DE2652604A1

DE2652604A1 - X:ray tube control system - generates signal indicating value of tube cathode emission time integral at beginning of exposure

Info

Publication number: DE2652604A1
Application number: DE19762652604
Authority: DE
Inventors: Richard J Buck; Frieder H Ensslin
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1975-11-25
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1977-06-02
Also published as: MX143018A; CA1090001A; JPS5267585A

Abstract

The X-ray tube is supplied with current through a loosely coupled h.v. transformer. The anode current of the X-ray tube is varied in accordance with the mains voltage, so that the transformer output voltage remains constant. A signal is generated by the control system indicating the value of the tube cathode emission time integral at the beginning of the exposure. The exposure is terminated when the signal reaches a preselected value. The integration device (26) contains a transistor with its collector connected to earth via a capacitor (38).

Description

Verfahren zum Steuern einer Röntgenröhre Method for controlling an X-ray tube

und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuer einer Röntgenröhre und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Ein Hauptproblem in der Röntgenfotographie ist die Belichtungskontrolle, besonders bei Geräten, die ihre Spannungsversorgung aus dem konventionellen 115 oder 230 Volt-Netz beziehen. Die Spannung, die an einem bestimmten Ort detn Verbundnetz entnommen wird, variiert oft von ihrem NominalwertX z. B. in Abhängig-keit von der Belastung des Netzes durch anderweitige Entnahme. Wenn nicht irgendeine Art einer Steuerung vorgesehen wird, kann die Leistungsabgabe einer vom Verbundnetz gespeisten Röntgenröhre in nicht mehr vertretbarem Maß von ihrer Normalleistung abweichen, die beim Nominalwert der Netzspannung abgegeben wird. and apparatus for carrying out the method. The invention relates to a method for controlling an X-ray tube and an apparatus for carrying it out of the procedure A major problem in X-ray photography is that Exposure control, especially for devices that draw their power from the Use conventional 115 or 230 volt mains. The tension on a given Location detn interconnected network is taken, often varies from its nominal value X z. Am Dependence on the load on the network through other extraction. Unless any type of control is provided, the output of one of the The X-ray tube fed by the network is no longer justifiable from its normal output that is output at the nominal value of the mains voltage.

Lum Betreiben von Röntgenröhren werden relativ hohe Spannungen von mehr als 50 kV benutzt und es ist aus Kostengründen im allgemeinen nicht tragbar, steuerbare Gleichspannungsversorgungen vorzusehen. Stattdessen wird gewöhnlich eine Wechselspannung zwischen der Kathode und der Anode der Röntgenröhre mittels eines Hochspannungstransformators angelegt, dessen Primärwicklung mit der Netzspannung über eine Art Versorgungsschaltung verbunden ist. Der Ausgang des Hochspannungstransformators speist z. B. eine Vollweggleichrichterschaltung, deren Ausgang jedoch nicht gefiltert und gesteuert ist.Lum operating x-ray tubes are relatively high voltages of more than 50 kV is used and it is generally not acceptable for cost reasons, Provide controllable DC voltage supplies. Instead, it usually becomes a AC voltage between the cathode and the anode of the X-ray tube by means of a High-voltage transformer applied, its primary winding with the mains voltage is connected via a kind of supply circuit. The output of the high voltage transformer feeds z. B. a full-wave rectifier circuit, but the output is not filtered and is controlled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Röntgenröhre vorzuschlagen, mit deren Hilfe von der Netzspannung weitgehend unabhängige Ergebnisse erhalten werden können.The invention is based on the object of a method and a device to propose to control an X-ray tube, with the help of the mains voltage largely independent results can be obtained.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren und die im Anspruch 7 gekennzeichnete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst, wobei die Werte der Röntgenaufnahmen und die Anodenspitzenspannung trotz relativ großer Schwankungen in der Netzspannung, von der die erfindungsgemäße Spannungsversorgung gespeist wird, sehr stabil gehalten werden können. Die Hochspannung wird der Kathode und der Anode der Röntgenröhre durch einenlose gekoppelten Transformator angelegt. Der Strom von der Kathode zu der Anode in der Röntgenröhre wird in Abhängigkeit von Anderungen in der Netzspannung verändert, wobei die Belastung des lose gekoppelten Transformators geändert und dadurch der Kopplungskoeffizient des Transformators beeinflußt und dadurch die Spitzenausgangsspannung auf konstanten, von änderungen der Netzspannung unabhängigen Werten gehalten wird. Anderungen in dem Anodenstrom können durch einen, die Aufnahme beendenden, Milliampere-Sekundenintegrator kompensiert werden.According to the invention, this object is characterized by what is defined in claim 1 The method and the device characterized in claim 7 for performing the Method solved, with the values of the X-ray images and the anode peak voltage despite relatively large fluctuations in the line voltage, of which the invention Power supply is fed, can be kept very stable. The high tension the cathode and anode of the x-ray tube are connected by a loosely coupled transformer created. The current from the cathode to the anode in the X-ray tube is dependent changed by changes in the line voltage, the load on the loosely coupled Transformer changed and thereby the coupling coefficient of the transformer and thereby the peak output voltage on constant, influenced by changes the mains voltage is maintained independently of values. Changes in the anode current can be compensated by a milliampere-second integrator that ends the recording will.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen.Appropriate refinements of the invention are set out in the subclaims marked Further features, details and advantages result from the following description of some preferred, shown in the drawing embodiments.

In dieser zeigen: Figur 1 Ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Spannungsversorgungs- und Zeitbegrenzungseinrichtung gemäß der Erfindung für eine thermionische Steuerung; Figur 2 ein im wesentlichen der Figur 1 ähnliches Blockdiagramm, das eine Anordnung zur Gittervorspannungskontrolle gemäß der Erfindung darstellt;.In this show: Figure 1 A simplified block diagram of a power supply and timing device according to the invention for thermionic control; figure 2 is a block diagram substantially similar to FIG. 1, showing an arrangement for Figure 3 illustrates grid bias control in accordance with the invention;

Figur 3 einen Graph, der die Zuführung zwischen dem Strom und der Heizfadentemperatur darstellt; Figur 4 einen Graph, der die Wirkung der Belastung eines lose gekoppelten Transformators zeigt; Figur 5 ein detailliertes Schaltbild des Teilspannungsreglers gemäß Figur 1; Figur 6 einen Graph, der die Änderung in der Heizfadenspannung gegenüber der Spannung des Teilspannungsreglers zeigt, und Figur 7 ein schematisches Blockschaltbild des Integrations-Begrenzers gemäß Figur 1 und 2.Figure 3 is a graph showing the supply between the current and the Represents filament temperature; Figure 4 is a graph showing the effect of stress shows a loosely coupled transformer; Figure 5 is a detailed circuit diagram the partial voltage regulator according to Figure 1; Figure 6 is a graph showing the change in shows the filament tension versus the tension of the partial tension regulator, and FIG. 7 is a schematic block diagram of the integration limiter according to FIG 1 and 2.

In Figur 1 ist zunächst eine Rötgenröhre 14 dargestellt, deren Kathode 10 und Anode 12 jeweils mit den Ausgängen der Sekundärwicklung eines herkömmlichen Hochspannungs transformators 16 verbunden sind. Wie dargestellt, ist die Röhre 14 vom bekannten "Coolidge-Typ" und ihre Kathode 10 besteht aus einem Heizfaden, der Elektronen emittiert, wenn er von Strom durchilossen ist. Der Strom wird dabei von einem Niederspannungs-Transformator bereitgestellt0 Die Primärwicklung des Niederspannungs-Transformators i8 ist mit der Spannungsquelle 20 durch einen Regelschaltkreis 22, dem Teilspannungsregulator, verbunden, der Anderungen der der Primärwicklung des Transformators 18 zugeführten Spannung reduziert, und zwar im Verhältnis zu den Spannungsschwankungen, die auf der Spannungsversorgung 20 liegen mit einem Anpassungsfaktor, der so gewählt ist, daß eine konstante Röhrenspannung erhalten wird, was nachfolgend näher ausgeführt wird. Dieser Anpassungsfaktor kann sich über einen relativ großen Bereich ändern, von weniger als 50% für gewisse Typen von Röntgenröhren zu mehr als 90% für andere.In Figure 1, an X-ray tube 14 is initially shown, the cathode 10 and anode 12 each with the outputs of the secondary winding of a conventional High voltage transformer 16 are connected. As shown, the tube 14 is of the known "Coolidge type" and its cathode 10 consists of a filament which Electrons are emitted when electricity flows through it. The current is from provided to a low voltage transformer0 The primary winding of the low-voltage transformer i8 is connected to the voltage source 20 by a Control circuit 22, the partial voltage regulator, connected to the changes in the Primary winding of the transformer 18 is reduced voltage supplied, namely in Relation to the voltage fluctuations that are on the voltage supply 20 with an adjustment factor which is chosen so that a constant tube voltage is obtained, which will be explained in more detail below. This adjustment factor can change over a relatively large range, less than 50% for certain types of x-ray tubes to more than 90% for others.

Zweck der Erfindung ist, von Änderungen in der Netzspannung 20 im wesentlichen unabhängige radiographische Ergebnisse zu erhalten. Die Strahlungsausbeute der Röhre 14 wird durch den von dem Heizfaden 10 emittierten, auf die Anode 12 auftreffenden Strom bestimmt. Dieser Strom ist sowohl eine Funktion der Heizfadentemperatur als auch der Spannung in der Röhre, die durch den Transformator i6 induziert wird. Von diesen beiden Faktoren hat die Heizfadentemperatur die größere Wirkung. Figur 3 zeigt, daß der Röhrenstrom eine Funktion der Heizfadentemperatur ist.The purpose of the invention is to avoid changes in the line voltage 20 im Obtain essential independent radiographic results. The radiation output the tube 14 is penetrated by the incident on the anode 12 emitted by the filament 10 Current determined. This current is a function of both the filament temperature and the also the voltage in the tube induced by transformer i6. from Of these two factors, the filament temperature has the greater effect. Figure 3 shows that tube current is a function of filament temperature.

Diese Temperatur kann leicht beeinflußt werden0 Der Heizfaden wird durch die Ausgangsspannung des Transformators 18 aufgeheizt, die durch den Spannungsregler 22 gesteurt wird.This temperature can easily be influenced0 The filament will heated by the output voltage of the transformer 18, which is determined by the voltage regulator 22 is controlled.

Beim Stande der Technik war eine OU-ige Heizfadensteuerung das erwünschte Ziel.In the prior art, OU filament control was desirable Target.

Anderungen in der Netzspannung 20 können ebenfalls den Ausgang des Hochspannungstransformators 16 beeiflussen.Changes in the line voltage 20 can also affect the output of the High-voltage transformer 16 influence.

Dieser weist eine Hochspannung in der Größenordnung von 50 kV auf. Herkömmliche Hochspannungstransformatoren die mit i6 in der Zeichnung dargestellt sind, haben lose Kopplungen zwischen der Primär- und der Sekundärwindung. Eine bekannte Eigenschaft dieser lose gekoppelten Transformatoren ist, daß der Kopplungskoeffizient zwischen den beiden Wicklungen keine konstante, sondern eine von der Ausgangsbelastung abhängige Größe ist - bei der Erfindung wird die Belastung durch die Röhre 14 gebildet -. Mit höheren Strömen, nimmt der Streufluß zu, und der Kopplungskoeffizient ab, wodurch eine Verkleinerung der Ausgangsspannung bewirkt wird, wenn die Eingangsspannung konstant gehalten wird. Dieser Effekt darf nicht mit Ohmschen-Verlusten in dem Transformator verwechselt werden. Die Beziehungen hierbei sind in Figur 4 dargestellt. Beide Ausführungsformen vorliegender Erfindung machen von dieser Eigenschaft Gebrauch.This has a high voltage of the order of 50 kV. Conventional high voltage transformers those shown with i6 in the drawing have loose couplings between the primary and secondary turns. An acquaintance A characteristic of these loosely coupled transformers is that the coupling coefficient there is no constant between the two windings, but one of the initial load is dependent variable - in the invention, the load is formed by the tube 14 -. With higher currents, the leakage flux increases and the coupling coefficient decreases, thereby causing the output voltage to decrease when the input voltage is kept constant. This effect must not be associated with ohmic losses in the transformer be confused. The relationships here are shown in FIG. Both embodiments The present invention make use of this property.

Die Wirkungsweise der in Figur 1 dargestellten Schaltung wird nachfolgend beschrieben. Wenn sich die Netzspannung 20 erhöht,wird die Heizspannung nur teilweise gesteuert. Sowohl der Heizfaden und der Eingang des Hochspannungstransformators 16 weisen daraufhin größere Spannungen auf. Die Wirkungder vergrößerten Spannung des Heizfadens liegt in der Vergrößerung des Röhrenstroms, wie das in Figur 3 dargestellt ist. Diese Vergrößerung des Röhrenstroms belastet den Transformator 16 und bewirkt eine Verkleinerung im Kopplungskoeffizienten, der seinerseits eine Vergrößerung der Spannung über dem Heizfaden 10 und der Anode 12 bewirkt.The operation of the circuit shown in Figure 1 is shown below described. When the line voltage 20 increases, the heating voltage is only partially controlled. Both the filament and the input of the high voltage transformer 16 then show greater stresses. The effect of increased tension of the filament lies in the enlargement of the tube current, as shown in FIG is. This increase in the tube current loads the transformer 16 and causes a decrease in the coupling coefficient, which in turn is an increase the voltage across the filament 10 and the anode 12.

Dadurch wird die Röhrenspannung im wesentlichen auf konstanten Werten gehalten - unabhängig von mäßigen Anderungen in der Netzspannung -.This keeps the tube voltage essentially constant maintained - regardless of moderate changes in the mains voltage -.

Als Merkmal einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist deshalb die Heizfadenspannung teilweise durch den Regler 22 gesteuert. Es ist notwendig, daß der Grad der Heizspannungsänderungen so gewählt wird, daß die Wirkungen des Transformators i6 und des Heizfadens 10 sich ausgleichen und nun sowohl einen zum Belasten des Transformators 16 genügenden Röhrenstroms als auch eine im wesentlichen konstante Röhrenspannung zu erhalten. Die Wahl der Stärke der Hazfadensteuerung wird in Abhängigkeit von Röhrencharakteristiken und Eigenschaften des Transformators bestimmt. Für den spsiellen Coolidge-Typ" der Röhre und einem Hochspannungstransformator, wie er nachfolgend beschrieben wird, ist ein Wert von 90% der Heizfadensteuerung ausreichend.As a feature of a first embodiment of the invention is therefore the filament tension is controlled in part by controller 22. It is necessary, that the degree of heating voltage changes is chosen so that the effects of Transformer i6 and the filament 10 balance and now both one to the Loading transformer 16 with sufficient tube current as well as substantially to maintain constant tube voltage. The choice of the strength of the haz thread control depends on the characteristics of the tube and the properties of the transformer certainly. For the special Coolidge type "of the tube and a high-voltage transformer, as described below, a value of 90% is filament control sufficient.

In Figur 5 ist ein phasengesteuerter Spannungsregler 22 dargestellt, der zwischen das Netz 20 und den Eingang des Heizfadentransformators 18 geschaltet wird. Typische Werte der Schaltung sind in der Zeichnung angegeben. Diese Schaltung ist bekannt und wird deshalb nur im wesentlichen beschrieben werden. Ein Triac 32 und der Widerstand 34 sind der Primärwicklung des Transformators 18 parallel geschaltet. Eine Vorspannungsschaltung gibt die gleichgerichtete und gefilterte Netzspannung an das Gate des Triac 32 ab. Infolge genügender Vorspannung wird der Triac 32 leitend und verkleinert dadurch den Prozentsatz der Anderungen der Netzspannung über dem Transformator 18 und der entsprechenden Heizfadenspannung. Eine Auswahl der Ohmschen-Werte bestimmt die Größe der Steuerung. Figur 6 zeigt eine Kurve des Prozentsatz es der Änderungen in der Heizfadenspannung gegenüber dem Prozentsatz der Änderungen in der Netzspannung. In diesem Beispiel bewirkt eine 10%-ige Änderung in der Netzspannung nur eine 1%-ige Änderung in der Heizspannung was einer Steuerung von 90% entspricht.In Figure 5, a phase-controlled voltage regulator 22 is shown, which is connected between the network 20 and the input of the filament transformer 18 will. Typical values of the circuit are given in the drawing. This circuit is known and will therefore only be described in essence. A triac 32 and resistor 34 are connected in parallel with the primary winding of transformer 18. A bias circuit provides the rectified and filtered line voltage to the gate of the triac 32. As a result of sufficient bias, the triac 32 becomes conductive thereby reducing the percentage of line voltage changes over the Transformer 18 and the corresponding filament voltage. A selection of the ohmic values certainly the size of the controller. Figure 6 shows a curve of the Percentage of changes in filament tension versus percentage changes in the line voltage. In this example it makes a 10% change in the mains voltage only a 1% change in the heating voltage what a control of 90%.

Die Ausgangsspannung des Niederspannungs-Transformators 18 ändert sich signifikant er Weise entsprechend den Spannungsschwankungen der Versorgungsspannung. Das steht im Gegensatz zu vielen Kontrollschaltkreisen für Röntgenröhren, die hierzu gebraucht oder vorgeschlagen sind, und Mittel aufweisen, um den Strom durch die Kathode konstant zu halten und dadurch die Temperatur und Emission der Kathode auf konstanten Werten innerhalb sehr enger Grenzen während der Aufnahme zu halten.The output voltage of the low voltage transformer 18 changes significantly he way according to the voltage fluctuations of the supply voltage. This is in contrast to many control circuits for X-ray tubes that do this are used or proposed, and have means to pass the flow through the Keeping the cathode constant and thereby increasing the temperature and emission of the cathode keep constant values within very narrow limits during recording.

Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, die Proportionalität des Teilspannungsreglers 22 so abzugleichen, daß Änderungen der Emission der Kathode 10 sich auf die Belastung des Hochspannungstransformators 16 bis zu einem gewissen Grad auswirken, um nahezu genau die Spannungsschwankungen der Versorgungsspannung 20 zu kompensieren, z.B. wenn die Versongs spannung 20 von ihrem nominellen Wert abfällt, wird sich die Kathode 10 sehr schnell ein wenig abkühlen, und der Emissionsstrom fällt gerade um ein genügendes Maß, um die Belastung des Hochspannungstransformators zu reduzieren, so daß seine Ausgangsspannung die leiche wie vor der Spannungsänderung bleibt.It has been shown that it is possible to change the proportionality of the Partial voltage regulator 22 to be adjusted so that changes in the emission of the cathode 10 on the load on the high-voltage transformer 16 to a certain extent Degree affect to almost exactly the voltage fluctuations of the supply voltage 20 to compensate, e.g. if the Versongs voltage 20 from its nominal value falls, the cathode 10 will cool down a little very quickly, and so will the emission current falls just enough to cover the load on the high voltage transformer reduce so that its output voltage is the same as before the voltage change remain.

Obgleich die Röhrenspannung nunmehr konstant ist, beeinflussen die durch die Reständerungen der Heizfadenspannung verursachten Anderungen des Röhrenstroms die Größe der Änderung in der Röntgenstrahlemission. Die nderung in dem Emissionsstrom wird durch Verwendung eines bekannten E liampere-sekunde-Integrator-Segrenzers 26 kompensiert, der die an die Röhre angelegte liochspannung ausschaltet, wenn die gewünschte Dosis erreicht ist. Eine Ausführungsform der Schaltung ist in Figur 7 dargestellt. Ein mit der Röhre in Serie geschalteter Widerstand erzeugt ein zu dem Röhrenstrom proportionales Signal. Hierbei weist der Strom die Form einer Halbwellenglechrichtung auf, dessen einzelne Impulse gleiche Zeitdauer besitzen. Die Spitzenspannung jedes Impulses wird durch den Kondensator 38 gespeichert, woraus eine Funktion in Treppenform resultiert. Wenn die Spannung an dem Kondensator einen vorbestimmten Wert erreicht, der der gewünschtenRöntgenstrahl-Dosis entspricht, wird ein Spannungsvergleicher oder eine gleichwertige Schaltung, beispielsweise ein SCR-Gatter, einen elektrischen Schalter 24 in die Ausschaltstellung triggern, wobei die Hochspannungsversorgung zu der Röhre abgeschaltet wird.Although the tube voltage is now constant, they affect changes in the tube current caused by the residual changes in the filament tension the amount of change in x-ray emission. The change in the emission current is achieved by using a known E liampere-second integrator limiter 26 compensated, which switches off the hole voltage applied to the tube when the desired dose has been reached. One embodiment of the circuit is shown in FIG shown. A resistor in series with the tube creates one to the Tube current proportional signal. Here the current has the form of a half-wave equation whose individual pulses have the same duration. The peak voltage each Pulse is stored by capacitor 38, resulting in a function in the form of a staircase results. When the voltage across the capacitor reaches a predetermined value, that corresponds to the desired X-ray dose, a voltage comparator is used or an equivalent circuit, for example an SCR gate, an electrical one Trigger switch 24 in the off position, with the high voltage supply to the tube is switched off.

Zum Erzielen bester Ergebnisse ist es wünscheswert, den Heizfaden vor dem Anlegen der Hochspannung an die Röhre zu erwarmen. Dadurch wird verhindert, daß der mit der Röhre 14 verbundene Ausgang des Transformators 16 unter- bzw. iiberschwingt und dadurch den Emissionsstrom der Röhre verfälscht.For best results, it is desirable to use the filament to warm up before applying the high voltage to the tube. This prevents that the output of the transformer 16 connected to the tube 14 undershoots or overshoots and thereby falsifies the emission current of the tube.

Demgemäß können bekannte Verzögerungsglieder die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, in der Schaltung verwendet werden, so daß der Heizfaden für eine vorbestimmte Zeit vor dem Einschalten des Schalters 24 vorgeheizt wird.Accordingly, known delay elements can be those shown in the drawing not shown, can be used in the circuit, so that the filament is preheated for a predetermined time before the switch 24 is turned on.

Die Einzelheiten der Verzögerungsschaltung sind bekannt und nicht Teil der Erfindung.The details of the delay circuit are known and not Part of the invention.

Die in Figur 2 dargestellte Anordnung zeigt die Wirkung der Gittervorspannungssteuerung, die den Anodenstrom variiert. Die Röhre 14' besitzt ein Steuergitter 11, das der Kathode 10' benachbart ist. Der der Kathode 10' zugefiihrte Heizstrom wird durch einen Spannungsregler 32 gesteuert, und die Anode 12' ist mit dem Ausgang des gebrauchlichen Hochspannungstransformators 16 verbunden.The arrangement shown in Figure 2 shows the effect of the grid bias control, which varies the anode current. The tube 14 'has a control grid 11, which the Cathode 10 'is adjacent. The heating current supplied to the cathode 10 'is passed through a voltage regulator 32 is controlled, and the anode 12 'is connected to the output of the usable High voltage transformer 16 connected.

Anstatt des den Röhrenstrom ändernden Heizfadens wird ein Vorspannungsgenerator 30 zwischen die Netzspannung 20 an ihren Eingängen und dem Gitter 11 und der Kathode 10 an ihrem Ausgang angeschlossen. Der Vorspannungsgenerator 30 kann einen einfachen Verstärker aufweisen, der Änderungen in der Netzspannung aufnimmt und die Spannung zwischen dem Gitter 11 und der Kathode 10' so beeinflußt, daß der Anodenstrom verandert wird, der die Belastung des Transformators 16 darstellt.Instead of the filament changing the tube current, a bias generator is used 30 between the mains voltage 20 at its inputs and the grid 11 and the cathode 10 connected to its output. The bias generator 30 may be a simple one Have amplifier that picks up changes in the line voltage and the voltage between the grid 11 and the cathode 10 'influenced so that the anode current changes which represents the load on the transformer 16.

Bei guter Einstellung, die für die einzelnen Komponenten leicht bestimmbar ist, kann die Belastung variiert werden, um eine konstante Hochspannung iiber der Röhre 14 zu erhalten.If the setting is good, it can be easily determined for the individual components the load can be varied to maintain a constant high voltage above the Tube 14.

Der Integrator 26 wird verwendet, um Anderungen in dem Röhrenstrom zu kompensieren, wie bei der ersten Ausführungsform.The integrator 26 is used to detect changes in the tube current to compensate as in the first embodiment.

In dieser Anordnung gemäß der Erfindung ist vorzugsweise ein Ein-Aus-Schalter in dem Gittervorspannungsgenerator 30 eingebaut, so daß die Kathode 10' kontinuierlich geheizt werden kann und somit sich die Schaltung in einer Bereitschaftstellung befinet, in der die Anodenspannung immer eingeschaltet ist. Somit sind alle Kontrollfunktionen für die Aufnahme in dem Begrenzer 26 und der Gittervorspannungssteuerung 30 konzentriert.In this arrangement according to the invention there is preferably an on-off switch incorporated in the grid bias generator 30 so that the cathode 10 'is continuous can be heated and thus the circuit is in a standby position, in which the anode voltage is always switched on. Thus all control functions for inclusion in limiter 26 and grid bias controller 30.

Bei beiden Ausführungsformen wird ein herkömmlicher Hochspannungstransformator i6 verwendet, der eine von den Kopplungskoeffizienten abhängige Belastung aufweist. Die Kenndaten desselben sind folgende: Ein rechteckiges Joch mit ungefähr 22 cm Länge und 11, 5 cm Breite mit 12 MIC Silectron "c" (Arnold Eng. Co Ak 1617).In both embodiments, a conventional high-voltage transformer is used i6 is used, which has a load that is dependent on the coupling coefficient. Its characteristics are as follows: A rectangular yoke about 22 cm Length and 11.5 cm width with 12 MIC Silectron "c" (Arnold Eng. Co Ak 1617).

Das Joch kann mit zwei langen und zwei kurzen Schenkeln ausgebildet sein, die ein Rechteck bilden. Jeder Arm hat 2 einen 8,385 cm großen Querschnitt.The yoke can be designed with two long and two short legs that form a rectangle. Each arm is 2 inches in cross-section.

Auf einer der langen Schenkel ist die Primärwicklung aus 240 Windungen von "14er" Spulendraht gebildet. Die Primärwicklung bedeckt ein Isolierröhrchen, auf das die Sekundärwicklung aufgewickelt ist. Hierfür werden ungefähr 75 000 Windungen von 1140erz Spulendraht verwendet. Diese Art von Transformator weist eine lose Kopplung auf.The primary winding of 240 turns is on one of the long legs made of "14" coil wire. The primary winding covers an insulating tube, on which the secondary winding is wound. Approximately 75,000 turns are required for this used by 1140erz coil wire. This type of transformer exhibits a loose coupling on.

Wohlverstanden sind viele Einzelheiten herkömmlicher Art in der Zeichnung und der Beschreibung weggelassen0 Es ist z. B.Many details of a conventional nature are well understood in the drawing and the description is omitted B.

eine Auswahl einiger unterschiedlicher Spannungen zur Erregung des Hochspannungstransformators 16 vorzusehen, um die Spannungsversorgung der Röhre 14 mit einem von mehreren Kilovolt-Werten zu ermöglichen. Ebenso sollte der Begrenzer 26 mit einer Wählvorrichtung ausgestattet sein, um den Benutzer in die Lage zu versetzen, verschiedene Aufnahmewert e auszuwählen.a selection of some different voltages for arousal of High voltage transformer 16 to provide power to the tube 14 with one of several kilovolt values. So should the limiter 26 be equipped with a dialing device to enable the user to to select different recording values.

Die erste, eine thermionische Steuerung verwendende Ausführungsform ist vom kommerziellen Standpunkt aus gesehen vorzuziehen, weil die meisten im kommerziellen Gebrauch verwendeten Röntgenröhren keine Steuergitter aufweisen, und weil die Ausführungsform sehr einfach und relativ billig ist und darüber hinaus ein minimum an Schal-tungselementen benötigt.The first embodiment using thermionic control is preferable from the commercial point of view because most in the commercial X-ray tubes used do not have control grids, and because the embodiment is very simple and relatively cheap and also has a minimum of circuit elements needed.

Die alternative Ausführungsform, die eine Vorspannungssteuerung verwendet, ist vom technologischen Standpunkt aus vorzuziehen, weil ihre Steuergeschwindigkeit schneller als die der thermionischen Steuerung ist und weil das St euergitter zugleich zum Beginn und Ende der Erzeugung von Röntgenstrahlung verwendet werden kann, wobei die Kathode andauernd geheizt sein und die Anodenspannung ständig anliegen kann.The alternate embodiment using a bias control is preferable from the technological point of view because of its control speed faster than that of the thermionic control and because the control grille is at the same time can be used to start and stop the generation of X-rays, wherein the cathode can be continuously heated and the anode voltage can be constantly applied.

Hierdurch werden die die Aufheizzeiten und die thermische Nacheilung betreffenden Probleme vermieden und das Festlegen des Zeitpunktes des Beginns jeder Aufnahme an einem vorbestimmten Punkt der Periode der Netzspannung vereinfacht.This reduces the heating-up times and the thermal lag Avoiding concerned problems and setting the time to start each Simplified recording at a predetermined point in the mains voltage period.

Die Erfindung erwuchs in Verbindung mit Bemühungen, die Reproduzierbarkeit von Röntgenaufnahmen mit zahnärztlichen Röntgenausrüstungen im Hinblick auf neuerlich vorgeschlagene Richtlinien, die scharfer als die ehemaligen waren, welche allgemein als ausreichend angesehen worden sind, zu verbessern. Ihr Gebrauch ist jedoch nicht auf zahnzirztliche und medizinische Röntgenapparate begrenzt, sondern wird auch in allen Arten der Röntgenfotographie als sehr giinstig erachtet, wo bestimmte Aufnahmewerte von Bedeutung sind.The invention grew in connection with efforts to improve reproducibility of x-rays with dental x-ray equipments with a view to again proposed guidelines, which were sharper than the former, which generally have been deemed sufficient to improve. However, their use is not but is limited to dental and medical x-ray machines as well Regarded as very useful in all types of X-ray photography where certain exposure values are important.

Bei der zahnärztlichen und medizinischen Arbeit 1 z. B. wird die Zeit, in denen patienten der Strahlung ausgesetzt sind, durch Verwendung der Erfindung auf ein Minimum beschränkt, weil nur eine einzige Aufnahme erforderlich ist - im Gegensatz zur bisherigen Praxis, wo oft eine zweite Aufnahme gemacht werden mußte, weil die erste nicht richtig belichtet war-. In allen Arbeitsbereichen aber werden jedenfalls Einsparungen an Kosten für Material und zeit erreicht.In dental and medical work 1 z. B. is the time in which patients are exposed to radiation using the invention kept to a minimum because only one shot is required - im In contrast to previous practice, where a second exposure often had to be made, because the first one was not properly exposed. But in all areas of work In any case, savings in material and time costs are achieved.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n 5 p r li c h e method for controlling an X-ray tube, those from a conventional AC power source whose voltage is clearly opposite a nominal value changes via a loosely coupled high voltage transformer is fed, characterized in that the anode current as a function of the Voltage of the AC power source is changed so that the output voltage of the Transformer remains essentially constant that a the value of the at the beginning the X-ray recording the starting time integral of the cathode emission of the tube Signal is generated and that the recording is stopped when the signal is a preselected. Value reached.

2. The method according to claim 1, characterized in that the anode current is changed by changing the cathode temperature.

3. The method according to claim 1, characterized in that at one "Coolidge-type" x-ray tube the anode current by changing the cathode heating current will be changed.

4. The method according to claim 3, characterized in that the percentage Change in cathode heating current - viewed as a fraction of the current - to approximately 10 to 50% of the percentage changes in the AC power source are limited.

5. The method according to claim 1, characterized in that at one X-ray tube with an electrode acting as a control grid, the anode current passes through Changing the voltage between the electrode and the cathode is changed.

6. The method according to claim 5, characterized in that the X-ray emission takes place by changing the voltage between the electrode and the cathode

7th Apparatus for performing the method according to claim 1, which is between a X-ray tube and an alternating current source, their voltage compared to a nominal value significantly fluctuates, is arranged, characterized by a) a loosely coupled High-voltage transformer (16), the secondary winding of which is between the anode (12) and the cathode (io) of the tube (14) is disposed and connected to both; b) means for selectively connecting the primary winding of the cooking voltage transformer (16) to the AC power source (20); c) means for changing the anode current (14) as a function of changes in the voltage of the AC voltage source (20) such that the output voltage of the high-voltage transformer (16) is approximately constant remain; d) a milliampere second integrator (26) for extraction one the value of the time integral starting at the beginning of a recording through the Secondary winding of the high-voltage transformer (16) indicating current flowing Signals; e) a device responsive to the signal generated by the integrator (26) to end the recording as soon as the signal reaches a preselected value.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the device means for changing the temperature of the cathode for changing the anode current (io) of the tube (14).

9. Apparatus according to claim 8 with an electrically heated cathode, characterized in that the means for changing the cathode temperature includes a Partial voltage regulator (22), which is between the connection of the AC power source (20) and the cathode (10) is arranged to reduce the voltage changes.

OK Apparatus according to claim 7 with one between the cathode and the control grid (ii) arranged on the anode of the X-ray tube, characterized in that that the means for changing the anode current means for changing the control voltage between the control grid and the cathode in direct dependence and in response to changes in the voltage of the AC power source (20).

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized by means of a high-voltage transformer with loosely coupled primary and secondary windings and a coupling factor that is dependent on the load on the transformer, where the primary winding is fed by the mains voltage and the secondary winding is connected the anode and the cathode of the x-ray tube is connected and their voltage of depends on the transformer load; one the voltage between the anode and control means maintaining the cathode constant for controlling the current between the anode and the cathode depending on the mains voltage and a device (26) for integrating the current over time and for switching off the current Reaching a preselected dose.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the The cathode is a heating wire fed by a low voltage, and that the control device a voltage regulator connected between the mains voltage (20) and the filament (10) which controls the low voltage to such a degree that of the filament to the anode a current depending on the load on the och voltage transformer (16) changing mains voltage (20) is emitted, with the high voltage between the filament (10) and the anode (12) is approximately constant.

13. Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that that the tube (14 ') has a control grid Cii) and the control device for the current as arranged between the control grid and the power supply Bias generator (30) for outputting a voltage (20) dependent on the mains voltage Bias is formed on the control grid.