DE3125245C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Röntgeneinrichtung dieser Art (DE-OS 29 27 411) ist der Integrationsschaltung (I-Stufe) eine lineare Verstärkerstufe (P-Stufe) parallel­ geschaltet, wodurch eine Stromregelung mit PI-Verhalten erzielt wird. Beim Auslösen einer Röntgenbelichtung wird der Sollwert des Röntgenröhrenstroms von dem Vorheizpegel auf den Röntgenstrahlungsemissionspegel sprunghaft heraufgesetzt. Am Ausgang der Parallelschaltung von P-Stufe und I-Stufe tritt infolgedessen ein von der P-Stufe kommender Spannungssprung auf, dem das Ausgangssignal der von dem Integrationsanfangswert Null hochlau­ fenden I-Stufe überlagert ist. Dabei besteht die Gefahr, daß es beim Auslösen von Röntgenbelichtungen zu Stromstößen in der Röntgenröhre kommt, bei denen der Röntgenröhrenstrom über den vorgesehenen Sollwert uner­ wünscht überschwingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgeneinrichtung zu schaffen, bei der ein Überschwingen des Röhrenstroms zu Beginn der Röntgenstrah­ lungsemission vermieden und die Röntgenstrahlungsintensität weitestgehend gleichförmig gehalten ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weil bei der Röntgeneinrichtung nach der Erfindung die Integrationsschaltung bei Beginn der Röntgenstrahlungsemission nicht von dem Wert Null, sondern von einem dem Vorheizpegel der Röntgenröhre entsprechenden Integrations­ anfangswert aus hochläuft und keine der Proportionalregelstufe der aus der DE-OS 29 27 411 bekannten Röntgeneinrichtung entsprechende Anordnung vor­ handen ist, wird ein Überschwingen des Röntgenröhrenstroms bei Auslösen der Röntgenstrahlungsemission zuverlässig vermieden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild der Röntgeneinrichtung nach der Erfindung sowie

Fig. 2 im Betrieb der Einrichtung an den Punkten a bis e der Schaltung nach Fig. 1 auftretende Signale.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist eine Hochspannungstransformatorschaltung 1 eine Röntgenröhren-Stromversorgungsschaltung 11, einen Hochspannungstrans­ formator 12 und eine Kondensator-Spannungsvervielfacherschaltung 13 auf. Die Röntgenröhre ist bei 2 angedeutet. Eine Heizstromregelschaltung 3 ist mit einem Regeltransistor Q 1, einem die Röntgenröhre 2 mit Heizstrom versorgenden Heiz­ transformator 31 und einer Heiztransformator-Treiberschaltung versehen, zu der Transistoren Q 2 und Q 3 sowie eine diesen Transistoren zugeordnete Basistrei­ berschaltung 32 gehören. Die Energiezufuhr zu der Hochspannungstransforma­ torschaltung 1 und der Heizstromregelschaltung 3 erfolgt von einer handels­ üblich verfügbaren Wechselspannungsquelle e′ aus.

Eine Röhrenstromdetektorschaltung 4 weist einen Widerstand R 1 zum Erfassen des in der Kondensator-Spannungsvervielfacherschaltung 13 fließenden Stroms und einen Kondensator C 1 auf, der die Welligkeit des erfaßten Stroms unter­ drückt.

Eine Integrationsschaltung 5 ist mit einem Operationsverstärker OP 2 ausgestattet. An den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP 2 ist eine Bezugsspannungsquelle angeschlossen, die eine Bezugsspannung REF.E 1 abgibt, die einem Röhrensollstrom während der Röntgenstrahlungsemission entspricht. Der Operationsverstärker OP 2 integriert während der Röntgenemission die Differenz zwischen der Bezugsspannung REF.E 1 und einer dem Röhreniststrom entsprechenden Maßspannung, die dem invertierenden Eingang des Operations­ verstärkers OP 2 von der Röhrenstromdetektorschaltung 4 über einen Puffer­ operationsverstärker OP 1 und einen Vorwiderstand R 2 zugeht. Zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers OP 2 kann durch Betätigen eines Schalters SW 2 ein ein Integrationsspeicherglied bilden­ der Integrationskondensator C 2 gelegt werden. Ein zwischen den invertieren­ den Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers OP 2 geschalteter Widerstand R 3 gibt den oberen Grenzwert der Ausgangsspannung des Opera­ tionsverstärkers OP 2 vor.

Ein Schalter SW 1 befindet sich zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers OP 2. Bei geschlossenem Schalter SW 1 sind der invertierende Eingang und der Ausgang kurzgeschlossen. Eine Reihen­ schaltung aus einem Widerstand R 4 und einer zu einer Dioden-ODER-Schaltung 6 gehörenden Diode D 1 ist an den Ausgang des Operationsverstärkers OP 2 an­ geschlossen. Durch Betätigen eines Schalters SW 3 läßt sich diese Reihen­ schaltung an die Basis des Regeltransistors Q 1 der Heizstromregelschaltung 3 an­ schließen. Die Basis des Regeltransistors Q 1 ist mit einer Bezugsspannungs­ quelle für eine Einstellspannung REF.E 2 für einen Vorheizpegel verbunden, der kleiner als der der Bezugsspannungs REF.E 1 entsprechende Röhrensoll­ strom während der Röntgenstrahlungsemission ist. Bei Betätigen des Schalters SW 2 wird die Einstellspannung REF.E 2 über eine Diode D 2 an den Integrations­ kondensator C 2 angelegt. Die Schalter SW 1, SW 2 und SW 3 werden mittels einer (nicht veranschaulichten) Relaisanordnung gleichzeitig geschaltet, deren Ansprechen mit der Betätigung eines Röntgenschalters SW 5 gekoppelt ist.

Ein Abwärtstransformator 9 transformiert die Spannung der Wechselspannungs­ quelle e′ herunter und stellt den Treibstrom für den Regeltransistor Q 1 der Heizstromregelschaltung 3 bereit. Die Sekundärseite des Transformators 9 ist mit dem Regeltransistor Q 1 über einen Vollweggleichrichter RFD, einen Glät­ tungskondensator C 3 und einen Schalter SW 4 verbunden.

Um eine Röntgenaufnahme mittels der erläuterten Vorrichtung einzuleiten, wird die als Glühkathodenröhre ausgelegte Röntgenröhre 2 mit Heizstrom vorgeheizt, bevor an die Röntgenröhre Hochspannung angelegt wird, um auf diese Weise eine Beschädigung der Röhre zu verhindern.

In Fig. 2 sind die Spannungen Va bis Ve dargestellt, die an den Punkten a bis e in Fig. 1 während der Vorheizdauer und der Röntgenstrahlungsemission auftreten. Mit t₁ ist der Startzeitpunkt der Vorheizung bezeichnet, während t₂ den Startzeitpunkt der Röntgenstrahlungsemission angibt.

(1) Arbeitsweise während der Vorheizdauer

Wenn der Schalter SW 4 zum Zeitpunkt t₁ geschlossen wird, wird der Regel­ transistor Q 1, an dessen Basis die Vorheizpegel-Einstellspannung REF.E 2 an­ liegt, stromführend. Dem Heizfaden (Kathode) K der Röntgenröhre 2 geht Heizstrom zu. Zu diesem Zeitpunkt ist der Integrationskondensator C 2 der Integrationsschaltung 5 auf die Vorheizpegel-Einstellspannung REF.E 2 aufge­ laden. Während dieser Zeitspanne liegt zwischen der Anode A und der Kathode K der Röntgenröhre 2 keine Spannung an (Fig. 2.5); die Röntgenröhre 2 gibt keine Röntgenstrahlen ab.

(2) Arbeitsweise während der Röntgenstrahlungsemission

Wenn der Röntgenschalter SW 5 bei geschlossen gehaltenem Schalter SW 4 zum Zeitpunkt t₂ geschlossen wird, geht der Röntgenröhren-Stromversorgungs­ schaltung 11 Strom zu; Hochspannung wird zwischen Anode A und Kathode K der Röntgenröhre 2 angelegt (Fig. 2.5). Mittels einer Relaisanordnung werden die Schalter SW 1, SW 2 und SW 3 gleichzeitig betätigt. Der Schalter SW 1 öffnet. Der Schalter SW 2 schaltet um und legt den Kondensator C 2 parallel zu dem Widerstand R 3. Der Schalter SW 3 wird geschlossen. Infolgedessen wird die Differenzspannung zwischen der Bezugsspannung REF.E 1 und der dem Röhren­ stromwert entsprechenden, von der Röhrenstromdetektorschaltung 4 erfaßten Meßspannung Va mittels der Integrationsschaltung 5 integriert, wobei die Vor­ heizpegel-Einstellspannung REF.E 2 als Integrationsanfangswert benutzt wird. Die integrierte Ausgangsspannung Vb, dargestellt durch die Gleichung

wird zu der Vorheizpegel-Einstellspannung REF.E 2 addiert und der Basis des Regeltransistors Q 1 zugeführt. Auf diese Weise wird der Heizstrom geregelt; der Röhrenstrom wird auf dem mittels der Bezugsspannung REF.E 1 eingestell­ ten konstanten Wert gehalten. Weil die Ausgangsspannung der Integrations­ schaltung 5 zunächst der Vorheizpegel-Einstellspannung REF.E 2 entspricht, steigt die Ausgangsspannung allmählich an, ohne daß es zu einem Überschwin­ gen kommt. Die Strahlungsintensität der Röntgenröhre wird daher von Beginn an gleichförmig geregelt.

Bei der erläuterten Einrichtung wird ein Überschwingen des Röntgenröhren­ stroms, zu dem es bisher zu Beginn der Röntgenstrahlabgabe leicht kommen konnte, verhindert. Die Röntgenstrahlungsemission erfolgt mit gleichförmiger Intensität. Es werden daher Röntgenaufnahmen besonders hoher Qualität ohne übermäßige Schwärzung erzielt, die eine einwandfreie Diagnose zulassen.

Claims (3)

1. Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenröhre, einer Röhrenstromdetektor­ schaltung, die den durch die Röntgenröhre fließenden Strom erfaßt und eine dem Röhreniststrom entsprechende Meßspannung liefert, einer Bezugsspannungsquelle, die eine Bezugsspannung abgibt, die einem Röhren­ sollstrom während der Röntgenstrahlungsemission entspricht, einer in Integrationsspeicherglied aufweisenden Integrationsschaltung, die die Diffe­ renz zwischen der Meßspannung und der Bezugsspannung integriert, einer mit der integrierten Differenzspannung als Regelsignal beaufschlagten auto­ matischen Regelschaltung, die den Röntgenröhrenstrom während der Rönt­ genstrahlungsemission konstant hält, und einem vor Beginn der Röntgen­ strahlungsemission einstellbaren Vorheizpegel der Röntgenröhre, der kleiner als Röhrensollstrom während der Röntgenstrahlungsemission ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrations­ schaltung (5) mit einer Schaltungsanordnung (6, SW 2) verbunden ist, die vor Beginn der Röntgenstrahlungsemission den am Integrationsspeicherglied (C 2) anliegenden Integrationsanfangswert auf eine dem Vorheizpegel der Röntgenröhre entsprechende Einstellspannung (REF.E 2) voreinstellt.

2. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Integrationsschaltung einen Operationsverstärker, an dessen nichtinvertierendem Eingang die Bezugsspannung anliegt und dessen invertierender Eingang während der Rönt­ genstrahlungsemission mit der Meßspannung beaufschlagt ist, und einen an den Operationsverstärker angeschlossenen Integrationskondensator aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrationskondensator (C 2) vor Beginn der Röntgenstrahlungsemission mittels der Schaltungsanordnung (6, SW 2) auf die Vorheizpegel-Einstellspannung (REF.E 2) aufladbar ist.

3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (6, SW 2) eine ODER-Schaltung (6) mit zwei Dioden (D 1, D 2) und einem Schalter (SW 2) aufweist, daß eine (D 2) der Dioden an eine die Vorheizpegel-Einstellspannung (REF.E 2) liefernde Spannungs­ quelle angeschlossen ist und der Integrationskondensator (C 2) während der Vorheizphase der Röntgenröhre (2) über die eine Diode (D 2) und den Schalter (SW 2) mit der Vorheizpegel-Einstellspannung beaufschlagt ist, so­ wie daß die andere Diode (D 1) der ODER-Schaltung an den Ausgang des Operationsverstärkers (OP 2) angeschlossen ist.