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Die Erfindung betrifft einen Röntgenstrahler mit einer innerhalb eines Vakuumgehäuses angeordnete Anode, wobei zumindest die Anode drehbar gelagert ist und von einem elektrischen Antrieb in eine Dehbewegung versetzbar ist, wobei die Anode im Bereich eines Brennflecks von einem von einer Kathode emittierten Elektronenstrahl beaufschlagbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Kompensation einer Brennfleckbewegung beim Betrieb eines derartigen Röntgenstrahlers.
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Röntgeneinrichtungen, insbesondere medizinischen bildgebende Röntgeneinrichtungen wie beispielsweise Röntgeneinrichtungen der Computertomographie weisen ein oder mehrere Röntgenstrahler auf, deren drehbeweglich gelagerte Drehanoden zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mit gegebenenfalls fokussierten Elektronenstrahlen beaufschlagt werden. Der Bereich, in dem der Elektronenstrahl auf das Material der Drehanode auftrifft, wird für gewöhnlich als Brennfleck bezeichnet. Bei Röntgenstrahlern, deren Anoden als Drehanoden ausgebildet sind, werden diese typischerweise mittels eines elektrischen Antriebs in eine Drehbewegung gesetzt, um die im Brennfleck entstehende Wärme über einen größeren Bereich der Drehanode zu verteilen.
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Es hat sich gezeigt, dass die Position und die Ausdehnung des Brennflecks beim Betrieb des Röntgenstrahlers variieren können. Dies verursacht Fluktuationen der erzeugten Röntgenstrahlung, was sich negativ auf die Qualität von erfassten Röntgenbildern auswirken kann. Als Gegenmaßnahme wurde in
DE 103 01 071 A1 vorgeschlagen, eine Positionserfassung des Brennflecks vorzunehmen und die Position des Brennflecks als Regelgröße klassisch zu regeln, d. h. ein Wert der zum Einstellen der Regelgröße veränderlichen Regelparameter wird anhand einer Regelabweichung eines gemessenen Ist-Werts für die Regelgröße zu einem vorgegebenen Soll-Wert generiert. An einem derartigen Vorgehen ist nachteilig, dass zunächst messbare Abweichungen der Regelgröße -hier also der Brennfleckposition- vorliegen müssen, damit eine Kompensation erfolgen kann. Aufgrund der Regeldynamik verbleibt eine Bewegung des Brennflecks, die von der Amplitude der ursprünglichen, also nicht kompensierten Brennfleckbewegung abhängt. Zudem ist bei einer direkten, aktiven Regelung eine Erfassung der räumlichen Position und Ausdehnung des Brennflecks erforderlich, die sensorisch aufwändig ist. Allerdings sind derartige als Regelkreise implementierte Verfahren dazu ausgebildet, Störungen sowohl bekannten als auch unbekannten Ursprungs durch die Erfassung der Brennfleckposition zu erkennen und gegebenenfalls zu kompensieren.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche eine effiziente Kompensation der Brennfleckbewegung ermöglichen.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die vorstehend genannte Aufgabe gelöst durch einen Röntgenstrahler der eingangs genannten Art mit den weiteren Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Röntgenstrahler weist eine innerhalb eines Vakuumgehäuses angeordnete Anode auf, wobei zumindest die Anode drehbar gelagert ist und von einem elektrischen Antrieb in eine Rotationsbewegung versetzbar ist. Die Anode ist im Bereich eines Brennflecks von einem von einer Kathode emittierten Elektronenstrahl beaufschlagbar. Gemäß der Erfindung ist eine Steuereinheit vorgesehen, welche in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters des elektrischen Antriebs eine den Elektronenstrahl ablenkende elektromagnetische Ablenkeinheit derart ansteuert, dass eine von elektromagnetischen Feldern des elektrischen Antriebs verursachte Bewegung des Brennflecks zumindest teilweise kompensierbar ist.
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Grundlage der Erfindung ist somit die Erkenntnis, dass die Bewegung des Brennflecks zumindest zum Teil direkt von elektromagnetischen Feldern verursacht wird, die beim Betrieb des elektrischen Antriebs entstehen. Dieser messbare Einfluss auf die Position und u. U. auch auf die Ausdehnung des Brennflecks lässt sich dadurch kompensieren, dass die Steuerung der elektromagnetischen Ablenkeinheit, die beispielsweise eine oder mehrere den Elektronenstahl ablenkende Spulen umfasst, nach Maßgabe von erfassten Werten für den zumindest einen Betriebsparameter des elektrischen Antriebs erfolgt. Die Beziehung zwischen dem zumindest einen Betriebsparameter des elektrischen Antriebs und der Brennfleckbewegung kann vor der Inbetriebnahme des Röntgenstrahlers erfasst und aufgezeichnet und so der Steuerung zu Grunde gelegt werden. So kann beispielsweise der periodische Einfluss der durch den elektrischen Antrieb verursachten Wechselfelder auf den Elektronenstrahl weitgehend kompensiert werden, bevor sich eine Positionsveränderung des Elektronenstrahls abzeichnet. Die Kompensation der Brennfleckbewegung erfolgt somit unmittelbar und insbesondere schneller als es mit herkömmlichen Regelungen, bei denen zunächst eine signifikante Abweichung der Ist-Position des Brennflecks von einer vorgegebenen Soll-Position vorliegen und erfasst werden muss.
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Eine Steuerung soll hier durch einen offenen Wirkungsweg oder einen geschlossenen Wirkungsweg charakterisiert sein, wobei die durch die Eingangsgrößen beeinflussten Ausgangsgrößen nicht wieder über dieselben Eingangsgrößen auf sich selbst wirken.
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Davon unbenommen kann allerdings die Steuereinheit des Röntgenstrahlers insbesondere im Rahmen einer Störgrößenaufschaltung in einem übergeordneten Regelkreis eingebunden sein. Ein derartiger Regelkreis erfordert eine aktive Positionserfassung des Brennflecks während des Betriebs des Röntgenstrahlers mittels entsprechend ausgebildeten Messmitteln. Die Implementierung der Steuereinheit im Rahmen einer Störgrößenaufschaltung im übergeordneten Regelkreis hat zum Vorteil, dass eine unmittelbare Kompensation desjenigen Teils der Brennfleckbewegung, welcher von den elektromagnetischen Feldern des elektrischen Antriebs verursacht ist, erfolgen kann und zusätzlich Brennfleckbewegungen anderen, insbesondere unbekannten Ursprungs durch die Regelung eliminiert werden können.
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In anderen Fällen ist eine einfache Kompensationssteuerung ohne übergeordneten Regelkreis vorgesehen. In diesem Falle ist weiterhin eine aktive Kompensation der Brennfleckbewegung anhand des zumindest einen Betriebsparameters des elektrischen Antriebs ermöglicht, wobei die Position des Brennflecks während des Betriebs des Röntgenstrahlers nicht notwendigerweise erfasst werden muss.
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Die elektromagnetische Ablenkeinheit umfasst beispielsweise ein oder mehrere elektromagnetische Ablenkspulen mit oder ohne ferromagnetischen Kernen oder elektrostatisch aufladbare Ablenkplatten.
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Die Anode ist in möglichen Ausführungsbeispielen der Erfindung als eine innerhalb des insbesondere stationären Vakuumgehäuses drehbar gelagerte Drehanode ausgebildet. In diesen Ausführungsbeispielen wird die Drehanode bezüglich des stationärem Vakuumgehäuse und der Kathode während des Betriebs in eine Drehbewegung versetzt, um insbesondere einen auf die Anode einwirkenden Wärmeeintrag über eine größere Oberfläche zu verteilen.
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In anderen möglichen Ausführungsbeispielen ist das Vakuumgehäuse drehbar gelagert und vom elektrischen Antrieb in eine Drehbewegung versetzbar. Die Kathode und die Anode sind drehfest mit dem Vakuumgehäuse verbunden. Mit anderen Worten entspricht die Bauform des Röntgenstrahlers einem Drehkolbenstrahler, bei dem das sowohl die Anode als auch die Kathode tragende Vakuumgehäuse während des Betriebs in eine Rotations- bzw. Drehbewegung versetzt wird.
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Vorzugsweise ist der Betriebsparameter des elektrischen Antriebs, auf dem die Steuerung der elektromagnetischen Ablenkeinheit basiert, eine Statorstromamplitude und/oder eine Statorstromphasenlage ist. Besonders bevorzugt erfolgt die Steuerung in Abhängigkeit mehrerer der vorstehend genannten Größen.
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Die Bewegung des Brennflecks lässt sich in zwei geometrische Komponenten, nämlich einer radialen Komponente und einer tangentialen Komponente zerlegen. Die Abhängigkeit dieser Komponenten von ein oder mehreren Betriebsparametern, insbesondere von der anliegenden Statorstromamplitude und/oder der Statorstromphasenlage, kann insbesondere einmalig in einem Kalibrierungsschritt erfolgen. Die erfassten Abhängigkeiten sind in einem Speichermedium, welches mit der Steuereinheit in einer Wirkverbindung steht, ablegbar, so dass diese der Steuerung beim Betrieb des Röntgenstrahlers zu Grunde gelegt werden kann. Das Speichermedium ist vorzugsweise ein nichtflüchtiger Datenspeicher, wie beispielsweise ein ROM (engl.: read only memory), EPROM (engl.: erasable programmable read only memory) oder ein Flash-Speicher.
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Der Röntgenstrahler umfasst bevorzugt eine den zumindest einen Betriebsparameter des elektrischen Antriebs erfassende Messeinheit, welche ein Messsignal an die Steuereinheit sendet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit in Abhängigkeit zumindest eines zusätzlichen Betriebsparameters des Röntgenstrahlers die elektromagnetische Ablenkeinheit ansteuert. Es hat sich gezeigt, dass die mit dem oder den Betriebsparametern des elektrischen Antriebs korrelierte Brennfleckbewegung von weiteren Größen, insbesondere von Betriebsparametern, die dem Röntgenstrahler zugeordnet sind, abhängen. Auf diese Weise können diese an sich messbaren Einflüsse im Rahmen einer Steuerung und/oder einer Störgrößenaufschaltung berücksichtigt werden.
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Der Betriebsparameter des Röntgenstrahlers ist beispielsweise eine Röhrenspannung. Alternativ oder zusätzlich können temperaturabhängige elektromagnetische Effekte durch Messung einer Temperatur, insbesondere einer Betriebstemperatur des Röntgenstrahlers berücksichtigt werden.
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In diesem Zusammenhang ist in vorteilhafter Weise eine weitere, den zumindest einen Betriebsparameter des Röntgenstrahlers erfassende Messeinheit vorgesehen. Zur Erfassung der Röhrenspannung ist beispielsweise am Hochspannungsgenerator eine entsprechend ausgebildete Messeinheit vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise ein Temperatursensor im Röntgenstrahler integriert.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Kompensation einer Brennfleckbewegung mit den weiteren Merkmalen des Patentanspruchs 8. Die damit verknüpften Vorteile ergeben sich unmittelbar aus der bisherigen Beschreibung mit Bezug auf den Röntgenstrahler gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bei einem Verfahren zur Kompensation der Brennfleckbewegung beim Betrieb des vorstehend genannten Röntgenstrahlers ist eine innerhalb eines Vakuumgehäuses angeordnete Anode vorgesehen, die die zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird. Zumindest die Anode ist hierzu drehbar gelagert und wird dabei von einem elektrischen Antrieb in eine Rotationsbewegung versetzt. Gemäß der Erfindung steuert eine Steuereinheit eine den Elektronenstrahl ablenkende elektromagnetischen Ablenkeinheit in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters des elektrischen Antriebs derart an, dass eine von elektromagnetischen Feldern des elektrischen Antriebs verursachte Bewegung des Brennflecks zumindest teilweise kompensiert wird.
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Die Abhängigkeit der Brennfleckbewegung von den Betriebsparametern des elektrischen Antriebs ist ein messbarer Effekt, der in einer insbesondere einmaligen Kalibrierungsmessung erfasst und aufgezeichnet werden kann. Dies bildet die Grundlage für die Kompensation des Anteils der Brennfleckbewegung, der von den beim Betrieb des elektrischen Antriebs auftretenden elektromagnetischen Feldern verursacht wird. Diesbezüglich ist keine Erfassung einer Regelabweichung notwendig, d. h. eine Positionserfassung des Brennflecks während des Betriebs ist nicht zwingend erforderlich. Das Verfahren kann daher in einer einfachen Kompensationssteuerung implementiert werden.
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Das von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren kann auch in vorteilhafter Weise im Rahmen einer Störgrößenaufschaltung in einer übergeordneten Regelung mit aktiver Erfassung der Brennfleckbewegung implementiert werden. Die Steuerung der elektromagnetischen Ablenkeinheit zur Kompensation der von elektromagnetischen Feldern des elektrischen Antriebs verursachten Bewegung des Brennflecks erfolgt dann als Subsystem in einem Regelkreis, bei dem die Ist-Position des Brennflecks als Regelgröße während des Betriebs aktiv erfasst wird. Der Einfluss des elektrischen Antriebs auf die Brennfleckbewegung kann somit im Vorfeld zumindest zum Teil eliminiert werden, ohne dass hierzu eine Reaktion der übergeordneten Regelung erforderlich ist. Im Idealfall wird der Einfluss des elektrischen Antriebs auf die Brennfleckbewegung vollständig eliminiert, so dass eine auftretende Regeldifferenz, bei der die Ist-Position des Brennflecks von der Soll-Position signifikant abweicht, anderen Ursprungs ist. Die Störgrößenaufschaltung bildet eine Steuerung, die dem Regelkreis überlagert ist. In derartigen Ausbildungsbeispielen ist der Einfluss des elektrischen Antriebs durch die zusätzlichen Stellsignale der Störgrößenaufschaltung zumindest zum Teil aufgehoben, wobei das Verhalten des übrigen Regelkreises, insbesondere dessen Stabilität und Führungsverhalten idealerweise unverändert bleibt.
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Die Steuereinheit steuert vorzugsweise die elektromagnetische Ablenkeinheit in Abhängigkeit zumindest eines zusätzlichen Betriebsparameters des Röntgenstrahlers an. In diesen Ausführungsbeispielen erfolgt eine komplexe Steuerung in Abhängigkeit von mehreren Größen, die jedoch in einer entsprechend umfassenden Kalibrierungsmessung vor Inbetriebnahme des Röntgenstrahlers bestimmt werden können. Dies ermöglicht die Berücksichtigung von weiteren messbaren Störgrößen, welche mittelbar oder unmittelbar insbesondere die beim Betrieb auftretenden elektromagnetischen Felder beeinflussen, im Rahmen einer Steuerung bzw. Störgrößenaufschaltung. Beispiele für derartige Betriebsparameter des Röntgenstrahlers sind die anliegende Röhrenspannung oder eine Temperatur, insbesondere eine Betriebstemperatur des Röntgenstrahlers.
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Die Abhängigkeit der Brennfleckbewegung von dem zumindest einen Betriebsparameter des elektrischen Antriebs und/oder von dem zumindest einen Betriebsparameter des Röntgenstrahlers wird in einem Kalibrierungsschritt erfasst und vorzugsweise in einem Speichermedium, insbesondere in einem nichtflüchtigen Datenspeicher wie einem EEPROM oder Flash-Speicher, als diskrete Datenstruktur abgelegt. Als diskrete Datenstruktur wird eine solche bezeichnet, in der diskrete Werte der korrelierten Größen einander zugeordnet sind. Beispielsweise hat die diskrete Datenstruktur die Form einer mehrdimensionalen Look-up Tabelle.
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Besonders bevorzugt wird die diskrete Datenstruktur zur Erzeugung von die elektromagnetische Ablenkeinheit ansteuernden Stellsignalen interpoliert. Die zur Steuerung der elektromagnetischen Ablenkeinheit erforderlichen Zwischenwerte werden also aus den abgelegten diskreten Werten anhand einer geeigneten Interpolation gebildet. Hierzu ist die Steuereinheit mit entsprechenden Rechenmitteln ausgestattet, die beispielsweise Mikroprozessoren, Mikrocontroller, integrierte Schaltungen oder Ähnliches umfassen. Bevorzugt erfolgt eine lineare Interpolation der diskreten Datenstruktur, in anderen Anwendungsfällen erfolgt eine Interpolation höherer Ordnung, also eine Interpolation quadratischer oder höherer Ordnung. Auch eine Reduzierung der Ergebnisse auf analytische Gleichungen und damit eine Reduzierung der Parameter wird als mögliche Implementation vorgeschlagen.
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Vorzugsweise findet der vorstehend beschrieben Röntgenstrahler und/oder das vorstehend beschriebene Verfahren zur Kompensation der Brennfleckbewegung Einsatz in einer bildgebenden Röntgeneinrichtung. Die bildgebende Röntgeneinrichtung ist beispielsweise für die medizinische Bildgebung, für die Materialuntersuchung oder für die Gepäckkontrolle vorgesehen. Besonders bevorzugt ist die bildgebende Röntgeneinrichtung als Computertomographiegerät oder ein C-Bogenröntgengerät ausgebildet.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
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Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die in den Zeichnungsfiguren gezeigten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen in einer schematischen Darstellung:
- 1: einen Röntgenstrahler mit einer Drehkolben-Röntgenröhre gemäß einer ersten Ausführung in einer schematischen Schnittdarstellung;
- 2: einen Röntgenstrahler mit einer Drehanode gemäß einer zweiten Ausführung in einer schematischen Schnittdarstellung;
- 3: den Aufbau einer Steuerung einer elektromagnetischen oder elektrostatischen Ablenkeinheit gemäß einer ersten Ausführung;
- 4: den Aufbau einer Steuerung einer elektromagnetischen oder elektrostatischen Ablenkeinheit gemäß einer zweiten Ausführung;
- 5: eine Regelung der Brennfleckbewegung mit Störgrößenaufschaltung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen als Drehkolbenstrahler ausgeführten Röntgenstrahler 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Röntgenstrahler 1 umfasst eine Kathode 2 und eine Anode 3 drehbeweglich gelagerte Drehanode 3, welche drehfest innerhalb eines drehbeweglich gelagerten Vakuumgehäuses 4 angeordnet sind. Beim Betrieb des Röntgenstrahlers 1 wird das evakuierte Vakuumgehäuse 4 mittels eines in 1 nicht näher dargestellten elektrischen Antriebs (vgl. hierzu den mit 8 bezeichneten elektrischen Antrieb der 2) in eine Rotationsbewegung versetzt. Zwischen der Kathode 2 und der Anode 3 liegt bei Betrieb des Röntgenstrahlers 1 eine Hochspannung an, so dass von der Kathode 1 ein Elektronenstrahl E ausgeht, der die Anode 3 beaufschlagt. Damit die Anode 3 in dem dafür vorgesehenen seitlichen Randbereich vom Elektronenstrahl E beaufschlagt wird, wird der Elektronenstrahl E geeignet fokussiert und abgelenkt. Hierzu ist eine Ablenkeinheit 5 vorgesehen, die in dem exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiel als elektromagnetische Ablenkspule ausgeführt ist. Der Elektronenstrahl E trifft im Bereich des sogenannten Brennflecks B auf das Material der Anode 3 auf. Die hierbei entstehende Röntgenstrahlung R tritt seitlich über ein Austrittsfenster 6 aus dem Röntgenstrahler 1 aus.
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Die Position des Brennflecks B wird im Allgemeinen während des Betriebs von verschiedenen Störgrößen beeinflusst. Zur Kompensation einer von diesen Störgrößen verursachten Brennfleckbewegung erzeugt die elektromagnetischen Ablenkeinheit 5 ein entsprechend entgegen gerichtetes, zeitlich veränderliches Ablenkfeld. Hierzu ist die elektromagnetische oder elektrostatische Ablenkeinheit 5 mit einer Steuerungseinheit 7 verbunden, welche Stellsignale bereitstellt, die nach Maßgabe vorab erfasster Korrelationen erfolgen, die die Brennfleckbewegung in Abhängigkeit von Betriebsparametern des in 1 nicht näher dargestellten elektrischen Antriebs charakterisieren. Diese Korrelationen berücksichtigen den Einfluss des elektrischen Antriebs auf die zeitlich veränderliche Position P des Brennflecks B zumindest teilweise und sind in einer diskreten Datenstruktur, beispielsweise in Form einer Look-up Tabelle auf einem Speichermedium 71 der Steuereinheit 7 hinterlegt. Die Steuereinheit 71 weist ferner digitale Rechenmittel 9 wie Mikroprozessoren oder integrierte Schaltungen auf, die dazu ausgebildet sind, etwaige zur Steuerung notwendige Rechenoperation durchzuführen. Die Rechenmittel 72 sind insbesondere dazu ausgebildet, weitere zur Steuerung notwendige Zwischenwerte aus den in der diskreten Datenstruktur abgelegten Werten mittels Interpolation erster oder höherer Ordnung zu berechnen.
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Die in der Datenstruktur abzulegenden Werte, welche die Abhängigkeit der zeitlich variablen Position P des Brennflecks B von Betriebsparametern des elektrischen Antriebs 8 charakterisieren, werden vorab, also bei der Kalibrierung des Röntgenstrahlers 1 in Kalibrierungsmessungen erfasst und im Speichermedium 71 hinterlegt.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Röntgenstrahlers 1 mit Kathode 2 und einer als Drehanode ausgebildeten Anode 3. In diesem Ausführungsbeispiel ist der die Drehanode antreibende elektrische Antrieb 8 explizit dargestellt. Die als Drehanode ausgebildete Anode 3 weist eine Hohlwelle 9 auf, die über Lager 10, insbesondere über Kugellager bezüglich einer feststehenden Welle 11 drehbar gelagert ist.
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Der elektrische Antrieb 8 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Kurzschlussläufermotor und umfasst in an sich bekannter Art und Weise einen Stator 12 und einen drehfest mit der Drehanode 3 verbundenen Rotor 13.
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Der Röntgenstrahler 1 des in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels umfasst ferner ein das evakuierte Vakuumgehäuse 4 umgebendes Schutzgehäuse 14, welches ein weiteres Austrittsfenster 15 aufweist. Das Schutzgehäuse 14 ist mit einem Kühlmittel, beispielsweise mit einem Isolieröl gefüllt.
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Die Ablenkeinheit 5 des zweiten Ausführungsbeispiels wird von der in 2 nicht näher dargestellten Steuereinheit 7 in Abhängigkeit von Betriebsparametern des elektrischen Antriebs 8 angesteuert. Der betrachteten Betriebsparameter des elektrischen Antriebs 8 ist bevorzugt eine Statorstromamplitude A oder eine Statorstromphasenlage Ph, wobei bei der Bestimmung der durch den elektrischen Antriebs 8 erzeugten Brennfleckbewegungen zusätzlich der lastabhängige Rotorschlupf berücksichtigt werden kann.
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3 illustriert schematisch ein Verfahren zur Kompensation der Brennfleckbewegung im Rahmen einer einfachen Kompensationssteuerung. Eine Positionserfassung des Brennflecks B während des Betriebs des Röntgenstrahlers 1 ist in diesem Fall nicht notwendig, da die Steuerung vollständig auf den in Form einer diskreten Datenstruktur abgelegten Korrelationen zwischen Werten für die Betriebsparameter des elektrischen Antriebs 8 und der Position P des Brennflecks B beruhen.
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Während des Betriebs des Röntgenstrahlers 1 wird die Statorstromamplitude A und Statorstromphasenlage Ph mittels Messeinheiten 16 gemessen. Die gegenwärtig anliegenden Werte für diese Betriebsparameter des elektrischen Antriebs 8 werden der Steuereinheit 7 zugeführt. Anhand der in dem Speichermedium 71 abgelegten Korrelationen zwischen Statorstromamplitude A und Statorstromphasenlage Ph auf der einen Seite und Position P des Brennflecks B auf der anderen Seite generiert die Steuereinheit 7 Stellsignale St für die elektromagnetische Ablenkeinheit 5 derart, dass die von den Feldern des elektrischen Antriebs 8 induzierte Variation der Brennfleckposition zumindest zum Teil kompensiert wird. Hierzu werden die in dem Speichermedium 71 abgelegten diskreten Werte gegebenenfalls mithilfe der Rechenmittel 72 linear oder mit höherer Ordnung interpoliert.
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4 zeigt eine Ausführung, bei der die Steuerung der 3 dadurch erweitert ist, dass zusätzlich weitere Betriebsparameter, die dem Röntgenstrahler 1 zugeordnet sind, während des Betriebs von weiteren Messeinheiten 17 erfasst und somit berücksichtigt werden. Konkret handelt es sich bei diesen weiteren Größen um eine zwischen Kathode 2 und Anode 3 anliegende Röhrenspannung S und eine Temperatur T. Die in dem Speichermedium 71 abgelegten Daten sind um die entsprechenden Abhängigkeiten mit Hinblick auf die Position P des Brennflecks B ergänzt. Die im Speichermedium 71 abgelegte Datenstruktur hat die Form einer multidimensionalen Look-up Tabelle. Auf diese Weise wird der Einfluss der Röhrenspannung S bzw. temperaturabhängige Effekte im Rahmen der illustrierten Kompensationsteuerung auf die Position P des Brennflecks B berücksichtigt.
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5 illustriert einen Regelkreis einer aktiven Regelung der Position P des Brennflecks B, wobei die in 3 oder 4 illustrierte Steuerung als Störgrößenaufschaltung implementiert ist. Die Position P des Brennflecks B ist also die Regelgröße, die als Ist-Position PIst aktiv erfasst und einem Eingang einer Regeleinrichtung 18 zugeführt wird. Aus einer vorgegebenen Sollposition PSoll wird anhand der Ist-Position PIst in an sich bekannter Art und Weise eine Regelabweichung ΔP berechnet wird. Die Regeleinrichtung 18 steuert in Abhängigkeit dieser Regelabweichung ΔP die elektromagnetische Ablenkeinheit 5 an, wobei das von der Steuereinrichtung 7 bereitgestellte Steuersignal St im Rahmen einer Störgrößenaufschaltung berücksichtigt wird. Auf diese Art und Weise werden die von den elektromagnetischen Feldern des elektrischen Antriebs 8 verursachte Brennfleckbewegungen bereits kompensiert, so dass die weiterhin auftretenden Regelabweichungen ΔP im Idealfall anderen Ursprungs sind.
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Obwohl die Erfindung im Detail mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht hierdurch eingeschränkt. Andere Variationen und Kombinationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne vom wesentlichen Gedanken der Erfindung zu abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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