DE2733249A1

DE2733249A1 - Roentgendiagnostikgenerator, bei dem die roentgenroehrenspannung ueber den roentgenroehrenstrom geregelt wird

Info

Publication number: DE2733249A1
Application number: DE19772733249
Authority: DE
Inventors: Heribert Ing Grad Amtmann; Hans Ing Grad Ebersberger; Guenter Ing Grad Eckardt; Hans-Joachim Dipl Ing Greiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1979-02-01
Also published as: US4171487A; FR2398429A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 77 P 5070 BRD

Röntgendiagnostikgenerator, bei dem die Röntgenröhrenspannung über den Röntgenröhrenstrom geregelt wird

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikgenerator mit einer festen oder umschaltbaren Leerlauf-Ausgangsspannung des Hochspannungstransformators und einem Regelkreis für die Röntgenröhrenspannung, der ein Vergleichsglied für den Istwert der RöntgenrÖhrenspannung mit einem Sollwert sowie ein vom Ausgangssignal des Vergleichsglieds gesteuertes Stellglied für den Heizstrom der Röntgenröhre zum Angleichen des Istwerts der Röntgenröhrenspannung an den Sollwert enthält.

Ein Röntgendiagnostikgenerator dieser Art ist in der DT-OS 24 22 844 beschrieben. Bei einem solchen Röntgendiagnostikgenerator stellt sich der Spannungsabfall am Innenwiderstand des Röntgengenerators so ein, daß die jeweils gewünschte Röntgenröhrenspannung an der Röntgenröhre liegt. Ist der Istwert der Röntgenröhrenspannung im Vergleich zum Sollwert beispielsweise zu hoch, so erfolgt eine Erhöhung des Röntgenröhrenstroms. Dadurch steigt der Spannungsabfall am Innenwiderstand des Röntgengenerators an und die Röntgenröhrenspannung sinkt. Im umgekehrten Fall erfolgt eine Anhebung der Röntgenröhrenspannung durch Reduzierung des Röntgenröhrenstroms.

Es ist bekannt, daß eine optimale Ausnutzung der Belastbarkeit der Röntgenröhre und damit eine sehr kurze Aufnahmezeit für Röntgenaufnahmen erzielbar ist, wenn ein Röntgendiagnostikgenerator mit fallender Last betrieben wird, wenn also die Röntgenröhren-

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leistung von einem Spitzenwert zu Beginn einer Röntgenaufnahme exponentiell auf einen Dauerwert gesenkt wird. Hierzu ist es beispielsweise durch die DT-OS 21 22 138 bekannt, den Röntgenröhrenstrom von einem Spitzenwert am Beginn einer Röntgenaufnähme exponentiell entsprechend dem Verlauf der höchstzulässigen Röntgenröhrenleistung abzusenken. Dieses Prinzip ist jedoch bei einem Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art nicht anwendbar, da der Röntgenröhrenstrom ja zur Regelung der Röntgenröhrenspannung herangezogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Röntgenröhrenleistung während einer Röntgenaufnahme von einem Anfangswert auf einen Dauerwert abgesenkt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Einstellen der Röntgenröhrenleistung mindestens ein durch einen Schalter in den Stromkreis der Röntgenröhre einschaltbarer Widerstand vorhanden ist, zu dem ein Kondensator parallel geschaltet ist, und daß die Parallelschaltung aus Widerstand und Kondensator so bemessen ist, daß ihre Zeitkonstante etwa gleich der Zeitkonstanten des Regelkreises für die Röntgenröhrenspannung ist. Beim erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikgenerator erfolgt nicht eine stufenweise Widerstandsänderung zur Absenkung der Röntgenröhrenleistung, sondern eine weiche Widerstandsänderung, weil der Laststrom im Einschaltmoment des Widerstandes zunächst vom Kondensator übernommen wird und der Widerstand erst mit Aufladung des Kondensators wirksam wird. Im Gegensatz zu dem Fall, in dem ein Widerstand ohne Kondensator stufenweise in den Stromkreis der Röntgenröhre eingeschaltet wird, ergibt sich somit beim erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikgenerator kein unzulässiger Einbruch der Röntgenröhrenspannung unmittelbar nach Einschalten des Widerstandes.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Primärkreis des Hochspannungstransformators eine Gleichrichterbrücke liegt, in deren Gleichstromzweig die Parallelschaltung aus Widerstand und Kondensator und parallel dazu der Schalter liegt.

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

In der Zeichnung ist ein Drehstrom-Hochspannungstransformator 1 dargestellt, der vom Drehstromnetz gespeist wird und in dessen Primärkreis eine Drehstrom-Gleichrichterbrücke 2 liegt. Die Sekundärwicklungen des Hochspannungstransformators 1 speisen über einen Hochspannungsgleichrichter 3 eine Röntgenröhre 4. Der Heizstrom der Röntgenröhre 4 wird durch einen Heiztransformator 5 geliefert, dessen Primärwicklung über ein Stellglied 6 für den Heizstrom und damit den Röntgenröhrenstrom am Netz liegt. Der Heizstrom wird durch einen Vergleicher 7 bestimmt, welcher ein an einem Spannungsteiler 8 abgegriffenes, dem Istwert der Röntgenröhrenspannung entsprechendes Signal mit einem an einem Sollwertgeber 9 abgegriffenen Sollwertsignal für die Röntgenröhrenspannung vergleicht und den Heizstrom der Röntgenröhre 4 und damit den Röntgenröhrenstrom in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert der Röntgenröhrenspannung im Sinne eines Angleichs des Istwerts an den Sollwert beeinflußt.

Zur Bestimmung der Aufnahmezeit einer Röntgenaufnahme liegt entweder im Wechselstromprimärkreis ein mechanischer Schalter 19 oder im Gleichstromzweig der Gleichrichterbrücke 2 ein elektronischer Schalter 10, der von einer Zeitsteuervorrichtung 11 gesteuert ist. Zum Absenken der Röntgenröhrenleistung während einer Aufnahme ist die Reihenschaltung aus zwei Parallelzweigen im Gleichstromzweig der Gleichrichterbrücke 2 vorgesehen, von denen der erste Parallelzweig aus einem Schalter 12, einem Widerstand 13 und einem Kondensator 14 und der zweite Parallelzweig aus einem Schalter 15» einem Widerstand 16 und einem Kondensator 17 besteht.

In der dargestellten Stellung der Schalter 12 und 15 tritt beim Schließen des Schalters 10 zu Beginn einer Röntgenaufnahme die maximale Röntgenröhrenleistung auf. Nach einer vorprogrammierten Zeit öffnet die Zeitsteuervorrichtung 11 den Schalter 12, so daß in den Primärkreis des Hochspannungstransformators 1 der Widerstand 13 eingeschaltet wird. Der Laststrom wird im Ein-

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schaltmoment zunächst vom Kondensator 14 übernommen, so daß diese Einschaltung des Widerstands 13 nicht stufenartig, sondern exponentiell entsprechend der Zeitkonstante des RC-Gliedes 13,

14 erfolgt. Der Regelkreis 6 bis 9 für die Röntgenröhrenspan-

nung hat somit Zeit, die Röntgenröhrenspannung über den Röntgenröhrenstrom entsprechend nachzuregeln. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit öffnet die Zeitsteuervorrichtung 11 auch den Schalter 15, so daß auch der Widerstand 16 in den Primärkreis des Hochspannungstransformators 1 eingeschaltet wird und eine weitere Reduzierung der Röntgenröhrenleistung erfolgt. Auch diese Einschaltung erfolgt exponentiell entsprechend der Aufladung des Kondensators 17·

Ohne die Kondensatoren 14 und 17 würde beim Öffnen des Schalters 12 der Röntgenröhrenstrom wegen der Trägheit des Heizfadens der Röntgenröhre 4 zurückgehen und dementsprechend die Röntgenröhrenspannung zunächst stark absinken. Dieser Einbruch würde dann mit einer Verzögerung, die im wesentlichen durch die Trägheit des Heizfadens der Röntgenröhre 4 bestimmt ist, ausgeregelt werden. Dieses Absinken der Röntgenröhrenspannung beim Öffnen des Schalters 12 und entsprechend auch beim Öffnen des Schalters

15 wird bei dem dargestellten Röntgendiagnostikgenerator durch die Kondensatoren 14 und 17 vermieden. Hierzu ist die Zeitkonstante der RC-Kreise 13, 14 und 16, 17 der Zeitkonstanten des Regelkreises 6 bis 9 für die Röntgenröhrenspannung entsprechend bemessen. Die Zeitkonstante dieses Regelkreises ist im wesentlichen durch die Trägheit des Heizfadens der Röntgenröhre 4 bestimmt. Zum Aufnahmeende müssen zunächst die Kondensatoren 14 und 17 über die Widerstände 13 und 16 entladen sein, bevor die Schalter 12 und 15 wieder schließen.

Die Erfindung ist in Verbindung mit zwei in den Primärkreis des Hochspannungstransformators eines Röntgendiagnostikgenerators einschaltbaren Widerständen beschrieben. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch denkbar, nur einen solchen Widerstand oder mehr als zwei Widerstände mit den dazu parallel geschalteten Kondensatoren entsprechend dem gewünschten Verlauf der Leistungsabsenkung während einer Röntgenaufnahme einzuschalten. Die Schalter können für relativ niedrige Schaltleistung ausgelegt werden,

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da der Laststrom im Moment des Schaltens von den Kondensatoren übernommen wird.

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Claims

Patentansprüche

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Röntgendiagnostikgenerator mit einer festen oder umschaltbaren Leerlauf-Ausgangsspannung des Hochspannungstransformators und einem Regelkreis für die Röntgenröhrenspannung, der ein Vergleichsglied für den Istwert der Röntgenröhrenspannung mit einem Sollwert sowie ein vom Ausgangssignal des Vergleichsglieds gesteuertes Stellglied für den Heizstrom der Röntgenröhre zum Angleichen des Istwerts der Röntgenröhrenspannung an den Sollwert enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Röntgenröhrenleistung mindestens ein durch einen Schalter (12, 15) in den Stromkreis der Röntgenröhre (4) einschaltbarer Widerstand (13, 16) vorhanden ist, zu dem ein Kondensator (14, 17) parallel geschaltet ist und daß die Parallelschaltung aus Widerstand (13, 16) und Kondensator (14, 17) so bemessen ist, daß ihre Zeitkonstante etwa gleich der Zeitkonstanten des Regelkreises (6 bis 9) für die Röntgenröhrenspannung ist.
2. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärkreis des Hochspannungstransformators (1) eine Gleichrichterbrücke (2) liegt, in deren Gleichstromzweig die Parallelschaltung aus Widerstand (13, 16) und Kondensator (14, 17) und parallel dazu ein Schalter (12, 15) liegt.
3. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, stufenweise durch je einen Schalter (12, 15) in den Stromkreis der Röntgenröhre (4) einschaltbare Widerstände (13, 16) vorhanden sind, von denen jeder durch je einen Kondensator (14, I7) überbrückt ist.
4. Röntgendiagnostikgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einschaltung des Widerstands bzw. der Widerstände (12, 15) eine Zeitsteuervorrichtung (11) vorgesehen ist.

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