DE2223371B2

DE2223371B2 - Roentgendiagnostikapparat mit einer regeleinrichtung fuer die roentgenroehrenspannung

Info

Publication number: DE2223371B2
Application number: DE19722223371
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(grad-) 8510 Fürth Graßer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1976-09-02
Also published as: FR2184732A1; FR2184732B1; DE2223371A1; JPS5750036B2; US3828194A; JPS4950884A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgendiagnostikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patantan-Spruchs.

Durch die DT-PS 9 46 250 ist ein Röntgendiagnostikapparat bekannt, bei dem zur Regelung der Röntgenröhrenspannung in Reihe mit der Röntgenröhre zwei Regelröhren geschaltet sind, die als veränderliche Widerstände wirken. Die Widerstände der Regelröhren werden von zwei Vergleichsgliedern in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem an einem Spannungsteiler abgegriffenen Istwert und dem Sollwert der Röntgenröhrenspannung so gesteuert, daß Abweichungen des Istwerts der Röntgenröhrenspannung vom Sollwert automatisch ausgeglichen werden. Bei diesem Röntgendiagnostikapparat ist aber die Verlustleistung in den Regelröhren verhältnismäßig groß, und es ist eine Anwendung dieser bekannten Regelanordnung im Niederspannungskreis nicht möglich, so daß also die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit der Bauelemente der Regelanordnung groß sind. Insbesondere bei kleineren Röntgendiagnostikapparaten, z. B. bei fahrbaren Einheiten, ist das bekannte Prinzip wegen des großen schaltungstcchnischcn Aufwands praktisch nicht anwendbar.

Bei den bekannten fahrbaren Röntgendiagnostikapparaten sind Mittel zur Anpassung des Röntgendiagnostikapparates an das Speisenetz vorgesehen, die einen dem Hochspannungstransformator vorgeschalteten Stelltransformator enthalten. Der Stelltransformator wird dabei von Hand der Netzspannung und gegebenenfalls dem Netzinnenwiderstand entsprechend eingestellt. Diese Einstellung ist beim Wechsel der Anschlußsteckdose jedesmal neu vorzunehmen.

In der FR-PS 14 54 456 ist ein Röntgendiagnostikapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs beschrieben, bei dem zur Bildung eines Istwertsignals für die Röntgenröhrenspannung eine Parallelschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität im Hochspannungskreis vorgesehen ist. Der Istwertgeber für die Röntgenröhrenspannung muß also hochspannungsfest ausgebildet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art so auszubilden, daß für die Regelung der Röntgenröhrenspannung keine hochspannungsfesten Bauelemente, insbesondere kein hochspannungsfester Istwertgeber, erforderlich sind.

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

Die Regelanordnung des erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgendiagnostikapparats ist im Primärkreis des Hochspannungstransformators eingeschaltet, so daß keine hochspannungsfesten Bauelemente erforderlich sind. Der Hochspannungstransformator kann in seinem Gewicht gegenüber dem Fall, in dem er mit der Netzfrequenz gespeist wird, dann wesentlich verkleinert werden, wenn er mit einer gegenüber der Netzspannung erhöhten Speisefrequenz betrieben wird.

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

Fig. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgendiagnostikapparats und die

F i g. 2 und 3 den Spannungsverlauf an verschiedenen Stellen des Röntgendiagnostikapparats gemäß F i g. I.

Der in der Fig. 1 dargestellte Röntgendiagnostikapparat ist über schematisch dargestellte Klemmen 1 an ein Wechselspannungsnetz angeschaltet, daß durch die Wechselspannungsquelle 2 und den Netzinnenwiderstand 3 verkörpert ist. Die Netzspannung wird durch einen Netzgleichrichter 4 gleichgerichtet. Die Ausgangsspannung des Netzgleichrithters 4 wird einem Kondensator 5 über einen Schalter 6, beispielsweise einen Halbleiterschalter, zugeführt. Die Spannung am Kondensator 5 dient zur Speisung eines Wechselrichters 7, der die Eingangspannung für die Primärwicklung

8 eines Hochspannungstransformators 9 liefert. Die Ausgangsspannung des Hochspannungstransformators

9 wird einer Röntgenröhre 10 über einen Hochspannungsgleichrichter 11 zugeführt.

Zur Regelung der Röntgenröhrenspan;'jng ist ein Vergleichsglied 12 vorgesehen, das einen an einem Sollwertgeber 13 angeschlossenen Eingang 14 und einen Istwerteingang 15 besitzt. Am Istwerteingang 15 liegt eine an einem Spannungsteiler 16 abgegriffene Spannung, welche der Spannung am Kondensator 5 proportional ist. Das Vcrgleichsglied 12 besitzt einen Ausgang 17, der am Wechselrichter 7, und einen zweiten Ausgang 18, der am Schalter 6 angeschlossen ist.

Das Vergleichsglied 12 bewirkt über entsprechende Signale an seinen Ausgängen 17 und 18, daß der Schalter

6 geöffnet, d. h. hochohmig wird, wenn die Spannung am Eingang 15 und damit auch die Röntgenröhrenspannung eine obere Grenze erreicht, und daß derWechselriehter

7 stillgesetzt und damit die Speisung des Hochspannungstransformators 9 vom Wechselrichter 7 bei andauernder Aufladung des Kondensators 5 unterbro-

chen wird, wenn die Spannung am Eingang 15 und damit die Röntgenröhrenspannung einen unteren Grenzwert erreicht.

In der Fig. 2 sind diese Verhältnisse dargestellt. Die F i g. 2 zeigt voll ausgezogen den Verlauf der Spannung am Kondensator 5 und gestrichelt den Verlauf der Ausgangsspannung des Netzgieichrichters 4. Die beiden dargestellten Halbwellen dieser Ausgangsspannung haben dabei zwei verschiedene Scheitdwerte. In der Fig. 2 sind die drei Spannungen UcX, UdI und Uc3 <° dargestellt. UcX stellt dabei die obere Grenze der Speisespannung des Wechselrichters 7 dar, bei deren Erreichen der Schalter 6 durch das Vergleichsglied 12 geöffnet wird. UdI ist der Sollwert der Spannung am Kondensator 5 und Uc3 die untere Grenze der Speisespannung des Wechselrichters 7, bei deren Erreichen der Wechselrichter 7 durch das Vergleichsglied 12 stillgesetzt und damit die Speisung der Röntgenröhre 10 unterbrochen wird.

Das Vergleichsglied 12 ist so eingestellt, daß der Schalter 6 nach seinem Öffnen beim Erreichen der Spannung UdI wieder geschlossen wird und der Wechselrichter nach seiner Stillsetzung beim Erreichen der Spannung Ud2 wieder in Betrieb genommen wird. Die Spannung am Kondensator 5 pendelt daher wahrend einer Halbwelle der Ausgangsspannung des Netzgieichrichters 4 zwischen den Werten UcI und Uc3 hin und her.

Da der Wechselrichter 7 immer dann stillgesetzt wird, wenn die Spannung Uci unterschritten wird, besteht die Speisespannung der Primärwicklung 8 des Hochspannungstransformators 9 im wesentlichen aus Rechteckimpulsen, denen die sägezahnförmigen Anteile der Spannung am Kondensator 5 überlagert sind (Fig. 3). In der F i g. J sind der Übersichtlichkeit halber nur Rechteckimpulse gezeichnet. Die Breite dieser Rechteckimpulse und ihre Anzahl pro Halbwclle hangt dabei von der Güte des Netzes, d. h. von der Netzspannung und dem Netzinnenwiderstand ab. Je niedriger die Netzspannung und je größer der Netzinnenwiderstand ist, um so weniger Energie gelangt während einer Periode an die Röntgenröhre. Die Abweichungen der Speisespannung der Primärwicklung 8 des Hochspannungstransformators 9 und damit auch der Spannung an der Röntgenröhre 10 von ihrem Sollwert kann sehr gering gehalten werden. In der Fig. 2 ist die Sägezahnkurve in vergrößertem Maßstab gezeichnet. Die eingestellte Röntgenröhrenspannung, d. h. der Scheitelwert dieser Röntgenröhrenspannung, wird daher in hohem Maße konstant gehalten, so daß die Belichtung und die Güte dei Aufnahme einwandfrei verwirklicht werden.

Würde man von der Steuerung des Wechselrichters 7 vom Ausgang 17 des Vergleichsglieds 12 absehen, so würde bei schlechten Netzen die Kondensatorspannung unter ihren minimalen Wert (Uc3) absinken. Die Röntgenröhrenspannung würde in diesem Fall in unerwünschter Weise von dem gewünschten Spitzenwert abweichen.

Die Erfindung kommt mit der Verwendung von Ein- und Ausschallern aus, so daß die Verlustleistung der Regelanordnung gering ist. Wegen des während einer Periode abschaltbaren Wechselrichters kann die Größe des Kondensators 5 verhältnismäßig klein gehalten werden. Auf hochspannungsfeste Bauelemente für die Regelanordnung kann verzichtet werden. Die Erfindung eignet sich daher besonders zur Anwendung bei fahrbaren Röntgendiagnostikapparaten. Wird die Frequenz der Speisespannung des Hochspannungstransformators durch entsprechende Bemessung des Wechselrichters 7 gegenüber der Netzfrequenz erhöht, so ergibt sich, wie eingangs schon erwähnt, eine Verkleinerung des Gewichtes und des Volumens des Hochspannungstransformators.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Röntgendiagnostikapparat mit einer eine Röntgenröhrenspannung erzeugenden und regelnden Einrichtung, die einen von einem Netzgleichrichter über steuerbare Schaltmittel aufladbaren Speicherkondensator, einen parallel zum Speicherkondensator geschalteten und durch dessen Ladespannung gesteuerten Wechselrichter, der einen üie Röntgenröhrenspannung liefernden Hochspannungstrans- >° formator speist, sowie ein Vergleichsglied mit einem Sollwerteingang und einem Istwerteingang, das eine von der Ladespannung des Speicherkondensators abhängige Ist-Spannung mit einer die Rön'.genröhrenspannung bestimmenden Soll-Spannung ver- «5 gleicht und von dem ein Ausgang die Schaltmittel entsprechend steuert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwerteingang (15) des Vergleichsglieds (12) an einem parallel zum Speicherkondensator (5) geschalteten Spannungstei- z° ler (16) angeschlossen ist, daß ein weiterer Ausgang (17) des Vergleichsglieds (12) zum Wechselrichter (7) geführt ist, und daß das Vergleichsglied (12) so ausgebildet ist, daß es die Schaltmittel (6) im Sinne der Unterbrechung der Aufladung des Speicherkondensators (5) steuert, wenn eine obere Kondensatorspannung (UcI) erreicht wird, daß der Wechselrichter (7) abgeschaltet wird, wenn eine Untergrenze (Uc3) der Kondensatorspannung erreicht wird, und daß die Schaltmittel (6) und der Wechselrichter (7) wieder eingeschaltet werden, wenn die Kondensatorspannung einen Wert (Lfe2) erreicht, der in der Nähe des dem Sollwert der Röntgenröhrenspannung entsprechenden Wertes liegt.

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