DE2052329A1 - Schaltungsanordnung für einen Röntgen-Diagnostikgenerator zur selbsttätigen Korrek tür des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles - Google Patents

Description

VEBTransformatoren-und Rönlgenwerk Iimfl Dresden

8030 DRESDEN, OVERBECKSTRASSE - Patentabteilung -

TuR-Akte 1314 ' Dresden, den 10.7,197ο

TNF/Hpp/Ga/Sa

Schaltungsanordnung für einen Röntgen-Diagnostikgenerator zur selbsttätigen Korrektur des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Röntgendiagnostik-Generator mit logarithmischar Einstellung der Röhrenspannung und des Röhrenstromes zur selbsttätigen Korrektur des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles und zur Einstellung der Leerlaufspannung durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses eines Regeltransformator, die die durch die Wahl des Röhrenstromes determinierte Röhrenspannungs-Veränderung zu Beginn einer Röntgenaufnahme im voraus bestimmt und dem Regeltransformator vermittelt. Diese Erfinsung ist besonders für Röntgendiagnostik-Generatoren geeignet, die neben der Ausführung von Röntgenaufnahmen mit Konstantlastbetrieb auch Initiallastaufnahmen zu schalten gestattet und die ferner für Simultanantrieb ausgelegt itHd,

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Da die Hochspannungserzeuger für die Speisung von. Röntgenröhren für diagnostische Zwecke auf Grund ihrer Bauweise beträchtliche Innenwiderstände aufweisen, bricht die Sekundär spannung des Hochspannungserzeugers bei der Schaltung von Aufnahmen merklich zusammen* Dieser SpannungsZusammenbruch 1st von derGröße des fiöntgenröhrenstromes abhängig.

Da aber die während der Aufnahme an der Röhre anliegende Spannung die Härte der erzeugten Röntgenstrahlung, d.h. die Zusammensetzung des Strahlenspektruma bestimmt und dieses wiederum den Bildcharakter prägt,muß man dafür Sorge tragen, daß der bei Aufnahmebeginn eintretende Spannungszusammenbruch durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des den Hochspannungserzeuger speisenden Regeltransformators kompensiert wird.

So ist es bekannt, Überlastungsschutzeinrichtungen so WtM. auszubilden, daß Abgriffe an Widerständen, die den Röhrenstrom bestimmen, mit Kompenaationseinrichtungen des Regeltransformator verbunden werden. Da aber die BohrenStromänderung in derartigen Überlastungseohutzeinriohtungen 1« logarithmischer Funk-

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tion auftreten, sind ferner Umformgetriebe, wie Kurvenscheiben, SeÜtriebe, Differentialgetriebe und ähnliche Mittel bekannt, die die logarithmische Röhrenstromänderung in lineare Verhältnisse umsetzen«

Derartige Ausführungen sind aber aufwendig und bedingen, daß dar Regeltransformator und der Überlastungsschutz wegen der mechanischen Verbindung beider Baugruppen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind«

Ferner bekannt ist es, zur Vermeidung desRöhre nspannungsanstiegeβ bei Inilalbelastung der Röntgenröhre das Übersetzungsverhältnis des Regeltransformators während der Aufnahme kontinuierlich zu verändern» Hierzu wird die Stelleinrichtung herangezogen, die die RöhrenstromabSenkung während der Aufnahme durch Veränderung der Heizspannung bewirkt.

Bei Rb'ntganapparaten, die für Simultanbetrieb ausgestaltet sind, ist es ferner bekannt, den Überlastungsschutz für beide Röhren dadurch zu gewährleisten, daß stets die höher belastete Röhre überwacht bzw. deren Röhrenstrom bestimmt wird» Der Röhrenstrom der zweiten niedrigerer oder höchstens gleich belasteten simultanbetriebenen Röntgenröhre wird gemäß

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einen Vorschlag mittels eines zweiten Stellers eingestellt. Die Schaltbefehle für diesen zweiten Steller hängen einerseits von der Stellung des Stellers für die Röhrenstromeinstellung der ersten Bohre und andererseits von einem Größenverhältnis zweier Widerstände ab, das das Belastungsverhältnis der zwei Röntgenröhren darstellt. Beide Widerstände liegen in zwei Zweigen einer Brückenschaltung, die die Stellbefehle erzeugt. Da bei simultanbetriebenen Röntgenröhren die Aufnahmen zur gleichen Zeit geschaltet werden, muß auch gewährleistet werden, daß die durch den gleichezeitigen Betrieb zweier Röhren an einem Hochspannungserzeuger bedingte größere Veränderung der Ausgangsspannung des Hochspannungserzeugers kompensiert werden kann»

So ist es bekannt, zur Lösung dieses Problems die Summe der Röhrenströme bei Simultanbetrieb bereits im Überlastungsschutz zu errechnen und von dort dem Stellorgan für die Kompensation des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles die dieäen Röhrenströmenäquivalenten Stellbefehle zu vermitteln.

Diese Lösung flfcrt aber infolge der Krümmung der Bohrenkennlinie dazu, daß die Röntgenröhre, welche den größeren Strom führt,

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nicht mehr voll ausgenutzt wird, was eine Schaltzeitverlängerung bedingt.

Schließlich ist man auch bestrebt, die unterschiedlichen ^etzwiderstände, die ebenfalls einen röhrenstrombedingten Spannungszusammenbrucli unterschiedlicher Größe/ bedingen, in einer derartigen Einrichtung mit zu berücksichtigen.

Zweck der Erfindung ist es, auf einfache Art und Weise zu erreichen, den röhrenstromlSedingten Spannungsabfall beim Schalten von Röntgenaufnahmen zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu finden, die es mit elektronischen Mitteln ermöglicht, bei logarithmischer Eingabe der kV-Werte und der logarithmischen Einstellung der Röhrenstromwerte Steuerbefehle zu erzeugen, die eine Kompensation des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles auch unter Berücksichtigung des Netzwiderstandes bewirken.
Diese Schaltungsanordnung soll ferner auf einfache Art und Weise für Röntgengeneratoren verwendbar sein, die Röntgenröhren simultan speisen und sie soll die bei Initiallastbe-

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trieb während der Aufnahme auftretende Spannungserhöhung kompensieren können. ·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Reihenschaltung von zwei Widerständen vorgesehen wird, über der eine Span nung abfällt, die das Übersetzungsverhältnis des Rege!transformators zur Speisung des Hochspannungserzeugers repräsentiert. Diese Spannung wird zur Beeinflussung eines Stellgliedes für das Übersetzungsverhältnis des Regeltransformatore ausgenutzt· Um zu gewährleistan, daß die Spannung über den Widerständen das Übersetzungsverhältnis des Rege!transformators repräsentiert, wird durch den einen Widerstand ein Strom getrieben, der der gewähltenRöhrenspannung proportional ist,

während an dem anderen Widerstand eine Spannung liegt, die einen dem Röhrenstrom proportionalen Strom durch den Widerstand erzeugt ·

In Weiterbildung der Erfindung wird mit einem Milliampere-Binstellorgan deT Abgriff eines Spannungsteilers gekuppelt und die abgegriffene Spannung einem Widerstand der Reihenschaltung und einem Diodenfunktionsgeber zugeführt, wobei der Diodenfunktionsgeber au* einer Parallelschaltung unterschiedlich vorgespannter Dioden

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besteht, mit denen jeweils ein Widerstand in Seihe liegt«

Zur Berücksichtigung des eingestellten kV-'7ertes wird mit dem kV-Einste11organ der Abgriff eines weiteren Spannungsteilers gekuppelt und die abgegriffene Spannung dem zweiten Widerstand der Reihenschaltung und einem weiteren Diodenfunktionsgeber zugeführt, wobei dieser Diodenfunlctionsgeber wiederum aus einer Reihenschaltung unterschiedlich vorgespannter Dioden ^ besteht, mit denen {jeweils ein Widerstand in Reihe liegt·

Zur Berücksichtigung des Netzwiderständes wird die Schaltungsanordnung erfindungsgemäß derart weitergebildet, daJ3 in Reihe mit dem Spannungsteiler, dessen Abgriff mit dem Röhrenstrome instellorgan gekuppelt ist, ein vorzugsweise einstellbarer 'Viderstand liegt, an dem der Netzwiderstand eingestellt wird« i

Zur Berücksichtigung der bei Simultanbetrieb auftretenden größenen Röhrenströme erhält der Widerstand der Reihenschaltung, der mit einem dem Röhrenstrom proportionalen Strom beaufschlagt ist, Abgriffe, an denen das Leistungsauf te i lungs verhältnis der simultanbetriebenen Röntgenröhreη eingestellt wird. Die über dar V/iderstandreihenschsltung anstehende Steuerspannung, die das Übe r Satzung, s-

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verhältnis des Rege 1 tränsformators repräsentiert, wird in einer Nachlaufschaltung weitarverwertet, derart, daß sie einer an einem Spannungsteiler abgegriffenen Spannung antgege;:geschaltet ist und die Spannungsdifferenz einem Verstärker zugeführt wird, der einen Motor steuert, welcher den Abgriff des Spannung st ο i 1..rs im Sinne einer Kompensation der StGue-rspannung verstellt, so daß der Abgriff des Spannungsteilers das Übersetzungsverhältnis des Regeltransformators abbildet.

Anhand eines Ausführungsbeispiüles und-einer Figur wird der Gegenstand der Erfindung näher beschrieben.

Der Abgriff eines Spannungsteilers 1 ist mit dem nichtdargestellten Röhrenströmeinstellorgan gekuppelt, derart, daß die am Spannungsteiler Λ abgenommene Spannung dem Logarithmus des Rührenstromes entspricht, den der Überlastungsschutz auf Grund der eingegebenen kV-Werte und mAs-V/erte errechnet hat, Diese Spannung wird auf einen Widerstand 2 gegeben, der mit einem weite"an Widerstand 3 in Reihe geschaltet ist. Über beiden Widerständen bildet sich oiuu Steuer spannung, dio das Übersetzungsverhältnis uinss Regeltransformator repra-

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sentiert und zur Steuerung des Abgriffes eines Begeltransformators ausgenutzt wird. Diese Steuerspannung wird auf folgende Weise gewonnen*

Der Strom im Widerstand 2 wird nicht nur durch die am Spannungsteiler 1 abgegriffene Spannung, sondern auch vom Strom eines Diodenfunktionsgebers 4 bestimmt, welcher mit dam Widerstand In Serie Hqgt. Dieser Diodenfunktionsgeber besteht aus einer Parallelschaltung von Dioden 5 bis 9, denen jeweils Widerstände 1o bis in Serie geschaltet sind und die mittels des Spannungsabfalles über den Widerständen 15 bis 2o vorgespannt werden. Dieser Diodenfunktiau geber 4 nimmt die Umformung des auf Grund der Af beitsweise des Überlastungsschutzes logarithmisch auftretenden Röntgenröhrenstromes in einem linearem Maßstab vor, so daß die Spannung über den Widerstand 2 dem Röntgenröhrenstrom direkt proportional ist. ^iese Spannung wird mit dar Spannung über dem Widerstand 3 addiertj die durch einen Strom ent-

;eht, der infolge der vom Spannungeteiler 2* abgenommenen Spannung betrieben wird» Der griff des Spannungatellers 21 1st seinerseits

dem kV-Sinstellorgan gekuppelt, das ebenfalls eint logarithmIeehe Skala aufweist; Damit ergibt sioh auch hler die Notwendigkeit der ,

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Umformung aus dem logarithm!seheη Mapstab in einen linearen Maßstab, die durch einen Diodenfunktionsgeber 22 erfolgt. Dieser Diodenfunktionsgeber 22 besteht aus Dioden . 23, 24 und 25,.die mit Widerständen 26, 27 und 28 in Reihe liegen. Um dfe Dioden 23 bis 25 unterschiedlich vorspannen zu können, werden über eine Reihenschaltung von Widerständen 29, 3o, 31 und 32 unterschiedliche Vorspannungen erzeugt. Die Über den Widerständen 2 und 3 gewonnene Spannung wird einer Spannung eines Regelwideratandee 33 ent gegengeschaltet· Die Differenz beider Spannungen steuert einen Verstärker 34, welcher seinerseits den Abgriff das Hege!Widerstandes 33 im Sinne einer Spannungskompensation mittels eines Motors 35 verstellt. Mithin ist die Stellung des Abgriffes am Begelwiderstand 33 ein Abbild des erforderlichen Übersetzungsverhältnisses eines Regeltransforraators 36, das mittels einer Kohlerolle 37 unmittelbar durch den Motor 35 verstellt werden kann.

Um auch den bei Simultanbetrieb auftretenden

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erhöhten Spannungsabfall infolge der größeren Böhrenitrö»· richtig zu kompensieren, let der Widerstand 1 «tt Aiuupfuneen versehen· Dieff

., ' Aaeapfungen sind mittel« Schalter 38 bie

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«i wählbar. Ist der Schalter 38 betätigt, so kompensiert die Einrichtung den Spannungsabfall, der bei 3etrieb einer Röhre entsteht. Y/ird dagegen der Schalter 43 betätigt, so wird der gesamte Widerstandsbetrag des Widerstandes 2 wirksam, w&a zu einer Erhöhung der Stauerapannung und zu einer Verschiebung der Kohlerolle in Sinne einer Kompensation eines größeren Spannungsabfalles führt. "</ird die zweite Röhre mit eimern Strom beaufschlagt, der kleiner ist als der der ersten Röhre, so findet dies durch Betätigung der Schalter 39 bis 42 3e*> rjicksichtigung} bei Betätigung des Schalters dagegen wird ein Spannungsabfall kompensiert, der bei zwai glcichbeltsteten Röhren entsteht»

Um auch mit der gleichen 3inrichtung die auftretenden unterschiedlichen Ketzwiderstände berücksichtigen zu können, ist es lediglich notwendig, in Reihe mit dem Spannungsteiler 1 einen weiteren Widerstand 44 zu schalten, der zweckmäßigerer Weise einstellbar ausgeführt wird.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung kompensiert euch Spannun^serhöhungen, die infolge der Absenkung des Röhrenstromes während der

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Aufnahme - den sogenannten Initiallastbetrieb' auftraten.

Durch die Kupplung des Abgriffes des Widerstandes 1 mit dem Eöferenstromeinstellorgan erfolgt bei Initiallastbetrieb eine Veränderung der abgenommenen Spannung, da dort während der Aufnahme der Abgriff verschoben wird. Diese sich während der Aufnahme verändernde Spannung, die über dem Widerstand 2 und dem Diodenfunktionsgeber 4 liegt, bedingt eine Veränderung der Steuerspannung, die eine Verstellung der Kohlerolle 37 des Segeltransformators 36 bewirkt. Die Verstellung erfolgt dabei im Sinne der Konstanthaltung der Hochspannung an der Röntgenröhre trotz der während der Aufnahme eintretenden Verminderung des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung gestattet somit die Berücksichtigung dos röhrenstrombedingten Spannungsabfalles im voraus bzw, die Veränderung des röhrenstrombeäingten Spannungsabfalles bei Initiallastbetrieb, die logatithmische Einstellung der Röhrenspannung sowie unterschiedliche Netzwiderstände, an denen der Röntge napparat betrieben werden muß.

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Claims (5)

1. Dresden, den 1o.7.197o INP/Hpp/Ga/Sa

   Patentanspruchs:

   /1. Bchaltungsanordnung für einen Röntgendiagnostikgenerator mit logarithmischer Einstellung der Bohrenspannung und des Röhrenstromes zur selbsttätigen Korrektur des röhrenstrombedingten Spannungsabfalles und zur Einstellung der Leerlaufspannung durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses eines Regeltransformators, die die durch die V.'ahl des Röhrenstromes determinierte Röhrenspannungsveränderung zu Beginn einer Röntgenaufnahme im voraus bestimmt und dem Regeltransformator vermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung von zwei TiTiderständen vorgesehen ist, über der eine Spannung abfällt, die das Übersetzungsverhältnis des Regeltransformators repräsentiert und die zur Beeinflussung eines Stellgliedes für das Übersetzungsverhältnis des Regeltrnasformators ausgenutzt v/ird, wobei durch einen Widerstand der Widerstandereihenachaltung ein Strom fließt, der der gewählten Röhrenspan-

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   nung proportional ist, während der andere Widerstand der Reihenschaltung mit einem dem Rb'hrenstrotn der Röntgenröhren proportionalen Strom "beaufschlagt iet.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Röhrenstromeinstellorgan der Abgriff eines Spannungs~ tellers gekuppelt ist und daß die abgegriffene Spannung einen Strom durch einen Widerstand der Reihenschaltung und einen Diodenfunktionsgeher treibt, wobei der Diodenfunktionsgeber aus einer Parallelschaltung unterschiedlich vorgespannter Dioden besteht, mit denen jeweils ein Widerstand in Reihe liegt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Röhrenspannungseinstellorgan der Abgriff eines Spannungsteilers gekuppelt ist und daß die abgegriffene Spannung einen Strom durch einen Y/iderstand der Reihenschaltung und einen Diodenfunktionsgeber treibt, wobei der Diodenfunktionsgeber aus einer T'arallelschaltung unterschiedlich vorgespannter Dioden besteht, mit denen jeweils ein Widerstand in Reihe liegt.
4. 4. Schaltungsanordnung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung des

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   .uetzv/iderstandes in Reihe rait dem Spnnungstjiler, aussäe Abgriff .;iit dam Rohrenstrorasiiistellorgan gekuppelt ist ein vorzugsweise einstellbar Gestaltetet Widerstand liögt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ^,elcennseichnat, daß der Widerstand dor Reihenschaltung, der mit einem dem Röhrenstrom proi^ortionalen Stroiö beaufschlagt ist, Abgriffe aufweist zur Berücksichtigung der beim Simultanbetrieb auftretenden größeren Röhrenströme,

   6, Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die über der Widerstands reihenschaltung anstehende Steuerspannung, die das Übersetzungsverhältnis des ßegeltrans-

   formators repräsentiert, einer an einem Span- j

   nun steller abgegriffenen Spannung entgegengeschaltet ist und die Differenzspannung über einen Verstärker einen Motor steuert, der den Abgriff des Spannungsteilers im Sinne einer Kompensation der Steuerspannung verstellt, so daß die Stellung des Abgriffes das Übersetzungs verhältnis des Regeltransformators abbildet.

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