DE2826140C2

DE2826140C2 - Schichtaufnahmegerät

Info

Publication number: DE2826140C2
Application number: DE2826140A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Jan Eindhoven Meek
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1982-09-09
Also published as: JPS625619B2; BE868112A; FR2394843A1; GB2000325A; JPS547284A; US4213050A; SE7806790L; GB2000325B; FR2394843B1; DE2826140A1; NL7706616A; SE426779B; ES470760A1

Description

■ 1 Die Erfindung betrifft ein Schichtaufnahmegerät, bei

dem eine Strahlenquelle an einer Säule befestigt ist, die ü durch Antriebsmittel um eine senkrecht auf der

65 Längsrichtung der Säule stehende Schwenkachse schwenkbar ist, die parallel zur Bewegungsebene eines mit der Bewegung der Strahlenquelle gekoppelten Strahlendetektors verläuft, wobei die Säule zwei gegeneinander bewegbare Säulenteile enthält, mit denen der Abstand zwischen der Strahlenquelle und der Schwenkachse mit Hilfe eines Elektromotors verstellbar ist, der Teil eines Regelkreises ist, in dem ein von der gegenseitigen Lage der beiden Säulenteile abhängiger Istwert mit einem von der Winkelstellung α der Säule in bezug auf das Lot auf die Bewegungsebene bestimmten Sollwert verglichen wird.

Eine derartige Anordnung ist aus der US-PS 37 33 487 bekannt Die in der Patentschrift erwähnte Anordnung enthält eine Regelung zum Steuern des an der Säule befestigten Elektromotors derart, daß dem Röntgenstrahier eine geradlinie Bewegung erteilt wird. Es wird eine Verschiebung des Röntgenstrahlers parallel zur Bewegungsebene des Detektors angestrebt Die in der Patentschrift beschriebene Motorsteuerung bewirkt zwar eine geradlinige Bewegung des Röntgenstrahlers, aber es hat sich herausgestellt, daß die benutzte Motorsteuerung dem Röntgenstrahier eine geradlinige Bewegung gibt die nicht parallel zur Bewegungsebene des Strahlendetektors verläuft, sondern einen Winkel mit der Bewegungsebene einschließt Hierdurch wird mit einer derartigen Anordnung ein Tomogramm einer -inderen Schicht erstellt als eingestellt und gewünscht ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtaufnahmegerät zu schaffen, bei dem die Bewegungen von Röntgenstrahier und Strahlendetektor möglichst genau parallel zueinander sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schichtaufnahmegerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dem aus Sollwert und Istwert gebildeten Regelsignal ein Korrekturwert überlagert ist der dem Produkt aus der Winkelstellung « und der Winkelgeschwindigkeit d«/di proportional ist

Zur Erklärung folgendes: Es läßt sich aus der Übertragungsfunktion des Kegelkreises bei dem bekannten Gerät ableiten, daß der momentane Positionsfehler, d. h. die Abweichung des Röntgenstrahlers aus der parallelen Bewegungsebene, proportional zum Produkt der Winkelstellung λ und der Winkelgeschwindigkeit doildt der Säule ist wenn berücksichtigt wird, daß der Regelkreis mit der Differenz des Soll- und des Istwertes gesteuert wird. Dadurch, daß bei der Erfindung dein Sollwert ein Korrekturwert überlagert wird — und somit eigentlich dem Regelkreis ein vom gewünschten Wert abweichendes Signal angeboten wird — wird der Detektor wegen der vom Regelkreis verursachten Positionsabweichung gerade in der richtigen Bewegungsebene geführt weil der Korrektunvert gerade dem vom Regelkreis verursachten Positionsfehler entspricht.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schichtaufnahmegerätes ist dadurch gekennzeichnet daß eine Differenzierschaltung zum Differenzieren des von der Winkelstellung cc abhängigen Signals vorgesehen ist Der Vorteil besteht darin, daß mit nur äußerst geringen zusätzlichen Mitteln ein mit höherer Präzision arbeitendes Schichtaufnahmegerät erhalten wird.

Bei einem Schichtaufnahmegerät, bei dem die Säule Um eine Schwenkachse gelagert in einem Gestell befestigt ist, hat es sich nach einer Weiterbildung der Erfindung als Vorteilhaft erwiesen, daß das Gestell mit

Antriebsmitteln zum Verschieben des Gestells versehen ist, um beim Schwenken der Säule die Säule um eine Rotationsachse drehen zu lassen, die zwischen der Strahlenquelle und dem Strahlendetektor liegt, wobei die Schwenkachse nahezu in der Bewegungsebene des Strahlendetektors liegt, und daß die Antriebsmittel einen Elektromotor in einem Regelkreis enthalten, in dem ein aus einem Soll- und Istwert gebildetes Regelsignal einem Korrekiurwert überlagert ist, der von der Winkelstellung und von der Winkelgeschwin- iq digkeit d«/df abhängig und dem Wert (1+a²) · da/df proportional ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Röntgenuntersuchungsanordnung,

Fig.2 schematisch von der Röntgenuntersuchungsanordnung durchzuführende Bewegungen,

Fig.3 eine Blockschaltung einer elektronischen Steuerung einer Untersuchungsanordnung,

Fig.4 eine Blockschaltung einer bevorzugten Ausführungsform einer Steuerung für eine Untersuchungsanordnung,

F i g. 5 einen Funktionsgenerator für die Steuerung nach F i g. 4,

F i g. 6 Zeitdiagramme der an verschiedenen Funkten des Generators in F i g. 5 auftretenden Spannungen.

Die in Fig. 1 dargestellte Röntgenuntersuchungsanordnung enthält eine Röntgenröhre 1 und einen Röntgendetektor 2, beispielsweise eine Filmkassette. Die Röntgenröhre 1 wird von einer an einem Gestell 5 befestigten Säule 7 getragen. Das Gestell 5 trägi weiter den Detektor 2. Zum Erstellen einer Tomographieaufnahme eines auf einem Tisch 3 zu plazierenden Objekts müssen die Röntgenröhre 1 und der Detektor 2 in entgegengesetzten Richtungen und vorzugsweise paral-IeI zueinander bewegt werden, was mit Pfeilen 9 angegeben ist. Dazu wird das Gestell 5 beispielsweise nach rechts verschoben, wobei die Säule 7 nach links geschwenkt wird. Um die Röntgenröhre 1 parallel zum Detektor 2 verschieben zu können, ist die Säule 7 aus zwei Säulenteile 11 und 13 aufgebaut, die beim Schwenken der Säule 7 mehr oder weniger ineinandergeschoben werden können.

Zum Erhalten einer genauen Tomographieaufnahme müssen die Antriebsmittel zum Verschieben des Gestells 5 zum Schv/enken der Säule 7 und zum Ineinander- oder Auseinanderschieben der Säulenteile 11 und 13 genau aufeinander abgestimmt werden.

Das Gestell 5 wird mit Hilfe eines Elektromotors 15, der Räder 17 antreibt, verschoben. Mit einem Elektromotor 19, der über einer Schneckenradübertragung 21 mit dem Säulenteil 11 gekuppelt ist, wird die Säule 7 geschwenkt. Ein dritter auf dem Säulenteil 11 befestigter Elektromotor 23. treibt eine Spindel 25 an, die in Zusammenarbeit mit Führungsmuttern 27 auf dem Säulenteil 13 die Säulenteile 11 und 13 gegeneinander verschieben kann. Die Spindel 25 ist weiterhin in Buchsen 29 gelagert, um unerwünschtem Durchbiegen oder Schleudern der Spindel 25 zu begegnen. Selbstverständlich ist es möglich, den Detektor 2 auf bekannte Weise mit einer Kupplungsstange mit dem Röntgenstrahier 1 zu kuppeln, wie in der US=PS 37 33 487 beschrieben wird. Def Antrieb 15,17 des Gestells 5 kann dabei entfallen.

In Fig,2 ist im Prinzip der Bewegungsablauf des in F t g. 1 dargestellten Schichtaufnahmegerätes gezeich* net. Der Detektor 2 flach Fig-1 wird mit Hilfe des fahrbaren Gestells 5 unterhalb der Tischplatte des Tisches 3 bewegt. Die am Gestell 5 befestigte Säule führt eine Schwenkbewegung aus, wodurch die an der Säule 7 befestigte Röntgenröhre 1 zum Detektor 2 gegensinnige Bewegungen ausführt. Für eine für Schichtaufnahmen erwünschte Bewegung von Röntgenröhre 1 und Detektor 2 in gegensinnig parallelen Bahnen muß der Säulenteil 13 stets hinein- oder hinausgeschoben werden, so daß die Mitte der Röntgenröhre 1 der Linie k folgen kann.

Bei dem Gerät nach der US-PS 37 33 487 wird der Säulenteil 13 um eine Strecke Λ hinein- oder herausgeschoben, die von der Winkelstellung α abhängt Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß nach einer Drehung der Säule 7 aus dem Lot auf die Bewegungsebene des Tores 2 bis zur Winkelstellung cc die Ausschiebung h den Wert

h=H■ (1 — cos a)/cos α

haben muß, damit die Röhre 1 sich auf der Linie k befindet. Dabei ist // der Abstand zwischen den gegensinnig parallelen Bahnen der Röhre 1 und des Detektors 2.

Es hat sich herausgestellt, daß die Ron .genröhre bei dem Schichtaufnahmegerät nach der US-PS 37 33 487 nicht dem gewünschten Weg entlang der Linie k, sondern einem Weg entlang einer Linie m folgt, der einen Winkel mit der Linie k einschließt. Dies wird untenstehend näher erläutert.

Erfolgt kein Herausschieben, so folgt die Röhre 1 der Linie s und erreicht den Punkt 5 statt den gewünschten Punkt L auf der Linie k. Der Säulenteil 13 muß also um eine Strecke

Λ= H ■ (1 —cos <x)/cos ix

herausgeschoben werden. H ist die Länge der Säuie 7, wenn die Säule 7 senkrecht auf dem Tisch 3 steht und « ist das Komplement des Winkels zwischen der Säule 7 und dem Tisch 3. Die Geschwindigkeit v, mii der der Säulenteil 13 herausgeschoben werden muß,beträg<

ν = d/i/d/ = (H ■ sin a

aal at).

wobei da/df die Änderung des Winkels <x (gerechnet im Bogenmaß) pro Zeiteinheit ist. Wenn die Säule 7 senkrecht zum Tisch 3 steht, ist λ gleich Null und die Geschwindigkeit ν ebenfalls.

In der US-PS 37 33 487 wird eine Servoregelung zum Herausschieben des oberen Säulenteils auf eine auf den Winkel abgestimmte Weise beschrieben. Die Servoregelung hat die bekannte Übertragungsfunktion:

wo-in .Μ jnd <ui Konstanten sind und s die komplexe Frequenz darstellt. Dieser Servoregelung wird die Differenz zwischen Sollwert und Istwert zugeführt (T⁷SoII (s))- Fist (s)). Es ergibt sich ein Positionsfehler E\(s)n&cU der Formel:

Mit einer Reihenentwicklung ergibt sich, daß der Positionsfehler

Ei(s) = Fsoiiis) · s · OJ₁ZK.

Nach Rücktransformation (Laplace) und Substitution von h für den Sollwert ergibt sich, daß der Positionierungsfehler e\(t)ziemlich genau mit folgender Formel beschrieben werden kann (für α< 25°):

e,0)

A"¹ · d/;/df ■■

Κ'

Der Positionierungsfehler e\(t) ist also proportional der Geschwindigkeit ν (die von α und dtxidt bestimmt wird), mit der der Säulenteil 13 ausgeschoben werden muß. Wenn die Winkeländerung d«/di konstant ist, beträgt der Fehler:

ί>ι(/)

H- (sin a)/Ku

wobei K\ eine Konstante ist.

Für ausreichend kleinen Winkel gilt:

Der von der Röntgenröhre 1 gefolgte Weg m wird also einen Winkel γ mit dem idealen gewünschten Weg K einschließen.

Das Gestell 5 wird beim Schwenken der Säule 7 verschoben. Die Größe der Verschiebung des Gestells 5 in bezug auf den Röntgenstrahier 1 bestimmt die Lage der Ebene, von der eine Tomographieaufnahme ersteilt werden kann. Liegt in dieser Ebene der in Fig.2 angegebene Punkt R, muß nach einer Schwenkung über einen Winkel α das Gestell über einen Abstand £>=/·■ tan« verschoben sein. Die momentane Geschwindigkeit Wfdes Gestells ist dabei gleich:

v, - üb/dt = r- (1 +tan²ff) · dar/d/,

wenn α im Bogenmaß gerechnet wird.

Wird auch hier eine Servoregelung benutzt, so hat das Gestell einen Positionsfehler ei(t), der mit der Formel:

φ) = (<ö₂ · r ■ (1 + tan²<r) · da/dt)/K₂

bestimmt ist

Tomographieaufnahmen werden vorzugsweise in einer möglichst kurzen Zeit erstellt, um Unscharfe durch Patientenbewegung zu vermeiden. Das schnelle Durchlaufen des Winkels α ist für bestimmte Aufnahmen gewünscht Die damit zusammenhängende hohe da/df bewirkt jedoch ein Tomogramm einer falschen Ebene durch die Positionsfehler der Röntgenröhre 1 und des Gestells 5 durch das fehlerhafte Verhalten der Servoregelung.

In F i g. 3 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Steuern einer Untersuchungsanordnung dargestellt, mit der die zuvor erwähnten Positionsfehler nahezu vollständig unterdrückt werden. Die Schaltung enthält drei an sich bekannte Servoregeiungen: eine erste zum Schwenken der Säule 7, eine zweite zum Ausschieben des Säulenteils 13 und eine dritte zum Verschieben des Gestells 5.

Die zwei letztgenannten Servoregeiungen sind auf die erste abgestimmt Die erste Servoregelung enthält den Elektromotor 19, einen damit mechanisch gekuppelten Winkelaufnehmer 31, der ein dem Winkel <% proportionales Signal erzeugt, und einen Differenzverstärker 33. Der Differenzverstärker 33 wird über eine Integratorschaltung 35 gesteuert, bei dem an einem Eingang 34 ein Signal docfdt anliegt, das bestimmt, mit welcher Winkelgeschwindigkeit die Säule 7 geschwenkt wird.

Das Signal d«/d/ kann beispielsweise ein Rechtecksi· gnal sein, wobei der Durchgangswinket λ linear als Funktion der Zeit größer oder kleiner wird. Der Winkelaufnehmer 31 kann beispielsweise ein lineares Potentiometer sein und eine dem Winkel <x direkt proportionale Spannung abgeben.

Die Servoregelung zum Ausschieben des Säulenteils 13 enthält den Elektromotor 23, einen Posttionsaumehfner 37, der mit dem Elektromotor 23 gekoppelt ist, und

iö einen Differenzverstärker 39, dessen einer Eingang mit dem Positionsaufnehmer 37 verbunden ist. Die Servore^ gelling zum Verschieben des Gestells 5 ist gleichartig aufgebaut und enthält den Elektromotor 15, einen Positionsaufnehmer 41 und einen Differenzverstärker

43. Die Abstimmung der Bewegungen der Säule 7, des Säulenteils 13 und des Gesetlls 5 ist wie folgt Verwirklicht. Das Aufnehmersignal, das dem Winkel a proportional ist. wird von einem Analog-Digital-Wandler 45 in digitale Form gebracht. Hierzu ist der Eingang des Analog Digital Wsndiers 45 mi! dem WinUntaur. nehmer 31 direkt verbunden. Der Ausgang des Wandlers 45 ist mit den Eingängen der Speicher 49 und 51 verbunden. Das digitale Ausgangssignal des Wandlers 45 bildet eine Adresse, in der im Speicher 49 eine Digitalzahl gespeichert ist. Die Zahl entspricht dem in Digitalform gebrachten (und somit in diskrete Schritte verteilten) Steuersignal zum Bewirken der Ausschiebung

h=H ■ (1 -cosaj/cosa .

das dem in diesem Augenblick erreichten Winkel α zugeordnet ist Die aus dem Speicher 49 ausgewählte Zahl gelangt über einen Digital-Analog-Wandler 53 in Analogform zum Eingang des Differenzverstärkers 39. Die Größe des Speichers 49 ist der Anzahl diskreter Schritte diskret proportional, in die der Durchgangswinkel κ verteilt ist

Im Speicher 51 sind die Zahlen, mit denen über den Digital-Analog-Wandler 45 die Servoregelung (15, 41, 43) des Gestells 5 gesteuert wird, gespeichert Auch hier bilden die in Digitalform gebrachten Signale, die dem Winkel α proportional sind, eine Adresse, an der im Speicher 51 die dem Steuersignal entsprechende

Digitalzahl gespeichert ist. Die Zahl ist dem Steuersignal zum Durchführen der Verschiebung (b=r ■ tan «) des Gestells 5 proportional. Zum Beseitigen des Positionsfehlers der Röntgenröhre 1 (F i g. 1):

daldtVK ■ cos²«

werden eine Analogmultiplizierschaltung 46 >->.d ein Verstärker 47 benutzt. Der Eingang 34 ist mit einem ersten Eingang der Multiplizierschaltung 46 und der Winkelaufnehmer 31 mit einem zweiten Eingang verbunden. Das Ausgangssignal der Schaltung 46 ist oc - doddt proportional und nach geeigneter Verstärkung im Verstärker 47 eine ausreichend genaue Annäherung des Positionsfehlers eift), um ihn auszugleichen. Hierzu wird das Ausgangssignal des Verstärkers 47 am Eingang des Verstärkers 47 am Eingang des Verstärkers 39 zum Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 53 addiert

Der Positionsfehler des Gestells 5 (F i g. 1):

Φ) = (®2 -τ- (1 +tan²a)dafdt)/K₂
wird auf gleiche Weise beseitigt Zwei Eingänge einer

ίο

20

analogen Quadrierschaltung 48 sind mit dem Winkelaufnehmer 31 verbunden. Das Ausgangssignal α der Schallung 48 wird in einer weiteren analogen Multipll· zierschaltüng 52 mit einem Signal proportional da/dt multipliziert. Nach einer angepaßten Verstärkung durch einen invertierenden Verstärker 54 wird das Produkt proportional α² · da/at am Eingang des Verstärkers 43 zu äem aus dem Digitäl-Anälög-Wandler 55 herführenden Signal addiert. Weiterhin wird am gleichen Eingang ein Signal proportional d«/d< addiert, das über den Verstärker 56 dem Eingang des Verstärkers 43 zugeführt wird. Der Positionsfehler et(t) ist somit durch eine gute Annäherung proportional (l+<x²)d«/d/ ausgeglichen.

Der Umfang der zu benutzenden Speicher 49 und 51 (ROM oder PROM) wird von der Anzahl diskreter Schritte bestimmt, in die der Winkel α verteilt ist, und durch die Genauigkeit der an jeder Adresse gespeicherten digitalen Zahlen, die das Steuersignal darstellen. Selbstverständlich wird bei einer feineren Diskretisierung die Servoregelung genauer ausgesteuert werden.

In F i g. 4 ist eine Ausführungsform einer Schaltung dargestellt, in der keine analogen Multiplizierschaltungen erforderlich sind. Die Schaltung enthält zwei bereits beschriebene Servoregelungen (23, 37 und 39) zum Ausschieben des Säulenteils 13 und (15,41 und 43) zum Verschieben des Gestells 5. Das Schwenken der Säule 7 wird über ein offenes Regelsystem, das einen Funktionsgenerator 50, einen Verstärker 33 und einen Elektromotor 19 enthält, ausgeführt. Der Funktionsgenerator 50 bewirkt ein leichtes Anlaufen und Auslaufen des Motors 19 beim Schwenken der Säule 7 und wird weiter unten beschrieben. Mit dem Elektromotor 19 ist ein Impulsgeber 60 gekoppelt, der eine dem Winkel α proportionale Impulszahl abgibt. Die Impulse werden über einen digitalen Impulszähler 57 in ein digitales Wort umgewandelt, das eine Adresse der Festwert-Speicher (ROM) 49 und 41 darstellt. Die Speicher 49 und 51 enthalten den Zahlenwert

[(1-cosoO/cosa]

zum Ausschieben des Säulenteils 13 bzw. den Zahlenwert (tan α) zum Verschieben des Gestells 5 an der der Impulszahl für <x entsprechenden Adresse. Die Speicher 49 und 51 werden parallel zu der vom Impulszähler 57 gebildeten Adresse angesteuert, so daß die in den Speicherteilen gespeicherten Werte

[(1 -cos a)/cos α] bzw. (tan et)

über die Digital-Analog-Wandler 53 bzw. 55 und über Verstärker 59 bzw. 61 den Servoregelungen (23,37, 39) bzw. (15, 41, 43) zugeführt. Der Verstärker 59 hat eine geeignete Verstärkung, ebenso der Verstärker 61. Zum Beseitigen des Positionsfehlers e,(t)der Röntgenröhre 1 wird das Aüsgangssignal des Digital-Analog-Wandlers über ein differenzierendes ÄC-GIied 63 und über einen Verstärker 65 der Servoregelung (23, 37, 39) zugeführt Da der Positionsfehler eift) proportional der Ausschiebegeschwindigkeit des Säulenteils 13 ist, kann das Korrektursignal auf die beschriebene einfache Weise erhalten werden. Zum Beseitigen des Positionsfehlers ei(t) des Gestells 5 wird ein identisches differenzierendes ÄC-Glied 67 und ein Verstärker 69 mit einer angepaßten Verstärkung benutzt Die Digital-Analog-Wandler 53 und 55, die Speicher

30

35

45

50

60 49 und 51 und der digitale Impulszähler 57 können selbstverständlich durch analoge Multiplizierschaltungen, Addierer und dergleichen ersetzt werden, wie in der bereits erwähnten US-PS beschrieben wurde. Der Vorteil dabei ist, daß der Winkel « nicht mehr in diskrete Schritte eingeteilt zu werden braucht, so daß keine Quantisierungsfehler auftreteru Ein Bekannter Nachteil dieser analogen Substitution sind die Fehler, die durch die Offset- Und Driftspannungen ausgelöst werden, die in analogen Schaltungen einen größeren Einfluß als in digitalen Schaltungen ausüben.

Der in Fig. 5 dargestellte Funktionsgenerator 50 dient dazu, mit dem Elektromotor 19 (F i g. 3 und 4) das Schwenken der Säule 7 reibungslos ohne ruckartige Bewegungen anfangen und enden zu lassen. Der Funktionsgenerator 50 enthält einen Integrator 71 zum Erzeugen einer trapezförmigen Spannung b (F i g. 6) auf eine noch zu beschreibende Weise. Die trapezförmige Spannung b wird in einem ersten Kreis vnn einpm nichtlinearen Verstärker auf die Spannungsform d gemäß Fig. 6 verstärkt. Der nichtlineare Verstärker enthält ein verstärkendes Element 73. einen Widerstand ,75 und einen spannungsabhängigen Widerstand 77. In einem zweiten Kreis wird von der Spannungsform b in einem Differenzverstärker 79 eine konstante, mit dem Potentiometer 81 einzustellende Spannung abgezogen. Eine Diode 83 blockiert die am Ausgang des Differenzverstärkers 79 möglicherweise auftretende negative Spannung. Der hinter der Diode auftretende positive Spannungsverlauf wird über einen nichtlinearen Verstärker, der ein verstärkendes Element 85. einen Widerstand 87 und einen spannungsabhängigen Widerstand 89 enthält, verstärkt. Die auf diese Weise erhaltene Spannung e(Fig. 6) wird in einem Differenzverstärker 91 von der Spannung d subtrahiert. Das Differenzsignal f, dessen Amplitude mit dem Potentiometer 92 einstellbar ist, hat einen sanften Anlauf- und Auslaufteil zwischen dem minimalen (0) und dem maximalen (1) konstanten Wert und dient zum Steuern des Verstärkers 33, so daß der Elektromotor 19 ruckfrei antreiben kann.

Die Trapezspannung b wird wie folgt erzeugt Einem monostabilen Multivibrator 105 wird ein Startimpuls zugeführt. Die Ausgänge des Multivibrators 105 Q\ und Qt führen in der Zeit f=0 bis f= fi die Werte »1« (a in F i g. 6) bzw. »0«. Das Signal a startet einen zweiten verzögerten monostabilen Multivibrator 109, der nach einer Dauer Δι (zum Zeitpunkt to) einen dritten monostabilen Multivibrator 107 startet Die Ausgänge Q₂ und Q₂ des Multivibrators 107 haben also von /= <bbis f= h den Wert »1« bzw. »0«. Die Ausgänge Q\, Q_x, Q₂ and Q₂ sind derart mit Eingängen invertierender ODER-Gatter 99, 103 und mit einem Exklusiv-ODER-Gättef 101 verbunden, deren Ausgänge die Halbleiterschalter 93a, 936 oder 93c betätigen, daß über die Schalter 93a, 936 oder 93c ein Eingangswiderstand 72 des Integrators 71 entweder mit einer positiven Quelle oder mit einer negativen Quelle 97 oder mit »Null« verbunden ist Dies geschieht in einer Reihenfolge derart, daß ab i=0 bis f=*b der Integrator 71 mit der positiven Quelle 95 verbunden ist zwischen t= to und f=fi mit »Null« und nach f=ii bis f=i2 mit der negativen Quelle 97 verbunden ist Vor f=0 und nach t = f₂ ist der Integrator 71 ebenfalls über den Halbleiterschalter 936 mit »Null« verbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schichtaufnahmegerät, bei dem eine Strahlenquelle (1) an einer Säule (7) befestigt ist, die durch Antriebsmittel um eine senkrecht auf der Längsrichtung der Säule stehende Schwenkachse schwenkbar ist, die parallel zur Bewegungsebene eines mit der Bewegung der Strahlenquelle gekoppelten Strahlendetektors (2) verläuft, wobei die Säule zwei gegeneinander bewegbare Säulenteile (11, 13) enthält, mit denen der Abstand zwischen der Strahlenquelle und der Schwenkachse mit Hilfe eines Elektromotors versteilbar ist, der Teil eines Regelkreises ist, in dem ein von der gegenseitigen Lage der beiden Säulenteile (11, 13) abhängiger Istwert mit einem von der Winkelstellung a. der Säule in bezug auf das Lot auf die Bewegungsebene bestimmten Sollwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem aus Sollwert und Istwert gebildeten Regelsignal ein Korrekturwert überlagert ist, der dem Produkt aus der Winkelstellung λ und der Winkelgeschwindigkeit dec/df proportional ist

2. Schichtaufnahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenzierschaltung zum Differenzieren des von der Winkelstellung

ex. abhängigen Signals vorgesehen ist

3. Schichtaufnahmegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Korrekturwertes mindestens eine analoge Multiplizierschaltun?' (46) vorgesehen ist, deren einem Eingang ein der Winkelstellung α proportionales Signal und deren weitere.a Eingang ein der Winkelgeschwindigkeit d«/df proportionales Signal zugeführt wird.

4. Schichtaufnahmegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein digitaler Zähler (57) zum Zählen von Pulsen, deren Zahl ein Maß für die Winkelstellung λ ist, ein an die Ausgänge des Zählers angeschlossener Festwertspeicher (49) und ein Digital-Analog-Wandler (53) vorgesehen ist, der an die Ausgänge des Festwertespeichers (49) angeschlossen ist (F i g. 4).

5. Schichtaufnahmegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Säule (7) um eine Schwenkachse drehbar an einem Gestell (5) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell mit Antriebsmitteln (15) zum Verschieben des Gestells (5) versehen ist, um beim Schwenken der Säule die Säule um eine Rotationsachse (R) drehen zu lassen, die zwischen der Strahlenquelle (1) und dem Strahlendetektor (2) liegt, wobei die Schwenkachse (7) nahezu in der Bewegungsebene des Strahlendetektors liegt, und daß die Antriebsmittel einen Elektromotor (15) in einem Regelkreis enthalten, in dem ein aus einem Soll· und Istwert gebildetes Regelsignal einem Korrekturwert überlagert ist, der von der Winkelstellung α und von der Winkelgeschwindigkeit dot/df abhängig und dem Wert (1 +cn²) ■ d«/d? proportional ist.