DE3150430C1 - Circuit for generating an underwater discharge - Google Patents

Circuit for generating an underwater discharge

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DE3150430C1 DE19813150430 DE3150430A DE3150430C1 DE 3150430 C1 DE3150430 C1 DE 3150430C1 DE 19813150430 DE19813150430 DE 19813150430 DE 3150430 A DE3150430 A DE 3150430A DE 3150430 C1 DE3150430 C1 DE 3150430C1
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Abstract

Circuit for generating an underwater discharge, which serves to generate shock waves for the contactless pulverisation of concrements (e.g. kidney stones) in the body of a patient, in which circuit a storage capacitor is discharged by igniting a switching spark gap via an underwater spark gap, characterised in that a further capacitor is connected in parallel to the spark gap and downstream of the switching spark gap in relation to the current, the capacitor being integrated for the purpose of keeping the inductance low into the coaxial lead to the underwater spark gap.

Description

Unteransprüchen.Subclaims.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher beschrieben: F i g. 1 zeigt eine bekannte Schaltung, F i g. 2 deren Ersatzschaltbild, F i g. 3 eine erfindungsgemäße Schaltung, F i g. 4 deren Ersatzschaltbild, F i g. 5 eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltung. The invention is described in more detail with reference to the following figures: F i g. 1 shows a known circuit, FIG. 2 their equivalent circuit diagram, FIG. 3 shows a circuit according to the invention, FIG. 4 their equivalent circuit diagram, FIG. 5 a advantageous embodiment of the circuit according to the invention.

F i g. 1 zeigt den Speicherkondensator 10, der durch von außen gesteuertes Zünden der Schaltfunkenstrecke 20 über die Unterwasserfunkenstrecke 40 entladen wird. F i g. 1 shows the storage capacitor 10, which is controlled by externally Ignition of the switching spark gap 20 is discharged via the underwater spark gap 40 will.

F i g. 2 zeigt das Ersatzschaltbild der in F i g. 1 gezeigten Schaltung. Dabei wird der Generator durch den Speicherkondensator 10, den Generatorwiderstand il und die Generatorinduktivität 12 dargestellt, die Zuleitung durch den Zuleitungswiderstand 31 und die Zuleitungsinduktivität 32, die Unterwasserfunkenstrekke 40 durch den Funkenstreckenwiderstand 41 und die Funkenstreckeninduktivität 42. F i g. 2 shows the equivalent circuit diagram in FIG. 1 circuit shown. In this case, the generator is powered by the storage capacitor 10, the generator resistor il and the generator inductance 12 shown, the lead through the lead resistance 31 and the lead inductance 32, the underwater spark gap 40 through the Spark gap resistance 41 and the spark gap inductance 42.

Die den Stromanstieg begrenzende Induktivität ist die Summe aus der Generatorinduktivität 12, der Zuleitungsinduktivität 32 und der Funkenstreckeninduktivität 42. The inductance limiting the current rise is the sum of the Generator inductance 12, the lead inductance 32 and the spark gap inductance 42.

Fig.3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung, die sich durch den zur Unterwasserfunkenstrecke 40 parallelgeschalteten Kondensator 50 von der in F i g. 1 gezeigten Schaltung unterscheidet. Aus Fig.3 ist allerdings der erfindungsgemäße integrierte Aufbau des Kondensators 50 in der Zuleitung nicht erkennbar. 3 shows a circuit according to the invention, which is characterized by the for Underwater spark gap 40 parallel-connected capacitor 50 from the in F i g. 1 differs from the circuit shown. From Figure 3, however, is the inventive integrated structure of the capacitor 50 in the supply line cannot be seen.

Dieser wird erst im Ersatzschaltbild, das in Fig.4 gezeigt ist, deutlich. Die Induktivität der Zuleitung 32 wird durch die kleinere Induktivität 52 des Kondensators ersetzt. Der Kondensator 50 wird bei der Zündung der Schaltfunkenstrecke 20 vom Speicherkondensator 10 aufgeladen und bildet mit der Unterwasserfunkenstrecke 40 einen separaten Schwingkreis, in dem die den Stromanstieg begrenzende Induktivität die Summe aus der Kondensatorinduktivität 52 (die kleiner als die Zuleitungsinduktivität 32 ist) und der Funkenstreckeninduktivität 42 ist Selbst wenn die Kondensatorinduktivität 52 nicht kleiner als die Zuleitungsinduktivität 32 ist, wird durch den neuen Schwingkreis erreicht, daß die den ersten Stromanstieg begrenzende Induktivität um die Generatorinduktivität 12 verringert ist.This only becomes clear in the equivalent circuit diagram shown in FIG. The inductance of the lead 32 is determined by the smaller inductance 52 of the capacitor replaced. The capacitor 50 is when the switching spark gap 20 is ignited Storage capacitor 10 is charged and forms with the underwater spark gap 40 a separate resonant circuit in which the inductance limiting the current rise the sum of the capacitor inductance 52 (which is smaller than the lead inductance 32 is) and the spark gap inductance is 42 even if the capacitor inductance 52 is not less than the lead inductance 32, is due to the new resonant circuit achieves that the inductance limiting the first current rise around the generator inductance 12 is reduced.

Gegenüber der bekannten Schaltung (F i g. 1) bedeutet die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung (Fig.3) eine wesentliche Erhöhung des Stoßwellendrucks und eine steilere Stoßwellenfront, wodurch eine effektive Steinzertrümmerung ermöglicht wird. Compared to the known circuit (FIG. 1) means the application the circuit according to the invention (Figure 3) a substantial increase in shock wave pressure and a steeper shock wave front, which enables effective stone fragmentation will.

F i g. 5 zeigt eine konkrete Ausführung der Erfindung, bei der der Kondensator 50 als Zuleitung zwischen dem Generator 14, der den Speicherkondensator 10 und die Schaltfunkenstrecke 20 enthält, und der Unterwasserfunkenstrecke 40 ausgebildet ist. F i g. 5 shows a specific embodiment of the invention in which the Capacitor 50 as a supply line between the generator 14, the storage capacitor 10 and the switching spark gap 20 contains, and the underwater spark gap 40 is formed is.

Die Induktivität des Leitungssegments, das als The inductance of the line segment known as

Kondensator 50 benutzt wird, beträgt näherungsweise -In (r21r1), seine Kapazität beträgt näherungsweise 2 8 1[ln (r/ri)j-1 wobei gilt: rl = Radius des Innenleiters, r2 = Innenradius des Außenleiters, l = Länge des Kondensators.Capacitor 50 is used, is approximately -In (r21r1), its Capacity is approximately 2 8 1 [ln (r / ri) j-1 where: rl = radius of the inner conductor, r2 = inner radius of the outer conductor, l = length of the capacitor.

Bei der Verwendung von speziellen Dielektrika auf Bariumtitanat-Basis können relative Dielektrizitätskonstanten zwischen 102 und 103 eingestellt werden, was zu Kapazitäten von < 30 nF führt Damit werden Spitzenströme erreicht, die mit den mit der bekannten Anordnung Erreichbaren vergleichbar sind, während die Schnelligkeit des Stromanstiegs verdoppelt wird. When using special dielectrics based on barium titanate Relative dielectric constants can be set between 102 and 103, which leads to capacities of <30 nF are comparable to those achievable with the known arrangement, while the The speed of the increase in electricity is doubled.

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Claims (3)

Patentansprüche: 1. Schaltung zur Erzeugung einer Unterwasserentladung, die zur Erzeugung von Stoßwellen zur berührungsfreien Zerkleinerung von Konkrementen im Körper von Lebewesen dient, bei der ein Speicherkondensator durch Zünden einer Schaltfunkenstrecke über eine Unterwasserfunkenstrecke entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kondensator (50) parallel zur Unterwasserfunkenstrecke (40) und stromlaufmäßig hinter der Schaltfunkenstrecke (20) liegt, und daß der Kondensator (50) zur Niedrighaltung der Induktivität in die koaxiale Zuleitung zur Unterwasserfunkenstrecke (40) integriert ist.Claims: 1. Circuit for generating an underwater discharge, those for generating shock waves for the contact-free crushing of concretions In the body of living beings, a storage capacitor is used by igniting a Switching spark gap is discharged via an underwater spark gap, characterized in that that another capacitor (50) parallel to the underwater spark gap (40) and in terms of current flow behind the switching spark gap (20), and that the capacitor (50) to keep the inductance low in the coaxial feed line to the underwater spark gap (40) is integrated. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein koaxiales Leitungselement als Kondensator (50) verwendet wird. 2. Circuit according to claim 1, characterized in that a coaxial Line element is used as a capacitor (50). 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator mit einem Dielektrikum auf Bariumtitanat-Basis verwendet wird. 3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that a capacitor with a barium titanate-based dielectric is used. Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung einer Unterwasserentladung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a circuit for generating an underwater discharge according to the preamble of claim 1. Bekannt ist ein Gerät zur berührungsfreien Zerstörung von Konkrementen (z. B. Nierensteinen) im Körper von Lebewesen (DE-PS 2351 247). Dabei werden in einer flüssigkeitsgefüllten Fokussierungskammer Unterwasserentladungen gezündet, wodurch Stoßwellen erzeugt werden. Diese werden von der Fokussierungskammer auf das Konkrement im Körper geleitet. Die Zerstörung um so effektiver, je steiler der erste Stromanstieg im Funkenkanal ist. A device for the contactless destruction of calculus is known (e.g. kidney stones) in the body of living beings (DE-PS 2351 247). In a liquid-filled focusing chamber ignited underwater discharges, whereby shock waves are generated. These are based on the focusing chamber guided the calculus in the body. The steeper the slope, the more effective the destruction is the first current rise in the spark channel. Bekannt ist eine Schaltung, bei der ein Speicherkondensator durch Zünden einer Schaltfunkenstrecke über die Unterwasserfunkenstrecke entladen wird. (E. A circuit is known in which a storage capacitor is through Ignition of a switching spark gap is discharged via the underwater spark gap. (E. Schmiedt: Beiträge zur Urologie, Band 2, München 1980, Seiten 8 bis 12). Diese Schaltung hat zusammen mit der Zuleitung und der Funkenstrecke eine Gesamtinduktivität von ca. 70 bis 80 nH. Diese begrenzt die Steilheit des ersten Stromanstiegs.Schmiedt: Contributions to urology, Volume 2, Munich 1980, pages 8 to 12). This circuit, together with the lead and the spark gap, has a total inductance from approx. 70 to 80 nH. This limits the steepness of the first rise in current. Bekannt ist eine Funkenstrecke mit koaxialer Stromzuführung (DE-OS 26 35 635). Wie jedes Leiterpaar hat auch diese Zuleitung eine gewisse Kapazität. A spark gap with coaxial power supply is known (DE-OS 26 35 635). Like every pair of conductors, this lead also has a certain capacity. Die zwangsläufig vorhandene Kapazität dieser Elektrode ist um Größenordnungen kleiner als die Kapazität der Gesamtschaltung (Generator) und damit vernachlässigbar. Der DE-OS ist keine Lehre zu entnehmen, die Funkenstrecke oder die Zuleitung gezielt mit einem Kondensator zu versehen oder gar einen Kondensator zu integrieren. Die dort offenbarten Elektroden weisen Induktivitäten um 100 nH auf, die noch viel zu hoch für einen schnellen Stromanstieg sind.The inevitable capacity of this electrode is orders of magnitude smaller than the capacity of the overall circuit (generator) and therefore negligible. The DE-OS does not reveal any teaching, the spark gap or the supply line is targeted to provide a capacitor or even to integrate a capacitor. the electrodes disclosed there have inductances of around 100 nH, which are still too high are high for a rapid increase in current. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung zu schaffen, die einen schnelleren Stromanstieg liefert und damit einen höheren Stoßwellendruck zur effektiveren Zerstörung von Steinen erzeugt. The object of the invention is to provide a circuit that has a provides a faster current increase and thus a higher shock wave pressure for the more effective Creates destruction of stones. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein weiterer Kondensator parallel zur Unterwasserfunkenstrecke und stromlaufmäßig hinter der Schaltfunkenstrecke liegt, und daß der Kondensator zur Niedrighaltung der Induktivität in die koaxiale Zuleitung zur Unterwasserfunkenstrecke integriert ist Die Erfindung bietet folgende Vorteile: Durch den erhöhten Druck sind weniger Anwendungen zur Zerstörung eines Steines notwendig. This object is achieved in that a further Capacitor parallel to the underwater spark gap and in terms of current flow behind the Switching spark gap is, and that the capacitor to keep the inductance low The invention is integrated into the coaxial feed line to the underwater spark gap offers the following advantages: Due to the increased pressure, there are fewer applications for Destruction of a stone necessary. Durch den erhöhten Wirkungsgrad kann die Strombelastung der Funkenstrecke reduziert werden. Due to the increased efficiency, the current load on the spark gap be reduced. Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstände von Developments of the invention are objects of
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