de fonctionnement du dispositif .
RESIME.
1.- Dispositif à utiliser dans les appareils à rayons 1 pour mettre fin automatiquement à l'exposition, comportant des moyens pour convertir les rayons X en un courant électrique, et ce courant en une gran- deur variable qui commande un mécanisme assurant l'Interruption de la charge du tube, caractérisé en ce qu'il comporte un certain nombre de chambres à décharge ou d'autres cellules électroniques qui, lors d'une irradiation directe par des rayons X ou bien par l'Intermédiaire d'une source des rayons secondaires, provoquent des courants électriques individuels que des condensateurs convertissent en des différences de potentiel variables qui agissent dans les circuits de grille de tubes à décharge dont les courants anodiques totaux sont transmis au mécanisme interrupteur.
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For diagnostic x-ray machines used to take x-rays, it is known to use a device which automatically stops exposure as soon as the tube has supplied a sufficient quantity of x-rays for the desired blackening of the plaque or. of the movie. For this purpose, means are used for converting the X-rays into an electric current which is used to actuate a mechanism ensuring the switching off of the load of the tube.
Electric current is generated using a discharge chamber or other electronic cell. This is constituted for example by an ionization chamber sensitive to X-rays but: II. It is also possible to convert, using a fluorescent screen, - $ the X-rays into light radiation which is picked up by a photoelectric cell.
The known devices have a drawback: the charging of the X-ray tube is not always cut off at the required time, which can be explained as follows. The intensity of the current supplied by the electronic cell is proportional to the average intensity of the X-rays which hit the cell. When these x-rays are weakly attenuated, in parts of the object that are being scanned, so that the average intensity is higher than that in the darkening part important for diagnosis, the x-ray will be finished after a time which is too short to cause sufficient blackening of the plate or film and to obtain a good photo.
In addition, the electronic cell may be accidentally hit by severely weakened radiation, so that the exposure time will exceed the optimum value. It would be important that the discharge chamber or the electronic cell be only affected by the part of the x-rays which causes the blackening in the part of the radiograph important for the diagnosis. The choice of the required location requires some skill and in some cases; this choice is even impossible, because when it is necessary to take an X-ray, it is not always possible to fix with certainty the part of the X-ray which is important for the diagnosis.
To overcome this drawback, a discharge chamber has already been used, carrying a number of discharge paths between surfaces of different shapes, which, depending on the assumed size of the large area, are used separately or together.
The invention relates to devices of the type mentioned, and makes it possible to obtain, independently of the type of radiography to be taken with the aid of an X-ray machine, as good an agreement as possible between the charging time carried out and that which is achieved. ensures optimum results. According to the invention, the device consists of a certain number of discharge chambers which, upon direct irradiation with rays 1 or via a source of secondary rays, provide currents. electrics that capacitors transform into potential differences that vary over time,
potential differences that act in discharge tube grid circuits whose common anode currents are passed to the switching mechanism to shut off the charge of the x-ray cased.
The production of an electric current by a discharge chamber or by another electronic cell, may result from a variation in the conductivity of a volume of gases, as a result of ionization or by the variation of a photoconductive substance under the influence of irradiation in a closed chamber in which there are two electrodes and the discharge path of which is inserted in an external circuit connected to the electrodes in such a way that each of the electrodes is connected to a pole from a voltage source. In another embodiment of this cell, which can also be used for the intended purpose, an intermediate substance with photoelectric property is used, the irradiation of which provides electrical energy.
The charge voltage of the capacitors can act as the gate potential of the discharge tubes, or can be subtracted from a fixed potential applied to the gates. In the first case, an increase in
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the difference in potential across the capacitor during the radiography leads to a lowering of the gate potentials and hence a reduction of the anode currents.
The other case arises when starting from a negative bias voltage and the capacitor voltages counteract this potential - so that, for an increasing charging time, the adjustment voltages become constantly smaller and the current constantly increasing discharge currents
Each cell contributes only partially to the current ion that must occur at the start of the x-ray to cause the operation of the switching mechanism. As a result, differences between the average intensities of the x-rays that affect them. A variety of them exert less influence on the time during which the total variation in current occurs, than in the case of using a single cell.
Further, for mounting the cells, one can be satisfied with a single optimum location determination based on the distribution of x-ray intensities for normal analog objects.
In addition, for the purpose of the invention, it is possible to take advantage of the anode current intensity-gate voltage characteristic of a conventional triode. As during an increase in the negative gate voltage of the adjustment electrode of such a discharge tube, the slope of this curve decreases, the same voltage variation for a low gate voltage exerts more influence on the variation of the anode current only in a high gate voltage zone, in which the slope is greater.
A voltage variation, proportional to time, measured across a capacitor inserted in the gate circuit, will therefore cause relatively less variations in the anode current when this voltage variation is large than when it is small. This results in less influence on the total exposure time. Irradiation intensities exceeding the desired mean value for the radiography. This effect can be enhanced by a choice of various voltages such that the voltage variations in the gate circuits, caused by the charge voltages of the capacitors, may become greater than the gate recoil of the tubes.
As long as the increase in voltage at the terminals of the capacitor exceeds this determined value of the gate voltage, the increase no longer exerts any influence on the intensity of the anode current. An increase in the gate potential of discharge tubes, as a result of an increase in the charge voltage of the capacitors, can also take place over an area larger than the negative grid voltage applied The intensities of the anode currents increase successively, but a further increase is prevented in this case by the birth of grid current in the discharge tubes.
The potential of the grid does not exceed the potential of the cathode, because as the grid potential approaches the potential of the cathode, the resulting grid currents further remove the charge supplied to the capacitors without resulting in a variation of capacitor voltages.
For most capacitors, the variations of the voltages reach, in a given time, different values, so that each discharge tube contributes, to a different extent, to the current used to control the switching mechanism. When this current exceeds a predetermined intensity, it causes the operation of the mechanism, and the moment at which this actuation occurs is therefore determined by the discharge currents of the tubes for which the capacitors inserted in their grid circuits still undergo variations in potential. The influence of the little weakened radiation on the charging time is markedly reduced, so that the actual photographing time is more in line with that required to obtain optimum results.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course.
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stretched, part of the invention.
The device shown in the drawing comprises a certain number of electronic cells 1. These cells are arranged behind a luminescent screen 2, onto which the rays coming from the X-ray tube, 3, reach after they have passed through the object 4 and plate or film 5.
The cells are connected to the voltage source 6 by means of capacitors 7. Each capacitor 7 forms part of the grid circuit of a discharge tube 8. This has a cathode 9 which is connected, by means of the positive voltage source 10, to a blade of the capacitor 7 and an adjustment electrode which is connected directly to the other pole of the capacitor 7. The anode 12 of each of the tubes 3 is connected to that of the other tubes 8, so that the tubes are mantled in parallel in a circuit which comprises the excitation coil 13 of an electromagnetic relay 14. The anode currents are supplied by the common current source 15 ..
Before the device comes into operation, the switch 16, which bypasses the voltage source 10, is open for a very short time. A push button switch can be used for this purpose, the contacts of which are closed when no push is exerted on the button.
Since the closing of the switch 16 short-circuits the voltage source 10, said switch is connected in series with the resistor 17 which limits the intensity of the short-circuit current.
When the switch 16 is closed, the capacitors 7 are connected, by one of their blades, to the cathodes 9 of the discharge tubes 8.
A possible charge which makes the poles of the capacitors connected to the gates positive with respect to the gates 9, can flow through the grids 11. The gates are at the potential of the cathode and the discharge tubes 8 discharge their full current. anodic; armature 14 is attracted by relay coil 13, so that switch 18 is open
The opening of the switch 16 causes the charging of the capacitors 7 as a result of the polarity of the voltage source 10, and no change occurs in the state in which the switching mechanism formed by the relay coil is located. 13, the armature 14 and the mobile contact 18. The X-ray begins with the closing of the switch 16, closing,
as a result of which the grids 11 become negative so that the discharge tubes 8 no longer deliver current. As a result, the relay coil 13 releases the armature 14 and the switch 18 closes, which connects the current circuit of the power supply device 19 of the 3-blade x-ray tube to the power supply network 20.
A part of the X-rays supplied by the tube 3 reaches the luminescent screen 2, after it has passed through the object 4 and the plate or the film, and is converted into luminescence in this screen. The distribution of the intensity of this luminescence corresponds to that of the X-rays which touch the sensitive material to take the photo. Each of the cells 1, sensitive to light, is affected by a part of luminescence and becomes more or less conductive depending on whether the average intensity of the radiation picked up by the various cells is greater or less. As a result of the voltage across the voltage source 6, currents occur in the various circuits which cause a variation in the voltage across each of the capacitors 7.
As a result, the gate potentials become less negative and the intensities of the ic currents of the discharge tubes increase.
The greatest contribution of each discharge tube 8 to the current in the relay coil 13 remains limited to the maximum intensity of anode current that the tube can provide when the grid 11 is at the same potential as the cathode 9. As the contribution of each tube to the total current is therefore limited to a maximum value, that an intense trcp radiation on one or some of the cells, which would ensure that in a tube
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at discharge combined with such a cell, the current intensity would reach the maximum value more quickly than in the time corresponding to the duration of the exposure. Very little influence on the time of entry into action. of the switching mechanism.
In the event that none of the cells are affected by radiation of Excessive Intensity and the average intensity is not very high in any of the cells, a favorable property is taken from the characteristic Anode Current Intensity - grid voltage of the discharge tubes to prevent the poorly transparent parts of the object from prolonging the charging time.
The slope of this characteristic, which increases as the gate voltage decreases, means that a s @@@ s- exposure has less influence on the duration of the charge so that, despite the notable local differences in the mean for an intensity of radiation considered to be favorable for an x-ray, the exposure time does not differ significantly from the duration of the optimum x-ray corresponding to this intensity.
It is possible to depart from the exemplary embodiment described as regards the polarity of the capacitors as well as their state of charge at the start of the radiography, without altering the operating principle of the device.
RESIME.
1.- Device to be used in ray apparatus 1 for automatically terminating exposure, comprising means for converting the X-rays into an electric current, and this current into a variable magnitude which controls a mechanism ensuring the Interruption of the charge of the tube, characterized in that it comprises a certain number of discharge chambers or other electronic cells which, upon direct irradiation with X-rays or else via a source of secondary rays, cause individual electric currents which capacitors convert to varying potential differences which act in the grid circuits of discharge tubes whose total anode currents are transmitted to the switch mechanism.
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