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Rdntgendiagnostikapparat Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgendiagnostikapparat
mit Einstellmitteln für die Spannung an der Röntgenröhre (Röhrenspannung) und das
mAs-Produkt sowie mit Mitteln zum Abschalten der Röntgenröhre beim Erreichen des
eingestellten mAs-Wertes und mit einer Regelungsanordnung zum Konstanthalten der
Röhrenspannung.
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Um eine bestimmte Aufnahmequalität gleichbleibend zu erreichen und
aus Gründen des Uberlastungsschutzes der Röntgenröhre ist es wichtig, die Röntgenröhrenspannung
unabhängig von "externen" Netzspannungsschwankungen, d.h. solchen, die von Fremdeinflüssen
herrühren,und denjenigen Spannungsschwankungen auf einem vorgegebenen Wert konstantzuhalten,
die vom Röntgenapparat selbst in Abhängigkeit von der jeweils gewählten RöhrenleXtung
an den Innenwiderständen des vorhandenen Speisenetzes und des Rdntgengenerators
hervorgerufen werden. Es sind Röntgendiagnostikapparate bekannt, bei denen der fUr
die Einstellung der Röhrenspannung vorhandene Einstelltransformator zusätzliche
Mittel, etwa in Form einer Kohlerolle oder von an einen Stufenschalter gefUhrten
feinstufigen Anzapfungen besitzt, die von einem Regelglied derart gesteuert sind,
dass sie Schwankungen der Netzspannung kompensieren. Diesen Röntgenapparaten ist
der Nachteil gemeinsam, dass die Kontakte der Stufenschalter bzw. die BerUhrungsflächen
der Kohlerollen so ausgelegt sein müssen, dass sie den häufig beträchtlichen Strömen
auf der Primärseite des Röntgentransformators standhalten. Der dazu erforderliche
Aufwand ist nicht unbeträchtlich.
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Es kommt hinzu, dass Kleinapparate meist gar keinen separaten
Einstelltransformator
besitzen, sondern entweder fUr einen einzigen festen Spannungswert vorgesehen sind
oder nur Uber einen verhältnismSissig grob abgestuften Stufenschalter zur Vorwahl
der R5hrensparulung verfügen, der an eritsprechende Anzapfungen der Primärwicklungen
des Hochspannungstransformators angeschlossen ist. Bei solchen Apparaten ist eine
Spannungsregelung der beschriebenen Art wegen der nicht vorhandenen oder viel zu
groben Abstufung der Primärwicklung gar nicht anwendbar, so dass man einen zusätzlichen
Einstelltransformator vorsehen musste, der von Hand entsprechend der Höhe des auf
einem Messinstrument ablesbaren Wertes der Netzspannung zu betätigen war. Eine solche
Lösung ist kostspielig und ungenau, denn es wird häufig versäumt, nur kurzzeitig
auftretende Netzspannungsschwankungen auszuregeln. Es kommt hinzu, dass solche Schwankungen
häufig Uberhaupt unbemerkt bleiben. Die weiterhin bekannte Möglichkeit einer Spannungsregelung
auf der Hochspannungsseite des Röntgentransformators kann wegen ihres ausserordentlich
hohen Aufwandes, der sich nur bei Grossapparaten vertreten lässt, für die vorliegende
Erfindung ausser Betracht bleiben.
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Der Erfindung liegt die Aurgabe zugrunde, eine einfache, auch bei
Kleinapparaten wirtschaftlich anwendbare automatisch arbeitende Regelungsanordnung
zu schaffen, die möglichst störunanfällig, also nicht mit mechanischen Kontakten
behaftet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Vergleichaglied
der Regelungsanordnung aus dem Wert der eingestellten Röhrenspannung (Sollwert)
und dem Wert der an der Röntgenröhre vorhandenen Röhrenspannung (Istwert) einen
Differenzwert bildet und einem Steuerglied zufUhrt, das den Heizstrom der Röntgenröhre
und damit die Höhe des Röntgenröhrenstromes derart beeinflusst, dass der am Innenwiderstand
von Röntgengenerator und Speisenetz jeweils auftretende Spannungsabfall die Differenz
zwischen Soll- und Istwert der Röhrenspannung kompensiert. Diese indirekte Methode
der Spannungsregelung Uber den Spannungsabfall am Innenwiderstand des Röntgengeneratorx
und des Spetsenetzes in AbhAngigkeit von der eingestellten Röhrenleistung, d.h.
bei konstant gehaltener Rhrenspannung
vom Röhrenstrom, hat den
Vorteil, dass dazu keinerlei mechanische Kontakte erforderlich sind und dass der
Eingriff in einen Stromkreis, nämlich den Heizstromkreis der Röntgenröhre, erfolgt,
bei dem eine verhältnismässig geringe Leistung zu beherrschen ist, so dass wenig
aufwendige elektronische Mittel verwendet werden können.
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Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden Ausftihrungsbeispiel .zäher
erläutert.
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In Fig. 1 ist ein Röntgendiagnostikapparat mit derl Merkmalen der
Erfindung in einem elektrischen Prinzipschema gezeigt, während in Fig. 2 die Funktionsweise
dieses Röntgenapparates anhand eines Diagramms dargestellt ist.
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Gemäss Fig. 1 ist der Hochspannungs transformator 1 primärseitig an
das Speisenetz RS angeschlossen und sekundärseitig ül)er die Vollweggleichrichteranordnung
2 mit der Röntgenröhre 3 verbunden.
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Zur Einstellung der jeweils gewünschten Röhrenspannung besitzt der
Transformator 1 primärseitig Anzapfungen, die an die Kontakte des Stufenschalters
4 angeschlossen sind. Dieser Stufenschalter ist von Hand betätigbar und erlaubt
die Voreinstellung der jeweils gewUrischten Röhrenspannungsstufe. Die Sekundärwicklung
ist in ihrer elektrischen Mitte geerdet und in der Nähe des Erdpunktes aufgetrennt,
so dass der nach dem Schliessen des Primärstromkreises mit Hilfe des Schalters 5
durch die Sekundärspule fliesseride Röhrenstrom vom einstellbaren mAs-Relais 6 gemessen
werden karl. Dieses mAs-Relais betätigt den Schalter 7 zum Unterbrechen des Primärstromkreises
nach Erreichen des eingestellten mAs-Wertes.
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Zum Konstanthalten der eingestellten Röhrenspannung unabhängig von
Schwankungen der Netzspannung und/oder des Netzwiderstandes ist eine Regelungsanordnung
vorhanden, deren Vergleichsglied 8 zwischen die Anzapfung 9 der sekundären Transformatorwicklung
und Erde angeschlosserl ist. Dieser Istwert der Hochspannung wird auf bekannte Weise
mit dem am Spannungscinstellglied 4 gewählten
Sollwert vergleichen
und daraus ein Differenzwert gebildet. Mit diesem Differenzwert wird der im Heizkreis
der Röntgenröhre angeordnete Verstärker 10 so gesteuert, dass er den Röhrenhelzstrom
mit steigender Spannungsdifferenz zwischen Soll- und Istwert Uber den Heizwandler
11 derart beeinflusst, dass bei steigender Differenz der Heizstrom in der einen
oder anderen Richtung so lange verändert wird, bis der Sollwert mit dem Istwert
übereinstimmt. Durch das mAs-Relais ist gewährleistet, dass trotz des sich ändernden
Röhrenstroms stets der fUr die gewünschte Filmschwärzung erforderliche mAs-Wert
erreicht wird.
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In Fig. 2 ist der Verlaur der Röhrenspannung u in Abhängigkeit vom
Röhrenstrom i bei verschiedenen Netzspannungen und Netzwiderständen dargestellt.
U bezeichnet den Wert der eingestellten Röhrenspannung. Dieser Wert wird auf jeder
der sog. Widerstandsgeraden durch den Schnittpunkt mit einem bestimmten Röhrenstrom
wert IR repräsentiert. Um also bei einem Netz gemäss der Widerstandsgeraden 12 den
eingestellten Röhrenspannungswert zu erreichen, muss der Röhrenstrom den Wert IR
12 annehmen. Bei einem Netz gemäss der Widerstandsgeraden 13 gewährleistet der Röhrenstrom
1R 13 die Erreichung des eingestellten Spannungswertes. Bei schwankender Netzspannung
u tritt eine Parallelverschiebung der entsprechenden Widerstandsgeraden auf. So
wird bei absinkender Netzspannung etwa die Widerstandsgerade 12 zur Widerstandsgeraden
14. Um auch in diesem Falle die Röhrenspannung konstant auf dem Wert U zu halten,
bedarf es eines Röhrenstromwertes in der Grösse von 1R 14. Demnach ist es also mit
der erfindungsgemässen Regelungsanordnung möglich, unabhKng von der Jeweiligen Netze
spannung und dem jeweiligen Netzwiderstand den eingestellten Röhrenspannungswert
mit relativ einfachen Mitteln Uber den Röhrenstrom als Regelgrösse konstantzuhalten.
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Um eine Uberlastung der Röntgenröhre zu vermeiden, ist es lediglich
erforderlich, den Innenwiderstand des Röntgentransformators so auszuNgen, dass auch
bei günstigen Netzverhältnissen keine
Uberlastung der Röntgenröhre
eintreten kann. Dabei ist es natUrlich auch möglich, zur Erreichung einer besseren
Röhrenausnutzung an schlechten Netzen den Innenwiderstand in an sich bekannter Weise
an den jewelligen Netzwiderstand anzupassen, d.h. den Innenwideratand bei guten
Netzen zu vergrdssern und bei schlechteren Netzen auf ein Minimum zu verringern.