DE714481C

DE714481C - Switching arrangement for rotating anode x-ray tubes for the production of short-term x-ray recordings

Info

Publication number: DE714481C
Application number: DEN39005D
Authority: DE
Inventors: Carl Wilhelm Daumann
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1936-01-02
Filing date: 1936-01-02
Publication date: 1941-12-01
Also published as: US2149164A; FR815786A; GB472367A; NL50249C

Description

Schaltanordnung für Drehanodenröntgenröhren zur Herstellung kurzdauernder Röntgenaufnahmen Röntgenröhren mit Drehanode sind meistens mit einem elektromagnetischen Stator versehen, der das Drehfeld zum Antrieb der Anode erzeugt. Da .dieser Stator das Röhrengewicht erhöht, ist es vorteilhaft, ihn möglichst klein zu bemessen. Die Abmessungen können um so kleiner gehalten werden, je kürzer die Dauer der Belastung ist. Der Triebstrom der Drehanode braucht nur so lange zu fließen, daB eine Aufnahme bei voller Drehzahl der Anode gerade gemacht werden kann. Wenn :der Triebstrom stets sofort nach der Aufnahme ausgeschaltet wird, so daß die unvermeidliche Erwärmung des Stators so kurz wie möglich dauert, kann man mit einem ,ganz kleinen Stator auskommen.Switching arrangement for rotating anode x-ray tubes for the production of short-term X-rays X-ray tubes with a rotating anode are mostly electromagnetic Provided a stator, which generates the rotating field to drive the anode. There .that stator increases the weight of the tube, it is advantageous to make it as small as possible. the Dimensions can be kept smaller, the shorter the duration of the load is. The driving current of the rotating anode only needs to flow long enough for it to be recorded at full speed the anode can be made straight. If: the drive current always immediately after shooting is turned off, so that the inevitable heating of the stator takes as short as possible, you can with a very small stator get along.

Es ist bereits eine Einrichtung vorgeechlagen, bei der mit der Ausschaltung der Anodenspannung die Ausschaltung des Triebstromes der Drehanode verknüpft ist. Andererseits kommt bei dieser Einrichtung die Einschaltungder Hochspannung mit einer unveränderlichen Verzögerung nach dem Einschaltendes Triebstromes und des Glühstromes zustande. Die Zeit, während welcher der Triebstrom der Ahode fließt, ist hierbei durch die Dauer der Aufnahme bestimmt, und es ist nicht die 1VIöglchkeit vorgesehen, denZeitpunkt, an welchem die Aufnahme beginnen soll, beliebig zu wählen. Nach der Betätigung des Betriebsschalters dauert es immer noch einige Zeit, bevor die Belastung der Röhre beginnt. In dieser Zwischenzeit können nun irgendwelche Umstände eintreten, welche es erwünscht machen, daß mit der Aufnahme noch etwas gewartet wird. So kann z. B. die Lage des Objekts sich in der Zwischenzeit geändert haben.A device has already been proposed for the switch-off the switching off of the driving current of the rotating anode is linked to the anode voltage. On the other hand, in this device, the switching on of the high voltage comes with a constant delay after switching on the drive current and the glow current conditions. The time during which the drive current of the Ahode flows is here determined by the duration of the admission, and there is no provision for the possibility of to choose the time at which the recording should start. After Pressing the power switch it still takes some time before the load the tube begins. In the meantime, any circumstances may arise which make it desirable to wait a little longer before recording. So can z. B. the location of the property has changed in the meantime.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung ist dieser Nachteil beseitigt, und d'_e Anode hat eine vorherbestimmte Laufzeit. Während dieser Zeit kann die Aufnahme an willkürlichen Zeitpunkten begonnen und beendet werden. Gemäß der Erfindung sind zu diesem Zweck zum Ein-und Ausschalten der. Hochspannung für die Röntgenröhre einerseits und zum Ein- und Ausschalten des die Umdrehung der Röhrenanode bewirkenden Stromes (Triebstrom-) andererseits zwei getrennte Schaltvorrichtungen vorgesehen, von denen die erste dazu dient. dic jew-#il# erwünschte Dauer der Aufnahmezeit zu b:_#stiininen und die zweite als Sicherheitsschaltvorrichtung ausgeführt ist. Durch diese zweite Schaltvorrichtung wird das Einschalten der Hochspannung rtnit der ersten Schaltvorrichtung vor dem Fließen de: Triebstromes verhindert und eine bestimmte Zeit nach der Einschaltung dLs Triebstromes dieser Strom und gleicliz°itig auch die Hochspannung, falls dieselbe noch nicht durch die erste Schaltvorrichtung ausgeschaltet sein sollte, unterbrochen. Zweckmäßig kann durch die zweite Schaltvorrichtung der Heizstrom der Kathode zusammen mit dem Triebstrom ein- und ausgeschaltet werden. Für das Schließen des Triebstromkreises -der Anode kann ein ohne Verzögerung wirkender Schalter und für das Unterbrechen dieses Kreise ein mit Verzögerung ausschaltender Schalter vorgesehen sein, der gleichzeitig mit dein erste-rWähiiten Schalter 1),-tätigt wird.In the device according to the invention, this disadvantage is eliminated, and d'_e anode has a predetermined duration. During this time, the recording can started and ended at arbitrary times. According to the invention are for this purpose to turn on and off the. High voltage for the X-ray tube on the one hand and for switching the current causing the rotation of the tubular anode on and off (Drive current) on the other hand two separate switching devices are provided, one of which the first to do so serves. dic jew- # il # desired duration of the recording time to b: _ # stiininen and the second is designed as a safety switching device. This second switching device switches on the high voltage the first switching device before the flow of de: drive current prevented and a certain time after the activation of the driving current, this current and the same also the high voltage, if the same has not yet been done by the first switching device should be switched off, interrupted. Appropriately, by the second switching device the heating current of the cathode can be switched on and off together with the drive current. For the closing of the drive circuit - the anode, an acting without delay can be used Switch and for the interruption of this circuit a switch-off with delay Switch can be provided that operates at the same time as your first switch 1), - will.

Für die Ein- und Ausschaltung des Anodenstromes kann ein finit Arb:itsstrom wirkendes Zeitrelais vorgesehen sein. Ein solches Relais kann gegebenenfalls mit Entladungsröhren, z. P). gasgefüllten Dre:@elelttrodenröhren, arbeiten. Die Schaltung bekommt eine ganz einfache Gestaltung, wenn sie mit Quecksilberröhrenschaltern ausgestattet wird. Derartige Schalter können so ausgeführt werden, daß sie finit einer vorherbestimmten Verzögerung ein-oder ausschalten.A finite working current can be used to switch the anode current on and off acting time relay be provided. Such a relay can optionally with Discharge tubes, e.g. P). gas-filled Dre: @ elelttrodenröhren, work. The circuit gets a very simple design when equipped with mercury tube switches will. Such switches can be designed so that they finite a predetermined Turn delay on or off.

Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. i und 2 das Schaltschema für zwei Ausführungsbeispi°le der Sicherheitsschaltung nach der Erfindung, die mit an sich bekannten Quecksilberröhrenschaltern, wie z. B. in Abb. 3 und ,4 dargestellt, versehen sein können.The drawing illustrates in Fig. I and 2 the circuit diagram for two Ausführungsbeispi ° le of the safety circuit according to the invention, which with known mercury tube switches such. B. in Fig. 3 and, 4 shown, can be provided.

In Abb. i sind fünf Schalter i bis 5 vorgLseh°n. Schalter i liegt im Primärkreis des Heizstromtransformators 6, der zum Speisen ,ler Glühkathode ; einer Röntgenröhre b dient. Die Drehanode dieser Röhre ist mit d bezeichnot.In Fig. I five switches i to 5 are provided. Switch i is located in the primary circuit of the heating current transformer 6, which is used for feeding, ler hot cathode; an X-ray tube b is used. The rotating anode of this tube is denoted by d.

Schalter 2 und 3 liegen in Reihe. Sind sie beklgeschlossen, so kann vom Wechselstroinnetz io aus ein Strom zu einem Transforinationsgerät i i fließen. Dieses Gerät liefert Drehstrom für den dreiphasig gewickelten Stator 12, der das Drehfeld zum Rotieren der Anode 9 erzeugt.Switches 2 and 3 are in series. If you are apprehensive, you can A current can flow from the alternating current network io to a transformer i i. This device supplies three-phase current for the three-phase wound stator 12, which is the Rotating field for rotating the anode 9 is generated.

Schalter d. und 5 liegen ebenfalls in Reihe. Cbe r die kann vier Betätigungsstrom eines im Regelapparat i3 befindlichen Zeitrelais fließen, das zum zeitweisen Inbetriebsetzen des Hochspannungstransformators 14 dient. Der Apparat 13 ist mit Mitteln zur Einstellung fl°r Betriebsspannung und der Belichtungszeit versehen. Es können selbstverständlich zwischen dein Transformator 14. und der Röhre 8 die gebräuchlichen Ventile vorgesehen sein. Schalter i ist so ausgeführt, dali er beine Einsetzen sofort den Strom zum Heiztransformator 6 schließt und beim Öffnen diesen sofort unterbricht.Switch d. and 5 are also in series. Cbe r which can operate four current of a timing relay located in the control apparatus i3, which is used for temporary start-up of the high voltage transformer 14 is used. The apparatus 13 is provided with means for adjustment Fl ° r operating voltage and the exposure time provided. It can of course between your transformer 14 and the tube 8, the usual valves are provided be. Switch i is designed so that it immediately switches on the current to the legs Heating transformer 6 closes and interrupts it immediately when it is opened.

Schalter 2 arbeitet auf gleiche Weise wie Schalter i. Gleichzeitig mit dem Einsetzen des Schalters :2 wird Schalter 3 in seine Ausschaltstellung gebracht. Letztgenannter unterbricht aber den durch Schalter 2 geschlossenen Strom nicht sofort, sondern erst nach einer bestimmten Zeitspanne, z. B. nach 15 Sek-u"-.den. Während dieser Zeit bleibt der Triebstiom der Anode eingeschaltet. Danach wird er unterbrochen, wodurch verhindert wird, claV sich der Stator zu hoch erhitzt. Dieser kann ;ornit klein gehalten werden. Schalter 5 ist von demselben Typ wie Schalter 3 und unterbricht den Arb-.itsstrorn des Zeitrelais 13 finit einer Verzögerung, die ebenso groß wie die Verzögerung des Schalters 3 oder etwa: kleüier ist.Switch 2 works in the same way as switch i. Simultaneously With the insertion of the switch: 2, switch 3 is brought into its off position. The latter, however, does not immediately interrupt the current closed by switch 2, but only after a certain period of time, e.g. B. after 15 sec. -. During During this time the drive stiom of the anode remains switched on. Then he is interrupted this prevents the stator from heating up too high. This can; ornit can be kept small. Switch 5 is of the same type as switch 3 and interrupts the Arb-.itsstrorn of the timing relay 13 finite a delay that is just as large as the delay of switch 3 or something like: kleüier is.

Benn Einsetzen des Schalters .4 wird der Stronnveg zum Zeitrelais 13 nicht sofort fr°igegben, denn Schalter d. überbrückt seine Kontakte erst eine bestimmte Zeit, nachdem ,er in die Einschaltstellung gebracht ist. Dies-, Zeit ist wenigstens so lang, wie die Kathode ; für ihre Anheizung und die Anode für ihren Anlauf benutzt. Sie wird z. B. auf i Sekunde eingestellt.When switch .4 is inserted, the current path becomes a time relay 13 do not give in immediately, because switch d. only one bridges his contacts certain time after it is switched to the on position. This, time is at least as long as the cathode; for their heating and the anode for theirs Start-up used. She is z. B. set to i second.

Die Schalter werden gleichzeitig betätigt; d. h. wenn Sehalter i in seine Einschaltstellring gebracht wird, werden gleichzeitig die Schalter 2 und .I in ihre Einschaltstellung une' Schalter 3 und 5 in ihre Ausschaltstellung gebracht. und umgekehrt. Die Betätigung von .I und 5 kann gewünschtenfalls etwas später a1# das Einschalten von i stattfinden. Wenn die Schalter aus Ouecksilberröhrchen bestehen, fit es a.ni einfachsten, sie alle auf derselben Kippwelle 15 zu montieren. Diese Well° wird z. B. durch eine Magnetspule 1.6 bewegt. Gegebenenfalls kann man über den Schalter, der zum Schließen des Stromes durch diese Spule dient, den Primärstrom des Transformators 6 fließen lassen. so daß Schalter i weggelassen wcrdei, kann.The switches are operated simultaneously; d. H. if Sehalter i in its switch-on setting ring is brought, switches 2 and .I brought into their on position une 'switches 3 and 5 in their off position. and vice versa. If you want, you can press .I and 5 a1 # the switching on of i take place. If the switches are made of mercury tubes, it is a.ni easiest to mount them all on the same tilt shaft 15. These Well ° is z. B. moved by a solenoid 1.6. If necessary, you can go over the switch that closes the current through this coil, the primary current of the transformer 6 let flow. so that switch i can be omitted.

Die Schalter 3 und 5 können die Foren de. in Abb. 3 dargestellten Quecksilberröhre besitzcit. Beim Rechtskippen dieser Röhre fließt das Ouecksilber langsam aus dein Raume 17 durch das enge Röhrchen 18 in -den Rauen i(; hinein. Es dauert einige Zeit, bis der Quecksilberspiegel im Ratune ig so hoch gestiegen ist, daß er die beiden Kontakte 20 und 21 überdeckt. Die Schaltröhren können für b:-liebige Verzögerungen bemessen werden. Beim Kippen nach links fließt das Quecksilber rasch aus dein Rawne icg durch die Tülle 22 in den Raum 17 zurück, und die Verbindung der lZC)ntalite ;vird sofort unterbrochen. Der Schalter 4 kann von einer Ouecksil.berröhre gebildet wenden, welche die in Abb. 4. angegebene Form besitzt. Diese unterscheidet sich von der Röhre nach Abu. 3 durch die Anordnung der Kontakte. Die Kontakte 23 und 24 sind derart angeordnet, daß die Verbindung zustande kommt, sobald sich der Raum 17 mit Quecksilber füllt. Beim Rechtskippen erfolgt die Ausschaltung mit Verzögerung, da das Quecksilber einige Zeit braucht, um durch <das enge Röhrchen i8 abzufließen.Switches 3 and 5 can use the forums de. shown in Fig. 3 Have a mercury tube. When this tube is tilted to the right, the overtilver flows slowly out of your room 17 through the narrow tube 18 in the rough i (; in. It it takes some time for the mercury level in the Ratune ig to rise so high that that it covers the two contacts 20 and 21. The interrupters can be used for b: -lovers Delays are measured. When tilting to the left, the mercury flows quickly from your Rawne icg back through the spout 22 into the room 17, and the connection the lZC) ntalite; v is interrupted immediately. The switch 4 can from a tube of mercury, which has the shape shown in Fig. 4. This differs from the tube to Abu. 3 by the arrangement of the contacts. The contacts 23 and 24 are arranged in such a way that the connection is made as soon as the space 17 fills with mercury. It is switched off when tilted to the right with a delay, as the mercury needs some time to pass through the narrow tube i8 to flow off.

Solange die Schalter 4. und 5 beide geschlossen sind, kann durch einen mit Hilfe des Handschalters 27 eingeschalteten Hilfsstrom ein im Regelapparat 13 befindlicher Betriebsschalter betätigt und hierdurch der Anodenstrom geschlossen werden. Damit !der Bedienende weiß, wieviel Zeit ihm noch für die Aufnahme zur Verfügung steht, ist mit dein Arbeitsstromkreis des Zeitrelais eine elek trische Stoppuhr 28 verbunden, die auf Null steht, solange einer der beiden Schalter 4. und 5 den Strom unterbricht, und zu laufen anfängt, scbald diese Schalter beide geschlossen sind. Tine Glühlampe 29 -dient ferner als Anzeige dafür, daß,die Schaltung betriebsbereit ist. Es können mit dieser Schaltung gezielte Aufnahmen gemacht werden, z. B. kann, wenn die Verzögerung der Schalter 3 und 5 2o Selcunden und di,e des Schalters 4 2 Sekunden beträgt, noch bis zu 17 Sekunden, nachdem die Lampe 29 zu glühen angefangen hat, eine Aufnahme mit einer Belichtungszeit von i Sekunde gemacht werden. Braucht man nicht einen für die Aufnahme geeigneten. Augenblick abzuwarten, so kann der Schalter 27 schon vorher, z. B. gleichzeitig mit dem Schalter 30 zum Betätigen der Spule 16, geschlossen werden. Die Aufnahme beginnt dann sofort, nachdem im Schalter ,4 die Verb:ndung zustande gekommen ist.As long as the switches 4 and 5 are both closed, an operating switch located in the control apparatus 13 can be actuated by an auxiliary current switched on with the aid of the manual switch 27 and the anode current can thereby be closed. So that the operator knows how much time is still available for the recording, an electric stopwatch 28 is connected to your working circuit of the timer relay, which is on zero as long as one of the two switches 4. and 5 interrupts the current, and closed starts running as soon as these switches are both closed. Tine incandescent lamp 29 also serves as an indicator that the circuit is ready for operation. With this circuit, specific recordings can be made, e.g. For example, if the delay of switches 3 and 5 is 2o Selcunden and di, e of switch 4 is 2 seconds, a picture with an exposure time of 1 second can still be made up to 17 seconds after the lamp 29 has started to glow . You don't need a suitable one for the recording. Wait a moment, the switch 27 can be done beforehand, e.g. B. simultaneously with the switch 30 for actuating the coil 16, are closed. The recording then begins immediately after the connection has been established in switch, 4.

Abb. 2 zeigt eine vereinfachte Ausführung cl; r Schaltung nach Ab.b. i. Es sind hier,die Schalter 1, 2 und 3o zu einem Schaltgerät 25 vereinigt, £las mit der Hand bedient wird. Der Schalter zum Schließen des Triebstromes dient hier auch zum Ein- und Ausschalten,des Heizstromes. In der Stellung I sind diese Ströme ausgeschaltet, in,der Stellung II sind sie eingeschaltet. Im Heizstromkreis ist der Regelwiderstand 26 angegeben. Ferner dient zum Unterbrechen des Triebstromes der mit Verzögerung ausschaltende Schalter im Betätigungskreis des Zeitrelais. Auf der Kippwelle 15 sitzen nur noch ,die zwei Schalter 3 und ,I.Fig. 2 shows a simplified version cl; r circuit according to fig. i. It is here that switches 1, 2 and 3o are combined to form a switching device 25, £ read operated by hand. The switch to close the drive current is used here also for switching the heating current on and off. In position I these currents are switched off, in position II they are switched on. There is in the heating circuit the rheostat 26 specified. It is also used to interrupt the drive current the switch in the control circuit of the timing relay that switches off with a delay. on the rocker shaft 15 only sit, the two switches 3 and, I.

Der Schalter 25 kann eine dritte Stellung III einnehmen für .die Durchleuchtung. Eine direkte Verbindung 32 VOM Schalter 25 zum Regelapparat 13 macht die Einschaltung des Anodenstromes während einer beliebig langen Zeit möglich. Der Glühstrom wird über .einen Begrenzungs- und Regelwiderstand 31 geschlossen. Gegebenenfalls kann eine weitere Verbindung 33 mit Begrenzungswiderstand 34 vorgesehen werden, uni die Anode 9 bei der Durchleuchtung in langsamer Drehung zu halten, wobei der Stator nur mit einer für den Dauerbetrieb zulässigen Energie belastet wird.The switch 25 can assume a third position III for fluoroscopy. A direct connection 32 FROM the switch 25 to the control apparatus 13 enables the anode current to be switched on for any length of time. The glow current is closed via a limiting and regulating resistor 31. If necessary, a further connection 33 with a limiting resistor 34 can be provided in order to keep the anode 9 in slow rotation during the fluoroscopy, the stator only being loaded with an energy permissible for continuous operation.

Claims

PATENT CLAIMS i. Switching arrangement for rotating anode X-ray tubes for the production of short-duration X-ray recordings, characterized in that two separate switching devices are provided for switching the high voltage for the X-ray tube on and off on the one hand and for switching the current causing the rotation of the tube anode on and off (drive current) on the other hand, of which the The first is used to determine the desired duration of the recording time, and the second is designed as a safety switching device, which prevents the high voltage from being switched on with the first switching device before the drive current flows and a certain time afterwards. the switching on of the drive current interrupts this current and at the same time also = the high voltage, if the same should not yet be switched off by the first switching device.

2. Switching arrangement according to claim i, characterized in that by the second switching device the heating current of the cathode is switched on and off together with the drive current.

3. Switching arrangement according to claim i, characterized in that for the closing end Drive current in circle of the anode a switch acting without delay and for the To interrupt this circuit, a switch is provided to switch off with a delay which is operated at the same time as the first-mentioned switch.

4. Switching arrangement according to claim 3 for an X-ray system, in which a time relay operating with working current is provided for switching on the AnoJenstromes, characterized in that im Actuating circuit of this relay switches on with a short delay and a switch which turns off with a long delay are in series that operated at the same time as you close the drive circuit or shortly afterwards and that the former switch is in its on position and the latter is brought into its off position. 3.

Switching arrangement according to Claims 3 and .j, characterized in that to interrupt the drive circuit .the grooves delay switching off switch in -the time relay. serves.

6. Switching arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the delay Acting switches are formed from mercury interrupter tubes, which are on a common basis Tilting shaft are arranged.