DE763509C - Roentgenapparat - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 17. MAI 1954

K '147727 VIIIcJ₂Ig

ist als Erfinder genannt worden

Koch & Sterzel A. G., Düsseldorf

Röntgenapparat

Patentiert im Deutschen Reich vom 31. August 1937 an Patenterteilung bekanntgemacht am 4. März 1954

Es ist bereits ein Röntgenapparat vorgeschlagen worden, bei dem die für die Einstellung der Belichtungsbedingungen einer Röntgenaufnahme notwendigen Regel Vorschriften, z. B. für die Röhrenspannung kV_s, Röhrenstromstärke mA und Belichtungszeit s bzw. das Prodpkt aus Belichtungszeit und Röhrenstromstärke mAs, mit Hilfskontakten versehen sind, die sämtlich in einem Hilfsstromkreis liegen. Dieser ist derart über die Hilfskontakte geführt, daß nur bei bestimmten der insgesamt möglichen Kombinationen der Stellungen der Regelvorrichtungen, d. h. nur bei bestimmten Werten der genannten Betriebsgrößen (kV_s, mA und s oder mAs) die Röntgenröhre oder der Röntgenapparat eingeschaltet werden kann. Dabei sind die ein Einschalten der Röntgenröhre zulassenden Kombinationen unter anderem so gewählt, daß eine Überlastung der Röhre ausgeschlossen ist. Will man möglichst viele verschiedene Werte für die Betriebsgrößen einstellen können, um eine recht große Variationsmöglichkeit der Aufnahmebedingungen zu erhalten, so muß die Zahl der Hilf skontakte und dementsprechend die Zahl der den Hilfsstromkreis bildenden Leitungen außerordentlich groß sein.

Weiterhin ist vorgeschlagen worden, den Regelvorrichtungen Schieber zuzuordnen, die nur an bestimmten Stellen Öffnungen aufweisen, derart, daß nur dann, wenn- bei rich-

tiger Einstellung der Betriebsbedingungen, d. h. bei einer Einstellung, in welcher die Röntgenröhre gemäß dem Röhrennomogramm nicht überlastet wird, die Öffnungen der hintereinanderliegenden Schieber genau aufeinanderliegen, ein durch sie hindurchfallender Lichtstrahl eine Photozelle erregen und damit die Röntgenröhre einschalten kann. Auch hier muß die Zahl der Öffnungen entsprechend der ίο Zahl der insgesamt möglichen Stellungskombinationen außerordentlich groß sein, wenn man eine weitgehende Variation der Aufnahmemöglichkeiten erhalten will.

Die Erfindung betrifft einen Röntgenapparat ig mit Regelvorrichtungen für die Röhrenspannung (kV_s), den Röhrenstrom (mA) und die Belichtungszeit (s) bzw. das Produkt aus Belichtungszeit und Röhrenstrom (mAs) und mit verstellbaren, über Hilfskontakte gleitenden Kontakteinrichtungen, von denen jede mit einer der drei Regelvorrichtungen gekuppelt ist. Erfindungsgemäß läßt sich eine wesentliche Vereinfachung und Verringerung der Hilfskontakte ohne merkliche Verringerung der Aufnahmemöglichkeiten dadurch erzielen, daß die einzelnen Hilfskontakte bestimmten Regelbereichen der Regelvorrichtungen zugeordnet sind, deren Anzahl und Lage entsprechend der Röhrenbelastungskennlinie so gewählt und deren Hilfskontakte so angeordnet sind, daß entweder bei Erhöhung der Röhrenspannung auf den jeweils nächsthöheren Bereich (bei gleichbleibender Belichtungszeit bzw. gleichbleibendem Milliamperesekundenprodukt) oder bei Erhöhung der Belichtungszeit bzw. des Milliamperesekundenproduktes auf den jeweils nächsthöheren Bereich (bei gleichbleibender Röhrenspannung) die Röhrenstromstärke wenigstens auf den jeweils nächstniedrigeren Bereich gebracht werden muß, um die Belastung auf einer der jeweils höchstzulässigen Belastung hinreichend benachbarten Stufe zu halten und dabei das Ansprechen eines über die Hilfskontakte geführten, ein Signal betätigenden oder das Einschalten der Röntgenröhre sperrenden Hilfsstromkreises zu verhindern. Die Anordnung der Hilfskontakte wird zweckmäßig so getroffen, daß entweder bei Erniedrigung der Röhrenspannung oder der Belichtungszeit bzw. des mAs-Produktes auf den nächstniedrigeren Bereich die Röhrenstromstärke nur auf den jeweils nächsthöheren Bereich gebracht werden kann, ohne daß der Hilfsstromkreis anspricht. Bei χ mAs-Bereichen bzw. Belichtungszeitbereichen und y Röhrenspannungsbereichen ist zweckmäßig die Zahl der Röhrenstrombereiche 2 = χ —γ — ι.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung

ist in den Abb. 1 und 2 dargestellt, und zwar

zeigt die Abb. 1 der besseren Übersicht wegen lediglich die Schaltung des Röntgenapparates mit seinen Regelvorrichtungen, während die Abb. 2 die Schaltung des Hilfsstromkreises mit den Hilfskontakten und den mit den Regelvorrichtungen gekuppelten verstellbaren Organen erkennen läßt.

Über einen Stufentransformator 11 zur Regelung der Röntgenröhrenspannung und die Kontakte eines Röntgenkreishauptschützes 12, das durch den Röntgenkreishauptschalter 13 gesteuert wird, wird die Primärwicklung 14 des Röntgentransformators gespeist. An die Sekundärwicklung 15 dieses Transformators ist über Gleichrichter 16 die Röntgenröhre 17 angeschlossen, deren Heizfaden von einem Heiztransformator 18 gespeist wird, in dessen Primärkreis zwei in Reihe geschaltete regelbare Widerstände 19 und 20 liegen. Der regelbare Widerstand 19 dient zur Regelung des Heizstromes und damit zur Einstellung der Anoden-Stromstärke der Röntgenröhre, während der Widerstand 20 zur Begrenzung der Röhrenstromstärke nach oben hin dient, wie bereits anderweitig vorgeschlagen wurde. Dieser Heizstromkreis wird aus dem Netz über eine zweckmäßig trägheitslos arbeitende Spannungskonstanthalteeinrichtung 21 gespeist. In die geerdete Mitte der Sekundärwicklung 15 ist eine Gleichrichteranordnung 22 geschaltet, an deren Gleichspannungsklemmen ein mAs-Relais 23 angeschlossen ist, welches nach Erreichen der eingestellten mAs-Zahl mittels des von ihm betätigten Schalters 24 das Schütz 12 ausschaltet. Das Relais 25, bei dessen Ansprechen der Schalter 26 geöffnet und damit das Anlegen der Spannung an die Röntgenröhre gesperrt wird, liegt in einem Hilfsstromkreis, der in Abb. 2 dargestellt ist. Aus den in beiden Abb. 1 und 2 eingetragenen Bezugszeichen 27 und 28 ist ohne weiteres die elektrische Verbindung des Hilfsstromkreises mit dem Relais 25 ersichtlich. Die mechanische Verbindung der drei verstellbaren Organe 29, 30 und 31 des Hilfsstromkreises mit den drei Einstellvorrichtungen für die Röhrenstromstärke (Regelwiderstand 19), das mAs-Produkt (mAs-Relais 23) und die Röhrenspannung (Stufentransformator 11) ist aus den in beiden Abbildungen eingetragenen Bezugszeichen I, II und III zu erkennen. So ist mit dem Schieber des Widerstandes 19 der Gleitkontakt 29 gekuppelt, der über sieben mit 1 bis 7 bezeichnete Hilfskontakte gleitet, welche den sieben auf der Röhrenstromskala (mA) in Abb. 1 eingetragenen Strombereichen zugeordnet sind. Da der Widerstand 19 praktisch kontinuierlich regelbar ist, ist die Stromstärke innerhalb jedes Bereiches natürlich auf den jeweils gewünschten Wert genau einstellbar. Das mit der Einstellvorrichtung des mAs-Relais 23 iao gekuppelte verstellbare Organ 30 besteht aus sechs mechanisch miteinander verbundenen

Gleitkontakten 32 bis 37, von denen die vier linken, 32 bis 35, leitend miteinander und mit dem an die Netzleitung angeschlossenen Kontakt 27 verbunden sind, während die beiden S letzten Gleitkontakte 36 und 37 elektrisch voneinander getrennt sind. Das verstellbare Organ 30 arbeitet mit sechs Hilfskontakten 7' bis 2' zusammen, die mit den Hilfskontakten 7 bis 2 leitend verbunden sind. Wie aus den Abb. ι und 2 ersichtlich ist, sind im ganzen fünf mAs-Bereiche vorgesehen. Der in Abb. 2 eingezeichnete Zeiger 38 zeigt zum besseren Verständnis auf einer ebenfalls angedeuteten Skala an, in welchem Bereich die jeweils eingestellte mAs-Zahl liegt. Bei der praktischen Ausführung ist dies ja an der Einstellskala des mAs-Relais 23 ablesbar. Das mit dem Regler des Stufentransformators 11 verbundene verstellbare Organ 31 besteht aus drei elektrisch und mechanisch miteinander gekuppelten Gleitkontakten 39,40 und 41, die ebenso wie die Gleitkontakte 32 bis35 des verstellbaren Organes 30 an den Kontakt 27 angeschlossen sind. Das verstellbare Organ 31 arbeitet mit drei Hilfskontakten 42, 43 und 44 zusammen, die den drei Regelbereichen α, β und γ der Spannungsregelungsvorrichtung zugeordnet sind. Zum besseren Verständnis ist das verstellbare Organ 31 in der Abb. 2 mit einem Zeiger 45 versehen, der auf der ebenfalls angedeuteten kVs-Skala anzeigt, in welchem Bereich der jeweils eingestellte Röhrenspannungswert liegt. Bei der praktischen Ausführung ist dies ja an der Einstellskala des Stufentransformators 11 ablesbar. Der Hilfskontakt 42 ist ebenso wie der Hilfskontakt 1 der Stromregelvorrichtung ein Leerkontakt. Die Hilfskontakte 43 und 44 sind mit den Gleitkontakten 36 und 37 des verstellbaren Organs 30 elektrisch leitend verbunden. Der Gleitkontakt 29 ist an den Kontakt 28, d. h. also über das Relais 25, an die andere Netzleitung angeschlossen.

Die Wirkungsweise des in Abb. 2 dargestellten Hilfsstromkreises ist nun kurz folgende: Werden beispielsweise die drei Einstellvorrichtungen des Röntgenapparates auf die in den Abb. 1 und 2 eingezeichneten Werte eingestellt, d. h. also die Röhrenstromstärke auf den Wert innerhalb des Bereiches 5, das mAs-Produkt auf den Wert innerhalb des Bereiches e. und die Röhrenspannung auf den Wert innerhalb des Bereiches ß, so spricht das Relais 25 an und verhindert das Einschalten der Röntgenröhre. Der Erregerstromkreis des Relais 25 hat dabei folgenden Verlauf: Von der einen Netzleitung über die Spule des Relais 25, den ersten Kontakt 29 auf dem Hilfskontakt 5, über den Hilfskontakt 5' und den mit der anderen Netzleitung unmittelbar verbundenen 6σ Gleitkontakt 34. Wollte man mit der eingestellten mAs-Zahl und der eingestellten kV-Zahl eine Röntgenaufnahme machen, so müßte die Stromregelvorrichtung auf einen Wert innerhalb der Strombereiche 2 oder 1 eingestellt werden. Nur dann wird das Ansprechen des Relais 25 verhindert, da der Hilfskontakt 1 ein Leerkontakt ist und bei Einstellung auf einen Wert innerhalb des Strombereiches 2 der Hilfsstromkreis an dem Kontakt 44 unterbrochen ist. Aus der Abb. 2 ist ersichtlich, daß mit den mA-Bereichen 1 bis 7 gearbeitet werden kann, wenn das mAs-Relais auf einen Wert im Bereiche α und die Röhrenspannung auf einen Wert im Bereiche α eingestellt ist. Der mA-Bereich 7 ist nicht zulässig, wenn das mAs-Relais und die Spannungsregelvorrichtung auf Werte in den Bereichen α und b oder auf Werte in den Bereichen β und α eingestellt sind. Die Strombereiche 6 und 7 sind unzulässig, wenn in den Bereichen α c oder β b oder γ α gearbeitet wird. Die Strombereiche 5 bis 7 sind unzulässig bei Einstellung des mAs-Relais und der Spannungsregelvorrichtung auf Werte in den Bereichen α d oder β c oder γ b. Die Strombereiche 4 bis 7 sind gesperrt beim Arbeiten in den Bereichen α e oder β d oder γ c, während die Strombereiche 3 bis 7 beim Arbeiten in den Bereichen β e und γ d und die Strombereiche 2 bis 7 gesperrt sind, wenn die Spannungsregelung auf einen Wert des Bereiches γ go und das mAs-Relais auf einen Wert im Bereich e eingestellt ist. Es zeigt sich also, daß entweder bei Erhöhung der Röhrenspannung auf den jeweils nächsthöheren Bereich oder bei Vergrößerung des mAs-Produktes auf den jeweils nächsthöheren Bereich die Röhrenstromstärke wenigstens auf den jeweils nächstniedrigen Bereich gebracht werden muß, um das Ansprechen des Relais 25 zu verhindern. Durch geeignete Wahl der einzelnen mA-Bereiche an Hand des Röhrennomogrammes kann man erreichen, daß den in bezug auf den Hilfsstromkreis gleichwertigen Einstellungen des mAs-Relais und der Spannungsregelvorrichtung, d. h. also z. B. den Einstellkombinationen a d und β c und γ b, annähernd die gleichen mA-Bereiche entsprechen bzw. der gleiche höchstzulässige mA-Bereich entspricht, bei im wesentlichen gleicher Röhrenausnutzung. Beispielsweise könnte man für eine Drehanodenröhre mit einem Brennfleck von 2,0 mm an einem Vierventilapparat, wie er in der Abb. 1 dargestellt ist, die mA-Bereiche folgendermaßen wählen:

Bereich 7 reicht von 560 bis 431 mA

6 -	- 430	- 351
5 -	- 350	- 251
4 -	- 250	- 181
3	- i8o	- 131
2	- 130	- 85

ι für alle Werte unter 85 mA.

Die mAs-Bereiche sind dabei folgendermaßen zu wählen:

Bereich α von ο bis 6o mAs b - 6i - 120 -

C - 121 - 225 -

d - 22b - 350 - e - 351 - 500 Spannungsbereich α reicht dabei von 40 bis 60 kV_s,

Spannungsbereich β reicht dabei von 61 bis 75 kV_s,

Spannungsbereich γ reicht dabei von 76 bis 100 kV_s.

Die Abb. 3 zeigt ein Beispiel für die Ausbildung des Hilfsstromkreises bei Anordnung von zehn mA-Bereichen, sieben rnAs-Bereichen und vier kV_s-Bereichen. Das mit der mAs-Einstellvorrichtung gekuppelte verstellbare Organo besteht hier aus neun miteinander mechanisch gekuppelten Schleifkontakten, von denen sechs unmittelbar miteinander verbunden sind, während die drei übrigen, elektrisch voneinander getrennten Schleifkontakte an drei von den vier Hilfskontakten der Spannungsregelvorrichtung angeschlossen sind. Das mit der Spannungsregeivorrichtiing gekuppelte verstellbare Organ 31 besteht hier aus vier mechanisch oder elektrisch miteinander gekuppelten Gleitkontakten. Im Prinzip arbeitet diese Anordnung ebenso wie die in Abb. 2 dargestellte. Der Unterschied besteht nur darin, daß eine feinere Unterteilung vorgenommen ist. Bezeichnet man beispielsweise die Zahl der mAs-Bereiche mit x, die Zahl der Spannungsbereiche mit ν und die Zahl der Strombereiche mit z, so gilt folgende Beziehung: ζ = χ — y — 1. Wählt man wie in Abb. 21=5 und y — 3, so muß die Zahl der Strombereiche ζ = y sein.

Wählt man dagegen wie in Abb. 3 χ = y und y = 4, so muß die Zahl der Strombereiche ζ = 10 sein. Die Zahl der dem mAs-Relais zugeordneten Hilfskontakte muß ζ — ι sein. Die Zahl der mit der Einstellvorrichtung des mAs-Relais verbundenen Gleitkontakte des verstellbaren Organs 30 ist ebenso groß. Elektrisch unmittelbar miteinander verbunden werden von diesen Gleitkontakten .v — 1. Die Zahl der nicht miteinander verbundenen Gleitkontakte des verstellbaren Organs 30 ist γ —■ ι. Ebenso groß ist die Zahl der elektrisch angeschlossenen Hilfskontakte der Spannungsregelvorrichtung. Ein Hilfskontakt der Spannungsregelvorrichtung bleibt ebenso wie ein Hilfskontakt der Stromregelvorrichtung Leerkontakt. Weiterhin muß dafür Sorge getragen werden, daß der Abstand der einzelnen Gleitkontakte des verstellbaren Organs 30 ebenso groß ist wie die Länge der mit ihnen zusammenarbeitenden Hilfskontakte. Ferner muß der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Gleitkontakten der Spannungsregelvorrichtung ebenso groß sein, wie die Länge des mittleren (vgl. Abb. 2) bzw. der mittleren, untereinander gleich langen (vgl. Abb. 3) Hilfskontakte der Spannungsregelvorrichtung. Xach diesen Gesichtspunkten kann man ohne weiteres für jede gewünschte beliebige Zahl der mAs- und kV_s-Bereiche die notwendige Zahl der mA~ Bereiche ermitteln.

In den beiden Ausführungsbeispielen ist der Röntgenapparat mit einem mAs-Relais ausgerüstet worden. Es ist ohne weiteres möglich, statt mit einem mAs-Relais auch mit einer Belichtungsuhr zu arbeiten, wobei dann an die Stelle der mAs-Bereiche einfach die Sekundenbereiche treten. Im übrigen ändert sich grundsätzlich an der Ausbildung und Wirkungsweise des Hilfsstromkreises nichts.

Als besonderer Vorteil der Erfindung ist noch hervorzuheben, daß die räumliche Ausdehnung der Hilfskontakte nebst den zugehörigen Gleitkontakten derart gering sein kann, daß der Einbau dieser Teile in normale Apparate ohne weiteres möglich ist, sofern diese Apparate mit den erforderlichen Regelvorrichtungen ausgerüstet sind. Auch ist es ohne weiteres möglich, schon vorhandene Röntgenapparate nachträglich mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung zu versehen, da es ja nur notwendig ist, die drei mechanischen Verbindungen herzustellen und das Relais 25 einzubauen.

Sollen an ein und demselben Röntgenapparat mehrere Röntgenröhren verschiedener Charakteristik wahlweise betrieben werden, so ist es nur nötig, für jede Röhre eine besondere Hilfskontaktreihe entsprechend den für diese gemäß ihrem Belastungsnomogramm zu wählenden Röhrenstrombereichen gleicher Anzahl vorzusehen. Je nachdem mit welcher Röhre gearbeitet werden soll, wird die betreffende Hilfskontaktreihe mit den Hilfskontakten der mAs-Einstellvorrichtung verbunden. Das mit der Röhrenstromregelvorrichtung gekuppelte verstellbare Organ kann dann stets über allen Hilfskontaktreihen gleichzeitig gleiten. Die Einschaltung der jeweils erforderlichen Hilfskontaktreihe in den Hilfsstromkreis erfolgt zweckmäßig zwangsläufig mit der Umschaltung von der einen Röhre auf die andere durch den Röhren- oder Arbeitsplatzwähler.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Röntgenapparat mit Regelvorrichtungen für die Röhrenspannung, den Röhrenstrom und die Belichtungszeit bzw. das Produkt aus Belichtungszeit und Röhrenstrom, und mit verstellbaren, über Hilfskontakte gleitenden Kontakteinrichtungen, von denen jede mit einer der drei Regelvorrichtungen gekoppelt ist, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die einzelnen Hilfskontakte bestimmten Regelbereichen der Regelvorrichtungen zugeordnet sind, deren Anzahl und Lage entsprechend der Röhrenbelastungskennlinie so gewählt und deren Hilfskontakte so angeordnet sind, daß entweder bei Erhöhung der Röhrenspannung auf den jeweils nächsthöheren Bereich (bei gleichbleibender Belichtungszeit bzw.

   ίο gleichbleibendem Milliamperesekundenprodukt) oder bei Erhöhung der Belichtungszeit bzw. des Milliamperesekundenprodukts auf den jeweils nächsthöheren Bereich (bei gleichbleibender Röhrenspannung) die Röhrenstromstärke wenigstens auf den jeweils nächstniedrigeren Bereich gebracht werden muß, um die Belastung auf einer der jeweils höchstzulässigen Belastung hinreichend benachbarten Stufe zu halten und dabei das Ansprechen eines über die Hilfskontakte geführten, ein Signal betätigenden oder das Einschalten der Röntgenröhre sperrenden Hilfsstromkreises zu verhindern.
2. 2. Röntgenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Hilfskontakte so getroffen ist, daß entweder bei Erniedrigung der Röhrenspannung oder bei Erniedrigung der Belichtungszeit bzw. des mAs-Produktes auf den nächstniedrigeren Bereich die Röhrenstromstärke nur auf den jeweils nächsthöheren Bereich gebracht werden kann, ohne daß der Hilfsstromkreis anspricht.
3. 3. Röntgenapparat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei χ mAs-Bereichen bzw. Belichtungszeitbereichen und y Röhrenspannungsbereichen die Zahl der Röhrenstrombereiche ζ = χ -f- y — ι ist.
4. 4. Röntgenapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Hilfskontakte an der Röhrenstromregelvorrichtung gleich ζ und die Zahl der Hilfskontakte an der Spannungsregelvorrichtung gleich y ist, während die Zahl der Hilfskontakte an der Regelvorrichtung für die Belichtungszeit bzw. die mAs-Zahl gleich ζ — ι ist und die Länge jedes dieser untereinander gleich langen Hilfskontakte einem Regelbereich entspricht.
5. 5; Röntgenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehreren wahlweise an denselben Röntgenapparat anschließbaren Röntgenröhren für jede eine besondere der Röhren-Stromregelvorrichtung zugeordnete Hüfskontaktreihe vorgesehen ist, wobei nur die der jeweils gewünschten Röntgenröhre entsprechende Hilfskontaktreihe mit den Hilfskontakten der Einstellvorrichtung für die Belichtungszeit bzw. das mAs-Produkt verbunden wird.
6. 6. Röntgenapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der jeweils benötigten Hilfskontaktreihe in den Hilfsstromkreis zwangläufig mit der Umschaltung des Röhren- oder Arbeitsplatzwählers auf die betreffende Röhre erfolgt.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Deutsche Patentschriften Nr. 502 456, 647 730; schweizerische Patentschriften Nr. 167 302,

   180 180, 182 819;
   USA.-Patentschrift Nr. 1 236 051.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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