DE2102686B2

DE2102686B2 - Röntgendiagnostikapparat mit einer Regelungsanordnung zum Konstanthalten der Röntgenröhrenspannung über den Röntgenröhren-Heizstrom

Info

Publication number: DE2102686B2
Application number: DE19712102686
Authority: DE
Inventors: Hans-Jochen Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Krumme
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-01-21
Filing date: 1971-01-21
Publication date: 1978-06-01
Also published as: FR2122893A5; BE778341A; DE2102686A1

Description

Anfertigung einer Aufnahme, wird die Temperatur des Heizfadens 3 so geregelt, daß sich beim Einschalten der Röhrenspannung, d. h. zu Beginn der Anfertigung einer Aufnahme, ein Röntgenröhrenstrom ergibt, der so groß ist, daß sich die gewünschte Röhrcuspannung einstellt. Die Regelung der Heizfadentemperatur erfolgt durch Regelung der dieser entsprechenden Heizfadenspannung.

Zur Veränderung der Heizfadentemperatur muß der Effektivv/ert der Heizfadenspannung verändert werden. Dies ist bei dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß der Spitzenwert der Heizfadenspannung auf einen Wert begrenzt wird, welcher der gewünschten Röhrenspannung entspricht. Anhand der Fi g. 2 ist dies näher erläutert.

Die F i g. 2 zeigt gestrichelt den zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung des Gleichrichters 6 und voll ausgezogen den zeitlichen Verlauf der Heizfadenspannung bei verschiedenen Netzspannungen. Aus der F i g. 2 geht hervor, daß durch den Transistor 4 eine Begrenzung der Heizfadenspannung auf einen Wert U erfolgt. Wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters 6 den Wert U überschreitet, wird der über dem Wert U liegende Teil dieser Spannung abgeschnitten. Der Effektivwert der Heizfadenspannung hängt jedoch von der Höhe der Ausgangsspannung des Gleichrichters 6 und damit von der Netzspannung ab. Mit zunehmender Netzspannung nimmt auch der Effektivwert der Heizfadenspannung und damit die Heizfadentemperatur zu. Bei einer Netzspannung, die über dem Nennwert liegt, hat somit der Heizfaden eine höhere Temperatur als bei einer Netzspannung, die unter dem Nennwert liegt.

Die Spannung U ist so gewählt, daß dann, wenn die Röntgenröhre 1 bei einer Netzspannung, die über dem Nennwert liegt, eingeschaltet wird, der Röntgenröhrenstrom gerade so groß ist, daß durch den Spannungsabfall am Innenwiderstand des Röntgengenerators und des Speisenetzes die Überspannung ausgeglichen wird, d.h., daß die gewünschte Röhrenspannung an der Röntgenröhre 1 liegt.

Ist die Netzspannung kleiner als ihr Nennwert, so ist die Heizfadentemperatur verhältnismäßig gering, so daß der Röntgenröhrenstrom beim Einschalten der Röntgenröhre 1 auch verhältnismäßig gering ist. Er ist auch in diesem Fall wegen der Wahl der Spannung U gerade so groß, daß der am Innenwiderstand des Röntgengenerators und des Speisenetzes auftretende Spannungsabfall die Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert der Röhrenspannung kompensiert.

Der Wert U, d. h. der Spitzenwert der Heizfadenspannung, muß so gewählt werden, daß die Heizfadentemperatur vor Aufnahmebeginn so geregelt wird, daß beim Einschalten der Röntgenröhre 1 der richtige Röntgenröhrenstrom, d. h. derjenige Röntgenröhrenstrom fließt, bei dem sich die gewünschte Röhrenspannung einstellt.

Der Wert U wird für einen bestimmten Röntgendiagnostikapparat einmal anhand der Charakteristik der Röntgenröhre bestimmt. Der Wert U muß mindestens so groß sein, daß er bei der während des Normalbetriebs auftretenden kleinsten Netzspannung von der unbegrenzten Spitzenspannung des Gleichrichters 6 nicht unterschritten wird. Im praktischen Fall liegt das Verhältnis der unbegrenzten Spitzenspannung zur Spannung U zwischen 1 und 2 und muß der jeweils verwendeten Röhre und der jeweiligen Röhrenspannung angepaßt werden.

Dem Eingang 9 des Vergieichsglieds 8 wird während der Vorheizzeit ein Signal zugeführt, das dem Augenblickswert der Heizfadenspannung entspricht. Am Eingang tO des Vergleichsgliedes 8 liegt ein Signal, das der Spannung U entspricht. Das Vergleichsglied 8 sorgt dafür, daß die Heizfadenspannung den Wert U nicht überschreiten kann.

Bei dem in der F i g. 1 dargestellten Röntgendiagnostikapparat werden das Vergleichsglied 8 und der Transistor 4 sowohl zur Regelung der Heizfadenspannung und damit der Heizfadentemperatur während der Vorheizzeit als auch zur Regelung der Röhrenspannung über den Röhrenstrom während der Anfertigung einer Aufnahme benutzt. Dieser Röntgendiagnostikapparat

■to besitzt somit einen sehr einfachen Aufbau. Er ist insbesondere als Mammographieapparat verwendbar, bei dem es auf eine sehr genaue Einhaltung der eingestellten Röhrenspannung ankommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Röntgendiagnostikapparat mit einem Röntgengenerator, der Einstellmittel für die Röntgenröhrenhochspannung und'das mAs-Produkt aufweist, mit Mitteln zum Abschalten der Röntgenröhre beim Erreichen des eingestellten mAs-Wertes, mit einer ein Vergleichsglied und ein Steuerglied aufweisenden Regelungsanordnung zum Konstanthalten der Röntgenröhrenhochspannung, wobei das Vergleichsglied aus dem Sollwert und dem über einen Schalter zuführbaren Istwert der Röntgenröhrenhochspannung einen Differenzwert bildet und dem Steuerglied zuführt, das den Heizstrom der Röntgenröhre und damit die Höhe des Röntgenröhrenstromes derart beeinflußt, daß der am Inncnwidersiand von Röntgengenerator und Speisenetz jeweils auftretende Spannungsabfall die Differenz zwischen Soll- und Istwert der Röntgenröhrenhochspannung kompensiert, und mit Mitteln zur Heizung der Röntgenröhre vor Aufnahmebeginn und Einstellung der Heizfadenspannung entsprechend der gewünschten Röntgenröhrenhochspannung, d a durch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Umschalter (A, a\, aj, 33) ist, von dem vor Beginn einer Aufnahme ein Umschaltkontakt (a\) dem Istwerteingang (9) des Vergleichsgliedes (8) den Istwert der Heizfadenspannung zuführt, während ein zweiter Kontakt (ai) einen Heizspannungs-Sollwerteingang (10) des Vergleichsgliedes (8) mit einem Heizspannungs-Sollwertgeber (11) verbindet.

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein Röntgendiagnostikapparat, der alle Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs mit Ausnahme von Einstellmitteln für das mAs-Produkt aufweist, ist in der DE-OS 19 30 714 beschrieben. Bei einem Röntgendiagnostikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist es möglich, mit einfachen Mitteln eine Regelung der Röntgenröhrenhochspannung durchzuführen. Er eignet sich daher insbesondere als Kleinapparat. Bei dem bekannten Apparat ist zur Erzielung einer Vorheizung der Röntgenröhre, die etwa der nach der Ausregelung von Netzspannungsschwankungen während des Betriebs erwarteten Heizung entspricht, ein Widerstand im Heizstromkreis der Röntgenröhre vorgesehen, der mit der Einstellvorrichtung für die Röntgenröhrenhochspannung gekoppelt ist. Dadurch soll erreicht werden, daß die Ausregelung von Netzspannungsschwankungen während der eigentlichen Röntgenaufnahme keine zu lange Zeit erfordert. Die Vorheizung der Röntgenröhre ist aber bei dem bekannten Röntgendiagnostikapparat nicht geregelt, so daß sich Netzspannungsschwankungen während der Vorheizzeit, d. h. vor dem Beginn einer Aufnahme, auf die Heizfadenspannung und damit auch auf die Heizfadentemperatur in der Weise auswirken, daß der Röntgenröhrenstrom bei Aufnahmebeginn nicht immer seinen optimalen Wert hat. Es kann somit eine unerwünschte Verzögerung unmittelbar nach Aufnahmebeginn auftreten, bis die Röntgenröhrenhochspannung den gewünschten Wert hat. Diese Verzögerung ist in erster Linie durch die thermische Zeitkonstante des Heizfadens bestimmt. Die Abweichung der Röntgenröhrenhochspannung von ihrem Sollwert zu Beginn einer Aufnahme ist sehr unerwünscht. So wird z. B. bei einer Überspannung bei der Anfertigung von Mammographieaufnahmen der Kontrast sehr stark verschlechtert. Bei einer Unterspannung wird die Aufnahmezeit in unerwünschter Weise verlängert. Ferner ist die Hochspannungsregelung praktisch wirkungslos, wenn die Aufnahmezeit in der Größenordnung der thermisehen Zeitkonstanten des Heizfadens der Röntgenröhre liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art so auszubilden, daß bereits zu Beginn der Anfertigung einer Aufnahme mit hoher Genauigkeit die gewünschte Röntgenröhrenhochspannung an der Röntgenröhre liegt, daß also das Auftreten von Über- oder Unterspannungen an der Röntgenröhre vermieden ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebene Ausbildung gelöst.

Beim Erfindungsgegenstand hat der Heizfaden der Röntgenröhre zu Beginn der Anfertigung einer Aufnahme bereits denjenigen Wert, der einem Röntgenröhrenstrom entspricht, bei dem sich die gewünschte Röntgenröhrenhochspannung einstellt. Über- oder Unterspannungen können somit auch zu Beginn der Anfertigung einer Aufnahme nicht auftreten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Bei dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Röntgenröhre 1 von einem nicht dargestellten Spannungserzeuger über eine Leitung 2 gespeist. Ein Heizfaden 3 der Röntgenröhre 1 ist über einen Transistor 4 und einen Vorwiderstand 5 an einem Gleichrichter 6 angeschlossen, welcher von einem Heiztransforr.iator 7 gespeist wird. Der Transistor 4

«0 dient zur Regelung der Spannung am Heizfaden 3 und damit der Heizfadentemperatur und wird von einem Vergleichsglied 8 gesteuert. Das Vergleichsglied 8 dient vor Beginn der Anfertigung einer Aufnahme zum Vergleich des Istwerts der Heizfadenspannung mit ihrem Sollwert und während der Anfertigung einer Aufnahme zum Vergleich des Istwerts der Röhrenspannung mit ihrem Sollwert.

Vor Beginn einer Aufnahme wird einem Eingang 9 des Vergleichsglieds 8 über einen Kontakt a I eines Relais A ein dem Istwert der Heizfadenspannung entsprechendes Signal und einem weiteren Eingang 10 fiber einen Kontakt a 3 ein von einem Sollwertgeber 11 abgegriffenes, dem Sollwert der Heizfadenspannung entsprechendes Signal zugeführt. Während der Anfertigung einer Aufnahme wird dem Eingang 9 des Vergleichsglieds 8 über den umgelegten Kontakt a I ein von einem Istwertgeber 12 abgegriffenes, dem Istwert der Röhrenspannung entsprechendes Signal, und dem Eingang 13 über einen Kontakt a 2 ein von einem Sollwertgeber 14 abgegriffenes, dem Sollwert der Röhrenspannung entsprechendes Signal zugeführt. Die Sollwertgeber 11 und 14 sind mit nicht dargestellten Einstellmitteln für die Röhrenspannung verbunden und werden mit diesen verstellt. Während der Anfertigung

h¹) einer Aufnahme ist der Kontakt a 2 geschlossen und der Kontakt a 3 geöffnet. Die Aufnahme wird in bekannter Weise durch ein mAs-Relais beendet.
Während der Vorheizzeit, d. h. vor Besinn der