DE2151807C3

DE2151807C3 - Röntgenapparat zur Speisung einer Röntgenröhre im Ein- oder Zweipulsbetrieb durch zeitlich begrenzte Ausschnitte der Speisespann ungs-Halbwellen

Info

Publication number: DE2151807C3
Application number: DE19712151807
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr.-Ing.; Götzl Horst; 8520 Erlangen Seifert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1971-10-18
Publication date: 1977-04-28

Description

Die Erfindung betrifft einen netzbetriebenen Röntgenapparat mit einem Hochspannungstransformator ~ur Speisung einer Röntgenröhre im Ein- oder Zweipulsbetrieb, mit einstellbar ansteuerbaren Schaltmitteln, die jede Halbwelle der dem Hochspannungstransformator zugeführten Speisespannung zeitlich derart begrenzen, daß sie aus einem das Spannungsmaximum enthaltenden einstellbaren Ausschnitt einer Sinushalbwelle besteht, und mit Einstellmitteln für den Scheitelwert der Speisespannung.

Röntgenapparate dieser Art sind beispielsweise in der FR-PS 15 83 903 und in der US-PS 35 11 996 beschrieben. Der Hochspannungstransformator eines solchen Röntgenapparats ist gegenüber dem Fall, in dem seine Speisung mit Sinushalbwellen erfolgt, hinsichtlich seiner Baugröße reduziert.

Ein Abfall in der Dosisleistung ist mit der Speisung des Hochspannungstransformators mit Ausschnitten aus Sinushalbwellen nicht verbunden, weil die Flankenanteile der Röntgenröhrenspannung dann, wenn die Röntgenröhrenspannung aus Sinushalbwellen besteht, praktisch keine Dosisleistung bringen, also den Röntgenapparat einschließlich der Röntgenröhre nur elektrisch bzw. thermisch belasten und das Spannungs-Zeit-Produkt, das die Maximalinduktion im Kern des Hochspannungstransformators bestimmt und die Baugröße des Hochspannungstransformators entscheidend beeinflußt, nur unnötig in die Höhe treiben. Außerdem können bei Langzeitaufnahmen die Röntgenröhre, die Hochspannungsgleichrichter und andere im Leistungspfad des Röntgenapparates liegende Bauteile während der Dauer der Speiseimpulse um die elektrischen Verluste höher beansprucht werden, die in den Zeiten der nicht übertragenen Flanken eingespart werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenapparat der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Hochspannungstransformator bei allen Röntgenröhrenspannungen mit nahezu der maximal zulässigen Induktion gefahren wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltmittel mit den Einstellmitteln für den Scheitelwert der Speisespannung derart gekoppelt sind, daß der Zeitbereich innerhalb jeder Sinushalbwelle der Netzspannung, während dessen die Speisespannung zur Primärwicklung des Hochspannungstransformators durchgeschaltet ist, in Abhängigkeit von der eingestellten Speisespannung im Sinne der mindestens angenäherten Konstanthaltung der Maximalinduktion in dem Kern des Hochspannungstransformators auf dem maximal zulässigen Induktionswert eingestellt wird.

Während der Hochspannungstransformator der bekannten Röntgenapparate wegen seines üblicherweise festen Übersetzungsverhältnisses die maximal zulässige Induktion erst bei der höchsten Röntgenröhrenspannung erreicht, also erst bei dieser richtig ausgenutzt ist, wird der Hochspannungstransformator in dem erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenapparat bei allen Röntgenröhrenspannungen mit nahezu der maximal zulässigen Induktion gefahren. Die in bezug auf die Dosis unergiebigen Flankenteile der Speisespannung werden nur insoweit mit zur Röntgenaufnahme herangezogen, wie sie keinen Mehraufwand am Hochspannungstransformator verursachen.

Jedem Scheitelwert der Röntgenröhrenspannung ist somit eine andere aber konstante Kurvenform der Speisespannung zugeordnet, z. B. einem hohen Scheitelwert schmale Ausschnitte aus Sinushalbwellen.

Beim Erfindungsgegenstand ist es möglich, bei niedrigen Scheitelwerten der Röntgenröhrenspannung die Ausschnitte in ihrer Breite an diejenigen einer vollen Sinushalbwelle weitgehend anzunähern. Die Röntgenstrahlenqualität bei niedrigen Scheitelwerten entspricht also praktisch derjenigen der bekannten Ein- und Zweipulsapparate, die bei hohen Scheitelwerten kommt dagegen der eines Sechspulsapparates gleich. Dies muß bei der Wahl der Röntgenröhrenspannung für eine bestimmte Röntgenaufnahme berücksichtigt werden.

Die genannte Veränderung der Strahlenqualität in Richtung auf die des sechspulsigen Röntgenapparates hin bewirkt eine geringere Dosisbelastung des Patienten und ist als ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenapparates anzusehen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Röntgenapparat wird die an Klemmen 1 und 2 liegende Netzspannung einem Hochspannungstransformator 3 über eine Diodenbrücke zugeführt, die aus vier Dioden 4 und einem in der Diagonale liegenden Thyristor 5 besteht. Die Diodenbrücke erlaubt die Schaltung einer Wechselspannung mit einem einzigen Thyristor. Zur Zündung des Thyristors 5 dient ein Auslösekreis 6, der an der Zündelektrode des Thyristors 5 angeschlossen ist. Ein Löschkreis 7 des Thyristors 5 wird von einem weiterer, Auslösekreis 8 gesteuert.

Zur Einstellung der einer Röntgenröhre 9 über einen Hochspannungsgleichrichter 10 vom Hochspannungstransformator 3 zugeführten Hochspannung dient ein Einstellglied 11, das auf einen verstellbaren Abgriff 12 eines dem Hochspannungstransformator 3 vorgeschalteten Stelltransformators 13 einwirkt, und das die Auslösekreise 6 und 8 zur Bestimmung des Einschaltzeitpunktes und des Ausschaltzeitpunktes und damit zur Bestimmung der Dauer eines Speisespannungsimpulses gemäß F i g. 2 beeinflußt.

Im unteren Röntgenröhrenspannungsbereich erfolgt, wie schon oben beschrieben, die Speisung der

Röntgenröhre 9 mit einer praktisch sinusförmigen Speisespannung gemäß F i g. 3. Im oberen Röntgenröhrenspannungsbereich werden die Auslösekreise 6 und 8 wirksam und schneiden aus den Sinushalbwellen der Netzspannung an den Klemmen 1 und 2 Speisespannungsimpulse gemäß Fig.2 heraus, die nach Hochtransformierung und Gleichrichtung die Röntgenröhre 9 speisen. Die Dauer dieser Speisespannungsimpulse wird dabei durch das Einstellglied 11 so festgelegt, daß das Spannungs-Zeit-Produkt eines Speisespannungsimpulses bei ^llen gewählten Röntgenröhrenspannungen etwa gleich groß ist, daß also der Hochspannungstransformator 3 immer voll ausgelastet ist.

Bei einer vereinfachten Version des erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenapparates sind der Löschkreis 7 und der Auslösekreis 8 zum Löschen des Thyristors 5 fortgelassen. Hier kann man den Erfindungsgedanken quantitativ nicht so weit verfolgen, wie bei dem Apparat nach Fig. 1. Man erhält die in Fig.4 skizzierte Spannungskurvenform an der Primärwicklung des Hochspannungstransformators.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Netzbetriebener Röntgenapparat mit einem Hochspannungstransformator zur Speisung einer Röntgenröhre im Ein- oder Zweipulsbetrieb, mit einstellbar ansteuerbaren Schaltmitteln, die jede Halbwelle der dem Hochspannungstransformator zugeführten Speisespannung zeitlich derart begrenzen, daß sie aus einem das Spannungsmaximum enthaltenden einstellbaren Ausschnitt einer Sinushalbwelle besteht, und mit Einstellmitteln für den Scheitelwert der Speisespannung, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Schaltmittel (5 bis 8) mit den Einstellmitteln (11,12) für den Scheitelwert der Speisespannung derart gekoppelt sind, daß der Zeitbereich innerhalb jeder Sinushalbwelle der Netzspannung während dessen die Speisespannung zur Primärwicklung des Hochspannungstransformators (3) durchgeschaltet ist, in Abhängigkeit von der eingestellten Speisespannung im Sinne der mindestens angenäherten Konstanthaltung der Maximalinduktion in dem Kern des Hochspannungstransformators (3) auf dem maximal zulässigen Induktionswert eingestellt wird.