Röntgenanlage mit einem Gerät zur Einstellung des Heizstromes der Röntgenröhre. Es sind schon verschiedene Arten von Ge räten zur Einstellung des Heizstromes einer Röntgenröhre bekannt geworden, die eine be queme Voreinstellung und Regelung ermög lichen sollen. Insbesondere hat man bei dem Bau dieser Einstellgeräte auch Rücksicht auf ihre Benutzung bei Röntgenanlagen mit selbsttätigem Überlastungsschutz genommen. Die Erfindung betrifft eine Röntgenanlage mit einem Gerät zur Einstellung des Heiz stromes der Röntgenröhre, welche sich von den bekannten Regelgeräten durch Einfach heit und insbesondere durch grosse Genauig keit vorteilhaft unterscheidet.
Erfindungs gemäss sind Mittel vorgesehen, die es ermög lichen, die Wegstrecke, welche das zur Er fassung der Einstellung einer Heizstro.m- regelvorrichtung dienende Glied, z. B. eine Skala, ein Zeiger oder eine Marke, zurück legen muss, um bei einer Verstellung der Heizstromregelvorrichtung von einem Höchst wert zu einem Niedrigstwert des Anodenstro mes der Röntgenröhre zu gelangen, auch für andere mit dem Gerät jeweils zu betreibende Röhren auch unterschiedlicher Emissions charakteristik gleich lang zu halten.
Vorteil haft ist es, wenn das Glied direkt mit dem die Verstellung der Heizstromregelvorrich- tung bewirkenden Antrieb, der vorzugsweise ein von Hand zu betätigender Einstellknopf ist, gekuppelt ist und zwischen den Antrieb und der Heizstromregelvorrichtung eine der Emissionscharakteristik der Röntgenröhre angepasste, auswechselbare mechanische Über setzung, z. B. Kurve, geschaltet ist.
In den Figuren der beiliegenden Zeich nung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. In der Fig. 1 ist mit 11 ein regelbarer Wider stand bezeichnet, der im Heizstromkreis der Röntgenröhre liegt. Sein verstellbarer Schie ber wird über eine Stange 12 von einer Kurve 13 gesteuert, die über einen Seiltrieb 14 von dem handbetätigten Einstellknopf 15 ver stellt wird. Mit dem Einstellknopf 15 ist un mittelbar eine Skalentrommel 16 gekuppelt. auf welcher in logarithmischer Teilung die Anodenströme der Röntgenröhre eingetragen sind, die den an dem Widerstand 11 ein gestellten Heizströmen entsprechen. Der Ska lentrommel 16 ist ein feststehender Zeiger 17 zugeordnet.
Die Kurve 13 ist der Emissions- charakteristik der angeschlossenen Röntgen röhre angepasst. Verwendet man eine Rönt genröhre mit einer andern Emissionscharak teristik, so muss die Kurve 13 durch eine ent sprechende andere Kurve ersetzt werden. Falls man dafür sorgen will, dass der Heiz strom und damit der Anodenstrom (Röhren strom) der Röntgenröhre einen Höchstwert niemals überschreiten kann, ist es lediglich erforderlich, an der betreffenden Stelle der Kurve 13 ein waagrecht verlaufendes Stück vorzusehen, wie dies in der Fig. 1 bei 18 an gedeutet ist.
Ebenso ist es natürlich auch möglich, die Kurve so auszubilden, da.ss der Heizstrom und damit der Röhrenstrom einen bestimmten Niedrigstwert niemals unter schreiten kann. Diese Heizstrombegrenzung kommt insbesondere bei Röntgenanlagen mit selbsttätig arbeitendem Überlastungsschutz in Frage. Zweckmässig wird von dem Ein stellknopf 15 Tiber den Seilzug 14 ein wei terer Widerstand 19 geregelt, der im Heiz stromkreis der der Röntgenröhre vorgeschal teten Ventile liegt.
Das in Fig.2 dargestellte Ausführungs beispiel unterscheidet sich von dem in Fig.1 gezeichneten lediglich dadurch, dass der im Heizstromkreis der Röntgenröhre liegende Widerstand 11 direkt von dem Einstellknopf 15 gesteuert wird und die Skalentrommel 16 über die Kurve 13 gesteuert wird. Der im Heizkreis der Ventile liegende Widerstand 19 muss hier natürlich analog über die Kurve 13 gesteuert werden. Die Heizstrombegren- zung kann man hier durch Anordnung eines Vorwiderstandes vor dem Regelwiderstand 1.1 erzielen.
Der höchste zulässige Röhrenstrom wird dann immer bei Drehung des Wider standes 11 in dessen Endstellung erreicht. Beträgt der Röhrenstrom beispielsweise 1000 mA, dann wird die Kurve 13 so aus gearbeitet, dass bei der Endstellung des Widerstandes 11 und damit bei der Endstel- lung der Kurve 13 die Stange 12 so weit gesenkt wird, dass die Skala 16 den Wert 1000 mA anzeigt. Ist der zu begrenzende Röhrenstrom niedriger, dann wird die Kurve 13 flacher ausgearbeitet, so dass die Stange 12 in der Endstellung sich nur auf den ent sprechenden Röhrenstrom einstellt.
In beiden Figuren arbeiten die Kurve 13 und die Stange 1.2 derart zusammen, dass bei einem Hängenbleiben der Stange 12 der Heizstrom und damit der Anodenstrom der Röntgenröhre höchstens gleich, niemals aber höher als der höchstzulässige Röhrenstrom werden kann. Dies ist bei Röntgenanlagen mit selbsttätigem Überlastungsschutz von Be deutung, bei denen die Skalentrommel 16 mit den andern für die Belastung der Röntgen röhre massgeblichen Einstellvorrichtungen zu sammenarbeitet.
Die Fig. 3 zeigt ein Teilschaltbild einer Röntgenanlage mit einem Einstellgerät, das dem in Fig. 1 im einzelnen dargestellten ähn lich ist. Der Heiztransformator 20 der Rönt genröhre ist primärseitig über den Regel widerstand 11 an eine vom Netz gespeiste Vorrichtung 21. zur Konstanthaltung der Netzspannung angeschlossen.
Mit 22 ist der Röntgenkreishauptschalter bezeichnet, der vier Stellungen besitzt, näm lich eine Aufnahmestellung und eine Auf nahme-Vorbereitungsstellung (M) sowie eine Durchleuchtungs -Vorbereitungsstellung und eine Durchleuchtungsstellung (T). An dem Regelwiderstand 11 ist ausser dem von der Stange 1.2 gesteuerten Schieber noch ein zweiter Schieber 23 zur Einstellung des Röh renheizstromes bei Durchleuchtung vor gesehen. Mit 24 ist ein nur bei Durchleuch tung wirksamer Feinregelwiderstand bezeich net, der mit dem Widerstand 11 bei Durch leuchtung in Reihe liegt.
Der in dem Primär kreis des die Ventilheizung speisenden Trans formators 25 liegende Widerstand 19 besitzt ausser dem mit der Kurve 13 gekuppelten Schieber noch einen weiteren Schieber 26, der die Ventilheizung bei Durchleuchtung fest einzustellen gestattet. Die Schaltuhr ist mit 27, das Aufnahmeschütz mit 28 und das Durchleuchtungsschütz mit 29 bezeichnet. Diese Schütze steuern den Hochspannungs kreis der Röntgenröhre, je nachdem, ob der Röntgenkreishauptschalter 22 auf Aufnahme oder auf Durchleuchtung gestellt wird, in üblicher Weise.
In dem Primärkreis des Röh- renheiztransformators 20 ist noch ein Um schalter 30 angeordnet, der von dem häufig in Röntgenanlagen vorgesehenen Arbeits platzwähler gesteuert wird. In der gezeich neten Stellung des Umschalters 30 sind der dargestellte Regelwiderstand 11 und # die Kurve 13 wirksam. Schaltet man auf einen andern Arbeitsplatz um, so wird ein anderer Regelwiderstand in den Heizstromkreis ge legt, der über eine andere Kurve, welche der Emissionscharakteristik der an diesem Ar beitsplatz vorgesehenen Röntgenröhre ent sprechend ausgebildet ist, betätigt wird.
Ebenso sind für die weiteren Arbeitsplätze bezw. Röntgenröhren, die an den Röntgen apparat wahlweise angeschlossen werden kön nen, weitere Kurven und Regelwiderstände vorgesehen, die dann in den Primärkreis des Röhrenheizwandlers 20 entsprechend ein geschaltet werden.
Bei dem in Fig. <B>13</B> dargestellten Einstell gerät ist die Umschaltung auf die verschie denen Arbeitsplätze bezw. Röntgenröhren verhältnismässig einfach, weil man ja ledig lich andere Widerstände 11 in den Primär kreis des Wandlers 20 zu legen braucht. Die entsprechend vorzusehenden verschiedenen Kurven 13 zur Steuerung dieser Wider stände brauchen nicht irgendwie umgeschaltet zu werden, da sie ja gemeinsam stets von dem einzigen vorhandenen Antrieb, mit wel chem die einzige vorhandene Skalentrommel verbunden ist, betätigt werden.
Ebenso ein fach ist die Umschaltung auf die verschie denen Arbeitsplätze, wenn man statt der ver schiedenen Widerstände mit einem einzigen Widerstand arbeitet, auf den die von den ver schiedenen Kurven gesteuerten Schieber sämtlich gleiten, denn dann braucht man auch nur die betreffenden Schieber wahl weise in den Primärstromkreis des Heizwand- lers zu legen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine rein elektrische Umschaltung nicht möglich. Hier muss man für jeden Arbeitsplatz eine besondere Kurve 13 nebst besonderer Skalentrommel 16 an ordnen. Die Kurven können zwar sämtlich gemeinsam angetrieben werden, jedoch muss man dafür sorgen, dass jeweils die richtige Skalentrommel abgelesen wird.
Bei Röntgen anlagen mit selbsttätigem Überlastungsschutz ist diese Anordnung insofern ungünstig, als man dann die Schutzvorrichtung wahlweise von den einzelnen Skalentrommeln beeinflus sen lassen muss; oder man muss eben eine Mehrzahl von Schutzvorrichtungen anordnen.
Dieser Nachteil ist bei dem in Fig. 4 dar gestellten Ausführungsbeispiel vermieden. Hier wird von dem Einstellknopf 15, ähnlich wie in Fig. 2, der im Heizstromkreis liegende Regelwiderstand 11 gesteuert. Um hier mit einer einzigen Skalentrommel 16 auch bei verschiedenen Arbeitsplätzen auskommen zu können, ist hier die Anordnung folgender massen getroffen: Der den Regelwiderstand I1 steuernde Schieber sitzt an einem Arm 31, der um den Punkt 32 entsprechend der Einstellung des Knopfes 15 drehbar ist.
Auf einer kreisringförmigen Scheibe 33 sind eine Mehrzahl von Kurven entsprechend- der Zahl der Arbeitsplätze bezw. Röntgenröhren an gebracht. In der gezeichneten Stellung der Scheibe 33, die von dem Arbeitsplatzwähler betätigt wird, arbeitet die Kurve 34 mit dem Einstellknopf 15 und der Skalentrommel 16 zusammen, und zwar ist ein Abtastorgan 35 vorgesehen, welches bei einer Verstellung des Knopfes 15 an der Kurve 34 entlang läuft und über ein Seil oder Stahlband 36 die Trommel 16 entsprechend verstellt. Eine in der Trommel 16 untergebrachte Feder sorgt dafür, dass das Seil 36 stets gespannt gehal ten wird.
Will man auf den nächsten Ar beitsplatz, dem die Kurve 37 zugeordnet ist, übergehen, so wird beim Umschalten des Arbeitsplatzwählers die Scheibe 33 im Uhr zeigersinne so weit gedreht, bis das Abtast- organ 35 in Verbindung mit der Kurve 37 kommt. Beim weiteren Umschalten des Ar- beitsplatzwählers kommen dann entsprechend die übrigen Kurven nacheinander in Eingriff mit dem Abtastorgan 35. Es muss Vorsorge getroffen werden, dass die Scheibe 33 stets nur im Lhrzeigersinne umgeschaltet werden kann.
Ein Gewicht 38, das auch durch eine entsprechend ausgebildete Feder ersetzt wer den kann, sorgt dafür, dass das zur Verbin dung des Einstellknopfes 15 mit der Stange 31 dienende Seil oder Stahlband 39 stets straff gehalten wird. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, die einzelnen Kurven stets auf einer kreisringförmigen Scheibe einfach nebeneinander oder hintereinander anzuord nen und durch entsprechendes Verschieben die einzelnen Kurven nacheinander mit dem Abtastorgan in Verbindung zu bringen. Da: bei muss natürlich dafür gesorgt werden, dass immer nur eine Kurve mit dem Abtastorgan in Verbindung stehen kann.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Kur ven können beispielsweise aus Blech oder Hartpapier oder Holz hergestellt werden. Eine Kurve, wie sie für die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele be nötigt wird, ist in Fig. 5 für sich grösser her ausgezeichnet. Für die Herstellung der Kurve verwendet man eine rechteckige Tafel 40, auf die ein entsprechendes Koordinatensystem zweckmässig aufgedruckt oder eingeätzt ist. Die Abszisse sowie die Ordinate sind je mit einer logarithmischen mA-Skala versehen. Die Skala beginnt bei dem niedrigsten mA Wert, der praktisch erwünscht ist, z. B.
30 mA, und endigt mit dem Höchstwert, z. B. 1000 mA. Auf der Tafel 40 werden zweck mässig entsprechend Markierungen bezw. Fasslöcher 41 vorgesehen, die dafür sorgen, dass beim Einsetzen der Tafel in das Einstell gerät die Lage des vorgesehenen Koordi- riatensystems immer genau die gleiche ist. Zur Bestimmung des Verlaufes der Emis sionskurve der betreffenden Röntgenröhre wird zweckmässig eine Eichkurve verwendet.
Hierzu wird von einer entsprechenden Tafel 40 der oberhalb der strichpunktierten Linie 42 liegende Teil weggeschnitten und die so entstehende, unter 45 verlaufende Kurve wird als Eichkurve in das Einstellgerät. ein gesetzt. Bezeichnet man auf der Tafel 40 die Abszissenskala mit mA-Röhre und die Ordi- natenskala mit mA-Skalentrommel, dann er gibt sich eine besonders einfache Bestimmung der Emissionskurve für jede verwendete Röntgenröhre.
Zuerst stellt man bei der Eichung den Einstellknopf 15 und damit den Widerstand 11 in seine niedrigste Stellung, die beispielsweise 30 mA entsprechen soll. In dieser Stellung wird der gegebenenfalls vor gesehene Vorschaltwiderstand im Heizkreis der Röntgenröhre so eingestellt, dass der wirkliche Röntgenröhrenstrom mit dem an der Skalentrommel 16 angezeigten Wert von 30 m A übereinstimmt.
Nunmehr stellt man die Skalentrommel beispielsweise auf 100 in.), und ermittelt den dabei fliessenden wirk lichen Röhrenstrom, der beispielsweise 80 m A betragen soll. Diesen Messwert markiert man sich auf der Tafel 40, auf der die gewünschte Kurve hergestellt werden soll. Dieser Wert ist in der Fig. 5 mit 43 bezeichnet. In ähn licher Weise fährt man fort. bis zu dem höch sten gewünseliten Röhrenstrom.
Durch Ver bindung der einzelnen 'k#Iesspunkte erhält man auf der Tafel 40 die der Emissionscharakte- ri:stik der Röntgenröhre entsprechende Kurve 44. Der waagrechte Teil 45 der Kurve ist. wie schon an Hand der Fig. 1 erläutert wurde, an der Stelle vorgesehen, an der der überhaupt höchstzulässige Röhrenstrom sich befindet. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Bei spiel liegt der höchstzulässige Röhrenstrom bei 4()() mA.
Von der Tafel 40 wird nun der oberhalb der Kurve 44, 45 liegende Teil ein fach wegge.elinitten; damit erhält man die in das Einstellgerät gemäss Fig. 1 und 3 für eine bestimmte Röhre für den normalen Be- trieh einzusetzende Kurve, welche dann die Stange 12 steuert. Die vorher erwähnte Eich kurve. die durch Abschneiden des oberhalb der strichpunktierten Linie 42 liegenden Teils einer Tafel 40 entstanden ist, wird im normalen Betrieb nicht benötigt, sondern dient lediglich zur Eichung und kann für alle herzustellenden verschiedenen Kurven bei der Eichung verwendet werden.
In entsprechender Weise können die Kur ven für die Einstellgeräte gemäss Fig. 2 und 4 hergestellt werden. Man kann die Kurven statt durch Zerschneiden von Tafeln auch dadurch herstellen, da man in eine Tafel 40 einen entsprechenden Schlitz einschneidet und dann in den Schlitz ein mit der Stange 12 verbundenes Abtastorgan schleifen lässt. Ferner kann man die Anordnung auch so treffen, dass auf einer rechteckigen Tafel 40 ein Stahlband, welches entsprechend der Kurve 44, 45 gebogen ist, aufgesetzt wird. Dabei ist es zweckmässig, das Stahlband so an der Tafel anzubringen, dass man es ähn lich wie bei den bekannten verstellbaren Kur venlinealen in jede gewünschte Kurvenform bringen kann.
Man hat dann die Möglichkeit, ein und dieselbe Tafel durch entsprechende Umlegung des Stahlbandes für verschiedene Röntgenröhren zu verwenden.
Die Regelung des Heizstromes der Röntgenröhre und damit des Anodenstrames (Röhrenstrom) kann auch mit Hilfe zweier in Reihe geschalteter Widerstände erfolgen, von denen nur der eine über die Kurve, oder irgendeine andere veränderliche mechanische Übersetzung, der andere direkt mit der Ska lentrommel bezw. dem Zeiger einer Skala verbunden ist. Ein Ausführungsbeispiel hier für ist in der Fig. 6 schematisch gezeichnet.
Der Einstellknopf 15, der hier einen über einer feststehenden, zweckmässig logarithmi schen Skala spielenden Zeiger trägt, treibt über den Seilzug 46 den Schieber 47 eines Widerstandes 48 an, der je nach der Stel lung des mit dem Arbeitsplatzwähler ge- kuppelten Umschalters 49 entweder mit dem Widerstand 50 oder mit dem Widerstand 51 in Reihe in dem Primärkreis des Heiztrans formators 52 für die Röntgenröhre liegt. Der Widerstand 50 wird von dem Einstellknopf 15 über die der Emissionscharakteristik an gepasste Kurve<B>53,</B> der Widerstand 51. über die der Emissionscharakteristik der andern Röhre angepasste Kurve 54 gesteuert.
Mit Hilfe der lediglich bei der Eichung einzustel lenden Schieber 55, 56 stellt man den Röh renstrom bei der Eichung so ein, dass bei Stellung des Knopfes 15 auf den niedrigsten Wert der wirkliche Röhrenstrom mit dem an gezeigten Wert der Skala übereinstimmt.
Die Wirkungsweise des in Fig. 6 dar gestellten Einstellgerätes soll an Hand des in Fig. 7 gezeichneten Diagrammes erläutert werden. Auf der Abszisse sind die Ohmzah- len der Widerstände 48 und 50 bezw. 51 auf getragen. Die Ordinate dagegen ist in dem Röhrenstrom in mA, und zwar logarithmisch, geteilt. Bei der in Fig. 6 gezeichneten Stel lung des Umschalters 49 nimmt der Wider stand 48 in Abhängigkeit von den ein gestellten mA-Werten den mit 57 bezeichne ten Verlauf.
Der Widerstand 50 ändert sich bei der Verstellung des Einstellknopfes 15 gleichzeitig gemäss der Kurve 58. Dabei ist zu bemerken, dass bei einer Erhöhung des Widerstandes 48 der Widerstand 50 ernied rigt wird und umgekehrt. Es ergibt sich ein resultierender Gesamtwiderstand im Heiz- kreis der Röntgenröhre mit einem durch die Kurve 59 bestimmten Verlauf, der der Emis- sionscharakteristik der Röntgenröhre ent spricht.
Wird der Umschalter 49 in seine andere Stellung gelegt, so gilt für die Ände rung des Widerstandes 48 die Kurve 60, für die Änderung des Widerstandes 51 die Kurve 61 und für den Gesamtwiderstand die Kurve 62. Man erkennt aus dem Schaubild der Fig. 7, dass man durch geeignete Bemes sung der Widerstände und durch entspre chende Ausbildung der Kurven 58 bezw. 54 die Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der Einstellung des Knopfes 15 beliebig wählen und demgemäss auch entsprechend der Emissionscharakteristik der betreffenden Röntgenröhre genau anpassen kann.
Man er kennt aus dem Schaubild der Fig. 7 ferner, dass die Hauptneigung der resultierenden Kurven 59 bezw. 62 durch die Kurven 57 bezw. 60, das heisst also durch den Wider stand 48, bestimmt ist. Mit den Widerständen 50 bezw. 51 sorgt man lediglich für die ge naue Anpassung an die Emissionscharakte- ristik. Es ergibt sich dabei der Vorteil, dass man die Widerstände 50 und<B>51</B> und die Regelwege für diese Widerstände wesentlich kleiner bemessen kann als bei den vorherigen Ausführungsbeispielen.
Wenn man für die mA-Skala eine loga rithmische Teilung wählt, so zeigt sich, dass die Kurve 62 eine Gerade ist.
Wenn die Emissionscharakteristik bei Be nutzung einer logarithmischen mA-Skala einen geradlinigen Verlauf hat, wie dies in Fig. 7 bei der Kurve 62 der Fall ist, dann zeigt sich bei Verwendung verschiedener Röntgenröhren, dass sich lediglich die Nei gung der Linie<B>62</B> ändert. In einem solchen Falle kann man die Kurven durch Spiralen bezw. andere veränderliche Übersetzungen er setzen.
Als veränderliche Übersetzungen kön nen beispielsweise ein konisches Antriebsrad mit einem darauf in der Höhe verstellbaren Treibrad oder umschaltbare Stirnräder ("##@Tech- selräder) oder Schnurscheiben bezw. Riemen scheiben mit verschiedenem Durchmesser, wie sie bei drehbaren Antrieben verwendet wer den, dienen. Es ist aber auch möglich, eine Kurve, wie sie in den Fig. 1 bis 4 beschrie ben ist, zu verwenden. Die Kurve hat hierbei allerdings einen geradlinigen Verlauf.
Die verschiedene Einstellung des Neigungswin- kels einer solchen Kurve ist dann durch die beispielsweise Verwendung eines Lineals möglich, das um den niedrigsten m A-Wert (vergl. den Ausgangspunkt der Kurven bei 30 mA in Fig.5) entsprechend schwenkbar angebracht ist und die Stange 12 steuert. Es ist auch möglich, dass bestimmte Röhrentypen immer ein und denselben gekrümmten Ver lauf der Emissionscharakteristik haben.
In einem solchen Falle kann man das gerade Lineal durch ein entsprechend gekrümmte Lineal ersetzen, welches dann in derselben Weise geschwenkt wird, wenn man die eine Röhre durch die andere Röhre ersetzt.
An Stelle der zum Regeln verwendeten Widerstände können auch Drosseln bezw. Regeltransformatoren oder entsprechende Stufenschalter, an die entsprechende Wider stands- oder Drossel- oder Transformator stufen angeschlossen sind, verwendet werden.
Weiter ist es zweckmässig, bei Benutzung des Einstellgerätes in einer Röntgenanlage mit selbsttätigem Überlastungsschutz eine gesteuerte Skala vorzusehen, die das Verhält nis der wirklichen Röhrenleistung zu der bei der jeweils eingestellten Zeit höchstzulässigen Röhrenleistung angibt. Dieses Verhältnis wird zweckmässig in Prozenten angezeigt.
Eine weitere Neigung der in der Fig.7 dargestellten Kurven 57 und 60 bezw. 59 und 62 ist auch noch dadurch möglich, dass der Heiztransformator primär oder sekundär mit entsprechenden Anzapfungen versehen wird oder dass ein entsprechend finit Anzap- fungen oder einer Regelvorrichtung ver sehener Vortransformator Verwendung fin det.
Auch kann durch einen primär- oder sekundärseitig parallel zum Heizwandler ge schalteten Zusatzwiderstand die gewünschte Kurvenneigung erreicht werden.
Werden Röntgenröhren verwendet, bei denen sich die Emissionscharakteristik in Ab hängigkeit von der an die Röntgenröhre an gelegten Anodenspannung ändert, so ist es vorteilhaft, in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten bezw. voreingestellten Anoden spannung den eingestellten Röhrenstrom zu beeinflussen. Die hierzu erforderlichen -Mit tel sind an sich bereits bekannt und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.
An Stelle von mechanischen Übersetzun gen können aber auch in dem Heizstromkreis veränderliche, elektrische Spannungsüberset zungen bewirkende Schaltmittel vorgesehen sein. Unter dem Heizstromkreis soll dabei der zwischen den Netzklemmen und den Ileiz- klemmen der Röntgenröhre befindliche Teil verstanden sein. In den folgenden Figuren sind einige Ausführungsbeispiele für ein in dieser Weise ausgebildetes Einstellgerät schaltungsmässig dargestellt.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungs beispiel ist das zur Erfassung der Einstel lung der Ileizstromregelvorrichtung <B>113</B> die nende Glied 111 mit dem verschiebbaren Ab griff 112 derselben gekuppelt. Der Regel widerstand 113 ist in Reihe mit der Primär wicklung 114 des Heiztransformators für die Röntgenröhre geschaltet. Die Sekundärwick- lung des Heiztransformators ist mit 115 be zeichnet.
Das Übersetzungsverhältnis des Heiz- transformators kann entweder durch Ver schieben des Regelkontaktes 116 oder durch Verschieben des Regelkontaktes 117 auf der Primärwicklung 114 geändert werden, je nachdem, ob der Umschalter 118 in der Stel lung I oder in der Stellung II steht. Der Um schalter 118 ist mit einem in der Figur nicht dargestellten Arbeitsplatzwähler gekuppelt, durch den die eine oder die andere von zwei Röntgenröhren an die Sekundärwicklung 115 des Heiztransformators angeschlossen werden kann.
Mit dem Schalter<B>118</B> ist ein weiterer Umschalter 119 .gekuppelt, durch den je nach der angeschlossenen Röhre ein mehr oder weniger grosser Abgleichwiderstand 120 dem Regelwiderstand 113 vorgeschaltet wird. Das Glied 111 ist als Zeiger ausgebildet und spielt über einer dem Regelwiderstand 113 zugeordneten Skala, die in mA-Röhrenstrom geeicht ist.
Das dargestellte Einstellgerät wird in fol gender Weise geeicht: Zunächst wird bei der gezeichneten Stellung des Umschalters 118 der Abgriff 116 auf den Wert Null ein gestellt, so dass sich ein mittleres Heiztrans formator-Übersetzungsverhältnis ergibt. Dar auf wird der verschiebbare Abgriff 112 des Regelwiderstandes 113 auf den Niedrigstwert des Heizstromes, das heisst in der Abbildung auf einen Röhrenstromwert von 30 mA, ein gestellt. Nun wird durch Verschiebendes Ab griffes 121 der Abgleichwiderstand 120 so geändert, da.ss in der Röntgenröhre tatsäch lich der an der Skala angezeigte Strom fliesst.
Jetzt wird der Schieber 112 auf einen andern, beispielsweise den Höchstwert (1000 mA), verstellt und nachgeprüft, ob der tatsächliche Röhrenstrom auch wirklich der Anzeige an der Skala entspricht. Ist dies nicht der Fall, so wird der veränderliche Ab griff 116 auf der Wicklung 114 des Heiz- transformators nach -I- und - hin verstellt, je nachdem, ob der tatsächliche Röhrenstrom zu niedrig oder zu hoch als der angezeigte Wert ist.
Zur Kontrolle wiederholt man jetzt die beiden Einstellungen und verstellt bei etwa noch vorhandenen Abweichungen den Abgriff 121 am Abgleichwiderstand und ge gebenenfalls auch den veränderlichen Abgriff 11.6 so lange, bis die tatsächlich fliessenden Ströme den an der Skala angezeigten Strö men genau entsprechen.
Nunmehr wird der Umschalter 118 in die Stellung II umgelegt und für die zweite, an die Sekundärwicklung 115 anschliessbare Röntgenröhre die entsprechenden Eichvor- gänge durch Verschieben der Abgriffe 117 und 122 vorgenommen.
Man sieht, dass die Wegstrecke, welche das Glied 111 zurück legen muss, um bei einer Verstellung des Heizstromregelwiderstandes 113 von ,dem Höchstwert (1000 mA) zu dem Niedrigst- wert (30 mA) des Röhrenstromes zu gelan gen, für beide mit dem Einstellgerät jeweils zu betreibende Röntgenröhren auch unter schiedlicher Emissionscharakteristik gleich lang ist.
Zum besseren Verständnis ist in der Fig. 9 die Abhängigkeit des Röhrenstromes (Ordi nate mA) von der Heizspannung (Abszisse Volt) für beide Röntgenröhren I und II auf getragen. Man sieht, dass die Heizspannungen für die beiden Röntgenröhren untereinander verschieden gross sind. Um von dem Nied- rigstwert auf den Höchstwert des Stromes in der Röntgenröhre I zu gelangen, muss die Heizspannung von beispielsweise 3 Volt bis auf 6 Volt erhöht werden, während sie bei der Röntgenröhre II von beispielsweise 4,5 Volt bis auf 10 Volt erhöht werden muss.
Man erreicht bei gleichen Skalenwerten bezw. gleichen zurückzulegenden Weglängen auf der Skala diese erforderlichen 121eizspan- nungsveränderungen, indem, wie im vor stehenden beschrieben, die veränderlichen Abgriffe 116 und 121 bezw. 117 und 122 entsprechend ,eingestellt werden. Würde man beispielsweise die mA-Werte der Skala in Abhängigkeit von den Ohmwerten des Regel widerstandes 113 auftragen, so würden sich für die beiden Röhren I und II zwei schräg liegende, aber einander genau parallel ver laufende Geraden ergeben.
Sofern die Emissionscharakteristik der verwendeten Röntgenröhren einen logarith mischen oder wenigstens annähernd logarith mischen Verlauf hat, was meistens der Fall ist, so ergibt sich der in Fig. 9 dargestellte geradlinige Verlauf der Kurven I und 1I nur dann, wenn die Skaleneinteilung für den Röhrenstrom (mA) logarithmisch gewählt ist. Die Abszisse ist in Fig.9 naturgemäss linear unterteilt. Daraus ergibt sich ohne weiteres, dass auch alle Zwischenwerte, die an der mA-Skala eingestellt -erden können. ohne besondere Eichung stimmen müssen.
Es ist nicht unbedingt notwendig, dass das Übersetzungsverhältnis des Heiztransforma- tors selbst einstellbar ist; vielmehr kann man auch einen besonderen Zwischentransforma tor, gegebenenfalls in Sparschaltung, vor den Heiztransformator legen und sein Über setzungsverhältnis einstellbar machen. An derseits kann man bei dem in Firn 8 dar gestellten Ausfühiaingsbeispiel die Einstel lung des Übersetzungsverhältnisses statt auf der Primärwicklung 114 auf der Sekunda r- wicklung 115 vornehmen. In diesem Falle dient dann der Schalter 118 gleichzeitig als Arbeitsplatzwähler, der den Heizfaden ent weder der einen oder der andern Röhre an die Sekundärwicklung 115 anschliesst.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ist das zur Erfassung der Ein stellung der Heizstromregelvorrichtung die nende Glied 111 mit dem veränderlichen Ab griff 123 gekuppelt. der auf der Sekundär wicklung 124 eines Hilfstransformators ver schiebbar ist. Der Primärwicklung<B>125</B> des Hilfstransformators ist ein Umschalter 126 zugeordnet, durch den das Übersetzungsver hältnis des Hilfstransformators 124, 125 ein stellbar ist.
Die Sekundärwicklung 124 des Hilfstransformators liegt in Reihe mit einem Abgleichwiderstand 127 im Primärkreis des Heiztransformators 1<B>2</B>8, an den sekundär- seitig wahlweise drei Röntgenröhren an geschlossen werden können. Das Einstellgerät ist über eine Spannungskonstantha.ltevorricli- t.ung 129 an das Netz angeschlossen.
Der Umschalter 126 ist mit dem Arbeitsplatz wähler 130 gekuppelt, durch den wahlweise eine von den drei Röntgenröhren angeschlos sen wird. 3l.it diesem Arbeitsplatzwähler ist ein weiterer Umschalter<B>131</B> gekuppelt, durch den die Grösse des Abgleichwiderstandes 127 je nach der angeschlossenen Röhre verändert wird. Die Grösse des Übersetzungsverhält nisses ist für jede Röntgenröhre an den Ab griffen 135, 136 und 137 an der Primärwick lung 125 des Hilfstransformators bei der Eichung einstellbar. Die Eichung erfolgt grundsätzlich in derselben Weise, wie an Hand der Fig. 8 beschrieben -wurde. Die Eichung ist hier jedoch et-,vas einfacher.
Wenn man nämlich in einer bestimmten Stel lung des Abgriffes 123 den Einfluss des Hilfstransformators vollständig ausschaltet, bei der in Fig. 10 gezeichneten Anordnung ist dies der niedrigste Wert des Röhren stromes (3l) mA), dann kann die Eichung dieses Niedrigstwertes durch die bei der Eichung des Höchstwertes oder eines andern Wertes erfolgende Einstellung der Abgriffe 135, 136 bezw. 137 nicht meh beeinflusst wer den.
Die Fig. 11 zeigt wieder die Abhängig keit des Röhrenstromes (mA) von der Heiz- spannung (Volt) für die drei Röhren I, 1I und III. Die zu der Fig.9 gemachten Aus führungen gelten sinngemäss auch für die Fig. 11.
Bei dem in der Fig. 12 dargestellten Aus führungsbeispiel ist das über der Röhren stromskala spielende Glied 111 ebenso wie bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungs beispiel mit dem verschiebbaren Abgriff 112 eines Regelwiderstandes 113 gekuppelt. Hier ist jedoch das Übersetzungsverhältnis des Heiztransformators 138, 139 nicht regelbar. Die erforderliche Übersetzung innerhalb des Heizstromkreises wird hier durch einstell bare Widerstände 140, 141, 142 parallel zur Primärwicklung 138 des Heiztransformators geschaffen. Lind zwar ist für jede der drei mittels eines Arbeitsplatzwählers anschliess- baren Röntgenröhren ein besonderer Parallel- widerstand vorgesehen.
Welcher von den Widerständen jeweils parallel zur Primär wicklung des Heiztransformators liegt, hängt von der Stellung eines mit dem Arbeitsplatz wähler gekuppelten Umschalters 143 ab. Mit dem Arbeitsplatzwähler ist auch ein Um schalter 144 gekuppelt, durch den die Grösse des Abgleichwiderstandes 120 entsprechend der jeweils angeschlossenen Röntgenröhre verändert wird. Der Schalter 144 entspricht also in seiner Wirkungsweise dem Schalter 119 in Fig. B.
Die einstellbaren Abgriffe 145, 146 und 147 am Abgleichwiderstand 120 werden bei der Eichung in derselben Weise eingestellt wie bei dem in Fig. 8 dargestell ten Ausführungsbeispiel die Abgriffe 121 und 122 des Abgleichwiderstandes 120. Die Einstellung der Parallelwiderstände 140, 141 und 142 erfolgt nach denselben Gesichts punkten wie bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel die Einstellung der Ab griffe 116, 117.
Das in Fig. 12 dargestellte Ausführungs beispiel geht von folgender Erwägung aus: Durch die Widerstände 113 und 120 fliesst ein Strom, der sich zusammensetzt aus einem Primärstrom, den der Heizwandler 138, 139 aufnimmt, und dem Strom, der durch den jeweils eingeschalteten Parallelwiderstand 140, 141, 142 bestimmt wird. Wird nun die Grösse des Parallelwiderstandes geändert, dann ändert sich auch die Grösse des durch die Widerstände 113 und 120 fliessenden Stromes. Diese Stromänderung bedingt aber eine Änderung des Spannungsabfalles an den Widerständen 113 und 120.
Da die dem Heizkreis vom Netz zugeführte Spannung als konstant angenommen wird, was beispiels weise durch eine Spannungskonstanthalteein- richtung 129 gewährleistet sein kann, ergibt sich, dass eine Änderung des Parallelwider standes eine Änderung der an die Primär wicklung 138 des Heiztransfo.rmato#rs an gelegten Spannung zur Folge hat.
Dies be deutet, dass man durch Parallelschalten eines entsprechend eingestellten Widerstandes 140, 141 bezw. 142 genau so wie in Fig. 8 durch Einstellung der Abgtzffe 116 bezw. 117 er- reichen kann, da.ss die Wegstrecke, welche das Glied 111 zurücklegen muss, um bei einer Verstellung der Reizstromregelvorrichtung 113 von einem Höchstwert zu einem Nied- rigstwert des Röntgenröhrenstromes zu ge langen,
für alle drei wahlweise anschliess- baren Röntgenröhren gleich lang ist, obwohl, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, der Heizspan- nungsbereich der drei Röntgenröhren ver schieden gross ist. In der Fig. 14 ist zum bes seren Verständnis noch die Abhängigkeit des Röhrenstromes (mA) der drei Röntgenröhren I, II und III von den Röhrenwerten der Regelwiderstände 113 und 120 eingetragen.
Die Entfernung zwischen Null und dem Punkt 148 auf der Abszisse entspricht der Grösse des Abgleichwiderstandes 120 bei der Stellung des Schalters 144 auf I. Die Entfer nung zwischen Null und dem Punkt 150 ent spricht der Grösse des Abgleichwiderstandes 120 bei der Stellung II des Schalters 144 und die Entfernung zwischen Null und dem Punkt 152 der Grösse des Abgleichwiderstan- des in der Stellung III des Schalters 144. Die Entfernung zwischen den Punkten 148 und 149 entspricht dem Gesamtwiderstand 113.
Die Entfernung zwischen den Punkten <B>150</B> und<B>151</B> ist genau so gross, desgleichen die Entfernung zwischen den Punkten 152 und 153. Man sieht also an Hand der Fig. 14 ohne weiteres, dass die gestellte Bedingung bezüglich der von dem Einstellglied 111 zu rückzulegenden Wegstrecke tatsächlich er füllt ist.
Die Parallelwiderstände 140, 141 und 142 kann man auch auf der Sekundärseite des Heiztransformators 138, 139- anordnen, ohne dass -dadurch an der Wirkungsweise im Prinzip etwas geändert wird. Es empfiehlt sich dann, die Widerstände unmittelbar an den Heizklemmen der Röntgenröhren anzu ordnen, damit der Arbeitsplatzwähler gleich zeitig die Röntgenröhre und den Parallel widerstand auswechselt. Gegebenenfalls kann man den Parallelwiderstand mit der Röntgen röhre baulich vereinigen, indem man z. B. in den Heizsockel jeder Röntgenröhre oder in das die Röntgenröhre umgebende Hochspan- nungssehutzgehäuse den von vornherein be messenen Parallelwiderstand einbaut.
An Hand einer Eicheinrichtung kann dann der eingebaute Parallelwiderstand bereits in der Röhrenfabrik bezw. in der die Schutzhaube herstellenden Fabrik entsprechend geeicht werden, so dass beim Anschluss der Röhre an den Röntgenapparat nur noch der Abgleich- widersta.nd 120 geeicht zu werden braucht.
Man kann sogar noch weiter gehen und auch den Abgleichwiderstand 120 in den Sekun därkreis des Heiztransformators legen bezw. für jede Röhre einen besonderen Abgleieh- widersta,ad im Sekundärkreis vorsehen und diesen in derselben Weise wie den zugehö rigen Parallelwiderstand mit der Röhre in der beschriebenen Weise baulich vereinigen. Auch dieser Abgleichwiderstand kann schon in der Röhrenfabrik entsprechend geeicht werden, so dass beim Anschluss einer derart ausgerüsteten Röntgenröhre überhaupt keine Eichung mehr erforderlich ist.
Denn dann er hält ja der Primärkreis des Heiztransforma- tors nur mehr den für alle Röhren gleichen regelbaren Widerstand 113.
Wie schon an Hand der Fig. 8 und 9 aus geführt wurde, weisen die meisten Röntgen röhren eine geradlinige Abhängigkeit des logarithmisch aufgetragenen Röhrenstromes von der linear aufgetragenen Heizspannung auf. Gelegentlich kommt es jedoch vor, dass diese Abhängigkeit nicht durchweg gerad linig ist, sondern einen Knick aufweist. In diesem Falle kann man jeden der beiden für sich praktisch geradlinig verlaufenden Teil der Kurven für sieh betrachten und für jeden der beiden Bereiche das Einstellgerät abglei chen. Beim Übergang von dem einen Bereich zu dem andern Bereich muss dann selbsttätig für eine Umschaltung der Abgleichmittel ge sorgt werden.
Mitunter kommt es auch vor, dass die Ab hängigkeit des logarithmisch aufgetragenen Röhrenstromes von der linear aufgetragenen Heizspannung nicht geradlinig, sondern schwach gekrümmt verläuft. Zur Beseiti gung dieses Mangels kann man zwei Wege beschreiten. Entweder ändert man die loga-- rithmische Skala des Röhrenstromes so ab, dass sich wieder eine vollkommen geradlinige Abhängigkeit ergibt, oder man behält die logarithmische Skaleneinteilung für den Röh renstrom bei und schaltet zwischen das auf der Skala spielende Glied 111 und den Schie ber 112 in den Fig. 8 und 12 bezw. Schieber 123 in Fig. 10 eine entsprechende Über setzung.
Statt einer solchen mechanischen Übersetzung kann man natürlich auch die Regelcharakteristik des Widerstandes<B>113</B> bezw. der Regelwicklung 124 entsprechend ändern. Diese Massnahme setzt natürlich vor aus, dass alle wahlweise an die betreffende Regelvorrichtung anschliessbaren Röntgen röhren die gleiche Krümmung in der Ab hängigkeit des Röhrenstromes von der Heiz- spannung aufweisen. Dies pflegt aber in der Regel der Fall zu sein.
Im übrigen ist zu bemerken, dass man durch die Abgleich- widerstände 120 bezw. 127 und bei den Fig.8 und 12 auch durch den Regelwider stand 113 ohnehin eine etwa vorhandene Krümmung der Kurven kompensieren kann. Diese Erscheinung hat ihre Ursache in der Stromabhängigkeit der Widerstände.
Die vorstehend beschriebenen Einstell geräte sind besonders geeignet für Rönt-gen- anla.gen, bei denen ein Überlastungsschutz durch nomogrammässige Kupplung der drei Einstellgrössen Röhrenspannung, Röhren strom und Belastungszeit. erzielt wird. Und zwar deshalb, weil sich die logarithmische Verstellung des Gliedes 111 besonders ein fach, und zwar entsprechend in eine solche Automatik einbauen lässt. In einem solchen Falle braucht natürlich die in den Abbildun gen dargestellte Skala für den Röhrenstrom (mA) nach aussen hin gar nicht in Erschei nung zu treten. Wesentlich ist dabei nur, dass das Glied 11.1 so wirkt, wie an Hand der Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist.
Die vorstehend beschriebenen Einstell geräte eignen sich besonders zur Verwendung in Röntgenanlagen, bei denen dafür Sorge getragen wird, da.ss eine Überlastung der Röntgenröhre nicht stattfinden kann. Zu die sem Zweck wird die in bezug auf den Röntgenröhrenstrom eine logarithmische Tei lung aufweisende Wegstrecke in eine der Einstellvorrichtung für die Belastungszeit und eine der Einstellvorrichtung für die Röh renspannung zugeordnete Wegstrecke unter teilt, derart, dass der Röhrenstrom bei jeder beliebigen Einstellung der beiden Einstell vorrichtungen in an sich bekannter Weise den nach dem Belastungsnomogramm höchst zulässigen Wert aufweist.
Zweckmässig weist die Wegstrecke noch eine dritte Teilweg strecke auf, die einer Einstellvorrichtung für den Ausnutzungsgrad der Röntgenröhre (Prozentwähler) zugeordnet ist.
Eine in dieser Weise automatisierte Röntgenanlage hat gegenüber den bekann ten Röntgenanlagen mit nomogrammässiger Kupplung der Einstellvorrichtungen für die Röhrenspannung, den Röhrenstrom und die Belastungszeit den wesentlichen Vorteil, dass trotz der grossen Einfachheit der Kupplungs mittel das Belastungsnomogramm kompro misslos berücksichtigt werden kann.
In den folgenden Figuren sind Ausfüh rungsbeispiele für derartige Röntgenanlagen schematisch dargestellt.
Fig.15 zeigt das Belastungsnomogramm für drei verschiedene Röntgenröhren<I>A, B, C,</I> und zwar ist als Abszisse die Zeit und als Ordinate der Röhrenstrom aufgetragen. Die Zeitteilung kann in einem beliebigen Mass stab erfolgen, z. B. linear oder logarithmisch. Die Milliampereteilung dagegen ist logarith misch- dargestellt.
Die Kurven 211, 212, 213 entsprechen einer höchstzulässigen Röhren spannung, die mit 100 kV angenommen wurde, und der höchstzulässigen Röhrenaus nutzung von ebenfalls 100%. Die Kurven entsprechen aber auch dem Röhrenstrom bei einer Röhrenspannung von 50 kV, das heisst bei der halben Röhrenspannung, und bei einer Ausnutzung der Röhre von nur<B>50%.</B> Die Kurve 211 entspricht einer Röntgenröhre A, die Kurve 212 einer Röntgenröhre B und die Kurve 213 einer Röntgenröhre C. Aus den Kurven ist ersichtlich, dass die Belastungs- nomogramme für die drei Röntgenröhren A, B und C voneinander verschieden sind.
Die Kurven 214, 215, 216 zeigen die Abhängig keit des Röhrenstromes von der Zeit bei Ver ringerung der Röhrenspannung auf beispiels weise 50 kV, das heisst also auf die Hälfte. Die Ausnutzung der Röhre beträgt auch hier bei 100%. Die Kurve 21.4 entspricht wieder der Röhre A, die Kurve 215 der Röhre B und die Kurve 216 der Röhre C. Die Kurven 217, 218 und 219 dagegen zeigen den Röh renstrom in Abhängigkeit von der Be lastungszeit bei der angenommenen Höchst röhrenspannung von 100 kV, jedoch bei nur 50 % iger, das heisst halber Röhrenausnut zung. Auch hier entspricht die Kurve 217 der Röhre<I>A,</I> die Kurve 218 der Röhre<I>B</I> und die Kurve 219 der Röhre C.
Aus der Fig. 15 ist zu ersehen, dass die Entfernungen der Kurven 211 zu 214 bezw. 211 zu 217 sowie die Entfernungen der Kur ven 112 zu 115 bezw. 112 zu 118 und 118 zu 116 bezw. 113 zu 119 in Richtung der Ordinate, das heisst der Milliampereskala, bei jeder Zeiteinstellung und bei jedem belie bigen Kurvenverlauf, der durch das Be- lastungsnomogram.m bedingt ist, gleich sind. Die Fig.15 zeigt weiter, dass diese Entfer nungen überall einem Unterschied des Röh renstromes im Verhältnis 1 :
2 entsprechen.
In der Fig. 16 ist ein Schaubild dar gestellt, in welchem als Abszisse die Stellun gen des Heizstromreglers im linearen Mass stab und als Ordinate die Röhrenstromstärke im logarithmischen Massstab dargestellt sind. Damit die Kurve geradlinig verläuft, können die Stellungen des Reizstromreglers entspre chend ausgebildet sein, wie dies z. B. an Hand der vorherigen Figuren beschrieben ist.
Aus der Fig.16 ist ersichtlich, dass bei einer Verringerung des Röhrenstromes auf die Hälfte immer die gleiche Wegstrecke des Heizstromreglers verstellt werden muss. Redu ziert man z. B. den Röhrenstrom von 2000 mA auf<B>1000</B> mA (Punkt 220), dann ergibt sich für den Heizstromregler z. B. ein Widerstand von 30 Ohm. Die gleiche Änderung ergibt sich auch, wenn der Röhrenstrom von 400 mA (Punkt 221) auf 200 mA (Punkt 222) redu ziert werden soll.
Dem Röhrenstrom von 400 mA entspricht ein Widerstand von 70 Ohm und dem Röhrenstrom von 200 mA ein Widerstand von 100 Ohm. Für die Ver ringerung des Röhrenstromes von 400 auf 200 mA, das heisst auf die Hälfte, ist hier ebenfalls ein zusätzlicher Widerstand von 30 Ohm erforderlich.
Vergleicht man hierzu z. B. die Kurven 211 und 214 in Fig. 15, die in einem Abstand voneinander verlaufen, der dem halben Röh renstrom entspricht, so ergibt sich, dass für die Erreichung dieser Änderung in jeder Zeitstellung gemäss Fig. 16 ein konstanter Widerstand von 30 Ohm erforderlich ist. Das gleiche gilt auch für das Verhältnis aller wei teren in Fig. 15 beschriebenen Kurven zuein ander.
Ändert man die Röhrenspannung bezw. die prozentuale Ausnutzung in einem andern Verhältnis als 1 : 2 zueinander, dann ergeben sich weitere Kurvenscharen mit einem andern Abstand voneinander. Dieser veränderte Ab stand ist aber auch bei diesen Kurven in Richtung der Ordinate immer konstant. Dem sich aus dem neuen Abstand ergebenden Verhältniswert ist wieder ein konstanter Heizstromreglerbereiclt, z. B. eine konstante Ohmzahl, zuzuordnen.
Aus dem Vorhergesagten geht also her vor, dass hei einer Änderung der Röhrenspan nung sich der zulässige Röhrenstrom um gekehrt proportional ändert und dass bei einer Änderung der prozentualen Ausnutzung sich im gleichen Masse auch der Röhrenstrom ändert.
Neben den beschriebenen Änderungen des Röhrenstromes, bedingt durch Änderungen der Röhrenspannung oder der prozentualen Ausnutzung, ergeben sich noch Änderungen des Röhrenstromes in Abhängigkeit von der Belastungszeit. Aus Fig.15 ist ersichtlich, dass der Charakter der Kurven (z. B. 214, 211, 217) für die gleiche Röhrentype (z. B. Röhre A) der gleiche ist. Es ergibt sich z. B., dass bei der Kurve 214 bei der kürzesten Zeit (0,1 Sekunde) ein Röhrenstrom von 9000 m A und bei der längsten Zeit (10 Sekunden) ein Röhrenstrom von 400 m A zulässig ist.
Aus Fig. 16 ergibt sich nun für den Röhrenstrom von 2000 mA ein Widerstand von null Ohm und für den Röhrenstrom von 400 mA (Punkt 221) ein Widerstand von 70 Ohm.
Entsprechend kann man noch die weiteren Strom- und Ohmwerte bezw. Heizstrom reglerstellungen ermitteln, die den Zeiten zwischen dem Höchst- und dem Niedrigst- wert entsprechen. Fig. 17 zeigt in Abhängig keit von der Zeit die entsprechenden Heiz st.romreglerstellungen bezw. Ohmzahlen. Die Kurve 223 entspricht der Röhrentype A, die Kurve 294 der Röhrentype B und die Kurve 225 der Röhrentype C.
Die Fig.17 zeigt also, dass, unabhängig von der Höhe der Röhrenspannung und der Höhe der prozentualen Ausnutzung der Röntgenröhre, jeder Zeit und jeder Röhren type ein ganz bestimmter Widerstandswert zuzuordnen ist.
Man kann also die Wegstrecke, die der Heizstromregler bei Verstellung von einem Höchstwert zu einem Niedrigstwert des Röh renstromes zurücklegen muss, in einzelne logarithmisch geteilte Wegstrecken aufteilen. die der Zeit, der Röhrenspannung und z. B. auch der Röhrenausnutzung zuzuordnen sind.
Die Fig. 18 zeigt ein schematisches Aus führungsbeispiel gemäss der Erfindung. Eine Milliamperekurve 2?6, die der in Fig. 1 dar gestellten Ausführungsform entspricht, wird nicht durch einen Knopf direkt angetrieben. sondern die Wegstrecke für den Antrieb ist in drei einzelne Wegstrecken aufgeteilt. Die Teilwegstrecke 927 entspricht der prozen tualen Röhrenausnutzung, die Teilweg strecke 9?8 der Röhrenspannung und die Teilwegstrecke ??9 der Belichtungszeit. Die einzelnen Wegstrecken<B>227</B> bis 229 sind laut den an Hand der Fig. 15 bis 17 beschriebenen Überlegungen unterteilt.
Die Zusammenfas sung der drei Einzelwegstrecken erfolgt über drei verstellbare Rollen 230, 231 und 232, die mit den Einstellvorrichtungen für die drei Teilgrössen gekuppelt sind. Über die drei Rollen ist ein Seil 233 geführt, das bei 231 fest verankert ist und dessen anderes Ende über eine Umlenkrolle 235 an die Mi11i- amperekurve 226 bei 236 angreift. Wird nun z. B. die Röhrenspannung von dem gezeich neten Höchstwert von 100 kV auf 50 kV erniedrigt, dann wird der rechts der Rolle 231 liegende Teil des Seils 233 länger, und der Punkt 236 bewegt sich nach rechts, das heisst also es wird ein höherer Röhrenstrom eingestellt.
In gleicher Weise wirken sich Änderungen der prozentualen Ausnutzung bezw. der Belichtungszeit aus. Der ein gestellte und bei 236 an der Skala 237 ab lesbare Röhrenstrom entspricht stets derc jeweils zulässigen Nomogrammwert. Die Skala 237 und die Skalen 227 und 228 sind logarithmisch geteilt. Die Skala 229 dagegen enthält das Röhrennomogramm. Verläuft das Röhrennomogramm bei Auftragung der Zeit sowie der Leistung im logarithmischen Mass stab geradlinig, dann ist auch die Skala 229 eine logarithmische.
An Stelle des gezeichne ten Kurvenreglers 226 können auch die vor her beschriebenen andern Heizstromregler verwendet werden.
In Röntgenanlagen ist es erwünscht, auch das Produkt von Röhrenstrom mal Belich tungszeit, das heisst die mAs-Werte zu ken nen, da eine Röntgenaufnahme stets durch die Röhrenspannung und die mAs-Zahl voll kommen charakterisiert wird. Die Fig.18 zeigt nun weiter eine Anzeigevorrichtung 238 für die mAss-Werte, die auf einer logarith mischen mAs-Skala 239 bewegt wird.
Die Anzeigevorrichtung besteht aus einer Rolle 240, über die ein Seil 241 läuft, dessen eines Ende bei 236 mit der mA-Kurve 226 und dessen anderes Ende nach Umleitung über eine Führungsrolle 242 an dem Einstellglied 243 für die Zeit befestigt ist. Ist die Zeit skala nicht logarithmisch, dann muss zwi schen dem Antriebsglied 243 und dem Seil 241 noch ein entsprechendes Umformungs glied eingeschaltet werden, welches bei Ver- st.ellung der Zeit das Seil 241 entsprechend einem logarithmischen Gesetz verstellt. Be dingung ist weiter, dass eine Dekade der Zeit skala 229 gleich ist einer Dekade der Röh- renstromskala 237.
Ist dies nicht der Fall, dann müssen noch entsprechende Über setzungsglieder eingeschaltet werden, durch welche die Dekaden im logarithmischen System von Zeit- und mA-Verstellung gleich gemacht werden. Eine Feder 244 zieht die Rolle 240 immer nach rechts und spannt da durch gleichzeitig das Seil 241.
Für mehrere mit dem Einstellgerät zu bedienende Röntgenröhren gelten die gleichen Massnahmen, wie an Hand der Fig. 3 be schrieben. Sämtliche Skalen 227, 228, 229, 237 und 239 und die Einstellglieder der selben sind den mit dem Gerät zu bedienen den Röhren gemeinsam.
An Stelle der Zeituhr kann auch mit der mAs-Skala ein mAs-Relais gekuppelt wer den.
Die Fig. 19 zeigt ein schematisches Aus führungsbeispiel gemäss der Erfindung unter Zugrundelegung einer Regelvorrichtung zur Einstellung des Heizstromes, wie sie an Hand der Fig. 12 beschrieben worden ist.
Die Weg strecke, die das zur Erfassung der Einstel lung der Regelvorrichtung für den Heizstrom dienende Glied zurücklegen muss, um bei einer Verstellung der Regelvorrichtung von einem Höchstwert zu einem Niedrigstwert des Röhrenstromes zu gelangen, ist hier in Teilwegstrecken aufgeteilt. Die Teilweg strecke 245 entspricht der prozentualen Röh renausnutzung der Röntgenröhren, die Teil wegstrecke 246 der Röhrenspannung und die Teilwegstrecke 247 der Zeit.- In dem Ausfüh rungsbeispiel werden die Teilwegstrecken 245, 246 und 247 durch in--Reihe geschaltete Widerstände gebildet, die nach den Über legungen gemäss Fig. 15 bis 17 dimensioniert:
sind. Das Einstellglied der Regelvorrichtung 246 für die Röhrenspannung ist mit einem verschiebbaren Abgriff 248 verbunden, der auf einem Regeltransformator für die Röh renspannung 249 verstellbar ist. Das Ein stellglied des Regelwiderstandes 247 für die Zeit ist mit dem Einstellglied 250 einer Zeit uhr 251 gekuppelt.
In Reihe mit den Teilwegstrecken 245, 246 und 247 liegt noch ein Abgleichwider- stand 252. Der Heiztransformator ist mit 258 und der parallel zum Heiztransformator an geordnete Regelwiderstand mit 254 bezeich net. Der Hochspannungskreis kann über einen Schalter 255 eingeschaltet werden. Mit 256 ist weiter der Hochspannungstransforma tor und mit 257 die Röntgenröhre dargestellt. Der Stromkreis für die Steuerung der Hoch spannung ist nur prinzipiell dargestellt. Die für die Erfindung nicht wesentlichen Teile, wie die Umschaltung von dem Aufnahme kreis auf den Durchleuchtungskreis, sowie eventuell erforderliche Hochspannungsgleich richter sind in der Figur der Deutlichkeit halber weggelassen.
Die Teilwegstrecken 245 für die prozen tuale Röhrenausnutzung und 246 für die Röhrenspannung sind logarithmisch zu unter teilen; erfolgt dagegen die Regulierung der Röhrenspannung nach einem linearen Gesetz, dann ist hier ein entsprechendes Umfor mungsglied einzuschalten. Es ist aber auch möglich, diese Wegstrecke linear aufzuteilen. In einem solchen Falle muss in die Regel strecke, das heisst in dem Beispiel in den Widerstand selbst, die logarithmische Um formung hineingelegt werden. In Fig. 20 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das im wesentlichen dem Beispiel gemäss der Fig. 19 entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass der Anschluss zweier Rönt genröhren möglich ist.
Der Einfachheit hal ber ist in diesem Beispiel der Stromkreis für die Röhrenspannung weggelassen. Die Um schaltung auf die z. B. angenommenen zwei Röntgenröhrentypen I und 1I erfolgt durch die Umschalter 258, die mit dem Arbeits platzwähler in der Röntgenanlage gekuppelt sind. Wählt man, wie gezeigt, die Röhre I, dann wird die mit der Zeituhr 251 gekup- pelte Teilwegstrecke 247a eingeschaltet, sowie der Abgleichwiderstaud 252a und der Par allelwiderstand 254a gewählt. Bei Umschal tung auf die Röhre II dagegen werden die entsprechenden Widerstände 247b, 252b und 254b eingeschaltet.
Bei der Dimensionierung der Widerstände 247 für die Zeit ist das be- treffend Fig. 17 Gesagte zu beachten. Ist z. B. die Länge der Zeitregulierung zwischen der kürzesten und der längsten Zeit konstant, dann muss entsprechend der jeweils verwende ten Röhrentype die entsprechende Teil strecke, z. B. der Widerstand 247, für jede Röhrentype so dimensioniert werden, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Zu dem Zweck können entweder die Widerstände selbst je nach Röhrentype verschieden gewickelt sein, oder es können entsprechende Übersetzungsglieder zwischen dem Einstellglied 250 an der Zeit uhr und dem Regelglied an dem Teilwider stand eingeschaltet werden.
Auch bei den in den Fig. 19 und 20 ge zeigten Ausführungsbeispielen kann eine mAs-Anzeige angebracht werden, die stets die mAs-Zahl anzeigt, die jeder beliebigen Einstellung der Einzelteilstrecke für die Röhrenausnutzung, die Röhrenspannung und die Belastungszeit entspricht. Eine solche mAs-Anzeige kann auf elektrischem oder mechanischem Wege vorgenommen werden. Eine elektrische Anzeige ist z. B. möglich durch Schaffung eines an sich bekannten Abbildes für den Röhrenstrom, welches ent sprechend der jeweils eingestellten Zeit so beeinflusst wird, dass das Produkt Strom mal Zeit = mAs angezeigt wird. Man kann aber auch mechanische Abbilder verwenden.
Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Fig. 21 dar gestellt. Mit den Regelvorrichtungen für die prozentuale Röhrenausnutzung 259 und die Röhrenspannung 260 sind Rollen 262 und 263 gekoppelt, die ein Seil 264, das bei 26#> mit dem einen Ende fest verankert ist und dessen anderes Ende auf einer durch eine Feder gespannten Trommel 266 aufläuft:. verstellen. An dem Zeitregler 261 ist dagegen das Ende eines Seils 267 befestigt, dessen anderes Ende an einer Kurve oder Seilscheibe 268 verankert ist. Die Kurve oder Seil scheibe 268 sitzt fest an einer Skalentrom mel 269, die ebenfalls durch eine Feder das Seil 267 immer spannt.
Die Ermittlung der Skala 269 erfolgt in der Weise, dass bei einer bestimmten Einstellung des Prozent reglers 259 und des Spannungsreglers 26f1, z. R. wie in Fig. 21 gezeigt, in der Stellung 50 % und 100 kV, die sich bei Einstellung der beliebigen Belastungszeiten ergebenden mAs-Zahlen durch Multiplikation .der jeweils eingestellten Zeit mit dem dieser Zeit ent sprechenden Röhrenstrom ermittelt werden. Die Skala 269 selbst muss dabei einen loga rithmischen Verlauf haben.
Ist der Verlauf der Zeitskala 261 nicht logarithmisch, dann muss eine Kurve 268 eingeschaltet werden, die die mAs-Skala in einen logarithmischen .Massstab übersetzt. Ist die Zeitskala dagegen logarithmisch, dann kann an Stelle der Kurve 268 eine Seilscheibe Verwendung fin den. Um die mAs-Werte auch richtig anzu zeigen, wenn die Röhrenspannung oder die prozentuale Ausnutzung verstellt wird, trägt die Trommel 266 einen Zeiger 270, der sich bei einer Verstellung einer oder beider Grössen entsprechend verstellt. Verringert man die Röhrenspannung z.
B. auf die Hälfte, dann verstellt sich der Zeiger 270 um eine Wegstrecke in der Richtung, dass auf der mAs-Skala der doppelte mAs-Wert angezeigt wird usw. Natürlich muss auch hier die Be wegung des Zeigers 270 einem logarith mischen Gesetz entsprechen. Sind die Deka den des logarithmischen Massstabes für die Bewegung des Zeigers 270 bezw. die mAs- Skala 269 verschieden lang, dann müssen nochmals entsprechende Übersetzungen ein gefügt werden, die die Länge der beiden Be wegungen aufeinander abstimmen. Hierzu kann man das Verhältnis des Durchmessers der Skalentrommel 269 zu der Kurve oder Seilscheibe 268 entsprechend abstimmen.
Die bisher beschriebenen mAs-Anzeiger wirken derart, dass die angezeigte mAs-Grösse von den drei Einstellgliedern für prozentuale Röhrenausnutzung, Röhrenspannung und Be lastungszeit entsprechend gesteuert wird. In diesem Falle ist es erforderlich, dass man für die Einstellung einer Aufnahmebedingung zuerst die prozentuale Röhrenausnutzung und die Röhrenspannung einstellt und dann erst an Hand der Belastungszeit zur endgültigen Einstellung der gewünschten mAs-Werte übergeht.
Eine nachträgliche Verstellung der prozentualen Röhrenausnutzung bezw. der Röhrenspannung ergibt dabei wieder eine Verstellung der mAs-Einstellung. Soll der vorher eingestellte mAs-Wert beibehalten werden, dann ist die Zeit nochmals nachzu stellen.
Man kann die Einrichtung aber auch so bauen, dass neben der Einstellung für die prozentuale Röhrenausnutzung und die Röh renspannung als dritte Grösse die mAs-Zahl fest eingestellt wird. Ein Ausführungsbei spiel einer solchen Einstellvorrichtung zeigt die Fig. 22. Auf den Skalen 271 für die pro zentuale Röhrenausnutzung, 272 für die Röh renspannung und 273 für die mAs-Zahl, die sämtlich logarithmische Teilung haben, sind drei Einstellglieder 274, 275 und 276 ver stellbar. Mit den Einstellgliedern ist je eine Rolle gekoppelt.
Weiter sind vorhanden: Eine Hilfsskala 277 für den Röhrenstrom und eine Hilfsskala 278 für die Belastungs zeit, auf denen ebenfalls Rollen tragende An zeigeglieder 279 und 280 verstellbar sind. Die Glieder 279 und 280 sind jedoch von aussen nicht einstellbar; sondern deren Einstellung erfolgt zwangläufig durch Verstellung der Glieder 274, 275 bezw. 276. Zu diesem Zweck ist an dem Punkt 281 ein Seil 282 fest verankert, das über die Rollen 274, 280, 275 und 279 zu dem zweiten Festpunkt 283 geführt ist. Ein weiteres Seil 284 ist bei 285 fest verankert und läuft über die Rollen 279 und 276 zu einer fest angeordneten Über setzungsrolle 286, auf der sein Ende fest ver ankert ist.
Die Übersetzungsrolle 286 trägt noch eine kleinere Rolle 287, auf der das eine Ende eines dritten Seils 288 verankert ist, das über die Rolle 280 nach einem Festpunks; 289 führt. Die Übersetzungsrolle 286, 287 ist vorgesehen, um verschiedene Dekadenlängen aufweisende Skalen 278 für die Zeit und 277 für die mA-Zahl aufeinander abzustimmen. Die Übersetzungsrolle 286, 287 könnte genau so an dem andern Ende des Seils 284 be festigt sein. In diesem Falle würde die Dekade der mA-Skala 273 nicht, wie gezeich net, der Dekade der mA-Skala 277, sondern der Dekade der Zeitskala 278 entsprechen.
Das dargestellte Beispiel in Fig. \?? ent spricht der in den Fig. 15 und 17 mit B be zeichneten Röhrentype. Verwendet man z. B. eine Röhre der Type A oder eine Röhre der Type C, dann würde sich die Länge der Zeit skala 278 entsprechend verändern, und die Übersetzung 286, 287 müsste entsprechend anders gewählt werden.
Besitzt die in Fig. 15 dargestellte Kurve auch dann eine Krüm mung, wenn die Zeit logarithmisch aufgetra gen ist, dann muss die Übersetzung 286, 287 noch so ausgebildet werden, dass sie aus der nichtlogarithmischen Zeitskala. eine logarith mische Verstellung des Seils 284 von der Zeitseite aus ergibt, das heisst also eine der beiden Seilscheiben müsste eine Kurve sein.
Bei dem in Fig. 22 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ist es gleichgültig, ob die Ver stellung des Röhrenheizstromes nach dein Prinzip der in Fig. 18 oder der in Fig.19 dargestellten Weise erfolgt.
In dem einen Falle würde die Einstellung des Röhrenstro mes direkt an Hand der mA-Skala. <B>277</B> er folgen, im andern Falle würden die Einzel teile der Heizstromregelvorrichtung mit den Einstellgliedern der Skalen 271,<B>27,2</B> und 2 7 8 gekuppelt. Verwendet man mehrere Röntgen röhren der gleichen Type, dann ist lediglieh die Abgleichung der Heizkreise entsprechend den an Hand der Fig.6 bis 14 gemachten Erläuterungen vorzunehmen.
Verwendet man dagegen Röntgenröhren verschiedener Typen, das heisst Röntgenröhren, die voneinander ab weichende Belastungsnomogramme besitzen, dann ist es zweckmässig, für jede der vor- bandenen Röntgenröhrentypen eine der in Fig. 22 dargestellten Einrichtungen zu ver wenden. Die Mehrzahl der dann vorhande nen Rollen 274,<B>275, 276</B> für die prozentuale Ausnutzung, die Röhrenspannung und die llilliamperesekundenzahl sind dann direkt miteinander gekuppelt, während die Mehr zahl der Rollen 280 für die.
Zeit und 279 für den Röhrenstrom entsprechend frei be weglich sein müssen. Das gleiche gilt für die Übersetzung 286, 287, die dann unabhängig voneinander in mehrfacher Zahl vorhanden sein muss. Die einzelnen Rollen<B>9-79</B> für den Röhrenstrom und 280 für die Zeit zeigen dann bei bestimmten Einstellungen der pro zentualen Röhrenausnutzung, der Röhren spannung und der m As-Zahl jeweils die Werte an, die dem für die Röhrentype gel tenden Belastungsnomogramm entsprechen. Dabei sind je nach der vorhandenen Röhren type auch die Zeitskalen, die ja das Be- la.stungsnomogramm gewissermassen enthal ten, in entsprechend verschiedenem Massstabe darzustellen.
Man kann aber auch direkt an Stelle der Zeituhr ein in As-Relais einsetzen. Zum Bei spiel kann in Fig. 19 an Stelle der Zeituhr 251 mit der Zeitskala. \?47 ein m As-Relais gekuppelt werden. Weiter ist es möglich, die in den Figuren dargestellten Prozentwähler ganz in Fortfall kommen zu lassen, wenn man stets mit einer bestimmten Röhrenaus nutzung arbeiten will. Das gleiche gilt für die Beeinflussung der Röhrenspannung für die Fälle, in denen entweder stets mit einer bestimmten Röhrenspannung gearbeitet wird, oder auch dann, wenn die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Röhrenspan nung nicht bedeutend ist.
In einem solchen Falle dimensioniert man die Teilstrecke für das von der Röhrenspannung beeinflusste Glied entsprechend der höchsten vorhandenen Röhrenspannung. Verringert man dann die Röhrenspannung, z. B. im Höchstfalle bis auf <B>25</B> iö, dann schwankt auch die Ausnutzung der vorhandenen Röntgenröhre um den glei chen Betrag. In einem solchen Falle ist es dann möglich, die Zeitskala direkt in Milli- amperesekunden zu eichen. Bei manchen Röntgenröhren tritt noch eine Änderung des Röhrenstromes in Abhängigkeit von der Röh renspannung ein. Auch diese Änderung kann ohne weiteres berücksichtigt werden.
Hier für kann man entweder noch ein weiteres Teilglied vorsehen, welches diesen Faktor be rücksichtigt. Es ist aber auch möglich, das Teilglied, welches mit der Einstellvorrieli- tung für die Röhrenspannung gekuppelt ist. so zu übersetzen, da.ss gleichzeitig die Durch griffsänderung des Röhrenstromes infolge der Röhrenspannung mit ausgeglichen wird. Es gibt weiter Röntgenröhren, bei denen sich der Röhrenstrom in Abhängigkeit von der Erwärmung der Röntgenröhre verändert. Auch diese Änderung kann man berücksich tigen, indem man noch ein Teilglied vorsieht, welches in Abhängigkeit von der Temperatur der Röntgenröhre verstellt wird. Dieses Glied kann man z.
B. durch von der Röntgenröhre ferngesteuerte Temperaturanzeiger verstellen. Es ist aber auch möglich, einen temperatur abhängigen Widerstand unmittelbar in die Röntgenröhre bezw. die Röntgenröhrenhaube einzubauen, der die Veränderungen des Röh renstromes durch die Erwärmung wirkungs los macht. Falls es zweckmässig ist, diese temperaturabhängigenWiderstände auf Hoch spannungspotential zu bringen, können noch entsprechende Steuerglieder, wie gitter gesteuerte Röhren, entsprechende Wandler usw., vorgesehen werden, die diese Beeinflus sung auf die Niederspannungsseite über tragen.
Es ist aber auch möglich, die be schriebenen Teilstrecken für die Einstellung des Röhrenheizstromes alle auf Hochspan nungspotential zu verlegen und dieselben lediglich, z. B. auf mechanische oder elek trische Weise, vom Erdpotential aus zu ver stellen.
Es ist weiter vorteilhaft, dem Heizkreis Einrichtungen vorzuschalten, die den Röhren strom auch bei Schwankungen des Speise netzes in an sich bekannter Weise konstant halten. An Stelle der beschriebenen Einstell vorrichtungen für den Röhrenstrom können eventuell auch gittergesteuerte Vorrichtun gen zum Verstellen des Röhrenstromes Ver wendung finden, deren Einstellung wieder durch die entsprechenden Teilglieder vor genommen wird.
Verwendet man Röntgen röhren, bei denen in an sich bekannter Weise die Einstellung des Röhrenstromes durch eine mechanisch oder elektrisch gesteuerte rnter- brechereinrichtun,g im Heizkreis der Röntgen röhre vorgenommen wird, dann ist die Ver stellung dieser Steuereinrichtung wiederum in entsprechende Teilwegstrecken aufzutei len, die von den einzelnen Gliedern zu steuern sind.
X-ray system with a device for setting the heating current of the X-ray tube. There are already different types of Ge devices for setting the heating current of an X-ray tube have become known, which should be a convenient presetting and control enabled union. In particular, when these setting devices were built, consideration was given to their use in X-ray systems with automatic overload protection. The invention relates to an X-ray system with a device for setting the heating current of the X-ray tube, which differs from the known control devices by simplicity and in particular by great accuracy advantageously.
In accordance with the invention means are provided which make it possible union, the distance which the Er version of the setting of a Heizstro.m- regulating device serving member, z. B. a scale, a pointer or a mark, must put back in order to get from a maximum value to a minimum value of the anode current of the X-ray tube when the heating current control device is adjusted, also for other tubes to be operated with the device with different emission characteristics to hold the same length.
It is advantageous if the link is coupled directly to the drive which adjusts the heating current control device, which is preferably a manually operated setting button, and an exchangeable mechanical transmission between the drive and the heating current control device adapted to the emission characteristics of the X-ray tube , e.g. B. curve is switched.
In the figures of the accompanying drawing voltage, various embodiments of the subject invention are shown. In Fig. 1, 11 is a controllable counter stand designated, which is in the heating circuit of the X-ray tube. His adjustable slide is controlled via a rod 12 by a cam 13, which is provided via a cable drive 14 from the manually operated adjustment knob 15. With the adjustment knob 15 a scale drum 16 is un indirectly coupled. on which the anode currents of the X-ray tube are entered in logarithmic division, which correspond to the heating currents set on the resistor 11. The Ska drum 16 is assigned a fixed pointer 17.
The curve 13 is adapted to the emission characteristics of the connected X-ray tube. If you use an X-ray tube with a different emission characteristic, curve 13 must be replaced by a corresponding other curve. If you want to ensure that the heating current and thus the anode current (tube current) of the X-ray tube can never exceed a maximum value, it is only necessary to provide a horizontal section at the relevant point on curve 13, as shown in FIG. 1 at 18 is indicated.
It is of course also possible to design the curve in such a way that the heating current and thus the tube current can never fall below a certain lowest value. This heating current limitation is particularly useful in X-ray systems with automatically operating overload protection. Expediently, a further resistor 19 is controlled by the adjusting knob 15 via the cable 14, which is in the heating circuit of the valves upstream of the X-ray tube.
The embodiment shown in FIG. 2 differs from the one shown in FIG. 1 only in that the resistor 11 in the heating circuit of the X-ray tube is controlled directly by the setting knob 15 and the scale drum 16 is controlled via the curve 13. The resistor 19 in the heating circuit of the valves must of course be controlled analogously via curve 13 here. The heating current limitation can be achieved here by arranging a series resistor in front of the control resistor 1.1.
The highest permissible tube current is then always reached when rotating the counter stand 11 in its end position. If the tube current is 1000 mA, for example, then the curve 13 is worked out so that at the end position of the resistor 11 and thus at the end position of the curve 13, the rod 12 is lowered so far that the scale 16 shows the value 1000 mA . If the tube current to be limited is lower, the curve 13 is worked out flatter, so that the rod 12 in the end position only adjusts to the corresponding tube current.
In both figures, curve 13 and rod 1.2 work together in such a way that if rod 12 gets stuck, the heating current and thus the anode current of the X-ray tube can be at most equal, but never higher than the maximum permissible tube current. This is important in X-ray systems with automatic overload protection, in which the scale drum 16 cooperates with the other setting devices that are relevant for the load on the X-ray tube.
Fig. 3 shows a partial circuit diagram of an X-ray system with an adjusting device that is similar to that shown in Fig. 1 in detail, Lich. The heating transformer 20 of the X-ray tube is connected on the primary side via the control resistor 11 to a mains-powered device 21 for keeping the mains voltage constant.
With 22 of the X-ray circuit main switch is designated, which has four positions, namely a recording position and a recording preparation position (M) and a fluoroscopic preparation position and a fluoroscopic position (T). In addition to the slide controlled by the rod 1.2, a second slide 23 for setting the Röh renheizstromes when fluoroscopic is seen on the control resistor 11. With a 24 a fine control resistor effective only with scanning is designated net, which is in series with the resistor 11 when scanning.
The resistor 19 located in the primary circuit of the transformer 25 feeding the valve heating has, in addition to the slide coupled to the curve 13, another slide 26 which allows the valve heating to be set permanently when fluoroscopic. The timer is denoted by 27, the receiving contactor by 28 and the fluoroscopic contactor by 29. These contactors control the high-voltage circuit of the X-ray tube, depending on whether the X-ray circuit main switch 22 is set to recording or fluoroscopy, in the usual way.
In the primary circuit of the tubular heating transformer 20 there is also a changeover switch 30 which is controlled by the workplace selector, which is often provided in X-ray systems. In the signed position of the switch 30, the illustrated variable resistor 11 and # the curve 13 are effective. If you switch to another workplace, another rheostat is placed in the heating circuit, which is actuated via another curve which is designed according to the emission characteristics of the X-ray tube provided at this workplace.
Likewise for the other jobs respectively. X-ray tubes that can be optionally connected to the X-ray apparatus, additional curves and control resistors are provided, which are then switched into the primary circuit of the tubular heating converter 20 accordingly.
In the setting device shown in Fig. 13, the switch to the various workplaces is resp. X-ray tubes relatively simple, because you only need to put other resistors 11 in the primary circuit of the transducer 20. The different curves to be provided accordingly 13 for controlling these resistances do not need to be switched somehow, since they are always operated together by the only existing drive with which the only existing scale drum is connected.
Switching to the various workstations is just as easy if, instead of the various resistors, you work with a single resistor on which the sliders controlled by the various curves all slide, because then you only need to select the slider in question to lay the primary circuit of the heating converter. In the embodiment shown in FIG. 2, a purely electrical switchover is not possible. Here you have to arrange a special curve 13 with a special scale drum 16 for each workstation. The curves can all be driven together, but you have to make sure that the correct scale drum is read in each case.
In the case of X-ray systems with automatic overload protection, this arrangement is unfavorable in that the protective device then has to be optionally influenced by the individual scale drums; or you just have to arrange a plurality of protective devices.
This disadvantage is avoided in the embodiment shown in FIG. Here, the adjusting knob 15, similarly to FIG. 2, controls the variable resistor 11 in the heating circuit. In order to be able to manage with a single scale drum 16 even at different workplaces, the following arrangement is made here: The slide controlling the control resistor I1 sits on an arm 31 which can be rotated around the point 32 according to the setting of the knob 15.
On a circular disc 33 are a plurality of curves corresponding to the number of jobs respectively. X-ray tubes brought on. In the drawn position of the disk 33, which is operated by the workplace selector, the curve 34 works together with the setting knob 15 and the scale drum 16, namely a scanning element 35 is provided which runs along the curve 34 when the knob 15 is adjusted and the drum 16 is adjusted accordingly via a rope or steel belt 36. A spring housed in the drum 16 ensures that the rope 36 is always kept under tension.
If you want to go to the next work station to which the curve 37 is assigned, the disk 33 is rotated clockwise when the work station selector is switched over until the sensing element 35 comes into connection with the curve 37. When the workstation selector is switched over further, the remaining curves come into engagement with the scanning member 35 accordingly one after the other. Care must be taken that the disk 33 can only be switched in a clockwise direction.
A weight 38, which can also be replaced by a suitably designed spring, ensures that the rope or steel band 39 used to connect the adjusting knob 15 to the rod 31 is always kept taut. It is of course easily possible to always arrange the individual curves on a circular disc simply next to one another or one behind the other and to bring the individual curves one after the other into connection with the scanning element by moving accordingly. Since, of course, it must be ensured that only one curve can be connected to the scanning element.
The curve shown in Figs. 1 to 4 ven can be made for example from sheet metal or hard paper or wood. A curve, as it is required for the embodiments shown in FIGS. 1 and 3 be, is shown in Fig. 5 for itself larger. To produce the curve, a rectangular table 40 is used, on which a corresponding coordinate system is expediently printed or etched. The abscissa and the ordinate are each provided with a logarithmic mA scale. The scale starts at the lowest mA value that is practically desirable, e.g. B.
30 mA, and ends with the maximum value, e.g. B. 1000 mA. On the board 40 are appropriate markings BEZW accordingly. Barrel holes 41 are provided which ensure that the position of the intended coordinate system is always exactly the same when the panel is inserted into the setting device. A calibration curve is expediently used to determine the course of the emission curve of the X-ray tube in question.
For this purpose, the part lying above the dash-dotted line 42 is cut away from a corresponding table 40 and the resulting curve below 45 is used as a calibration curve in the setting device. a set. If the abscissa scale is designated with mA tube and the ordinate scale with mA scale drum on table 40, then the emission curve is particularly simple to determine for each X-ray tube used.
First, during the calibration, the setting knob 15 and thus the resistor 11 are set to its lowest position, which should correspond to 30 mA, for example. In this position, the series resistor in the heating circuit of the X-ray tube, which may be provided, is set so that the actual X-ray tube current corresponds to the value of 30 mA displayed on the scale drum 16.
The scale drum is now set to 100 in., For example, and the real tube current flowing in the process is determined, which should be 80 mA, for example. This measured value is marked on the board 40 on which the desired curve is to be produced. This value is denoted by 43 in FIG. 5. One continues in a similar way. up to the highest desired tube current.
By connecting the individual measuring points, the curve 44 corresponding to the emission characteristics of the X-ray tube is obtained on the table 40. The horizontal part 45 of the curve is. As already explained with reference to FIG. 1, it is provided at the point at which the maximum permissible tube current is located. In the example shown in Fig. 5, the maximum allowable tube current is 4 () () mA.
From the table 40, the part lying above the curve 44, 45 is now simply wegge.elinitten; this gives the curve to be used in the setting device according to FIGS. 1 and 3 for a specific tube for normal operation, which curve then controls the rod 12. The calibration curve mentioned earlier. which was created by cutting off the part of a table 40 lying above the dash-dotted line 42 is not required in normal operation, but is only used for calibration and can be used for all different curves to be produced during calibration.
In a corresponding manner, the cure ven for the setting devices according to FIGS. 2 and 4 can be produced. Instead of cutting up panels, the curves can also be produced by cutting a corresponding slot in a panel 40 and then grinding a scanning element connected to the rod 12 into the slot. Furthermore, the arrangement can also be made such that a steel strip, which is bent according to the curve 44, 45, is placed on a rectangular plate 40. It is advisable to attach the steel band to the board in such a way that it can be shaped into any desired curve shape, similar to the known adjustable cure rulers.
You then have the option of using one and the same panel for different X-ray tubes by appropriately turning the steel strip around.
The regulation of the heating current of the X-ray tube and thus of the anode current (tube current) can also be done with the help of two resistors connected in series, of which only one via the curve, or some other variable mechanical translation, the other directly with the scale drum or. is connected to the pointer of a scale. An exemplary embodiment here for is shown schematically in FIG.
The setting knob 15, which here carries a pointer playing over a fixed, appropriately logarithmic scale, drives the slide 47 of a resistor 48 via the cable 46, which, depending on the position of the switch 49 coupled to the job selector, either with the Resistor 50 or with the resistor 51 in series in the primary circuit of the Heiztrans transformer 52 for the X-ray tube. The resistor 50 is controlled by the setting knob 15 via the curve 53 adapted to the emission characteristic, the resistor 51 via the curve 54 adapted to the emission characteristic of the other tube.
With the help of the slide 55, 56 only to be set during the calibration, the tube current is set during the calibration so that when the button 15 is set to the lowest value, the actual tube current corresponds to the value shown on the scale.
The mode of operation of the setting device provided in FIG. 6 is to be explained with reference to the diagram drawn in FIG. On the abscissa are the ohmic numbers of the resistors 48 and 50 respectively. 51 worn. The ordinate, on the other hand, is divided logarithmically in the tube current in mA. In the position of the switch 49 shown in FIG. 6, the resistance 48 takes the course 57 denoted as a function of the mA values set.
The resistance 50 changes at the same time as the adjustment knob 15 is adjusted according to the curve 58. It should be noted that when the resistance 48 is increased, the resistance 50 is reduced and vice versa. The result is a total resistance in the heating circuit of the x-ray tube with a course determined by curve 59, which corresponds to the emission characteristic of the x-ray tube.
If the switch 49 is placed in its other position, curve 60 applies to the change in resistor 48, curve 61 to change in resistor 51 and curve 62 for the total resistance. It can be seen from the diagram in FIG. that you can by appropriate mes solution of the resistances and appropriate training of the curves 58 respectively. 54 can freely select the change in resistance as a function of the setting of the button 15 and accordingly also adjust it precisely according to the emission characteristics of the X-ray tube in question.
He also knows from the graph in FIG. 7 that the main slope of the resulting curves 59 respectively. 62 through the curves 57 respectively. 60, that is to say by the resistance 48, is determined. With the resistors 50 respectively. 51 one only takes care of the exact adaptation to the emission characteristics. This has the advantage that the resistors 50 and 51 and the control paths for these resistors can be made much smaller than in the previous exemplary embodiments.
If a logarithmic division is selected for the mA scale, it can be seen that curve 62 is a straight line.
If the emission characteristic is straight when using a logarithmic mA scale, as is the case with curve 62 in FIG. 7, then when using different X-ray tubes it is found that only the inclination of line <B> 62 </B> changes. In such a case you can bezw the curves by spirals. replace other variable translations.
A conical drive wheel with a height-adjustable drive wheel or switchable spur wheels ("## @ Tech- selräder") or cord pulleys or belt pulleys with different diameters, such as those used in rotating drives, can serve as variable ratios. However, it is also possible to use a curve as it is described in Figures 1 to 4. The curve here, however, has a straight course.
The different setting of the angle of inclination of such a curve is then possible by using, for example, a ruler that is mounted so that it can pivot around the lowest m A value (see the starting point of the curves at 30 mA in FIG. 5) and the rod 12 controls. It is also possible that certain types of tubes always have one and the same curved course of the emission characteristic.
In such a case the straight ruler can be replaced by a correspondingly curved ruler, which is then pivoted in the same way when one tube is replaced by the other tube.
Instead of the resistors used for regulating, throttles can also be used. Control transformers or corresponding tap changers to which the corresponding resistance, choke or transformer stages are connected, can be used.
It is also useful when using the setting device in an X-ray system with automatic overload protection to provide a controlled scale that indicates the ratio of the actual tube power to the maximum tube power at the time set. This ratio is expediently displayed in percent.
Another inclination of the curves 57 and 60 shown in FIG. 59 and 62 is also possible in that the filament transformer is provided primarily or secondarily with corresponding taps or that a pre-transformer provided with corresponding finite taps or a control device is used.
The desired curve slope can also be achieved by an additional resistor connected on the primary or secondary side in parallel to the heating converter.
If X-ray tubes are used in which the emission characteristic changes depending on the anode voltage applied to the X-ray tube, it is advantageous, depending on the respectively set BEZW. pre-set anode voltage to influence the set tube current. The tools required for this are already known per se and therefore do not require any further explanation.
Instead of mechanical translations, however, variable electrical voltage translations causing switching means can also be provided in the heating circuit. The heating circuit is intended to be understood as the part located between the mains terminals and the electrical terminals of the X-ray tube. In the following figures, some exemplary embodiments for a setting device designed in this way are shown in terms of circuitry.
In the embodiment shown in Fig. 8, for detecting the setting of the Ileizstromregelvorrichtung <B> 113 </B> the end member 111 is coupled to the sliding element 112 from the same. The rule resistor 113 is connected in series with the primary winding 114 of the heating transformer for the X-ray tube. The secondary winding of the filament transformer is labeled 115.
The transmission ratio of the heating transformer can be changed either by moving the control contact 116 or by moving the control contact 117 on the primary winding 114, depending on whether the switch 118 is in position I or position II. The order switch 118 is coupled to a job selector, not shown in the figure, through which one or the other of two X-ray tubes can be connected to the secondary winding 115 of the filament transformer.
A further changeover switch 119 is coupled with the switch 118, through which a more or less large balancing resistor 120 is connected upstream of the regulating resistor 113, depending on the connected tube. The element 111 is designed as a pointer and plays over a scale assigned to the variable resistor 113, which is calibrated in mA tube current.
The setting device shown is calibrated in the following manner: First, when the switch 118 is in the position shown, the tap 116 is set to the value zero, so that an average heating transformer ratio results. Then the displaceable tap 112 of the variable resistor 113 is set to the lowest value of the heating current, that is to say in the figure to a tube current value of 30 mA. By moving the pick-up 121, the balancing resistor 120 is changed in such a way that the current indicated on the scale actually flows in the X-ray tube.
The slide 112 is now adjusted to a different value, for example the maximum value (1000 mA), and it is checked whether the actual tube current actually corresponds to the display on the scale. If this is not the case, the variable tap 116 on the winding 114 of the heating transformer is adjusted to -I- and -, depending on whether the actual tube current is too low or too high than the displayed value.
To check, you now repeat the two settings and, if there are still deviations, adjust the tap 121 on the balancing resistor and, if necessary, the variable tap 11.6 until the currents actually flowing correspond exactly to the currents displayed on the scale.
The changeover switch 118 is now switched to position II and the corresponding calibration processes are carried out for the second X-ray tube which can be connected to the secondary winding 115 by moving the taps 117 and 122.
It can be seen that the distance which the element 111 has to cover in order to reach the maximum value (1000 mA) to the lowest value (30 mA) of the tube current when the heating current control resistor 113 is adjusted, for both with the setting device X-ray tubes to be operated in each case also have the same length with different emission characteristics.
For better understanding, the dependence of the tube current (ordi nate mA) on the heating voltage (abscissa volts) for both X-ray tubes I and II is carried out in FIG. It can be seen that the heating voltages for the two X-ray tubes are different from one another. In order to get from the lowest value to the maximum value of the current in the X-ray tube I, the heating voltage must be increased from, for example, 3 volts to 6 volts, while in the X-ray tube II it is increased from, for example, 4.5 volts to 10 volts got to.
One achieves with the same scale values respectively. the same path lengths to be covered on the scale these necessary 121eizspan- t changes by, as described above, the variable taps 116 and 121 respectively. 117 and 122 accordingly. If, for example, the mA values of the scale were to be plotted as a function of the ohmic values of the rule resistor 113, two inclined, but exactly parallel straight lines would result for the two tubes I and II.
If the emission characteristics of the X-ray tubes used have a logarithmic or at least approximately logarithmic course, which is usually the case, the straight course of curves I and 1I shown in FIG. 9 only results if the scale division for the tube current (mA ) is selected logarithmically. The abscissa is naturally subdivided linearly in FIG. This means that all intermediate values that can be set on the mA scale can also be grounded. must be correct without special calibration.
It is not absolutely necessary for the transformation ratio of the heating transformer itself to be adjustable; Rather, you can also put a special intermediate transformer, possibly in economy circuit, in front of the heating transformer and make its transmission ratio adjustable. On the other hand, in the exemplary embodiment shown in Firn 8, the transmission ratio can be set on the secondary winding 115 instead of on the primary winding 114. In this case, the switch 118 then simultaneously serves as a workplace selector, which connects the heating filament to the secondary winding 115 either of the one or the other tube.
In the exemplary embodiment shown in Fig. 10, the Nende member 111 with the variable handle 123 is coupled to the detection of the A position of the heating current control device. which is slidable ver on the secondary winding 124 of an auxiliary transformer. The primary winding <B> 125 </B> of the auxiliary transformer is assigned a changeover switch 126 through which the transmission ratio of the auxiliary transformer 124, 125 can be adjusted.
The secondary winding 124 of the auxiliary transformer is in series with a balancing resistor 127 in the primary circuit of the heating transformer 1 2 8, to which three X-ray tubes can optionally be connected on the secondary side. The setting device is connected to the mains via a voltage constant device 129.
The switch 126 is coupled to the workplace selector 130, through which one of the three X-ray tubes is optionally ruled out. Another changeover switch <B> 131 </B> is coupled to this workplace selector, which changes the size of the balancing resistor 127 depending on the connected tube. The size of the transformation ratio is adjustable for each X-ray tube at the points 135, 136 and 137 on the primary winding 125 of the auxiliary transformer during calibration. The calibration is basically carried out in the same way as was described with reference to FIG. However, the calibration is a little easier here.
If you turn off the influence of the auxiliary transformer completely in a certain position of the tap 123, in the arrangement shown in Fig. 10 this is the lowest value of the tube current (3l) mA), then the calibration of this lowest value can be done by the Calibration of the maximum value or another value taking place setting of the taps 135, 136 respectively. 137 no longer be influenced.
11 again shows the dependence of the tube current (mA) on the heating voltage (volts) for the three tubes I, 1I and III. The statements made with regard to FIG. 9 also apply mutatis mutandis to FIG. 11.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 12, the member 111 playing over the tube current scale is coupled with the displaceable tap 112 of a variable resistor 113 as in the embodiment shown in FIG. Here, however, the transformation ratio of the filament transformer 138, 139 cannot be regulated. The required translation within the heating circuit is created here by adjustable resistors 140, 141, 142 parallel to the primary winding 138 of the heating transformer. A special parallel resistor is provided for each of the three X-ray tubes that can be connected using a workplace selector.
Which of the resistors is parallel to the primary winding of the heating transformer depends on the position of a switch 143 coupled to the workplace selector. An order switch 144 is also coupled to the workplace selector, through which the size of the balancing resistor 120 is changed according to the X-ray tube connected in each case. The mode of operation of the switch 144 thus corresponds to the switch 119 in FIG. B.
The adjustable taps 145, 146 and 147 on the balancing resistor 120 are set during calibration in the same way as in the embodiment shown in Fig. 8, the taps 121 and 122 of the balancing resistor 120. The adjustment of the parallel resistors 140, 141 and 142 takes place according to the same Facial points as in the embodiment shown in FIG. 8, the setting of the handles 116, 117.
The embodiment shown in Fig. 12 is based on the following consideration: A current flows through the resistors 113 and 120, which is composed of a primary current that the heating converter 138, 139 absorbs and the current that is passed through the parallel resistor 140 that is switched on , 141, 142 is determined. If the size of the parallel resistance is now changed, then the size of the current flowing through the resistors 113 and 120 also changes. However, this change in current causes a change in the voltage drop across resistors 113 and 120.
Since the voltage supplied to the heating circuit from the network is assumed to be constant, which can be ensured, for example, by a voltage constant holding device 129, a change in the parallel resistance results in a change in the primary winding 138 of the heating transformer applied tension.
This means that by connecting an appropriately set resistor 140, 141 respectively in parallel. 142 exactly as in Fig. 8 by setting the Abgtzffe 116 respectively. 117 can achieve that the distance which the element 111 has to cover in order to reach an adjustment of the stimulation current regulating device 113 from a maximum value to a minimum value of the X-ray tube current,
is the same length for all three optionally connectable X-ray tubes, although, as can be seen from FIG. 13, the heating voltage range of the three X-ray tubes is of different sizes. In FIG. 14, the dependency of the tube current (mA) of the three X-ray tubes I, II and III on the tube values of the variable resistors 113 and 120 is entered for better understanding.
The distance between zero and point 148 on the abscissa corresponds to the size of the balancing resistor 120 when the switch 144 is set to I. The distance between zero and point 150 corresponds to the size of the balancing resistor 120 in the position II of the switch 144 and the distance between zero and point 152 of the size of the balancing resistor in position III of switch 144. The distance between points 148 and 149 corresponds to total resistance 113.
The distance between points <B> 150 </B> and <B> 151 </B> is just as great, as is the distance between points 152 and 153. It can therefore be seen from FIG. 14 without further ado that the condition set with regard to the distance to be covered by the setting member 111 is actually fulfilled.
The parallel resistors 140, 141 and 142 can also be arranged on the secondary side of the filament transformer 138, 139, without in principle changing anything in terms of the mode of operation. It is then advisable to arrange the resistors directly on the heating clamps of the X-ray tubes so that the workplace selector changes the X-ray tube and the parallel resistor at the same time. If necessary, you can structurally combine the parallel resistance with the X-ray tube by z. B. in the heating base of each X-ray tube or in the high-voltage protective housing surrounding the X-ray tube installs the parallel resistance measured from the outset.
With the help of a calibration device, the built-in parallel resistor can be in the tube factory or. are calibrated accordingly in the factory producing the protective hood, so that when the tube is connected to the X-ray apparatus, only the calibration resistor 120 needs to be calibrated.
You can even go further and also place the balancing resistor 120 in the secondary circuit of the filament transformer respectively. Provide a special balancing resistor for each tube in the secondary circuit and structurally combine this with the tube in the same way as the associated parallel resistor in the manner described. This balancing resistor can also be calibrated in the tube factory, so that when connecting an X-ray tube equipped in this way, calibration is no longer necessary.
Because then the primary circuit of the heating transformer only holds the same adjustable resistor 113 for all tubes.
As has already been explained with reference to FIGS. 8 and 9, most X-ray tubes have a straight line dependence of the logarithmically plotted tube current on the linearly plotted heating voltage. Occasionally, however, it happens that this dependency is not consistently straight, but has a kink. In this case you can consider each of the two practically straight parts of the curves for themselves and adjust the setting device for each of the two areas. During the transition from one area to the other, the adjustment means must be switched over automatically.
Sometimes it also happens that the dependence of the logarithmically plotted tube current on the linearly plotted heating voltage is not straight, but rather slightly curved. There are two ways of eliminating this deficiency. Either you change the logarithmic scale of the tube current so that there is again a completely straight line dependency, or you keep the logarithmic scale for the tube current and switch between the element 111 on the scale and the slide 112 in FIGS. 8 and 12 respectively. Slide 123 in Fig. 10 has a corresponding translation.
Instead of such a mechanical translation, one can of course also use the control characteristic of the resistor 113 or. change the control winding 124 accordingly. This measure naturally assumes that all X-ray tubes that can optionally be connected to the relevant control device have the same curvature as a function of the tube current and the heating voltage. But this is usually the case.
It should also be noted that the balancing resistors 120 respectively. 127 and in FIGS. 8 and 12 also by the control resistor 113 was in any case able to compensate for any existing curvature of the curves. This phenomenon has its cause in the current dependence of the resistors.
The setting devices described above are particularly suitable for X-ray systems in which overload protection is provided by a nomogram coupling of the three setting parameters: tube voltage, tube current and load time. is achieved. This is because the logarithmic adjustment of the link 111 is particularly easy, and can be built into such an automatic system accordingly. In such a case, of course, the scale shown in the figures for the tube current (mA) does not even need to appear on the outside. It is only essential that the link 11.1 acts as has been described with reference to the exemplary embodiments.
The setting devices described above are particularly suitable for use in X-ray systems, in which care is taken that the X-ray tube cannot be overloaded. For this purpose, the distance having a logarithmic division with respect to the X-ray tube current is divided into one of the adjustment device for the loading time and one of the distance associated with the adjustment device for the tube voltage, such that the tube current can be adjusted with any setting of the two adjustment devices has the highest permissible value according to the load nomogram in a manner known per se.
The route expediently also has a third partial route which is assigned to a setting device for the degree of utilization of the x-ray tube (percentage selector).
An X-ray system automated in this way has the essential advantage over the known X-ray systems with a nomogram coupling of the setting devices for the tube voltage, the tube current and the loading time that, despite the great simplicity of the coupling means, the loading nomogram can be taken into account without compromise.
In the following figures Ausfüh approximately examples for such X-ray systems are shown schematically.
15 shows the load nomogram for three different X-ray tubes <I> A, B, C, </I>, namely the time is plotted as the abscissa and the tube current as the ordinate. The time division can be done in any scale, z. B. linear or logarithmic. The milliamper division, on the other hand, is represented as a logarithm mixed.
The curves 211, 212, 213 correspond to a maximum permissible tube voltage, which was assumed to be 100 kV, and the maximum permissible tube utilization of 100%. However, the curves also correspond to the tube current at a tube voltage of 50 kV, i.e. at half the tube voltage, and when the tube is only used by <B> 50%. </B> Curve 211 corresponds to an X-ray tube A, curve 212 an X-ray tube B and the curve 213 of an X-ray tube C. It can be seen from the curves that the load nomograms for the three X-ray tubes A, B and C are different from one another.
The curves 214, 215, 216 show the dependence of the tube current on the time when the tube voltage is reduced to, for example, 50 kV, that is to say by half. The utilization of the tube is also here at 100%. Curve 21.4 again corresponds to tube A, curve 215 to tube B and curve 216 to tube C. In contrast, curves 217, 218 and 219 show the tube current as a function of the loading time at the assumed maximum tube voltage of 100 kV, but with only 50%, i.e. half the tube utilization. Here, too, curve 217 corresponds to tube <I> A, </I> the curve 218 to tube <I> B </I> and curve 219 to tube C.
From FIG. 15 it can be seen that the distances between the curves 211 and 214 respectively. 211 to 217 and the distances between the curves 112 to 115 respectively. 112 to 118 and 118 to 116 respectively. 113 to 119 in the direction of the ordinate, that is to say the milliamps scale, are the same for every time setting and for every curve progression that is caused by the load nomogram.m. Fig. 15 also shows that these distances have a difference in the tube current in the ratio 1:
2 correspond.
In Fig. 16 is a diagram in which the abscissa are the Stellun gene of the heating current controller on a linear scale and the ordinate shows the tube current on a logarithmic scale. So that the curve runs in a straight line, the positions of the stimulation current regulator can be appropriately designed, as z. B. is described with reference to the previous figures.
From FIG. 16 it can be seen that when the tube current is reduced by half, the same path of the heating current regulator must always be adjusted. Reduce z. B. the tube current from 2000 mA to <B> 1000 </B> mA (point 220), then results for the heating current controller z. B. a resistance of 30 ohms. The same change occurs if the tube current is to be reduced from 400 mA (point 221) to 200 mA (point 222).
The tube current of 400 mA corresponds to a resistance of 70 Ohm and the tube current of 200 mA corresponds to a resistance of 100 Ohm. To reduce the tube current from 400 to 200 mA, that is to say by half, an additional resistor of 30 ohms is also required here.
If you compare this z. B. the curves 211 and 214 in FIG. 15, which run at a distance from one another which corresponds to half the tube current, it follows that a constant resistance of 30 ohms is required to achieve this change in every time position according to FIG is. The same also applies to the ratio of all white direct curves described in Fig. 15 zuein other.
If you change the tube voltage or the percentage utilization in a ratio other than 1: 2 to one another, then further families of curves result with a different distance from one another. However, this changed distance is always constant in the direction of the ordinate even with these curves. The ratio value resulting from the new distance is again a constant heating current regulator range, e.g. B. assign a constant ohm number.
From the foregoing it is evident that when the tube voltage changes, the permissible tube current changes inversely proportionally and that when the percentage utilization changes, the tube current also changes to the same extent.
In addition to the described changes in the tube current, due to changes in the tube voltage or the percentage utilization, there are also changes in the tube current depending on the load time. It can be seen from FIG. 15 that the character of the curves (e.g. 214, 211, 217) is the same for the same tube type (e.g. tube A). It results z. B. that in curve 214 a tube current of 9000 mA is permissible for the shortest time (0.1 second) and a tube current of 400 mA is permissible for the longest time (10 seconds).
16 now results in a resistance of zero ohms for the tube current of 2000 mA and a resistance of 70 ohms for the tube current of 400 mA (point 221).
Accordingly, you can still bezw the other current and ohm values. Determine the heating current controller settings that correspond to the times between the maximum and the minimum value. Fig. 17 shows, as a function of the time, the corresponding heating st. Ohm numbers. Curve 223 corresponds to tube type A, curve 294 to tube type B and curve 225 to tube type C.
17 shows that, regardless of the level of the tube voltage and the level of the percentage utilization of the X-ray tube, each time and each tube type is assigned a very specific resistance value.
The distance that the heating current controller has to cover when adjusting from a maximum value to a minimum value of the Röh renstromes can therefore be divided into individual logarithmically divided distances. that of time, tube voltage and z. B. are also assigned to the tube utilization.
18 shows a schematic exemplary embodiment according to the invention. A milliampere curve 2-6, which corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, is not driven directly by a button. but the route for the drive is divided into three individual routes. The partial distance 927 corresponds to the percentage tube utilization, the partial distance 9-8 the tube voltage and the partial distance ?? 9 the exposure time. The individual paths <B> 227 </B> to 229 are subdivided according to the considerations described with reference to FIGS. 15 to 17.
The three individual travel distances are combined using three adjustable rollers 230, 231 and 232, which are coupled to the setting devices for the three partial sizes. A cable 233, which is firmly anchored at 231 and the other end of which engages via a deflecting roller 235 on the spiral curve 226 at 236, is guided over the three rollers. If now z. If, for example, the tube voltage is lowered from the maximum value drawn from 100 kV to 50 kV, then the part of the rope 233 lying to the right of the pulley 231 becomes longer, and the point 236 moves to the right, i.e. a higher tube current is set.
Changes in the percentage utilization have the same effect. the exposure time. The tube current set and readable at 236 on the scale 237 always corresponds to the respective permissible nomogram value. The scale 237 and the scales 227 and 228 are logarithmically divided. The scale 229, on the other hand, contains the tubular nomogram. If the tube nomogram runs in a straight line when the time and the power are plotted on a logarithmic scale, then the scale 229 is also a logarithmic one.
Instead of the curve controller 226 drawn, the other heating current controllers described above can also be used.
In X-ray systems, it is desirable to know the product of the tube current times the exposure time, i.e. the mAs values, since an X-ray image is always fully characterized by the tube voltage and the mAs number. FIG. 18 also shows a display device 238 for the mAss values, which is moved on a logarithmic mAs scale 239.
The display device consists of a pulley 240 over which a rope 241 runs, one end of which is fastened at 236 with the mA curve 226 and the other end after being diverted via a guide pulley 242 to the setting member 243 for the time. If the time scale is not logarithmic, then between the drive element 243 and the cable 241 a corresponding deformation element must be switched on which, when the time is adjusted, adjusts the cable 241 according to a logarithmic law. A further condition is that one decade on the time scale 229 is equal to one decade on the tube current scale 237.
If this is not the case, then appropriate translation elements have to be switched on, through which the decades in the logarithmic system of time and mA adjustment are made the same. A spring 244 always pulls the roller 240 to the right and thereby tensions the rope 241 at the same time.
For several X-ray tubes to be operated with the setting device, the same measures apply as described with reference to FIG. 3. All scales 227, 228, 229, 237 and 239 and the setting elements of the same are common to the tubes to be operated with the device.
Instead of the timer, a mAs relay can also be coupled to the mAs scale.
19 shows a schematic exemplary embodiment according to the invention based on a control device for setting the heating current, as has been described with reference to FIG.
The distance that the element used to record the setting of the control device for the heating current must cover in order to move from a maximum value to a minimum value of the tube current when the control device is adjusted is divided into partial distances. The partial distance 245 corresponds to the percentage tube utilization of the X-ray tubes, the partial distance 246 corresponds to the tube voltage and the partial distance 247 corresponds to the time. In the exemplary embodiment, the partial distances 245, 246 and 247 are formed by resistors connected in series, which follow the Dimensions according to Fig. 15 to 17:
are. The adjusting member of the regulating device 246 for the tube voltage is connected to a displaceable tap 248 which is adjustable on a regulating transformer for the tube voltage 249. The actuator of the variable resistor 247 for the time is coupled to the setting member 250 of a time 251.
In series with the partial routes 245, 246 and 247 there is also a balancing resistor 252. The filament transformer is designated by 258 and the regulating resistor arranged parallel to the filament transformer by 254. The high-voltage circuit can be switched on via a switch 255. With 256 the high voltage transformer is shown and with 257 the X-ray tube. The circuit for controlling the high voltage is only shown in principle. The parts that are not essential to the invention, such as switching from the recording circuit to the fluoroscopy circuit, and any high-voltage rectifier that may be required are omitted from the figure for the sake of clarity.
The partial distances 245 for the percentage tube utilization and 246 for the tube voltage are to be divided logarithmically; if, on the other hand, the tube voltage is regulated according to a linear law, then a corresponding converter must be switched on. But it is also possible to divide this distance linearly. In such a case, as a rule, i.e. in the example in the resistor itself, the logarithmic conversion must be placed. In Fig. 20 an embodiment is shown, which corresponds essentially to the example according to FIG. 19, but with the difference that the connection of two X-ray tubes is possible.
For the sake of simplicity, the circuit for the tube voltage is omitted in this example. The order to switch to the z. B. assumed two X-ray tube types I and 1I is carried out by the switch 258, which are coupled to the work station selector in the X-ray system. If, as shown, the tube I is selected, the partial distance 247a coupled to the timer 251 is switched on, and the adjustment resistor 252a and the parallel resistor 254a are selected. When switching to tube II, however, the corresponding resistors 247b, 252b and 254b are switched on.
When dimensioning the resistors 247 for the time, what has been said in relation to FIG. 17 must be observed. Is z. B. the length of the time regulation between the shortest and the longest time constant, then the corresponding part must stretch according to the respective used th tube type, z. B. the resistor 247, can be dimensioned for each tube type as shown in FIG. For this purpose, either the resistors themselves can be wound differently depending on the type of tube, or corresponding translation elements between the setting element 250 at the time and the control element on the partial resistance can be switched on.
Also in the embodiments shown in FIGS. 19 and 20, a mAs display can be attached which always shows the mAs number that corresponds to any setting of the individual section for tube utilization, tube voltage and loading time. Such an mAs display can be made electrically or mechanically. An electrical display is e.g. B. possible by creating a known image for the tube current, which is influenced accordingly to the time set so that the product current times time = mAs is displayed. But you can also use mechanical images.
An exemplary embodiment is shown in FIG. 21. With the regulating devices for the percentage tube utilization 259 and the tube tension 260 are coupled pulleys 262 and 263, which a rope 264, which is firmly anchored at 26 #> at one end and the other end runs on a drum 266 tensioned by a spring: . adjust. On the other hand, the end of a rope 267 is attached to the time controller 261, the other end of which is anchored to a curve or pulley 268. The curve or rope washer 268 is firmly seated on a scale drum 269, which is also always tensioned by a spring 267.
The scale 269 is determined in such a way that with a certain setting of the percentage regulator 259 and the voltage regulator 26f1, e.g. As shown in Fig. 21, in the 50% and 100 kV position, the mAs numbers resulting from the setting of any load times are determined by multiplying the set time with the tube current corresponding to this time. The scale 269 itself must have a logarithmic course.
If the course of the time scale 261 is not logarithmic, then a curve 268 must be switched on, which translates the mAs scale into a logarithmic scale. If, on the other hand, the time scale is logarithmic, a pulley can be used instead of curve 268. In order to also display the mAs values correctly when the tube voltage or the percentage utilization is adjusted, the drum 266 carries a pointer 270 which is adjusted accordingly when one or both variables are adjusted. If you reduce the tube voltage z.
B. to half, then the pointer 270 moves a distance in the direction that double the mAs value is displayed on the mAs scale, etc. Of course, the movement of the pointer 270 must also correspond to a logarithmic law. Are the deca the logarithmic scale for the movement of the pointer 270 respectively. the mAs scale 269 of different lengths, then corresponding translations must be added again, which coordinate the length of the two movements. For this purpose, the ratio of the diameter of the scale drum 269 to the curve or pulley 268 can be adjusted accordingly.
The mAs indicators described so far work in such a way that the displayed mAs size is controlled accordingly by the three setting elements for percentage tube utilization, tube voltage and loading time. In this case it is necessary to first set the percentage tube utilization and the tube voltage in order to set an exposure condition and only then proceed to the final setting of the desired mAs values based on the loading time.
A subsequent adjustment of the percentage tube utilization respectively. the tube voltage results in an adjustment of the mAs setting. If the previously set mAs value is to be retained, the time must be set again.
The device can also be built in such a way that in addition to the setting for the percentage tube utilization and the tube voltage, the mAs number is permanently set as the third variable. An exemplary embodiment of such an adjustment device is shown in FIG. 22. On the scales 271 for the percentage tube utilization, 272 for the tube voltage and 273 for the mAs number, all of which have logarithmic graduation, three adjusting elements 274, 275 and 276 are ver adjustable. A roller is coupled to each of the adjusting members.
There are also: An auxiliary scale 277 for the tube current and an auxiliary scale 278 for the load time, on which roles bearing display members 279 and 280 are also adjustable. The links 279 and 280 are not adjustable from the outside; but their setting takes place inevitably by adjusting the members 274, 275 respectively. 276. For this purpose, a rope 282 is firmly anchored at point 281, which is guided to the second fixed point 283 via rollers 274, 280, 275 and 279. Another rope 284 is firmly anchored at 285 and runs over the rollers 279 and 276 to a fixed transfer roller 286 on which its end is firmly anchored ver.
The translation roller 286 also carries a smaller roller 287, on which one end of a third rope 288 is anchored, which over the roller 280 after a fixed point; 289 leads. The translation roller 286, 287 is provided in order to coordinate scales 278 for the time and 277 for the mA number, which have different decade lengths, with one another. The translation roller 286, 287 could just as well be fastened to the other end of the rope 284 BE. In this case, the decade of the mA scale 273 would not correspond to the decade of the mA scale 277, as shown, but to the decade of the time scale 278.
The example shown in Fig. \ ?? corresponds to the tube type marked with B in FIGS. 15 and 17. If you use z. B. a tube of type A or a tube of type C, then the length of the time scale 278 would change accordingly, and the translation 286, 287 would have to be selected accordingly.
If the curve shown in FIG. 15 also has a curvature when the time is plotted logarithmically, then the translation 286, 287 must still be designed so that it is from the non-logarithmic time scale. a logarithmic adjustment of the rope 284 from the time side results, that is to say one of the two rope pulleys would have to be a curve.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 22, it does not matter whether the adjustment of the tubular heating current is carried out according to your principle in the manner shown in FIG. 18 or in the manner shown in FIG.
In one case, the setting of the tube current would be measured directly on the mA scale. <B> 277 </B> follow, otherwise the individual parts of the heating current control device would be coupled with the setting elements of the scales 271, 27, 2 and 2 7 8. If several X-ray tubes of the same type are used, all that is necessary is to adjust the heating circuits in accordance with the explanations given with reference to FIGS. 6 to 14.
If, on the other hand, one uses X-ray tubes of different types, that is to say X-ray tubes which have stress nomograms that differ from one another, then it is expedient to use one of the devices shown in FIG. The majority of the rollers 274, 275, 276 then present for the percentage utilization, the tube voltage and the number of llilliampereseconds are then directly coupled to one another, while the majority of the rollers 280 for the.
Time and 279 for the tube current to move freely accordingly. The same applies to the translation 286, 287, which must then be present in multiple numbers independently of one another. The individual roles <B> 9-79 </B> for the tube current and 280 for the time then show the values that correspond to those for the tube type with certain settings of the percentage tube utilization, the tube voltage and the m As number applicable load nomogram. Depending on the type of tube available, the time scales, which to a certain extent contain the load nomogram, must also be displayed on a correspondingly different scale.
But you can also use an As relay instead of the timer. For example, in FIG. 19, instead of the timer 251 with the time scale. \? 47 a m As relay can be coupled. It is also possible to have the percent selector shown in the figures completely omitted if you always want to work with a certain Röhrenaus utilization. The same applies to influencing the tube voltage in cases in which either a certain tube voltage is always used or when the difference between the highest and lowest tube voltage is not significant.
In such a case, the section for the link influenced by the tube voltage is dimensioned according to the highest existing tube voltage. If you then reduce the tube voltage, e.g. B. in the maximum case up to <B> 25 </B> iö, then the utilization of the existing X-ray tube fluctuates by the same amount. In such a case it is then possible to calibrate the time scale directly in milliampereseconds. With some X-ray tubes, the tube current changes depending on the tube voltage. This change can also be taken into account without further ado.
Here for you can either provide a further sub-element which takes this factor into account. However, it is also possible to use the partial link which is coupled to the adjustment device for the tube voltage. To translate so that at the same time the change in the handle of the tube current due to the tube voltage is compensated. There are also X-ray tubes in which the tube current changes as a function of the heating of the X-ray tube. This change can also be taken into account by providing a sub-element that is adjusted depending on the temperature of the X-ray tube. This link can be z.
B. adjust by remote-controlled temperature indicator from the X-ray tube. But it is also possible to insert a temperature-dependent resistor directly into the X-ray tube BEZW. to install the X-ray tube hood, which makes the changes in the tube current due to the heating ineffective. If it is expedient to bring these temperature-dependent resistors to high-voltage potential, appropriate control elements, such as grid-controlled tubes, appropriate converters, etc., can be provided that transfer this influence to the low-voltage side.
But it is also possible to move the sections be written for setting the tube heating current all on high voltage potential and the same only, for. B. in a mechanical or elec trical way to provide ver from the earth potential.
It is also advantageous to connect devices upstream of the heating circuit that keep the tube current constant in a manner known per se, even with fluctuations in the supply network. Instead of the described setting devices for the tube current can possibly also find grid-controlled Vorrichtun conditions for adjusting the tube current Ver, whose setting is made again by the corresponding sub-elements.
If X-ray tubes are used in which the tube current is set in a known manner by a mechanically or electrically controlled interrupter device in the heating circuit of the X-ray tube, then the adjustment of this control device must in turn be divided into corresponding partial distances that are to be controlled by the individual members.