DE2652940A1

DE2652940A1 - Roentgendiagnostikgenerator mit direkt geheizter roentgenroehre

Info

Publication number: DE2652940A1
Application number: DE19762652940
Authority: DE
Inventors: Eickhardt Ing Grad Soeder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-11-22
Filing date: 1976-11-22
Publication date: 1978-05-24
Also published as: FR2371852A1; US4126784A; DE2652940C2; FR2371852B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München Q YPA 76 P 5130 BRD

Röntgendiagnostikgenerator mit direkt geheizter Röntgenröhre

Die Erfindung bezieht·sich auf einen Röntgendiagnostikgenerator mit einer Röntgenröhre und einem Hochspannungstransformator, "bei dem der Heizfaden der Röntgenröhre an einem Teil der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators angeschlossen ist und bei dem im Primärkreis des Hochspannungstransformators ein Aufnahmeauslöser liegt. Ein Röntgendiagnostikgenerator, bei dem der Heizfaden der Röntgenröhre an einem Teil der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators angeschlossen ist, wird als direkt geheizt bezeichnet.

Bei einem solchen Generator werden Heiz- und Hochspannungstransformator gleichzeitig eingeschaltet, d.h. Heizspannung und Hochspannung gleichzeitig an die Röntgenröhre angeschaltet. Da während der ersten Zeit nach dem Einschalten aufgrund der Trägheit des Heizfadens kein Röntgenröhrenstrom fließt, fällt an den Netz- und Transformatorwiderständen praktisch keine Spannung ab. Die Sekundärleerlaufspannung ist daher wesentlich größer als die Sekundärlastspannung. Dies führt zu Isolationsproblemen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Differenz zwischen der Sekundärleerlaufspannung und der Sekundärlastspannung bei beiden Halbwellen klein ist. Der Erfindungsgegenstand soll dabei sowohl einen Einpuls- als auch einen Etehrpulsgenerator umfassen.

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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Primärspannung des Hochspannungstransformators an einem Spannungsteiler abgegriffen ist, dessen Vorwiderstand durch einen Schalter überbrückbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Generator ist es möglich, nach dem Hochheizen des Heizfadens der Röntgenröhre den Vorwiderstand des Spannungsteilers zu überbrücken und dadurch die Sekundärlastspannung anzuheben.

In dem Fall, in dem der Röntgendiagnostxkgenerator in Einpulsschaltung arbeitet, bei der die negative Sekundärhalbwelle immer im Leerlauf auftritt, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in Reihe zu dem Schalter eine Diode geschaltet, die so gepolt ist, daß sie bei der positiven Sekundärhalbwelle durchlässig ist. Die negative Halbwelle wird dabei durch den Spannungsteiler immer gedämpft, während die positive Halbwelle nur dann gedämpft wird, wenn der Schalter geöffnet ist, also während der Hochheizzeit. Damit während der positiven Halbwelle durch den als einzigen Widerstand ausgebildeten Teilerwiderstand kein Strom fließt, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in Reihe zum Teilerwiderstand eine Diode geschaltet sein, die bei der negativen Sekundärhalbwelle durchlässig ist, mit ihrem negativen Pol am Schalter angeschlossen ist und durch den Schalter bei nicht überbrücktem Vorwiderstand kurzschließbar ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Teilerwiderstand aus der Parallelschaltung zweier Reihenschaltungen aus Widerständen und Dioden besteht und daß die Dioden entgegengesetzt zueinander gepolt sind. In diesem Fall ist je einer der Widerstände des Teilerwiderstandes für je eine Primärhalbwelle maßgebend und es können Unsymmetrien des Primärstromes, die durch den Hochspannungstransformator bedingt sind, ausgeglichen werden. Schließlich besteht eine weitere Ausbildung der Erfindung darin, daß Mittel vorhanden sind, durch die der Teilerwiderstand nach dem Betätigen des Aufnahmeauslösers und vor dem Betätigen des Schalters schrittweise vergrößert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Spannungsspitze, die beim Betätigen des Schalters deshalb auftritt, weil im ersten Moment nach der Betätigung des Schalters die Temperatur des Heizfadens der Röntgenröhre noch nicht den dem Heizstrom entsprechenden Wert erreicht hat, also zu niedrig ist, so

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daß auch der Röntgenröhrenstrom zu niedrig ist, sehr klein zu halten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand dreier Ausführungsbeispie-Ie in Verb in dung mit den Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Die Figuren 3 und 5 zeigen dabei Sekundärspannungsverläufe zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 mit ihrer Kathoden-Anoden-Strecke an der Sekundärwicklung 2 eines Hochspannungstransformators 3 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 2 besitzt einen Teil 2a, der die Heizspannung für den Heizfaden 4 der Röntgenröhre 1 liefert. Die Primärwicklung 5 ist über einen Aufnahmeauslöser 6 ans Wetz anschaltbar. Zwischen dem Aufnahmeauslöser 6 und der Primärwicklung 5 liegt ein Spannungsteiler, der aus einem Vorwider stand 7 und einem Teilerwiderstand, der von zwei Widerständen 8 und 9 gebildet ist, besteht. Ferner sind drei Dioden 10, 11 und 12 sowie ein Schalter 13 vorhanden.

Anhand der Figur 3 sei die Wirkungsweise des Röntgendiagnostikgenerators gemäß Figur 1 näher erläutert: Zunächst wird der Aufnahmeauslöser 6 geschlossen und der Schalter 13 nimmt die gezeichnete Stellung ein. Die Primärspannung des Hochspannungstransformators 3 ist gegenüber der Netzspannung reduziert, sie \fird nämlich durch den Spannungsteiler 7, 8, 9 für jede Halbwelle heruntergeteilt. Ihr entsprechen gemäß Figur 3 beispielsweise 60 kV in beiden Sekundärhalbwellen.

Im Zeitpunkt ti beginnt Röntgenröhrenstrom zu fließen und die positive Halbwelle der Sekundärspannung des Hochspannungstransformators 3 fällt nun bis auf beispielsweise 40 kV ab. Nachdem dieser Wert erreicht ist wird im Zeitpunkt t3 der Schalter 13 in seine gestrichelt gezeichnete Position umgelegt. In dieser Position ist der Vorwiderstand 7 des Spannungsteilers 7, 8, 9 bei der positiven Halbwelle kurzgeschlossen, so daß die Primärspannung bei der positiven Halbwelle ansteigt und damit auch die positive Halbwelle der Sekundärspannung. Die positive Halbwelle der Sekundärspannung steigt dabei im Zeitpunkt t3 über den Wert von 60 kV an, da unmittelbar nach dem Umschalten die Temperatur

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des Heizfadens 4 noch nicht den stationären Wert, der höher als vorher ist, erreicht hat und daher der Röntgenröhrenstrom noch zu klein und der Spannungsabfall an den Netz- und Trafowiderständen ebenfalls noch zu klein ist. Nach dem Hochheizen des Heizfadens 4 nach dem Zeitpunkt t3 ist die positive Halbwelle der Sekundärspannung auf ihren Endwert von beispielsweise 55 kV abgesunken. Die negative Halbwelle wird sowohl während der Hochheizphase als auch während des stationären Zustandes durch den Spannungsteiler 7j 8, 9 heruntergeteilt und hat konstant einen Wert von 60 kV, da bei der negativen Halbwelle der Hochspannungstransformator 3 Immer Im Leerlauf arbeitet. Aus der Figur 3 ist ersichtlich, daß die Differenzen zwischen der Sekundärleerlaufspannung und der Sekundärlastspannung sehr gering sind, so daß kaum Isolationsprobleme auftreten.

Der Parallelzweig aus den entgegengesetzt zueinander gepolten Dioden 11 und 12 und den Widerständen 8 und 9 ermöglicht es, Unsymmetrien der beiden Halbwellen des Primärstromes des Hochspannungstransformators 3 durch geeignete Wahl der Widerstände 8 und 9 auszugleichen. Ist dies nicht vorgesehen, so kann an die Stelle der Dioden 11 und 12 und der Widerstände 8 und 9 eine einzige .Diode 14 und ein einziger Widerstand 15 als Teiler widerstand treten, wie dies bei dem Beispiel gemäß Figur 2 dargestellt ist. Bei diesem Beispiel sperrt die Diode 14 nach Betätigung des Schalters 13 während der positiven Halbwelle der Sekundärlastspannung, so daß der Widerstand 15 dabei nicht belastet Ist.

Das Beispiel gemäß Figur 4 ermöglicht es, die Spannungsspitze im Zeitpunkt t3 wesentlich zu reduzieren und auch die Sekundärleerlaufspannung gegenüber der Sekundärlastspannung im Vergleich zu den Beispielen gemäß den Figuren 1 und 2 noch herabzusetzen. Bei diesem Beispiel, ist anstelle des Widerstandes 8 gemäß Figur die Reihenschaltung aus drei Widerständen 16, 17 und 18 vorgesehen, von denen der Widerstand 17 durch einen Schalter 19 und der Widerstand 16 durch einen Schalter 20 kurzgeschlossen Ist.

Die Betätigungsfolge der Schalter ist 6, 20, 19, 13- Aus der Figur 5 geht hervor, daß die Leerlaufsekundärspannung beider HaIbwellen 57 kV beisplelsxveise beträgt. Im Zeitpunkt t4 ist der

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Heizfaden 4 soweit hochgeheist, daß der Röntgenröhrenstrom zu fließen beginnt und unmittelbar danach, nämlich im Zeitpunkt t5 wird der Schalter 20 geöffnet. Dadurch steigt die Primärspannung etwas, nämlich wieder auf den Wert von 57 kV bei dem Beispiel, an und sinkt dann anschließend wieder etwas ab, weil die Temperatur des Heizfadens 4 ansteigt. Im Zeitpunkt t6 wird der Schalter 19 geöffnet, so daß die Sekundärlastspannung wieder auf den Wert von 57 kV" ansteigt. Anschließend fällt sie aufgrund des Ansteigens der Temperatur des Heizfadens 4 wieder bis zum Zeitpunkt t7 ab. In diesem Zeitpunkt wird der Schalter 13 in seine gestrichelt gezeichnete Position umgelegt und die Sekundärlasthalbwelle steigt wieder auf den Wert von 57 kV. Sie fällt dann auf den Endwert von 55 kV infolge des weiteren Ansteigens der Temperatur des Heizfadens 4 ab. Die der negativen Sekundärhalb— welle entsprechende Primärhalbwelle durchfließt nicht die Bauelemente 11, 16 bis 18, sondern die Bauelemente 9 und 12 sowie in jeder Stellung des Schalters 13 den Yorwiderstand 7 und ist konstant (bei dem Beispiel 57 kV). Den Kurven gemäß den Figuren 3 und 5 liegt zugrunde, daß im Zeitpunkt Null der Aufnahmeauslöser 6 geschlossen worden ist.

Die in den Figuren 1,2 und 4 dargestellten Schaltungen sind so abxfandelbar, daß sie auch für Mehrpulsgeneratoren verwendbar sind. In diesem Falle entfallen bei den Beispielen gemäß Figuren 1, 2 sämtliche Dioden. Bei dem Beispiel gemäß Figur 4 tritt an die Stelle des Widerstandes 9 eine den Bauelementen 16 bis 20 entsprechende Anordnung. Die Dioden 1Q^ 11, 12 entfallen. Die Schalter werden dann in geeigneter Weise synchron zueinander betätigt.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

1 J Röntgendiagnostikgenerator mit einer Röntgenröhre und einem^Hochspannungstransf ormator, "bei dem der Heizfaden der Röntgenröhre an einem Teil der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators angeschlossen ist und bei dem im Primärkreis des Hochspannungstransformators ein Aufnahmeauslöser liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspannung des Hochspannungstransformators (3) an einem Spannungsteiler (7, S, 9; 7, 15; 7, 9, 16, 17, 18) abgegriffen ist, dessen Vorwiderstand (7) durch einen Schalter (13) überbrückbar ist,
2. Generator nach Anspruch 1 in Einpulsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Schalter (13) eine Diode (10) liegt, die so gepolt ist, daß sie bei der positiven Sekundärhalbwelle durchlässig ist.
3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilerwiderstand ein einziger Widerstand (15) ist, mit dem eine Diode (14) in Reihe liegt, die bei der negativen Sekundärhalbwelle durchlässig ist, mit ihrem negativen Pol am Sehalter angeschlossen ist und durch den Schalter (13) bei nicht überbrücktem Vorwiderstand kurzschließbar ist.
4. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilerwiderstand aus der Parallelschaltung zweier Reihenschaltungen aus Widerständen (8, 9) und Dioden (11, 12) besteht und daß die Dioden (11, 12) entgegengesetzt gepolt sind.
5. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (16 bis 20) vorhanden sind, durch die der Teilerwiderstand (9, 16, 17, 18) nach Betätigung des Aufnahmeauslösers (6) und vor Betätigung des Schalters (13) schrittweise vergrößert werden kann.

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