DE1279218B - Belichtungsautomatenschaltung fuer einen Roentgenapparat - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES -^V^S PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 05g

Deutsche Kl.: 21g-19/03

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 79 218.6-33 (P 19648)

12. November 1957

3. Oktober 1968

Es ist bekannt, in einem Röntgenapparat die Röntgenröhre mit einer durch Gleichrichtung einer Wechselspannung erzeugten pulsierenden Spannung zu betreiben, wobei dann die Röntgenröhre periodisch Röntgenstrahlungsimpulse aussendet, deren Folgefrequenz gleich der Pulsierungsfrequenz der Betriebsspannung ist.

Es ist bei derartigen Anordnungen bekannt, einen Belichtungsautomaten mit einem Photoelektronenvervielfacher zu verwenden, der die von der Röntgenstrahlung nach dem Durchsetzen des aufzunehmenden Objekts auf einem Fluoreszenzschirm erzeugte Lichtstrahlung in elektrische Ströme umsetzt, und diese Ströme in einem Speicherkondensator zu integrieren, dessen Ladespannung eine Schaltröhre steuert und die Abschaltung der Röntgenröhren bei Erreichen einer bestimmten Ladespannung bewirkt (USA.-Patent 2 681417). Es ist ferner bei Szintillationszählern bekannt, das Ausgangssignal des Photovervielfachers über einen Serienkondensator abzuleiten, um den sich in Form einer Gleichstromkomponente äußernden Dunkelstrom des Vervielfachers auszuschalten und nur die Wechselstromkomponenten auszunutzen, die von den unregelmäßig auftretenden SzintiUationsimpulsen herrühren.

Eine Belichtungsautomatenschaltung für einen Röntgenapparat, dessen Röntgenröhre mit einer durch Gleichrichtung einer Wechselspannung erzeugten pulsierenden Spannung betrieben wird, wobei sie periodisch Röntgenstrahlungsimpulse mit der der pulsierenden Betriebsspannung gleichen Folgefrequenz aussendet, mit einem Photoelektronenvervielfacher, der die von der Röntgenstrahlung nach dem Durchsetzen des aufzunehmenden Objekts auf einem Fluoreszenzschirm erzeugte Lichtstrahlung in einen elektrischen Strom umsetzt, mit einem Speicherkondensator zum Integrieren eines von dem Vervielfacherstrom abgeleiteten Signalstroms, einer Schaltröhre, die von der Spannung am Speicherkondensator gesteuert wird und die Abschaltung der Röntgenröhrenspannung bewirkt, sowie mit einer zwischen dem Photoelektronenvervielfacher und der Schaltröhre angeordneten Verstärkerstufe ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Koppelkondensator zwischen dem Ausgang des Photoelektronenvervielfachers und der Verstärkerstufe vorgesehen ist, der nur den Wechselanteil des Ausgangsstroms des Vervielfachers an die Verstärkerstufe überträgt, und daß weiter frequenzselektive, auf die Folgefrequenz der pulsierenden Röntgenröhrenbetriebsspannung abgestimmte Übertragungsmittel vorgesehen sind, die diesen Frequenzanteil des Belichtungsautomatenschaltung für einen
Röntgenapparat

Anmelder:

Picker Corporation,

White Piaines, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G.B.Hagen, Patentanwalt,

8000 München 71, Franz-Hals-Str. 21

Wechselstromsignals selektiv an einen der Verstärkerstufe nachgeschalteten Gleichrichter übertragen, dem der integrierende Speicherkondensator nachgeschaltet ist.

Zweckmäßigerweise ist die erfindungsgemäße Schaltung derart ausgebildet, daß mit dem der Wechselstromverstärkerstufe nachgeschalteten Gleichrichter eine einstellbare Quelle zum Liefern einer festen Gleichspannung in Reihe geschaltet ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die den Wechselstromanteil des vom Photoelektronenvervielfacher gelieferten Ausgangssignals verarbeitende Verstärkerstufe eine verstärkungsregelbare Verstärkerröhre auf, und es ist zur Erzeugung der Verstärkungsregelspannung ein Gleichrichter vorgesehen, der über einen Transformator aus dem Primärkreis des zum Betrieb der Röntgenröhre vorgesehenen Hochspannungstransformators gespeist wird.

Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt ergibt sich aus folgendem:

Der impulsmäßige Betrieb einer Röntgenröhre mittels einer durch Gleichrichtung aus einer Wechselspannung erzeugten pulsierenden Betriebsspannung bringt den Vorteil mit sich, daß Hochspannungskondensatoren zur Glättung der gleichgerichteten Spannung entfallen können. Dies hat jedoch zur Folge, daß die Röntgenröhre Röntgenimpulse aussendet, deren Wiederholungsfrequenz gleich der Frequenz der in der Betriebsspannung auftretenden Wechselstromkomponente ist. Die von der Röntgenröhre erzeugten Impulse sind verhältnismäßig scharf, weil die Erzeugung von Röntgenstrahlen erst einsetzt j wenn die Betriebsspannung einen bestimmten Amplitudenwert überschritten hat.

Bisher wurden Belichtungsautomatenschaltungen für impulsförmig betriebene Röntgenröhren so ausgebildet, als ob es sich um eine mit Gleichspannung

809 619/446

3 4

betriebene Röntgenröhre handelte. Dadurch ergaben Reihe von Impulsen, von denen jeder bei einer sich ungenaue Belichtungseinstellungen, weil für die öOperiodigen Stromquelle V120 Sekunde dauert und Belichtung allein die Energie maßgeblich ist, welche die Gestalt einer halben Sinuswelle hat. Jeder Impuls tatsächlich, nach Durchsetzen des Körpers des Pa- beginnt bei 0, geht auf ein Maximum und wieder zutienten, auf den Film auftrifft. 5 rück auf 0 in jeder V120 Sekunde. Bei Einweggleich-

Bei den bisher üblichen Belichtungsautomaten- richtung würde nur die halbe Zahl von Stromstößen schaltungen, bei denen die Gleichstromkomponente vorhanden sein. Dann würde auf einen Stoß von des Vervielfacherstroms mit zur Ausnutzung gelangte, V120 Sekunde eine Pause von V120 Sekunde folgen. Im zeigte es sich, daß bei Röntgenaufnahmen starkleibi- Ausgangsstrom des Photoelektronenvervielfachers ger Patienten die von dem Belichtungsmeßgerät ge- 10 eines Belichtungsautomaten ist die von der pulsierenlieferten Belichtungszeiten zu gering ausfielen. Dies den Röntgenstrahlung herrührende Wechselstromergab sich dadurch, daß der Dunkelstrom des Photo- komponente, wie sie in F i g. 3 durch die Linie 10 vervielfachers zu einer Aufladung des Speicherkon- dargestellt ist, einem Dunkelstrom überlagert, der im densators beitrug, so daß die an dem Speicher- wesentlichen konstant und durch die Linie 11 im kondensator sich ausbildende Ladespannung relativ 15 Diagramm der F i g. 3 wiedergegeben ist. zu der tatsächlich wirksamen Röntgenstrahlenintensi- Die vorliegende Erfindung wendet Mittel an, durch

tat zu groß ausfiel. Es ergab sich daher eine gegen- die die starke Dunkelstromkomponente gemäß über der erforderlichen Belichtungsdauer zu frühe Linie 11 der Fig. 3 und die Wechselstromkompo-Abschaltung des Röntgenapparates, wobei der Grad nente gemäß der Linie 10 der F i g. 3 elektrisch vonder sich ergebenden Unterbelichtung des Röntgen- 20 einander getrennt werden. Weiter wird ein Wechselfilms von der Körperkonstitution des Patienten ab- stromverstärker zwischen der Photozelle und dem hing. Schaltkreis verwendet, der die Röntgenaufnahme

Diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, nach der gewünschten Zeitspanne beendet, daß nach Abtrennung des Dunkelstroms des Photo- Auf der rechten Seite der F i g. 1 sieht man eine

elektronenvervielfachers nur dessen Wechselstrom- 25 photoelektrische Zelle 12, die zu einer auf einen komponente zur Ausnutzung gelangt, deren Frequenz Röntgen-Fluoreszenzschirm 13 gerichtet ist. Der der Impulsfolgefrequenz der Röntgenstrahlungs- Fluoreszenzschirm gibt ein Licht ab, das dem öOperiimpulse und damit den Schwankungen der Betriebs- odigen Strom entsprechend pulsiert, durch den auch spannung entspricht. die Röntgenröhre erregt wird. Die F i g. 1 und 2 zei-

Weiterhin äußert sich die nichtlineare zeitliche 3° gen ein typisches Schaltschema eines Röntgen-Belich-Aufladung des Integrationskondensators in Verfäl- tungsautomaten nach der Erfindung, schungen der Belichtungszeit im Sinne einer Über- Auf der linken Seite der F i g. 1 sind drei verschie-

belichtung bei langen Belichtungszeiten. Diesen nach- dene Stromquellen dargestellt. Die Stromquelle Ll, teiligen Erscheinungen wirken die den Gegenstand LI ist eine 60periodige stabilisierte Wechselspannung des Anspruchs 2 bildenden Mittel entgegen. 35 von 120 Volt. Sie ist dafür vorgesehen, eine kleine

Es ist ferner zu berücksichtigen, daß die spektrale Heizspannung für alle Röhren des Stromkreises und Ansprechcharakteristik der Leuchtschirm-Photoelek- außerdem die Gleichspannung für den Verstärker tronenvervielfacher-Kombination verschieden ist von und den Schaltkreis zu liefern. Die Stromquelle liegt der spektralen Ansprechcharakteristik des zur An- an der Primärwicklung 14 α des Transformators 14. Wendung gelangenden Films. Die effektive Wellen- 4° Die Sekundärwicklung 14 b dieses Tranformators Belange der zur Anwendung gelangenden Röntgenstrah- fert 350 Volt an die Anoden der Gleichrichterröhre len ist abhängig von der an der Röntgenröhre zur 15, die einen Filterkondensator 16 auf eine Gleich-Einwirkung gebrachten Hochspannung. Die den Ge- spannung von 330 bis 370 Volt auflädt, deren genaue genstand des Anspruchs 3 bildenden Mittel haben Höhe vor der Spannung der stabilisierten Stromeine Abhängigkeit der der Schaltröhre zugeführten 45 quelle abhängig ist. Parallel zum Kondensator liegt Spannung von der Betriebsspannung der Röntgen- ein aus den beiden Widerständen 17 und 18 bestehenröhre zur Folge und gestatten dadurch eine Kompen- der Spannungsteiler. Parallel zum Spannungsteiler sation der Unterschiede in der Ansprechempfindlich- liegen zwei Spannungsreglerröhren 19 und 20. Die keit des Films und der Photoelektronenvervielfacher- Leitung 21 ist geerdet. Die Röhre 20 hält eine Spanröhre. 50 nung von 105 Volt zwischen den Leitungen 21 und Die Erfindung wird im folgenden an Hand der 22 aufrecht, während die Röhre 19 eine Spannung Zeichnung durch die Beschreibung eines Ausfüh- von 155 Volt zwischen den Leitungen 22 und 23 für rungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung den Verstärkerstromkreis hält, zeigt Die Hochspannung für die photoelektrische Zelle F i g. 1 eine nach der Erfindung ausgebildete Schal- 55 wird durch den Transformator 24 geliefert, dessen tung eines photoelektrischen Röntgen-Belichtungs- Primärwicklung 24 a durch eine stabilisierte 60periautomaten, odige Stromquelle L 3, L 4 von 120 Volt gespeist Fig. 2 ein Schema eines Steuerkreises für Rönt- wird. Die Sekundärwicklung 24δ dieses Transformagenaumahmen in Verbindung mit dem Schaltschema tors speist einen Hochspannungs-Selengleichrichter der Fig. 1, 60 25, der eine Spannung in der Größenordnung von

Fig. 3 eine graphische Darstellung der im wesent- 1000 Volt an den Filterkondensator 26 abgibt, liehen konstanten Dunkelstromkomponente und der Parallel zu diesem Filterkondensator sind zwei

Wechselstromkomponente, die als Ausgangsstrom der Widerstände 27 und 28 in Reihe angeordnet, die Bein Fig. 1 gezeichneten photoelektrischen Zelle in lastungswiderstände für die Entladung der Hoch-Erscheinung treten. 65 spannung darstellen. Eine zusätzliche Filterung für '

Die Ausgangsleistung einer Röntgenröhre—gleich- diese Hochspannungsquelle bilden der Widerstand 29 gültig, ob sie als Selbstgleichrichter oder in Voll- und der Kondensator 30. Die eine Seite der Hochwellengleichrichtung arbeitet — besteht aus einer Spannungsquelle ist über die Leitung 31 geerdet. Die

5 6

andere Seite der Hochspannungsquelle ist durch die ter 726 geöffnet wird, und baut sich bis annähernd

Leitung 34 mit der Photozelle 12 verbunden. —0,5 Volt auf. Der Ausgang von der Anode 63 b der

Eine dritte Spannungsquelle L 5, L 6 ist für die Röhre 63 wird durch den Schalter 72 c über die Lei-Kompensierung des Einflusses der Röntgenröhren- tung 64 und die Widerstände 65 und 66 an die Leispannung vorgesehen. Sie entspricht der kV-Zahl, 5 tung 23 angeschlossen, sobald eine Aufnahme bedie an die den Fluoreszenzschirm 13 erregende Rönt- ginnt. Die Leitung 64 ist durch die Leitung 67 mit genröhre gelegt wird, und ist zwischen 0 und 220 Volt dem Gitter 68 α der Schaltröhre 68 verbunden. Das veränderlich. Diese Stromquelle speist die Primär- Schirmgitter 63 c der Röhre ist an die Leitung 22 anwicklung 35 α des Transformators 35, dessen Sekun- geschlossen, die durch die Spannungsreglerröhre 20, därwicklung 35 b über einen Selengleichrichter 36 io wie oben angegeben, auf 105 Volt gehalten wird. So-Spannung an einen Filterkondensator 37 liefert. Par- lange das Gitter 63 α die Spannung 0 hat, liegen die allel zu dieser Gleichspannung liegt ein Potentio- Leitungen 64 und 67 auf annähernd 85 Volt. Sobald meter 38 von 100 000 Ohm, das eine sich entspre- die Spannung am Gitter 63 a auf ungefähr —0,5 Volt chend der kV-Zahl für die Röntgenaufnahme an- wächst, geht die Spannung an der Leitung 64 auf undernde Spannung über die Leitungen 39 und 40 dem 15 gefähr 105 Volt, und natürlich fällt zu gleicher Zeit Gitter 41a der in ihrem Verstärkungsgrad veränder- die Spannung an den Widerständen 65 und 66. So liehen Röhre 41 zuführt, von der später noch die baut sich allmählich an der Leitung 67 eine Span-Rede sein wird. Die Höhe dieser Spannung ist durch nung von annähernd 105 Volt auf. Das hat zur Folge, das Potentiometer 38 wählbar. daß die Schaltröhre 68 zündet und im Anodenstrom-

Der Ausgang der Photozelle 12 ist über die Lei- 20 kreis von der Anode 68 b über das Relais 69, die tung 42 an einen Spannungsteiler angeschlossen, der Leitung 70 und den Schalter 72 c zur Leitung 23 ein aus den Widerständen 43, 44 und 45 besteht. Die Strom fließt. Das Relais 69 dient dazu, die Röntgen-Verbindung, wie sie in F i g. 1 gezeigt ist, gilt für eine aufnahme normalerweise zu beenden.
Höchstspannung und eine Höchstempfindlichkeit bei F i g. 2 zeigt schematisch einen elektrischen Strom-Teilbildaufnahme. Der Photozellenausgang wird je- 25 kreis für das Schalten der Röntgenröhre, dessen doch bei Verwendung einer Bucky-Blende für die Strahlung das Aufleuchten des Schirmes 13 hervor-Röntgenaufnahme mit dem Punkt 46 verbunden, ruft. Im Stromkreis gemäß F i g. 2 ist die Leitung 71 was weniger Spannung und geringere Empfindlichkeit über den Schalter 72 a, der gewöhnlich bis zum Beergibt. Wird die Einrichtung in Verbindung mit dem ginn einer Aufnahme geöffnet ist, die Leitungen 73 Kassettenwechsler verwendet, so wird die photoelek- 30 und 74, den im Ruhezustand offenen Schalter 75 a, irische Zelle im Punkt 47 angeschlossen, was noch die Leitung 75 b, den in Ruhe geschlossenen Schalter geringere Spannung und Empfindlichkeit ergibt. 76 a, die Leitung 77 und den in Ruhe geschlossenen

Die Leitung 21 ist, wie bereits erwähnt, geerdet. Schalter 69 α mit der Leitung 79 verbunden.
Die im wesentlichen konstante Dunkelstromkompo- Der Schalter 72 a wird durch ein Relais 72 betätigt, nente des Ausgangsstromes der Photozelle wird über 35 das in Reihe zwischen den Leitungen 80 und 21 liegt, die Widerstände zur Erde abgeleitet. Die Wechsel- und zwar über den Aufnahmeschalter 81, der an eine komponente dieser Spannung kommt jedoch über Spannungsquelle Ll mit beispielsweise 110 Volt den Kopplungskondensator 48 an das Gitter des Gleichspannung angeschlossen ist. Der Schalter 72 & ersten Systems der Verstärkerröhre 49. Dieses Signal ist ein zweiter Schalter, der auf das Relais 72 anwird an der ersten Anode der Verstärkerröhre ver- 4° spricht. Der Schalter 72 c spricht ebenfalls an, wenn stärkt und kommt dann über den Kondensator 50 an das Relais 72 erregt wird.

das Gitter des zweiten Systems der Röhre und wird Der Schalter 15 a wird durch Erregung des Relais im zweiten Anodenkreis wieder verstärkt, dessen 75 geschlossen. Die Relaisspule liegt in der Verbin-Ausgang über den Kondensator 51 und die Leitung dung vom nicht geerdeten Anschluß des Ladekonden-40 mit dem Gitter 41 α der Röhre 41 gekoppelt ist. 45 satorsl6 zur Leitung 23. Der Zweck dieses Relais Der Ausgang dieser Röhre ist über die Leitung 52 und Schalters ist, daß nur bei vorhandener Spannut der Primärwicklung des Transformators 53 ver- nungszufuhr zum Verstärkerkreis der Schalter 75 a bunden. Die Sekundärwicklung dieses Transforma- für die Aufnahme geschlossen wird,
tors ist an den Gleichrichter 54 angeschlossen, der Der Schalter 69 a wird, wie schon erwähnt, bei Ereine Gleichspannung an die Leitung 55 liefert, die 50 regung des Relais 69 zur Beendigung einer normalen bis zu 200 Volt gegen Erde betragen kann. Aufnahme geöffnet.

Es sei noch bemerkt, daß der Ausgang des Trans- Es ist noch ein Zeitabschalter in Gestalt einer

formators 53 durch den Kondensator 56 abgestimmt Schaltröhre 82 eingefügt, der den Zweck hat, eine

ist. Da nur an einer Verstärkung einer entsprechend Aufnahme zu beenden,-falls die Schaltröhre 68 im

der Röntgenstrahlung mit 120 Stoßen je Sekunde 55 normalen Ablauf der Vorgänge nicht zündet. Die

pulsierenden Spannung Interesse besteht, wird der Anode 82 a dieser Röhre ist durch eine Leitung 83

Ausgangskreis des Transformators 53 auf diese Fre- mit dem Relais 76 verbunden, das mit seinem ande-

quenz abgestimmt, so daß das System verhältnis- ren Ende an die Verbindungsleitung zwischen den

mäßig unempfindlich gegenüber etwaigen Hochfre- Widerständen 17 und 18 angeschlossen ist. Diese

quenzstörungen ist. 60 Verbindung bringt an die Röhre 82 ungefähr eine

Die Leitung 55 ist über den Widerstand 57 und die Spannung von maximal 180 Volt, die ungenügend ist,

Leitung 58 an den Kondensator 60 geführt, dessen um sie von der Anode zur Kathode zu zünden. Zwi-

anderer Anschluß über die Leitung 59 geerdet ist. sehen der Zündanode 82 & und der Kathode 82 c liegt

Der Kondensator 60 ist normalerweise durch die Lei- ein Verzögerungskondensator 84. Dieser Konden-

tung 61 und den Schalter 72 b zur Erde überbrückt. 65 sator ist normalerweise durch die Leitung 85 und den

Die Leitung 62 führt die Ladung vom Kondensator Schalter 72 d — einen weiteren durch das Relais 72

60 an das Gitter 63 a der Steuerröhre 63. Die Span- gesteuerten Schalter — kurzgeschlossen. Der Schal-

nung am Kondensator beginnt bei 0, wenn der Schal- ter lld ist gewöhnlich geschlossen, öffnet sich aber,

7 8

wenn die Aufnahme beginnt, mit der auch das Laden anderen Seite so angeordnet, daß die durch den Kordes Kondensators 84 einsetzt. Um verschiedene Ab- per hindurchgehenden Röntgenstrahlen auf ihn aufschaltzeiten einstellen zu können, ist ein veränder- treffen. Bei betriebsbereitem Zeitschalter werden die licher Widerstand 86 mit der Zündanode durch die Niederspannungsquelle Ll, L2 und der Kreis L5, Leitung 87 verbunden und mit seinem anderen Ende 5 L6 /ür die kV-Kompensierung eingeschaltet. Durch über die Leitung 89 an den Spannungsteiler 88 ange- die Niederspannung wird das Relais 75 erregt und schlossen. Der in Ruhe offene Schalter 69 b wird der gewöhnlich offene Schalter 75 α geschlossen. Wenn durch das Relais 69 geschlossen, sobald das Relais nun die Aufnahme durch Schließen des Schalters 81 bei ordnungsgemäßer automatischer Abschaltung der gestartet wird, liegt bereits die volle Versorgungs-Aufnahme durch die Schaltröhre 68 erregt wird, wo- io spannung an der Photozelle 12. Dann wird die Aufdurch der Schalter 69 b dann den Zeitabschalter ab- nähme dadurch in Gang gesetzt, daß der Schalter 81 schaltet und den Kondensator 84 entlädt. geschlossen wird. Dadurch wird das Relais 72 erregt,

Weiter ist eine Lichtschutz-Schaltröhre 90 vor- das den Schalter 72 α schließt und damit die Auf-

handen, um die Abschaltung auszulösen, falls infolge nähme einleitet. Das Relais kann auch den Schalter

übermäßigen Lichtes die Photozelle 12 nicht richtig 15 72 b öffnen, der jedoch besser in Reihe mit dem

arbeitet, wenn z. B. zuviel Licht in dem Raum ist, in Schalter 72 a gelegt wird, so daß eine kleine Verzö-

dem die Aufnahme gemacht wird. Die genaue Wir- gerung zwischen dem Schließen des Schalters 72 a

kungsweise dieser Schaltröhre, die nicht Gegenstand und dem Öffnen des Schalters 72 b eintritt, der ja das

der Erfindung ist, ist für die Erläuterung der Erfin- Aufladen des Kondensators 60 einleitet. Diese Ver-

dung nicht von Bedeutung. Die Ladung an der Zünd- ao zögerung beim Öffnen des Schalters 72 b vermeidet

anode dieser Rohre wird über den Widerstand 91 zu- Spannungsstöße auf das Gitter der Röhre 63, die

geführt. Ihre Anode 90 a ist durch die Leitung 92 mit fehlerhafte Zeitschaltungen zur Folge haben wurden,

dem Relais 76 verbunden, so. daß beim Zünden der Ein anderer Kontaktarm des Relais 72 schließt den

Röhre 90 ebenfalls der Schalter 76 α geöffnet und eine Schalter 72 c, der den Stromkreis der Schaltröhre 68

eingeschaltete Aufnahme beendet wird. 25 vervollständigt. Noch ein anderer Schaltfinger des

Es sei hier noch erwähnt, daß die Steuerröhre 63 Relais 72 öffnet den Schalter 72 d, wodurch das Auf-

durch den Widerstand 66 und den Kondensator 78 laden des Kondensators 84 eingeleitet wird,

geschützt ist, die ein ÄC-Glied bilden, um Stoßvor- Durch das Erregen dieses Relais wird somit der

gänge abzufangen. Der Anodenstrom der Röhre 63 Stromkreis von der Leitung 71 zur Leitung 79 ge-

ist durch die Einstellung des Kathodenwiderstandes 30 schlossen, wodurch die Röntgenröhre in Betrieb ge-

93 bestimmt. Dieser ermöglicht eine feinfühlige Re- setzt und die Röntgenaufnahme eingeleitet wird. Der gelung und ist von der Frontplatte des Zeitschalters Fluoreszenzschirm 13 beleuchtet die Photozelle 12, zum Einstellen erreichbar. und ein der Intensität des Fluoreszenzlichtes propor-

Charakteristisch für den vorliegenden Zeitschalter tionaler Strom fließt von der Photozelle aus. Dadurch ist, daß er selbsttätig kürzere Zeiten für dünne Pa- 35 entsteht ein Spannungsabfall an den Widerständen tienten und längere Zeit für dicke Patienten vorsieht. 43, 44, 45. Die Wechselstromkomponente dieser Um zu verhindern, daß die längeren Zeiten zu lang Spannung wird durch den Kopplungskondensator 48, werden, ist ein Zusatzkreis eingefügt. Ohne diesen die Verstärkerröhre 49, die Röhre 41 und den Trans-Zusatzkreis könnten die langen Belichtungszeiten zu formator 53 zum Gleichrichter 54 weitergeleitet und lang werden, so daß die Filme bei stärkeren Patienten 40 erzeugt dort ein Gleichspannungssignal. Dieses Signal oder langen Belichtungen zu dunkel würden. Mittels lädt den Kondensator 60 auf, dessen Ladung dem dieses Zusatzkreises wird eine Spannung in Reihe mit Gitter 63 α der Röhre 63 zugeführt wird und das Podem Ausgangssignal geschaltet, so daß. diese Wir- tential dieses Gitters zunehmend negativ macht. Sokung unterbunden wird. Der Zusatzkreis, der un- bald die Ladung am Kondensator 60 und das Potenmittelbar unter dem Gleichrichter 54 in Fig. 1 zu 45 tial des Gitters 63a den Wert von annähernd sehen ist, hat auf kürzere Belichtungszeiten überhaupt — 0,5VoIt erreicht, wird die Aufnahme beim Zünkeinen Einfluß. Er entnimmt seine Spannung zwi- den der Schaltröhre 68 dadurch beendet, daß das Reschen der mittleren Anzapfung und dem einen Ende lais 69 erregt wird und den Schalter 69 a öffnet. .

94 der Transformatorwicklung 14 c. Die Spannung Bei Betriebsbereitschaft hat die Kathode der Röhre wird über einen Selengleichrichter 95 einem Glät- 5° 68 eine Spannung von +105VoIt und das Gitter tungskondensator 96 zugeführt, dem ein aus Wider- 68 a dieser Röhre annähernd 85 Volt gegen Erde, ständen 97, 98, 99 bestehender Spannungsteiler par- Diese letztere Bedingung ist durch den Stromfluß allel geschaltet ist. Der Widerstand 98 hat einen ein- durch die Röhre 63 festgelegt, der seinerseits durch stellbaren Abgriff 100, so daß die Spannung zwischen den feineinstellbaren Widerstand 93 im Kathodendieser einstellbaren Verbindung und Erde auf etwa 55 kreis der Röhre 63 geregelt wird. Eine Vergrößerung 0,5 bis 0,6 Volt eingestellt werden kann. Für lange des Widerstandes 93 erhöht diese Spannung, eine Belichtungszeiten ist die vom Gleichrichter 54 er- Verkleinerung verringert sie.

zeugte Signalspannung in der Größenordnung von Die kV-Kompensierung, d. h. des Einflusses der

1 Volt, so daß diese Hilfsspannung mit ihr vergleich- Röntgenröhrenspannung, ist für alle praktisch vorbar ist. Bei kurzen Belichtungszeiten kann jedoch die 60 kommenden Fälle ausreichend, insbesondere dann, Ausgangsspannung des Gleichrichters 54 bis 100 Volt wenn mit einer niedrigen kV-Zahl gearbeitet wird, betragen. Die Zusatzspannung ist also bei diesen Die Kompensierung ist nicht linear, sondern verstärkt kurzen Belichtungen demgegenüber ohne Bedeutung. niedrige kV-Werte mehr als erforderlich. Beispiels-Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß ausgebil- weise beträgt bei 60 Volt an der die Röntgenröhre deten Belichtungsautomatenschaltung ist die fol- 65 speisenden Primärwicklung des Hochspannungstransgende: Für eine Untersuchung befindet sich die Rönt- formators und damit an der hier dargestellten Stromgenröhre auf der einen Seite des zu untersuchenden quelle LS, L 6 die Gleichspannungsabgabe an die Körperteils, und der Fluoreszenzschirm 13 ist auf der Leitung 55 ungefähr 65 Volt. Bei 100 Volt an der

Primärwicklung des Hochspannungstransformators ist die Gleichspannungsabgabe an dem gleichen Punkt 43 Volt. Diese zwei Werte legen eine gerade Linie fest. Bei 180 Volt an der Primärwicklung des Hochspannungstransformators beträgt jedoch das Signal auf der Leitung 55 22 Volt Gleichspannung, während bei 220 Volt das gleiche Signal 16 Volt beträgt. Diese beiden letzteren Werte liegen nicht auf der vorher erwähnten geraden Linie. Die kV-Kompensierung ist so eingerichtet, daß sie bei 220 Volt an der Primärwicklung des Hochspannungstransformators annähernd 45 Volt Vorspannung am Gitter 41a der Röhre 41 ergibt.

Der Zusatzkreis, der, wie oben angegeben, über die Leitung 94 gespeist wird, hat folgende Wirkung. Er bringt annähernd 0,6 Volt über die Leitung 100 zur Ausgangsspannung des Gleichrichters 54 hinzu. Wenn auf der Leitung 55 das Gleichspannungssignal 100 Volt beträgt, ist die Belichtungszeit 0,15 Sekunden, ganz gleich, ob mit oder ohne Zusatzkreis ge- ao arbeitet wird. Wenn das Gleichspannungssignal auf der Leitung 55 10 Volt beträgt, ist die Belichtungszeit ohne Zusatzkreis 1,25 Sekunden und mit Zusatzkreis 1,2 Sekunden. Wenn aber das Gleichspannungssignal auf der Leitung 55 nur 1 Volt beträgt, ist die _a5 Belichtungszeit ohne Zusatzkreis 20,8 Sekunden und mit Zusatzkreis 11,5 Sekunden.

Der erfindungsgemäß ausgebildete photoelektrische Röntgen-Belichtungsautomat zeigt unter nahezu allen Bedingungen eine gute Empfindlichkeit. Wenn er so eingestellt ist, daß er bei einer Röntgenaufnahme dünner Patienten eine einwandfreie Firmschwärzung ergibt, erhält man auch bei der Aufnahme dicker Patienten einwandfrei geschwärzte Filme.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Belichtungsautomatenschaltung für einen Röntgenapparat, dessen Röntgenröhre mit einer durch Gleichrichtung einer Wechselspannung erzeugten pulsierenden Spannung betrieben wird, wobei sie periodisch Röntgenstrahlungsimpulse mit der der pulsierenden Betriebsspannung gleichen Folgefrequenz aussendet, mit einem Photoelektronenvervielf acher, der die von der Röntgenstrahlung nach dem Durchsetzen des aufzunehmenden Objekts auf einem Fluoreszenzschirm erzeugte Lichtstrahlung in einen elektrischen Strom umsetzt, mit einem Speicherkondensator zum Integrieren eines von dem Vervielfacherstrom abgeleiteten Signalstroms, einer Schaltröhre, die von der Spannung am Speicherkondensator gesteuert wird und die Abschaltung der Röntgenröhrenspannung bewirkt, sowie mit einer zwischen dem Photoelektronenvervielf acher und der Schaltröhre angeordneten Verstärkerstufe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koppelkondensator (48) zwischen dem Ausgang des Photoelektronenvervielfachers (12) und der Verstärkerstufe (49, 41) vorgesehen ist, der nur den Wechselanteil des Ausgangsstromes des Vervielfachers (12) an die Verstärkerstufe (49, 41) überträgt, und daß weiter frequenzselektive, auf die Folgefrequenz der pulsierenden Röntgenröhrenbetriebsspannung abgestimmte Übertragungsmittel (53, 56) vorgesehen sind, die diesen Frequenzanteil des Wechselstromsignals selektiv an einen der Verstärkerstufe nachgeschalteten Gleichrichter (54) übertragen, dem der integrierende Speicherkondensator (60) nachgeschaltet ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem der Wechselstromverstärkerstufe (49, 41) nachgeschalteten Gleichrichter (54) eine einstellbare Quelle (94 bis 100) zum Liefern einer festen Gleichspannung in Reihe geschaltet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wechselstromanteil des vom Photoelektronenvervielfacher (12) gelieferten Ausgangssignals verarbeitende Verstärkerstufe eine verstärkungsregelbare Röhre (41) aufweist und daß zur Erzeugung der Verstärkungsregelspannung ein Gleichrichter (36) vorgesehen ist, der über einen Transformator (35) aus dem Primärkreis des zum Betrieb der Röntgenröhre vorgesehenen Hochspannungstransformators gespeist wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 632 842;

französische Patentschrift Nr. 927 692;

USA.-Patentschriften Nr. 2488 315, 2 541187,
681417;

Buch von Hartmann und Bernhard, »Fotovervielfacher«, 1957, S. 6;

Buch von E.Fünfer und H. N e u e r t, »Zählrohre und Szintillationszähler«, 1954, S. 92;

»Electrical Engineering«, Bd. 71, 1952, Nr. 10, S. 935 bis 938;

»Radiology«, Bd. 45, 1945, Nr. 6, S. 588 bis 591;

»Zeitschrift für angewandte Physik«, Bd. V, 1953, Nr. 12, S. 461 bis 463;

»Science«, Bd. 122, 1955, Juliheft, S. 17.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 619/446 9.68 ® Bundesdruckerei Berlin