DE2053606A1

DE2053606A1 - Device for automatic adjustment of the focal spot size of an X-ray tube depending on the tube load

Info

Publication number: DE2053606A1
Application number: DE19702053606
Authority: DE
Inventors: Werner 2000 Hamburg Berends
Original assignee: MUELLER C H F GmbH
Current assignee: MUELLER C H F GmbH
Priority date: 1970-10-31
Filing date: 1970-10-31
Publication date: 1972-05-10
Also published as: FR2113346A5; GB1357395A; IT940070B

Description

tPtidjns vomt 30. Okt. 1970tPtidjns dated Oct. 30, 1970

C. H- F. Müller GmbH, 2 Hamburg 1, Alexanderstraße 1C. H- F. Müller GmbH, 2 Hamburg 1, Alexanderstraße 1

"Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Prennfleckgröße einer -Röntgenröhre in Abhängigkeit von der Röhrenbelastung""Device for the automatic adjustment of the size of the spot size an X-ray tube depending on the tube load "

Wenn eine Röntgenröhre mit einem Bruchteil der Leistung betrieben wird, für die sie vorgesehen ist, hat das in der Regel auf die Größe des Brenrfleeks keinen Einfluß, obwohl in diesem Fall ein kleinerer Brennfleck genügen würde, der eine bessere Auflösung gewährleisten würde.When an X-ray tube is operated at a fraction of the power it was designed for, it usually has has no effect on the size of the focal spot, although in this case a smaller focal spot would suffice, the better one Resolution would ensure.

Fm in dieser Hinsicht bessere Ergebnisse zu erzielen, hat man schon Röntgenröhren mit zwei Heizfäden für zwei verschieden große Brennflecke gebaut und den zugehörigen Röntgenapparat so ausgebildet, daß bei größeren Stromstärken der Heizfaden für den größeren Brennfleck und bei kleineren Stromstärken der Heizfaden für den kleineren Brennfleck eingeschaltet wurde. Abgesehen davon, daß hier nur eine stufenweise Anpassung der Brennfleckgröße an die Röhrenleistung möglich ist, wird hierbei der Brennfleck nur bei Änderung des Stromes, nicht aber bei Änderungen der Spannung umgeschaltet, so daß Betriebsfälle denkbar sind, in denen die im kleineren Brennfleck in V/ärme umgesetzte Leistung größer ist als die im großen Brennfleck umgesetzte Leistung. Im übrigen bedeutet der Einsatz eines zweiten Heizwandlers für den zweiten Heizfaden einen erheblichen Aufwand, insbesondere wenn die Kathode nuf sehr hohem Potential gegen Erde betrieben wird. Es ist weiterhin eine Röntgeneinrichtung bekannt (deutsche Patentschrift 570 444), bei der die Brennfleckgröße selbsttätig an den Röhrenstrom angepaßt wirdIn order to achieve better results in this regard, one already has X-ray tubes with two filaments for two different ones built large focal spots and the associated X-ray apparatus designed so that the filament with larger currents for the larger focal spot and for smaller currents, the filament for the smaller focal spot was switched on. Apart from the fact that only a gradual adjustment of the focal spot size to the tube power is possible here, here the focal spot is only switched when the current changes, but not when the voltage changes, so that operational cases are conceivable in which the power converted into V / arm in the smaller focal spot is greater than that in the large focal spot implemented service. In addition, the use of a second heating converter for the second filament means a considerable amount Effort, especially if the cathode has a very high potential is operated against earth. There is also an X-ray device known (German Patent 570 444) in which the Focal spot size is automatically adapted to the tube current

PHD- 1521 (KV-4212) - 2 -PHD- 1521 (KV-4212) - 2 -

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und bei der lediglich ein einziger Heizfaden vorhanden ist. Zur Veränderung des Brennflecks ist dabei ein Steuerkörper vorgesehen, der an der Spitze eines Elektromagneten befestigt ist, der von dem Heizstrom bzw. dem Röhrenstrpm erregt wird. Durch die Verschiebung dieses Steuerkörpers wird das elektrische Feld so beeinflußt, daß die Elektronen auf einem mehr oder weniger großen Feld zusammen kommen. Auch hier besteht wieder der Nachteil, daß die Brennfleckgröße nur in Abhängigkeit vom Röhrenstrom verändert wird, so daß eine Änderung der an der Röhre liegenden Hochspannung und damit der Leistung durch die die Röhre betrieben wird, auf die Abmessung des Brennflecks keinen Einfluß hat. Außerdem ist es von Nachteil, daß ein Steuerkörper mit einem Elektromagneten in die Röntgenröhre eingebaut werden muß.and in which there is only a single filament. To change the focal spot, a control body is provided which is attached to the tip of an electromagnet, which is excited by the heating current or the tube current. By the displacement of this control body is influenced so that the electrons on a more or the electric field less large field come together. Again, there is the disadvantage that the focal spot size only depends on the Tube current is changed, so that a change in the high voltage applied to the tube and thus the power through the the tube is operated has no influence on the dimensions of the focal spot. It is also disadvantageous that a Control body with an electromagnet must be installed in the X-ray tube.

Schließlich ist auch noch eine Röntgeneinrichtung bekannt (US-Patentschrift 2 683 223), die eine Röntgenröhre enthält, mit einer Elektrode zwischen Anode und Kathode (Mittelelektröde), die an dem Abgriff eines Hochspannungspotentiometers angeschlossen ist. Durch Verschieben des Abgriffs kann die Brennfleckgröße verändert werden.Finally, an X-ray device is also known (US Pat. No. 2,683,223) which contains an X-ray tube, with an electrode between anode and cathode (center electrode), which is connected to the tap of a high-voltage potentiometer is. The focal spot size can be changed by moving the tap.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre in Abhängigkeit von der Röhrenbelastung zu schaffen. Bei einer Röntgenröhre, die eine an einen verschiebbaren Abgriff angeschlossene Mittelelektrode enthält, deren Potential höher als das Kathodenpotential und niedriger als das Anodenpotential ist, wird diese Aufgabe dndurch gelöst, daß der Abgriff als geerdete Anzapfung eines Transformators zur Speisung der Röntgenröhre ausgebildet und derart mit den Einstellorganen für Röhrenstrom und Röhrenspannung gekoppelt ist, daß die Brennfleckbelastung ungefähr dem zulässigen Wert entspricht.The aim of the present invention is to provide a device for the automatic adjustment of the focal spot size of an X-ray tube to create depending on the tube load. In the case of an X-ray tube, one of which is attached to a movable tap connected center electrode, the potential of which is higher than the cathode potential and lower than the anode potential is, this object is achieved in that the tap as Grounded tap of a transformer for supplying the X-ray tube is designed and coupled to the adjusting elements for tube current and tube voltage in such a way that the focal point load corresponds approximately to the permissible value.

Die Erfindung wird an Hand des in rter Zeichnung dargestellten Prinzipachaltbildea eines Ausführungsbeispiela näher erläutert.The invention is illustrated with reference to the drawing in rter Principle layouts of an exemplary embodiment explained in more detail.

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Dabei wird von einem Röntgenapparat Gebrauch gemacht, bei dem bei Veränderung der Spannung der Röhrenstrom gegenläufig verändert wird, so daß das Produkt aus Strom und Spannung konstant bleibt. Bei Veränderung des Stromes hingegen bleibt die Spannung konstant, so daß die Leistung proportional zum Strom verändert wird. Derartige Röntgenapparate sind an sich bekannt, so daß insoweit auf eine genauere Darstellung verzichtet werden kann.Use is made of an X-ray apparatus in which the tube current changes in opposite directions when the voltage changes so that the product of current and voltage remains constant. If the current changes, however, the voltage remains constant, so that the power is changed proportionally to the current. Such X-ray machines are known per se so that in this respect a more precise representation can be dispensed with.

In dem mit 1 bezeichneten Schalttisch befindet sich ein Regeltransformator 2 mit einer an das Netz angeschlossenen Primär- f wicklung 2a und einer Sekundärwicklung 2b, an der mittels Kohlerollen 6 die Spannung zur Speisung des in einem gesonderten Behälter 3 untergebrachten Hochspannungstransformators 4 eingestellt wird. Primärwicklung 4a und Sekundärwicklung 4b dieses Transformators bestehen aus je zwei gleichen Wicklungshälften, deren Verbindungspunkt ebenso wie die verstellbare Anzapfung 7 an der Sekundärwicklung des Transformators 2 geerdet sind. Die Hochspannung an den Sekundärwicklungen wird beispielsweise mittels zweier Vervielfacherschaltungen 8a (zur Erzeugung einer negativen Spannung) und 8b (zur Erzeugung einer positiven Spannung) gleichgerichtet und an die Kathode bzw. die Anode einer Röntgenröhre 9 geführt.Die Röntgenröhre 9 kann beispielsweise * den in der britischen Patentschrift 839 945 beschriebenen Aufbau haben, wobei ein geerdetes Metallrohr über Anode und Kathode geschoben ist, das elektrisch leitend mit einer in der Mitte zwischen Anode und Kathode liegenden und in der Mitte durchbohrten Querwand verbunden ist. Ebenso gut könnte eine Röntgenröhre gemäß der deutschen Patentschrift 649 898 verwendet werden, wobei Anode und Kathode an Porzellanisolatoren befestigt sind, die den vakuumdichten Abschluß eines geerdeten Metallgehäuses bilden; in diesem Fall ist das Gehäuse die Mittelelektrode.In the switch table marked 1 there is a regulating transformer 2 with a primary winding 2a connected to the mains and a secondary winding 2b, on which the voltage for feeding the high-voltage transformer 4 housed in a separate container 3 is set by means of carbon rollers 6. The primary winding 4a and the secondary winding 4b of this transformer each consist of two identical winding halves, the connection point of which, like the adjustable tap 7 on the secondary winding of the transformer 2, are grounded. The high voltage on the secondary windings is rectified, for example by means of two multiplier circuits 8a (for the generation of a negative voltage) and 8b (to produce a positive voltage) and to the cathode or the anode of an X-ray tube 9 geführt.Die X-ray tube 9 may, for example, * the in British patent 839 945 have described structure, wherein a grounded metal tube is pushed over the anode and cathode, which is electrically conductively connected to a transverse wall located in the middle between the anode and cathode and pierced in the middle. An X-ray tube according to German patent specification 649 898 could just as well be used, the anode and cathode being attached to porcelain insulators which form the vacuum-tight seal of an earthed metal housing; in this case the housing is the center electrode.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die Größe des Anodenbrennflecks nicht von den Spannungen zwischen Anode bzw. Kathode einerseits und der Mittelelektrode andererseits abhängen,Investigations have shown that the size of the anode focal point does not depend on the voltages between the anode and cathode depend on the one hand and the center electrode on the other,

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sondern nur vom Verhältnis dieser Spannungen. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß der Brennfleck kleiner wird, wenn die Spannung zwischen Kathode und Mittelelektrode kleiner wird als die Spannung zwischen Anode und Mittelelektrode (11) bzw. wenn die Spannung zwischen Anode und Mittelelektrode größer gemacht wird als die Spannung zwischen Kathode und Mittelelektrode. Umgekehrt kann der Brennfleck größer gemacht werden, wenn entweder die Spannung zwischen Kathode und Mittelelektrode erhöht oder die Spannung zwischen Anode und Mittelelektrode erniedrigt wird. Die Änderung des genannten Spannungsverhältnisses und damit die Änderung der Brennfleckgröße erfolgt durch Verstellung des Mittelabgriffs 7 an der Sekundärwicklung 2b, wobei die Spannung an der einen Hälfte der Primärwicklung und der Sekundärwicklung größer wird und die Spannung an der anderen Hälfte der Primärwicklung und der Sekundärwicklung abnimmt. Die Verschiebung des Mittelabgriffs T erfolgt zusammen mit der Einstellung des Röhrenstroms durch den Strom-Einstellknopf 10, wobei, wie schon erwähnt, gleichzeitig auch die Röhrenleistung verändert wird. Durch geeignete Bemessung der mechanischen Kopplung zwischen dem Abgriff 7 und dem Einstellknopf 10 sowie durch geeignete Lage der Windungen an der Sekundärwicklung 2a kann erreicht werden, daß die auf die Brennfleckgröße bezogene Röhrenleistung gerade den höchstzulässigen Wert erreicht. Damit ist sichergestellt, daß bei der jeweils gegebenen Röhrenleistung immer mit der bestmöglichen Auflösung gearbeitet wird.but only on the relationship between these tensions. So did shown, for example, that the focal spot becomes smaller when the voltage between the cathode and the center electrode is lower than the voltage between the anode and the center electrode (11) or when the voltage between the anode and the center electrode is made larger than the voltage between the cathode and Center electrode. Conversely, the focal spot can be made larger if either the voltage between the cathode and the center electrode is increased or the voltage between the anode and the center electrode is decreased. The change of said Stress ratio and thus the change in the focal spot size takes place by adjusting the center tap 7 on the secondary winding 2b, with the voltage on one half the primary winding and the secondary winding becomes larger and the voltage on the other half of the primary winding and the secondary winding decreases. The postponement of the tapping of funds T takes place together with the setting of the tube current by means of the current setting button 10, whereby, as already mentioned, at the same time the tube power is also changed. By suitably dimensioning the mechanical coupling between the tap 7 and the setting knob 10 and by suitable position of the turns on the secondary winding 2a can be achieved that the tube power related to the focal spot size just the maximum permissible value reached. This ensures that with the given tube power always with the best possible Resolution is being worked on.

Die Erfindung kann auch bei anderen Röntgenapparaten angewandt werden. Beispielsweise gibt es Apparate, bei denen innerhalb gewisser Grenzen Strom und Spannung unabhängig voneinander einstellbar sind und bei denen logarithmische Potentiometer vorgesehen sind, an denen Spannungen abgegriffen werden können, die dem Logarithmus der Röhrenspannung bzw. dem Logarithmus des Röhrenstromes proportional sind. Addiert man diese beiden Spannungen, so erhält man eine dem Logarithmus der Röhren-The invention can also be applied to other X-ray apparatus. For example, there are devices in which within Certain limits current and voltage can be set independently of each other and where logarithmic potentiometers are provided at which voltages can be tapped that correspond to the logarithm of the tube voltage or the logarithm of the Tube current are proportional. If you add these two voltages, you get a logarithm of the tube

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leistung proportionale Spannung, die z.B. mittels einer Nachlaufsteuerung dazu dienen kann, den Abgriff 7 auf der Sekundärseite des Regeltransformators 2 zu verschieben.power proportional voltage, which can be used e.g. by means of a follow-up control to control tap 7 on the To move the secondary side of the regulating transformer 2.

Patentanspruch:Claim:

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Claims

Claim

Device for automatic adjustment of the focal spot size of an X-ray tube depending on the exposure to the hearing, wherein the X-ray tube contains a center electrode connected to an adjustable tap, the potential of which between the anode and cathode potential, characterized in that the tap as a grounded tap (7) a transformer (2) designed to feed the X-ray tube (9) and in such a way with the setting elements for the Voltage (5) and / or the current (10) is coupled so that the focal point load corresponds approximately to the maximum permissible value.

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