DE2312336A1

DE2312336A1 - ARRANGEMENT FOR MEASURING THE ANODE TEMPERATURE OF AN ROENTGE TUBE

Info

Publication number: DE2312336A1
Application number: DE19732312336
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Phys Dr Schreiber
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1973-03-13
Filing date: 1973-03-13
Publication date: 1974-09-19

Description

anordnung zur Messung der Änodentemperatur einer Röntgenröhre" Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der Anodentemperatur einer Röntgenröhre mit einem in der Nähe der Anode angeordneten, auf die von der Anode ausgehenden Licht- oder Wärmestrahlen ansprechenden Detektor.arrangement for measuring the anode temperature of an X-ray tube "Die The invention relates to an arrangement for measuring the anode temperature of a X-ray tube with one placed near the anode, onto that of the anode outgoing light or heat rays responsive detector.

Eine solche Anordnung ist bekannt (DU-OS 2 031 590). Der Detektor besteht dabei aus einem elektrooptischen Wandler, der über ein Lichtleiter an die Röhre angekoppelt ist und der ein von der Helligkeit der Anodenscheibe abhängiges Signal liefert. Dieses Signal kann als Regel-, Steuer-oder Änzeigegröße verwendet werden. Ein Nachteil der bekannten Anordnung ist, daß die Röntgenstrahlung im Laufe der Zeit die optische Durchlässigkeit des Röhrenkolbenglases herabsetzt. Das bedeutet, daß das Ausgangssignal bei gleichbleibender Temperatur der Anodenscheibe mit der Zeit atnimt. Darüber hinaus bilden sich während des Betriebes einer Röntgenröhre metallische Beläge im Röhrenkolben, die die optische Durchlässigkeit ebenfalls vermindern. Schließlich wird durch die Röntgenstrahlung auch die optische Durchlässigkeit des Lichtleiters bZw. der zum Schutz des Lichtleiters vorgesetzten Bleiglasscheibe vermindert.Such an arrangement is known (DU-OS 2 031 590). The detector consists of an electro-optical converter that is connected to the Tube is coupled and the one dependent on the brightness of the anode disk Signal delivers. This signal can be used as a regulation, control or display variable will. A disadvantage of the known arrangement is that the X-rays in the course the optical permeability of the tubular flask glass over time belittles. This means that the output signal at a constant temperature of the anode disk breathes over time. In addition, they form during the operation of an X-ray tube metallic deposits in the tube piston, which also reduce the optical transparency. Finally, the X-rays also reduce the optical transmittance of the Light guide or the lead glass pane placed in front of the light guide to protect it.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Messung der Anodentemperatur ohne die geschilderten Alterungseffekte möglich ist.The object of the present invention is to provide an arrangement of the above mentioned type so that a measurement of the anode temperature without the described Aging effects is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der 22teltor im Innern der Röntgenröhre in der Nähe des Anodentellers angeordnet ist. Da sich hierbei zwischen dem Detektor und der Anodenscheibe nichts befindet, was die Licht- oder Wärmestrahlung absorbieren könnte, treten die eingangs beschriebenen Alterungseffekte hier nicht auf.This object is achieved according to the invention in that the 22teltor is arranged inside the X-ray tube in the vicinity of the anode plate. That I there is nothing between the detector and the anode disk that could or absorb thermal radiation, the aging effects described above occur not on here.

Da die Intensität dieser Strahlung in der-- Nähe des Anodentellers sehr groß ist, kann mit hoher Genauigkeit gemessen werden und zur Messung ein robuster, gegen Rontgenstrahlung unempfindlicher Detektor verwendet werden.Because the intensity of this radiation is in the vicinity of the anode plate is very large, can be measured with high accuracy and a robust, Detector insensitive to X-ray radiation can be used.

lis Detektor kann z.B. ein Metallschichtwiderstand verwendet werden, dessen Widerstand bekanntlich mit steigender Temperatur anwächst. Es kann auch ein Thermoelement, z.B. ein Ei.qen-Eonstantan-2hermoelement, verwendet werden.For example, a metal film resistor can be used for the detector, its resistance is known to increase with increasing temperature. It can also be a Thermocouple, e.g. an Ei.qen constantan 2 thermocouple, can be used.

In beiden Fällen nimmt der Meßdetektor durch Absorption einen Teil der von dem Anodenteller abgestrahlten Wärme auf und gibt ihn zum Teil durch Wärmeleitung an das die Röntgenröhre umgebende Öl wieder ab. Hierbei nimmt der Detektor eine von der Anodentellertemperatur und der 01-temperatur abhängige Temperatur an, die durch Wideratands-oder Spannungsmessung ermittelt werden kann. Die für den Temperaturausgleich maßgebliche Zeitkonstante kann durch geeignete Materialien und durch geeignete Geometrie der Anordnung in großem Umfang variiert werden.In both cases the measuring detector takes part by absorption the heat radiated from the anode plate and gives it in part by conduction to the oil surrounding the X-ray tube. Here the detector takes one on the anode plate temperature and the 01 temperature dependent temperature, the by resistance or Voltage measurement can be determined. The time constant that is decisive for temperature equalization can be achieved by using suitable materials and can be varied to a large extent by suitable geometry of the arrangement.

Das bei der Widerstands- oder Spannungsmessung erzeugte Signal kann zur Steuerung eines Anzeigeinstrumentes, das die Anodentellertemperatur angibt oder das noch vorhandene Wärmespeichervermögen anzeigt, benutzt werden. Auch kann das Signal zur Blockierung des Hochspannungserzeugers bei zu hoher oder zu niedriger Anodentemperatur verwendet werden.The signal generated during resistance or voltage measurement can to control a display instrument that indicates the anode plate temperature or the remaining heat storage capacity can be used. Also can Signal to block the high voltage generator if the voltage is too high or too low Anode temperature can be used.

Bei zu hoher Anodentemperatur kann nämlich die Anode durch eine weitere Aufnahme überlastet werden. Bei zu niedriger Anodentemperatur hingegen ist das Material der Auftreffschicht der Anode (Wolfram oder Walfram-Rhenium) noch spröde, so daß eine plötzliche thermische Belastung zum Springen des Anodentellers führen kann. Erst wenn eine bestimmte Temperatur überschritten ist, wird diese Schicht vom spröden in den duktilen Zustand überführt.If the anode temperature is too high, the anode can be replaced by another Recording can be overloaded. If the anode temperature is too low, however, the material is the impact layer of the anode (tungsten or walfram-rhenium) is still brittle, so that a sudden thermal load can cause the anode plate to crack. Only when a certain temperature is exceeded does this layer become brittle transferred to the ductile state.

Die Blockierung des Hochspannungserzeugers in Abhängigkeit vom Ausgangssignal~des Detektors verhindert somit Anodentellersprünge (bei niedrigeren Temperaturen) und Uberlastungen (bei hohen Temperaturen). Schließlich kann der Anodenstrom in Abhangigkeit von der durch eine Widerstands- oder Spannungsmessung ermittelten Temperatur des Detektors geregelt werden, wobei bei genügend kleiner Zeitkonstante eine Regelung des Anodenstromes während der Aufnahmebelastung möglich ist.The blocking of the high voltage generator depending on the output signal ~ des Detector prevents the anode plate from cracking (at lower temperatures) and Overloads (at high temperatures). Finally, the anode current can be a function from the temperature of the determined by a resistance or voltage measurement Detector are regulated, with a regulation if the time constant is sufficiently small of the anode current is possible during the recording load.

Diese Regelung, bei der die von dem Detektor gemessene Temperatur in ein Signal umgewandelt werden muß, das der Steuerung des Anodenstromes dient, ist im allgemeinen verhältnismäßig aufwendig. Deshalb sieht eine Weiterbildung der Erfindung wobei als Detektor ein Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten dient, vor, daß der Widerstand dem Heizfaden der Röntgenröhre in Serie gesscll et ist.This regulation, in which the temperature measured by the detector must be converted into a signal that is used to control the anode current, is generally relatively expensive. Therefore, a further training of the Invention wherein the detector is a resistor with a positive temperature coefficient serves, before that resistance the filament of the X-ray tube in Series gesscll et is.

Dadurch wird erreicht, daß der Strom durch den Beiz;faden abnimmt, wenn die Anodentemperatur zunimmt. Wird ein Detektor verwendet, der sehr schnell seine Temperatur erreicht, dann erfolgt die Regelung des hnodens'romes nahezu augenblicklich. Eine solche Anordnung enipfiehlt sich insbesondere für Hochspannungserzeuger ohne Initiallaststeuerung. Bei Hochspannungserzeugern mit Initiallaststeuerung hingegen empfiehlt es sich, einen Meß- bzw. Regelwiderstand mit einer großen Temper&turallsgleichs-Feitkonstante zu verwenden. Bei hoher Anodenteller-a-rundtemperatur fließt dann während der Aufnahme ein kleinerer Anodenstrom als bei niedriger Snodenteller-Grundtemperatur.This ensures that the current through the pickling thread decreases, when the anode temperature increases. A detector is used that is very fast reaches its temperature, the nodular flow is controlled almost instantaneously. Such an arrangement is particularly recommended for high-voltage generators without Initial load control. In contrast, in the case of high-voltage generators with initial load control it is recommended to use a measuring or control resistor with a large temperature constant to use. If the anode plate temperature is high, it will flow during the exposure a lower anode current than at a lower base plate temperature.

Im übrigen bleibt der durch die Initiallaststeuerung bestimmte Stromverlauf jedoch erhalten.Otherwise, the current curve determined by the initial load control remains however received.

Wird statt eines Widerstandes mit positivem Temperaturkoeffizienten ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet, dann kann die Regelung des Anodenstromes dadurch erfolgen, daß dieser Widerstand zum Heizfaden parallel geschaltet wird.Used instead of a resistor with a positive temperature coefficient If a resistor with a negative temperature coefficient is used, the regulation can be used of the anode current take place in that this resistance is parallel to the filament is switched.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Exemplary embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt eine Drehanoden-Röntgenröhre 1, deren Glaskolben 2 den Drehanodenteller 3 und die Kathode 4 umschließt. Auf dem Kathodensockel 5 ist der Detektor 6 angeordnet, z.B. ein Metallschichtwiderstand. Der Detektor 6 ist in thermischen Kontakt mit dem Kathodensockel 5 montiert, der durch den Glaskolben 2 der Röntgenröhre 1 hindurchragt und mit dem die Röhre im Betrieb umgebenden Isolieröl Wärmekontakt hat. Dadurch wird erreicht, daß die Temperatur des Heizfadens außer von der Anodentellertemperatur auch von der Temperatur des umgebenden Isolieröls abhängt. Der Detektor 6, dessen Widerstandswert einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, ist dem Heizfaden der Röntgenröhre in Scrie gescilaltet und wird von dem vom Heizstromwandler 7 geliefert Heizstrom durchtlossen. Bei geeigneter Bemessung des den Detektor 6 bildenden Metallschichtwiderstandes kann erreicht werden, daß die durch die Widerstandsänderung bedingte Stromänderung so groß ist, daß eine Überlastung der Röntgenröhre mit Sicherheit vermieden werden kann, wobei in der Heizstromzuleitung gegebenenfalls noch ein geeignet bemessener Vorwiderstand vorgesehen sein kann. Wenn der Detektor nicht dem Heizdraht in Serie oder parallel geschaltet wird zwecks direkter Regelung des Röhrenstromes, empfiehlt es sich, daß der Detektor Erdpotential hat, damit das von ihm erzeugte Signal leichter verarbeitet werden kann. Der Detektor (bzw. seine Zuleitungen) kann dabei am Kolben der Röntgenröhre angeordnet sein.The drawing shows a rotating anode X-ray tube 1, the glass bulb 2 encloses the rotating anode plate 3 and the cathode 4. On the cathode base 5 the detector 6 is arranged, for example a metal film resistor. The detector 6 is mounted in thermal contact with the cathode base 5, through the glass bulb 2 of the X-ray tube 1 protrudes and with the insulating oil surrounding the tube during operation Has thermal contact. This ensures that the temperature of the filament except the temperature of the anode plate and the temperature of the surrounding insulating oil depends. The detector 6, the resistance value of which has a positive temperature coefficient having, is connected to the filament of the X-ray tube in Scrie and is connected to that of the heating current transformer 7 supplied heating current passed through. With a suitable dimensioning of the detector 6 forming metal film resistance can be achieved that by the change in resistance The resulting change in current is so great that an overload of the X-ray tube is certain can be avoided, with a suitable one in the heating current feed line if necessary dimensioned series resistor can be provided. If the detector is not the heating wire connected in series or in parallel for the purpose of direct control of the tube current, it is recommended that the detector has earth potential so that the generated by it Signal can be processed more easily. The detector (or its leads) can be arranged on the piston of the X-ray tube.

PAtENUANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:

Claims

PATENT CLAIMS 1. Arrangement for measuring the anode temperature of a X-ray tube with aa arranged near the anode, onto that of the anode outgoing light or heat rays responsive detector, characterized in, that the detector (6) is inside the X-ray tube (1) near the anode plate (3) is arranged.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the Detector (6) is at ground potential,

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the detector (6) is mounted on the cathode base.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that as a detector (6) a metal sheet resistor is used.

5. Arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that that a thermocouple serves as a detector.

6. Arrangement according to one of claims 1, 3 or 4, wherein as a detector a resistor with positive temperature coefficients is used, characterized in that that the resistor (6) is connected in series with the filament of the X-ray tube (1).