DE1271847B - Eintank-Roentgenapparat - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H05g

Deutsche Kl.: 21g-20/01

P 12 71 847.7-33 (N 28483)

3. Mai 1966

4. Juli 1968

Die Erfindung betrifft einen Eintankröntgenapparat, bei dem die temperaturabhängige Änderung des Innenwiderstandes des Hochspannungsgenerators und der dadurch bewirkte Spannungsverlust ausgeglichen wird.

Die in einem Eintank-Röntgenapparat entwickelte Wärme wird von der Umhüllung bei höherer Temperatur ausgestrahlt, und während der Temperaturzunahme nimmt der Innenwiderstand des Stromkreises der Röntgenröhre und somit der Spannungsverlust zu, so daß die Spannung an der Röntgenröhre absinkt. Es ist bei Röntgengeräten bekannt, durch Ausgleich des Spannungsverlustes die Spannungsverringerung bei der Inbetriebnahme der Röntgenröhre zu verhüten. Bestimmte Schaltungen sind derart ausgebildet, daß mittels der Wähler zur Einstellung der Röhrenspannung und des Belastungsstroms der Widerstand des Röhrenstromkreises geändert wird, ohne Berücksichtigung der Veränderungen der Widerstandswerte infolge Temperaturänderungen. Wenn ein Röntgengerät kurzzeitig belastet wird oder wenn die Röntgenröhre und der Hochspannungstransformator nicht in einer gemeinsamen Umhüllung untergebracht sind, wird der Einfluß der Wärmeentwicklung auf den Innenwiderstand außer Betracht gelassen. Wenn jedoch die Geräte in einer ölgefüllten Umhüllung untergebracht sind, ist die Widerstandsänderung infolge des Temperaturunterschieds sehr nachteilig. Ausgleichsregelungen zum Aufrechterhalten der richtigen Spannung an der Röntgenröhre im normalen Betrieb sind in diesem Fall nicht gut brauchbar. In einem solchen Gerät tritt folgende Erscheinung auf.

Eine langsame Zunahme der Temperatur des Öls hat keine entsprechende Zunahme des Innenwiderstands zur Folge, so daß eine Maßnahme zum Konstanthalten der Spannung an der Röntgenröhre mittels einer einfachen temperaturabhängigen Regelung keine guten Resultate liefert.

In erster Linie nimmt die Temperatur des Öls infolge der Wärmeentwicklung in der Röntgenröhre nach dem Schließen des Belastungsstromkreises zu. Ein möglichst großer Teil der Anodenwärme wird innerhalb einer möglichst kurzen Zeitspanne auf das Öl übertragen. Der Hochspannungstransformator liefert dann noch keinen Beitrag zur Temperaturzunahme, da anfangs die Verlustwärme infolge der Transformatorbelastung von dem Transformatorkörper aufgenommen wird, der eine erhebliche Wärmekapazität hat. Inzwischen ist die Zunahme des Innenwiderstandes ganz von dem Temperaturverlauf in den Wicklungen des Transformators ab-Eintank-Röntgenapparat

Anmelder:

N. V. Philips: Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Leo Marie Mudde, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 7. Mai 1965 (65 05 802)

hängig. Diese Widerstandszunahme kann durch entsprechende Verringerung des Wertes eines an einer anderen Stelle in dem Röhrenstromkreis angebrachten Widerstands nur dann unterdrückt werden, wenn der Wert dieses Widerstandes nicht ganz durch die Temperatur des Öls bedingt wird, sondern in gleichem Maße beeinflußt wird wie die Transformatortemperatur.

Ausgehend von einem bekannten Eintank-Röntgenapparat mit einem Hochspannungstransformator und mit mindestens einem im Hochspannungskreis der Röntgenröhre liegenden Widerstand, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskreis mindestens einen temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten aufweist, der in einer Packung aus wärmeisolierendem Material untergebracht ist, die derart ausgebildet und bemessen ist, daß sich in ihr ein zeitlicher Verlauf der Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes einstellt, der dem Temperaturverlauf im Transformatorinneren entspricht, so daß der Gesamtwiderstand im Hochspannungskreis nahezu konstant bleibt.

Durch passende Wahl des Packungsmaterials und der Dicke desselben kann die erwünschte Übereinstimmung zwischen dem Temperaturverlauf des Transformators und der Wärmeentwicklung in dem Widerstand erzielt werden. Die Temperatur des Widerstandes wird durch das Einbetten in wärmeisolierendes Material anfangs nicht von außen her beeinflußt, sondern ist durch die Energiedissipation

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im Widerstand bedingt. Nach einer gewissen Zeit steigt die mittlere Temperatur des Transformators bis zur Temperatur des Öls an, und der Widerstand der Wicklungen und damit der Spannungsverlust wird einen entsprechenden Wert annehmen. Auch dann bleibt nach wie vor die Änderung des Spannungsverlustes bei Belastung der Röntgenröhre in bezug auf die geänderte Röhrenspannung bestehen.

Wenn gleichzeitig der Ausgleichswiderstand die gleiche Temperatur angenommen hat, kann durch die Änderung dieses Widerstands während der Belastung der Spannungsverlust vollständig behoben werden.

Der Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten wird von einer Menge wärmeisolierenden Materials umfaßt, das eine mit der des Transformatorkörpers vergleichbare Wärmekapazität hat. In einer praktischen Ausführungsform ist der Widerstand in einem Pertinaxrohr untergebracht, das mit öl oder einem festen Füllstoff, z. B. einem Epoxydharz, gefüllt ist.

Einige Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in dieser zeigt F i g. 1 die Schaltungsanordnung des Hochspannungsteiles des Röntgenapparates, F i g. 2 die Schaltungsanordnung, Fig. 3 und 4 die Anordnung des temperaturabhängigen Widerstandsteiles,

F i g. 5 eine Abart der Schaltungsanordnung und F i g. 6 und 7 die praktische Anordnung der ver- 3" wendeten Einzelteile.

Das Schaltbild der Fig. 1 enthält den Hochspannungstransformator 1 mit der Primärwicklung 2. Regelvorrichtungen zum Einstellen des Stroms und der Spannung in dem Primärstromkreis sind weggelassen, da sie keinen Einfluß auf das durch die Erfindung angestrebte Resultat haben. Der Sekundärstromkreis des Hochspannungstransformators enthält zwei Sekundärwicklungen 3 und 4, die über ein Milliamperemeter 5 in Reihe geschaltet sind, dessen eine Anschlußklemme bei 6 geerdet ist. Der Sekundärstromkreis enthält die Röntgenröhre 7 und eine Brückenschaltung 8 von Gleichrichtern, durch welche der Wechselstrom der Hochspannungswicklungen 3 und 4 in Gleichstrom umgewandelt wird. Diese Brückenschaltung kann auch weggelassen und die Röntgenröhre direkt mit den Transformatorwicklungen verbunden werden.

In Reihe mit den Sekundärwicklungen 3 und 4 sind die temperaturabhängigen Regelwiderstände 9 und 10 geschaltet. Es werden Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten, sogenannte NTC-Widerstände, benutzt. Der Konstrukteur hat eine erhebliche Anzahl solcher Widerstände zur Verfügung, die untereinander verschieden sind, sowohl in bezug auf die zulässige Stromstärke als auch in bezug auf ihre Widerstandskennlinie, d. h. die Beziehung zwischen ihrem Widerstandswert und der Temperatur. Im allgemeinen ist eine Anpassung der Widerstandskennlinie notwendig, zu welchem Zweck zusätzlich ein oder mehrere in Reihe oder parallelgeschaltete lineare Widerstände benutzt werden. Der Temperaturverlauf im Transformator bei Belastung kann durch Messung von Strom und Spannung aus den hervorgerufenen Widerstandsänderungen abgeleitet werden, so daß die Widerstandskennlinie, welche die betreffende Bedingung erfüllt, daß der Gesamtwiderstand des Sekundärstromkreises im Betrieb des Gerätes sich nahezu nicht ändern soll, leicht gefunden werden kann. Diese Widerstandskennlinie kann durch einen NTC-Widerstand bewirkt werden, der durch Energiedissipation erwärmt wird. F i g. 2 zeigt die Zusammenschaltung eines NTC-Widerstands 11 und eines linearen Widerstands 12. Wie dies in den F i g. 3 und 4 angedeutet ist, sind beide Widerstände in einer rohrförmigen Umhüllung 13 aus wärmeisolierendem Material, z. B. imprägniertem, gepreßtem Papier, wie Pertinax, untergebracht, welche Umhüllung entweder mit Öl oder einem festen Stoff, z. B. einem Epoxydharz, gefüllt ist. Die Abmessungen und die Wärmeisolierleistung der Umhüllungsstoffe sind derart gewählt, daß die innere Temperatur sich nahezu entsprechend der des Inneren des Transformators infolge der Temperaturzunahme in dem umgebenden öl ändert, wenn dieses Öl die Verbrauchswärme des Röntgengerätes aufnimmt.

Es ist manchmal ein weiteres Hilfsmittel zum Erzielen der richtigen Anpassung der Widerstandskennlinie bei höheren Stromstärken erforderlich, bei welchen ein so großer Teil des Belastungsstroms durch den linearen Widerstand geführt werden muß, daß dagegen die Änderung des NTC-Widerstands zu gering ist. Es können in diesem Fall, wie in F i g. 5 gezeigt, zwei NTC-Widerstände 14 und 15 parallel zum linearen Widerstand 16 geschaltet werden, die mit in entgegengesetzten Richtungen durchlässigen Dioden 17 und 18 zusammenwirken, so daß jeder NTC-Widerstand nur eine Halbperiode des Wechselstroms durchläßt. Die praktische Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 zeigt die Widerstände und Dioden in einer zylindrischen Umhüllung 19 aus Material geringer Wärmeleitfähigkeit, die mit Öl oder einem festen Stoff gefüllt ist.

Mit Rücksicht auf eine möglichst günstige Raumausnutzung des Gehäuses des Röntgengerätes kann es erwünscht sein, die temperaturabhängigen Regelwiderstände in gesonderten wärmeisolierenden Umhüllungen anzubringen. Wenn eine solche getrennte Anordnung keine besonderen Vorteile hat, werden dieselben jedoch gemeinsam in einer Umhüllung untergebracht, welche die verlangte Wärmeisoliereigenschaft besitzt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Eintank-Röntgenapparat mit einem Hochspannungstransformator und mit mindestens einem im Hochspannungskreis der Röntgenröhre liegenden Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungskreis mindestens einen temperaturabhängigen Widerstand (9, 10; 11; 14, 15) mit negativem Temperaturkoeffizienten aufweist, der in einer Packung (13; 19) aus wärmeisolierendem Material untergebracht ist, die derart ausgebildet und bemessen ist, daß sich in ihr ein zeitlicher Verlauf der Temperatur des temperaturabhängigen Widerstands einstellt, der dem Temperaturverlauf im Transformatorinneren entspricht, so daß der Gesamtwiderstand im Hochspannungskreis nahezu konstant bleibt.

2. Eintank-Röntgenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten in einem ölgef üllten Pertinaxrohr untergebracht ist.

3. Eintank-Röntgenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten in einem mit einem Epoxydharz ausgefüllten Pertinaxrohr untergebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 029 948; Buch von H. Schön «Medizinische Röntgentechnik», 1952, Bd. II, S. 74/75.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 568/437 6.6S © Bundesdruckerei Berlin