DE1514564C

DE1514564C - Circuit arrangement for the separate regulation of the tube currents of several X-ray tubes fed by a common high voltage generator

Info

Publication number: DE1514564C
Authority: DE
Inventors: Bruno 7500 Karlsruhe Mook
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-04-01

Description

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Bei Röntgenanlagen, in denen mehrere Röntgen- fühlern für die Regelung der Röhrenstromstärke. BeiWith X-ray systems in which several X-ray sensors are used to regulate the tube current. at

röhren von einem gemeinsamen Hochspannungs- dieser bekannten Anordnung sind die Röhren jedochTubes of a common high-voltage arrangement of this known arrangement, however, are the tubes

erzeuger gespeist werden, besteht häufig der Wunsch, nicht getrennt mit dem Hochspannungserzeuger zuGenerators are fed, there is often a desire not to separate the high-voltage generator

wahlweise einzelne oder Gruppen von Röntgenröh- verbinden.optionally connect individual or groups of X-ray tubes.

ren ein- bzw. abzuschalten, ohne daß dabei der 5 Demgegenüber soll durch die Erfindung die Auf-Betrieb der anderen Röntgenröhren beeinflußt wird. gäbe gelöst werden, eine getrennte An- und Abschal-Dabei können aber insofern Schwierigkeiten auftre- tung einzelner oder zu Gruppen' zusammengefaßter ten, als die Zahl der jeweils von dem gemeinsamen Röntgenröhren zu ermöglichen, ohne daß dabei eine Hochspannungserzeuger gespeisten, d. h. an ihn an- aufwendige Vermehrung der Regeleinrichtungen für geschlossenen Röntgenröhren auch durch die Regel- io die einzelnen Röhrenströme notwendig wird,
einrichtungen für den Röhrenstrom bestimmt bzw. Sie wird bei einer Schaltungsanordnung der letztbeeinflußt sein kann. Diese Schwierigkeiten können genannten Art dadurch gelöst, daß die Röntgenbei den üblicherweise verwendeten Röntgenröhren röhren in mehrere über einen Schalter wahlweise darauf beruhen, daß deren geerdete Anoden mit einzeln oder zusammen an den Hochspannungseiner Wasserkühlung versehen sind, wobei die Kühl- 15 erzeuger anschaltbare Gruppen aufgeteilt sind, daß leitungen der einzelnen Röhren einen die exakte Er- für jede Gruppe ein eigener Heiztransformator und fassung des Stromes der einzelnen Röhren unmöglich ein eigener Meßfühler für die Regelung der Strommachenden Nebenschluß bilden. stärke der zu dieser Gruppe gehörenden Röhren vor-ren on or off without the 5 In contrast, the invention is intended to affect the on-operation of the other X-ray tubes. There could be solved, a separate switching on and off. Difficulties can arise individually or in groups, as the number of each of the common x-ray tubes can be made possible without a high-voltage generator being fed, ie connected to it - Complicated increase in the control equipment for closed X-ray tubes, also due to the regulation of the individual tube currents,
devices for the tube current determined or it is in a circuit arrangement that can be influenced last. These difficulties can be solved by the fact that the X-ray tubes in the commonly used X-ray tubes are optionally based on the fact that their grounded anodes are individually or collectively provided with high-voltage water cooling, the cooling generators being divided into groups that can be connected via a switch That the lines of the individual tubes form the exact sensor for the control of the current-making shunt. thickness of the tubes belonging to this group.

Es ist nun eine Anordnung vorgeschlagen worden, gesehen sind und daß daran über Umschalter nurAn arrangement has now been proposed that are seen and that only switch over to it

die dadurch eine getrennte Regelung der Röhren- 20 jeweils eine Röntgenröhre der Gruppe anschließbarwhich thereby enables separate regulation of the tubes - one X-ray tube of the group each can be connected

ströme mehrerer von einem gemeinsamen Hochspan- ist, wobei die Umschalter der verschiedenen Gruppenseveral streams from a common high-voltage is, the changeover switches of the different groups

nungserzeuger gespeister Röntgenröhren gestattet, zum gleichzeitigen Anschalten von zu verschiedenen hvoltage generator of powered X-ray tubes allows to switch on different h

daß nur ein hochisolierter Teile der Meßfühler und Gruppen gehörigen Röhren miteinander kuppelbarthat only a highly insulated part of the sensor and tubes belonging to groups can be coupled to one another

der Stellglieder der Regeleinrichtung für die Röhren- sind.the actuators of the control device for the tube are.

ströme auf Hochspannungspotential liegt und alle 25 Verständlicherweise ist es möglich und gegebenenübrigen Glieder der Regeleinrichtungen auf Erd- falls auch zweckmäßig, den Schalter räumlich im potential gelegt sind. Bei dem älteren Vorschlag fin- Hochspannungserzeuger anzuordnen. Da üblicherden also in bestimmter Weise aus zwei Teilen be- weise der Hochspannungserzeuger einen ölgefüllten stehende Meßfühler Verwendung, deren einer, gegen Kessel besitzt, spart man sich dann den Aufwand den anderen isolierter Teil innerhalb des betreffenden 30 für einen weiteren ölgefüllten Kessel zur Aufnahme Röhrenstromkreises auf Hochspannungspotential des für Hochspannungsschaltvorgänge ausgelegten liegt, während sich der andere Teil der Meßfühler Schalters. Will man dagegen eine vorhandene Anlage auf Erdpotential befindet. Geeignete Meßfühler der mit dem Schalter nachrüsten, so ist es zweckmäßig, dabei benutzten Art sind Transduktoren, magnetfeld- den Schalter räumlich außerhalb des Hochspanabhängige Widerstände mit ihren magnetfelderzeu- 35 nungserzeugers anzuordnen.currents are at high voltage potential and all 25 Understandably, it is possible and given Elements of the control equipment on earth case also expedient, the switch spatially in the potential are placed. In the older proposal, fin high-voltage generators should be arranged. As more common thus in a certain way the high-voltage generator proves an oil-filled one from two parts Using standing measuring sensors, one of which has one against the boiler, saves you the effort the other isolated part within the relevant 30 for a further oil-filled boiler to accommodate Tube circuit to the high-voltage potential of the one designed for high-voltage switching operations while the other part of the probe switch. If, on the other hand, you want an existing system is on earth potential. Retrofit suitable sensors with the switch, so it is advisable to The kind used are transducers, magnetic field switches spatially outside of the high voltage dependent Arrange resistors with their magnetic field generation generator.

genden Spulen, Röhren, Transistoren oder auch Häufig ist es erwünscht, auch die augenblicklichlowing coils, tubes, transistors or also often it is desirable to do the instantaneous

lichtelektrische Einrichtungen, wie Elektrolumines- gerade abgeschalteten Röhren betriebsbereit zu hal-Photoelectric devices such as electrolumines - tubes that have just been switched off to keep them ready for operation

zenz-Halbleiterdioden in Verbindung mit strahlungs- ten, d. h. ihre Heizstromkreise nicht zu unterbrechen,zenz semiconductor diodes in connection with radiant, d. H. not to interrupt their heating circuits,

empfindlichen Schaltungselementen, z. B. Fotowider- Dann wird man den Schalter in den Röhrcnstrom-sensitive circuit elements, e.g. B. Fotowider- Then you will put the switch in the tube current-

ständen. 40 kreisen elektrisch zwischen den Hochspannungs-stands. 40 circuits electrically between the high-voltage

Da bei dieser Anordnung gemäß dem älteren Vor- erzeuger und den Heiztransformator legen. DabeiAs with this arrangement, lay the older pre-generator and the heating transformer. Included

schlag die mögliche Zahl der von dem Hochspan- kann man auch die hochisolierten Teile der Meß-Consider the possible number of the high voltage, one can also consider the highly insulated parts of the measuring

nungserzeuger gemeinsam gespeisten Röhren unab- fühler mit von der Hochspannungsanlage abschalten.power generators switch off jointly fed tubes independently from the high-voltage system.

hängig von der Regeleinrichtung lediglich durch die Vorteilhafterweise können die Umschalter alsdepending on the control device only by the Advantageously, the changeover switches as

Auslegung des Hochspannungserzeugers und selbst- 45 zweipolige Hochspannungsumschalter ausgebildetDesign of the high-voltage generator and self-45 two-pole high-voltage switch

verständlich auch durch den jeweiligen Anwendungs- sein.understandable also through the respective application.

zweck der Anordnung gegeben ist, besteht hier die Die Anordnung nach der Erfindung ist gegenüber Möglichkeit, Maßnahmen zur wahlwcisen An- und den aus den Entgegenhaltungen entnehmbaren AnAbschaltung einzelner Röhren oder Gruppen von Ordnungen sehr flexibel hinsichtlich einer Aufteilung Röntgenröhren vorzusehen. - 50 der Röntgenröhren auf verschiedene Arbeitsplätze.purpose of the arrangement is given, here is the The arrangement according to the invention is opposite Possibility of taking measures for optional activation and deactivation, which can be found in the cited documents individual tubes or groups of orders very flexible in terms of division Provide X-ray tubes. - 50 of the X-ray tubes on different workplaces.

Bei einer Anlage für zwei parallel betriebene und Aufteilungen kommen vor allem in Betracht bei Aufvon einem gemeinsamen Hochspannungserzeuger ge- gaben im Gebiet der Röntgcnspektroskopie und der speiste Röntgenröhren ist es bekannt, die Röhren mit Röntgenfluoreszenzanalysc, dabei müssen unter Umdem Hochspannungscrzeuger über den einzelnen ständen Röhren mit verschiedenem Anodenmaterial Röhren zugeordnete Schalter zu verbinden. Bei die- 55 benutzt werden. Die Anordnung nach der Erfindung scm bekannten Röntgenapparat sind die Röhren- gestattet je nach Zuordnung der Röhren einer Gruppe ströme getrennt voneinander einstellbar, jedoch nicht zu einem oder zu verschiedenen Arbeitsplätzen entgetrennt geregelt. weder mit jeweils einer geregelten Röhre auf mehre-In the case of a system for two parallel operated and divisions come into consideration especially in the case of Aufvon a common high voltage generator in the field of X-ray spectroscopy and the fed X-ray tubes, it is known that the tubes with Röntgenfluoreszenzanalysc, thereby must under Umdem High-voltage generator above the individual stands tubes with different anode material Connect switches associated with tubes. In these 55 are used. The arrangement according to the invention In the known X-ray apparatus, the tubes are permitted depending on the assignment of the tubes to a group flows can be set separately from one another, but not separated to one or to different workplaces regulated. neither with a regulated tube on several

fis sind auch schon Anordnungen mit einer ge- ren Arbeitsplätzen gleichzeitig oder mit mehreren getrennten-Regelung der Röhrenströme von parallel 60 trennt geregelten Röhren auf jeweils einem von mehbetriehcnen Röntgenröhren bekannt. reren Arbeitsplätzen zu arbeiten. Der gemeinsamefis are also arrangements with one or more workstations at the same time or with several separate regulations of the tube currents from parallel 60 separates regulated tubes on each one of several operated tubes X-ray tubes known. more jobs. The common one

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Schal- Teil der Röhrenstromkreise der jeweils einer Gruppe tiinpsanordmitig für mehrere von einem gemeinsamen angehörenden Röhren erstreckt sich also von den Hoclispanmmgscrzcugcr gespeiste Röntgenröhren mit Ausgangsklemmen des Hochspannungserzeuj>ers bis getrennter Regelung der Röhrcnströnie, mehreren 65 zu den Umschaltern und schließt die Heizstromgetrennten Heiztransformatoren und mehreren ge- Versorgung der Röhren sowie den Meßfühler der trennten,' jeweils in der Zuleitung vom Hnchspau- Regeleinrichtung ein.
nungserzeuger zu den Röntgenröhren liegenden Meß- Vcrstündücherwcise ist es auch möglich, die ver-The invention relates to such a switching part of the tube circuits of each group tiinpsanordmitig for several tubes belonging to a common one, that is, x-ray tubes fed by the Hoclispanmmgscrzcugcr with output terminals of the high-voltage generator up to separate regulation of the Röhrcnströnie, several 65 to the switches and includes the heating transformers separated from the heating current and several supply lines for the tubes as well as the sensor of the separated, 'each in the supply line from the Hnchspau control device.
voltage generator to the X-ray tubes lying measuring tubes, it is also possible to

schiedenen Gruppen zugeordneten Umschalter mit ihren Betätigungsmitteln so zu kombinieren, daß nur bestimmte gleichzeitige Anschaltungen von Röntgenröhren verschiedener Gruppen möglich sind (Verriegelung). Entsprechende Ausgestaltungen der Erfindung müssen dem jeweiligen Anwendungsfall überlassen bleiben.different groups associated changeover switch to combine with their actuating means so that only certain simultaneous connections of X-ray tubes of different groups are possible (locking). Corresponding configurations of the invention must be left to the respective application remain.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung erläutert. Der gemeinsame Hochspannungserzeuger, der den Transformator T, die Gleichrichteranordnung Gl und den Glättungskondensator G enthält, ist im linken Teil der Figur dargestellt und mit H bezeichnet. HR ist eine Einrichtung zur Regelung der Hochspannung, deren Aufbau im einzelnen im Rahmen der Erfindung nicht interessiert.The invention is explained below using the exemplary embodiment according to the drawing. The common high-voltage generator, which contains the transformer T, the rectifier arrangement Gl and the smoothing capacitor G , is shown in the left-hand part of the figure and denoted by H. HR is a device for regulating the high voltage, the structure of which is not of interest in the context of the invention.

Dieser Hochspannungserzeuger/? ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemeinsam für vier Röntgenröhren X1 bis X 4 vorgesehen. Die Röhren sind paarweise in Gruppen Xl, Xl bzw. Xd>,X4 zusammengefaßt. Den Röhren jeweils einer Gruppe ist ein Teil ihrer Heizstromkreise gemeinsam. Dieser Teil erstreckt sich von dem an den Ausgangsklemmen des Hochspannungserzeugers H liegenden Schalter S bis zu den Umschaltern Sl und 52, die in diesem Ausführungsbeispiel zweipolig ausgeführt sind. In dem gemeinsamen Teil der Röhrenstromkreise liegen die in diesem Ausführungsbeispiel als Elektrolumineszenz-Halbleiterdioden D1 und D 2 ausgebildeten hochisolierten Teile der Meßfühler der Regeleinrichtung, deren Lichtstrahlung durch die Lichtleiter Ll und Ll auf Fotowiderstände Fl und F1 im Eingangsstromkreis der Regeleinrichtung Rl und Rl fällt. Da die Lichtemission derartiger Lumineszenzdioden bekanntlich abhängt von der Größe des sie durchfließenden Stromes, d. h. im Falle der vorliegenden Schaltung von der Größe des Röhrenstromes, ist, so ist auch der Widerstandswert der Fotowiderstände Fl und Fl ein Maß für den jeweiligen Röhrenstrom. Entsprechend diesem Istwert des Röhren-Stromes beeinflussen die Regeleinrichtungen R1 und Rl die über die Heiztransformatoren HTl und HTl den Röhrenstromkreisen zugeführte Heizenergie so, daß der gewünschte Sollwert der Röhrenströme gewahrt bleibt.This high voltage generator /? is provided jointly for four X-ray tubes X1 to X 4 in the exemplary embodiment shown. The tubes are combined in pairs in groups Xl, Xl or Xd>, X4 . The tubes in each group share a part of their heating circuit. This part extends from the switch S located at the output terminals of the high-voltage generator H to the changeover switches S1 and 52, which in this embodiment are two-pole. In the common part of the tube circuits are the highly insulated parts of the measuring sensors of the control device, designed in this embodiment as electroluminescence semiconductor diodes D 1 and D 2 , the light radiation of which falls through the light guides Ll and Ll onto photoresistors Fl and F 1 in the input circuit of the control device Rl and Rl . Since the light emission of such luminescent diodes is known to depend on the magnitude of the current flowing through them, ie in the case of the present circuit on the magnitude of the tube current, the resistance of the photoresistors F1 and F1 is also a measure of the respective tube current. Corresponding to this actual value of the tube current, the control devices R 1 and Rl influence the heating energy supplied to the tube circuits via the heating transformers HT1 and HT1 in such a way that the desired nominal value of the tube currents is maintained.

Wie aus den strichpunktierten Umrandungen des Hochspannungserzeugers H und der Meßeinrichtung M ersichtlich, liegen der Schalter 5 und die Umschalter 51 und 52 räumlich außerhalb des Hochspannungserzeugers H innerhalb der Meßanordnung M. As can be seen from the dash-dotted borders of the high-voltage generator H and the measuring device M , the switch 5 and the changeover switches 51 and 52 are spatially outside the high-voltage generator H within the measuring arrangement M.

Der Schalter 5 gestattet, wahlweise eine oder beide der Gruppen von Röhren Xl bis X 4 mit dem Ausgang des Hochspannungserzeugers H zu verbinden. Demgegenüber gestatten die Umschalter 51 und 52 eine Auswahl der jeweils mit dem Hochspannungserzeuger H zu verbindenden Röhren innerhalb der Gruppen Xl, X1 bzw. Z 3, X 4. Wie durch die Linien w 1 und wl an den Kontakten der Umschalter 51 und 52 angedeutet, sind die jeweils einem der Umschalter 51 und 52 zugeordneten Kontakte miteinander gekoppelt (Schaltwippe). Das bedeutet, daß innerhalb der Gruppe jeweils wahlweise nur eine der Röhren mit den Ausgangsklemmen des Hochspannungserzeugers H verbindbar ist.The switch 5 allows, optionally, one or both of the groups of tubes Xl to X 4 with the output of the high voltage generator to connect H. In contrast, the changeover switches 51 and 52 allow a selection of the tubes to be connected to the high voltage generator H within the groups Xl, X1 or Z 3, X 4. As indicated by the lines w 1 and wl on the contacts of the changeover switches 51 and 52, the contacts assigned to one of the changeover switches 51 and 52 are coupled to one another (rocker switch). This means that only one of the tubes can optionally be connected to the output terminals of the high-voltage generator H within the group.

Andererseits bieten die Umschalter 51 und 52 die Möglichkeit, bestimmte Parallelschaltungen von verschiedenen Gruppen angehörenden Röntgenröhren zu ermöglichen bzw. auszuschließen. Dies kann auf eine in der Figur im einzelnen nicht dargestellte Weise durch Kombination der Betätigungsmittel der Kontakte verschiedener Umschalter geschehen.On the other hand, the changeover switches 51 and 52 offer the possibility of certain parallel connections of different Allow or exclude X-ray tubes belonging to groups. This can be done on a manner not shown in detail in the figure by combining the actuating means of Contacts of different switches happen.

Der Schalter 5 erdet im abgeschalteten Zustand der Röhren deren Kathoden. Man kann die Röhren durch Abschalten der Heizspannung vor dem Betätigen des Schalters 5 stromlos machen.When the tubes are switched off, the switch 5 grounds their cathodes. You can use the tubes De-energize by switching off the heating voltage before actuating the switch 5.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, jeweils eine Röhre jeder Gruppe mit jeweils einer Röhre jeder anderen Gruppe parallelzuschalten. Es ist also nicht möglich, beispielsweise die Röhre Xl gleichzeitg parallel zu beiden Röhren X 3 und X 4 der anderen Röhrengruppe zu schalten. Dagegen gestattet die getroffene Schalteranordnung, jeweils individuell nur eine Röhre von dem Hochspannungserzeuger speisen zu lassen.In the illustrated embodiment it is possible to connect one tube of each group in parallel with one tube of each other group. It is therefore not possible, for example, to switch the tube X1 at the same time in parallel to both tubes X 3 and X 4 of the other tube group. In contrast, the switch arrangement made allows only one tube to be fed individually from the high-voltage generator.

Verständlicherweise sind vielfache Abänderungen des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung möglich. Beispielsweise kann jede Gruppe von Röhren mehr als zwei Röhren enthalten. Ferner können mehr als zwei Gruppen von Röhren vorgesehen sein. Auch können die Meßfühler durch andere Elemente, beispielsweise Transistoren oder Röhren, gebildet sein. Auch der Hochspannungserzeuger kann in anderer Weise aufgebaut sein. Dies richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungszweck der Anordnung. Understandable are multiple modifications of the embodiment shown in the figure the invention possible. For example, each group of tubes can contain more than two tubes. Furthermore, more than two groups of tubes can be provided. The sensors be formed by other elements, for example transistors or tubes. Also the high voltage generator can be constructed in a different way. This depends on the particular application of the arrangement.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for several X-ray tubes fed by a common high-voltage generator with separate regulation of the tube currents, several separate heating transformers and several separate sensors for regulating the tube current intensity, each in the supply line from the high-voltage generator to the X-ray tubes, characterized in that the X-ray tubes in several over a switch (S) are divided into groups (Xl, X1 or X 3, X 4) that can be connected individually or together to the high-voltage generator (H) so that each group has its own heating transformer (HTl or HTl) and its own measuring sensor ( D 1 or D1) are provided for regulating the current intensity of the tubes belonging to this group and that only one X-ray tube of the group can be connected to it via changeover switches (51 or 52), the changeover switches (51, 52) of the different groups Can be coupled to each other for simultaneous connection of tubes belonging to different groups s ind.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the switch (5) in the tube circuits is electrically between the high-voltage generator (H) and the heating transformers (HT1, HT 2) .

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the changeover switch (51,52) are designed as two-pole high-voltage changeover switches.

4. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the switch

(S) is spatially arranged in the high voltage generator (H) .

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switch (5) is arranged spatially outside of the high-voltage generator (H) .

1 sheet of drawings