DE4300825A1 - X=ray tube current control - Google Patents
X=ray tube current controlInfo
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- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
- H05G1/30—Controlling
- H05G1/34—Anode current, heater current or heater voltage of X-ray tube
Abstract
Description
Zur Regelung des Stromes einer Röntgenröhre wird der Heiz strom der Kathode der Röntgenröhre variiert, wodurch die Elektronenemission der Kathode gesteuert wird. Da die Ka thode aufgrund ihrer Wärmekapazität relativ träge reagiert, kann die Röntgenröhre zur Beschleunigung von Temperaturän derungen kurzzeitig mit erhöhten Heizströmen gefahren wer den. Dieses Überheizen darf abhängig von der Höhe des Heiz stromes nur kurze Zeit dauern, da sonst der Heizfaden der Kathode zerstört wird. Es muß also eine Begrenzung des Heizstromes der Röntgenröhre erfolgen, die abhängig von der Überhöhung des Heizstromes verzögert in die Regelung ein greift und den Heizstrom auf seinen maximal zulässigen Wert beschränkt. Diese Heizstrombegrenzung soll auch im Fehler fall wirksam werden, z. B. beim Ausfall der Anodenspannung der Röntgenröhre, wodurch kein Istwert für den Röntgenröh renstrom mehr zur Verfügung steht und damit der Regler für den Röntgenröhrenstrom unzulässig hohe Sollwerte für den Heizstromregler vorgibt.The heater is used to regulate the current of an X-ray tube current of the cathode of the x-ray tube varies, causing the Electron emission of the cathode is controlled. Since the Ka method reacts relatively sluggishly due to its heat capacity, the X-ray tube can be used to accelerate temperature changes for a short time with increased heating currents the. This overheating may depend on the amount of heating Stromes last only a short time, otherwise the filament of the Cathode is destroyed. So there must be a limitation of the Heating current of the X-ray tube take place depending on the Excessive heating current is delayed in the regulation and the heating current reaches its maximum permissible value limited. This heating current limitation should also be in the error take effect, z. B. in the event of anode voltage failure the x-ray tube, which means that no actual value for the x-ray tube Renstrom more is available and thus the controller for the X-ray tube current impermissibly high setpoints for the Heating current controller specifies.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgenge nerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Ab weichungen des Röntgenröhrenstromes und damit des Heiz stromes vom Sollwert durch Überheizen des Heizfadens schnell ausgeglichen werden, wobei eine sichere Begrenzung des Heizstromes auf einen Maximalwert erfolgt.The invention has for its object an Röntgenge nerator of the type mentioned so that Ab the X-ray tube current and thus the heating current from the setpoint by overheating the filament be quickly compensated for, with a sure limitation of the heating current to a maximum value.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Rönt gengenerator mit einem Regelkreis für den Röntgenröhren strom, in dem der Heizstrom-Istwert der Röntgenröhre erfaßt und in einem Vergleicher mit einem Sollwert verglichen wird, wobei das Ausgangssignal des Vergleichers den Heiz strom-Istwert über einen Regler im Sinne eines Angleiches an den Sollwert beeinflußt und wobei dem Vergleicher zu sätzlich das Ausgangssignal eines aktiven Begrenzers für die Begrenzung des Heizstromes auf einen Maximalwert zuge führt wird, welches nur dann auftritt, wenn der Heizstrom- Istwert den Maximalwert für eine bestimmte Dauer über schreitet.This object is achieved by an X-ray gene generator with a control circuit for the X-ray tubes current in which the actual heating current value of the X-ray tube is recorded and compared in a comparator with a target value is, the output signal of the comparator heating Actual current value via a controller in the sense of an adjustment influenced to the setpoint and the comparator additionally the output signal of an active limiter for limiting the heating current to a maximum value which only occurs when the heating current Actual value exceeds the maximum value for a certain duration steps.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 einen Röntgengenerator mit einer Heizstromregelung nach der Erfindung, und Fig. 1 shows an X-ray generator with a heating current control according to the invention, and
Fig. 2 eine schaltungstechnische Einzelheit der Heizstrom regelung gemäß Fig. 1. Fig. 2 is a circuit-technical detail of the heating current control of FIG. 1.
In Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die eine Ka thode 2 und eine Anode 3 aufweist. Zur Regelung des Rönt genröhrenstromes wird der Heizstrom für die Kathode 2 als Stellgröße benutzt und in einem Regelkreis mit einem Regler 4, einem nachgeschalteten Verstärker 5, einem vorgeschalte ten Vergleicher 6 und einem Meßverstärker 7 für das von ei nem Istwertgeber 8 gelieferte Heizstrom-Istwertsignal ge regelt. Am Eingang 9 des Vergleichers 6 liegt ein dem Heiz strom-Sollwert Ihsoll entsprechendes Signal.In Fig. 1, an X-ray tube 1 is shown, which has a Ka method 2 and an anode 3 . To control the roentgen genröhrenstromes the heating current for the cathode 2 is used as a manipulated variable and in a control circuit with a controller 4 , a downstream amplifier 5 , an upstream th comparator 6 and a measuring amplifier 7 for the heating current actual value signal supplied by egg nem encoder 8 ge regulates. At the input 9 of the comparator 6 there is a signal corresponding to the heating current setpoint I hsoll .
Zur Begrenzung des Heizstromes auf einen Maximalwert ist ein aktiver Begrenzer 10 mit einem Integralregler 11, einem Begrenzer 12 und einem Kennlinienglied 13 vorgesehen. Dem Integralregler 11 ist ein Vergleicher 14 vorgeschaltet, welcher am Eingang 15 ein dem Maximalwert des Heizstromes Ihmax entsprechendes Signal erhält.To limit the heating current to a maximum value, an active limiter 10 with an integral controller 11 , a limiter 12 and a characteristic element 13 is provided. A comparator 14 is connected upstream of the integral controller 11 and receives a signal corresponding to the maximum value of the heating current I hmax at the input 15 .
Im Normalbetrieb, d. h. ohne Überschreitung des vorgegebenen Maximalwertes ist Ihmax größer als Ihist und damit inte griert der Integralregler 11 bis zu einem durch den Be grenzer 12 vorgegebenen Minimalwert. Durch das Kennlinien glied 13 werden alle Ausgangswerte, die kleiner als eine vorgegebene Schwelle sind, unterdrückt, wodurch der Inte gralregler 11 keinen Eingriff auf den Heizstromregelkreis 2, 4 bis 9 hat. Das Ausgangssignal des Kennliniengliedes 13 ist in diesem Fall Null.In normal operation, ie without exceeding the predetermined maximum value, I hmax is greater than I hist and the integral controller 11 thus integrates up to a minimum value specified by the limiter 12 . The characteristic member 13 suppresses all output values that are less than a predetermined threshold, so that the integral controller 11 has no intervention in the heating current control circuit 2 , 4 to 9 . The output signal of the characteristic element 13 is zero in this case.
Überschreitet der Heizstrom-Istwert Ihist den vorgegebenen Maximalwert Ihmax, so beginnt der Integralregler 11 vom ne gativen Begrenzerwert an zu integrieren. Solange das Aus gangssignal des Integralreglers 11 kleiner als die Schwelle des Kennliniengliedes 13 ist, bleibt auch das Ausgangssi gnal des Kennliniengliedes 13 auf Null. Der Zeitraum bis zum Erreichen der Schwelle hängt zum einen von der Integra torzeitkonstanten Ti ab und zum anderen von der Differenz zwischen Ihmax und Ihist. Je größer die Differenz ist, desto kürzer ist die Zeit bis zum Erreichen der Schwelle. Genau dieses Verhalten ist erwünscht und entspricht der Tatsache, daß der Heizfaden der Kathode 2 nur kurz der er höhten Strombelastung ausgesetzt werden darf.If the actual heating current value I hist exceeds the predetermined maximum value I hmax , the integral controller 11 begins to integrate from the negative limiter value. As long as the output signal from the integral controller 11 is smaller than the threshold of the characteristic element 13 , the output signal of the characteristic element 13 remains at zero. The time until the threshold is reached depends on the one hand on the integrator time constant T i and on the other hand on the difference between I hmax and I hist . The greater the difference, the shorter the time to reach the threshold. Exactly this behavior is desirable and corresponds to the fact that the filament of the cathode 2 may only be briefly exposed to the increased current load.
Ist die Schwelle des Kennliniengliedes 13 erreicht, wird dem Heizstromregelkreis 2, 4 bis 9 der Regelkreis mit dem Integralregler 11 und dem Soll-Ist-Vergleicher 14 überla gert. Durch den Eingriff des Integralreglers 11 wird im Heizstromregelkreis 2, 4 bis 9 der Sollwert reduziert, und zwar so lange, bis Ihist gleich Ihmax ist. Dieser Übergang folgt dem zeitlichen Verlauf eines PT1-Gliedes. Die Zeit konstante des PT1-Verhaltens ist durch den Verstärkungsfak tor des Kennliniengliedes 13 und die Zeitkonstante des In tegralreglers 11 vorgegeben und damit einstellbar.If the threshold of the characteristic element 13 is reached, the heating current control circuit 2 , 4 to 9 of the control circuit with the integral controller 11 and the target-actual comparator 14 is superimposed. Due to the intervention of the integral controller 11 , the setpoint value is reduced in the heating current control circuit 2 , 4 to 9 until I hist is equal to I hmax . This transition follows the time course of a PT 1 element. The time constant of the PT 1 behavior is predetermined by the amplification factor of the characteristic element 13 and the time constant of the integral controller 11 and thus adjustable.
Vorteil dieser Anordnung ist die Tatsache, daß der Heiz stromregler 2, 4 bis 9 in die Begrenzung mit einbezogen ist und damit z. B. das "Vollaufen" des Integralanteiles verhin dert wird. Außerdem ist eine Variation des Ihmax-Wertes problemlos möglich, da dieser z. B. als Spannung vorgegeben werden kann.Advantage of this arrangement is the fact that the heating current controller 2 , 4 to 9 is included in the limitation and thus z. B. the "overflow" of the integral part is prevented. In addition, a variation of the I hmax value is easily possible, since this z. B. can be specified as a voltage.
In Fig. 2 ist eine mögliche Realisierung der Begrenzer schaltung mit Operationsverstärkern dargestellt.In Fig. 2 a possible implementation of the limiter circuit with operational amplifiers is shown.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934300825 DE4300825A1 (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | X=ray tube current control |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19934300825 DE4300825A1 (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | X=ray tube current control |
Publications (1)
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DE4300825A1 true DE4300825A1 (en) | 1994-07-21 |
Family
ID=6478198
Family Applications (1)
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DE19934300825 Ceased DE4300825A1 (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | X=ray tube current control |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4300825A1 (en) |
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- 1993-01-14 DE DE19934300825 patent/DE4300825A1/en not_active Ceased
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