DE965727C - Roentgenapparat - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 19. JUNI 1957

N 2210 VIII C121g

Röntgenapparat

Es sind Röntgenapparate bekannt, bei denen die Vorrichtungen zur Regelung der Spannung und der Belaistungsdauer derart mit einer Vorrichtung zur Regelung der Stromstärke gekuppelt sind, daß die Stromstärke auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, wenn die gewählte Spannung erhöht oder die gewählte Belastungsdauer verlängert wird.

Zu diesem Zweck können im Heizstromkreis zwei regelbare Widerstände in Reihe geschaltet sein, von denen der eine ein mit dem Spannungswähler und der andere ein mit dem Zeitwähler gekoppeltes Regelorgan besitzt. Die Regelstufen des erstgenannten Widerstandes werden derart gewählt, daß bei einer bestimmten Stellung des Zeitwählers (also des zweiten Regelorgans) die der Röntgenröhre zugeführte Leistung bei sämtlichen Stellungen des Spannungswählers die gleiche ist, und zwar so groß, als die Röntgenröhre sie während der mit dem Zeitwähler eingestellten Belastungsdauer gerade noch auszuhalten vermag. Die Stromstärke ist also, solange sich die Zeiteinstellung nicht ändert, der vom Spannungswähler eingestellten Spannung umgekehrt proportional.

Die Regelstufen des zweiten Widerstandes werden derart gewählt, daß auch bei einer beliebigen anderen Stellung des Zeitwählers die Leistung (die dann jeweils einen anderen Wert haben muß) so groß ist, als die Röntgenröhre sie während der

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dann eingestellten Belastungsdauer noch gerade aushalten kann. Um dies zu ermöglichen, wird ein Vorschaltwiderstand verwendet, dessen Wert ein für allemal eingestellt und bei Regelung der Spannung und der Zeit beim normalen Gebrauch des Röntgengerätes unverändert gelassen wird. Durch Ausprobieren und Nachstellen der drei Widerstände ermittelt der Konstrukteur eine Einstellung, bei der mit für die Praxis hinreichender Annäherung für sämtliche Einstellungen der gestellten Bedingung entsprochen wird.

Beim Auswechseln schadhafter Röntgenröhren z. B. müssen die drei Widerstände überprüft werden, da die Ersatzröhre derartige Unterschiede in iS bezug auf den funktionellen Zusammenhang zwischen Anodenstromstärke und Heizstromstärke aufweisen kann, daß sie ohne Nachregelung der Widerstände nicht mehr bei jeder Lage der Wähler die erwünschte Belastung empfangen würde. Manchmal ist eine geringe Änderung des Vorschaltwiderstandes hinreichend, aber es kommt auch vor, daß die mit den Wählern gekoppelten Widerstände aufs neue eingestellt werden müssen. Dies ist als ein Na'chteil dieser Vorrichtung zu betrachten,- namentlich bei Reglern mit ununterbrochener Regelung.

In viel stärkerem Maße macht sich dieser Nachteil bemerkbar, wenn Röhren verschiedener Art abwechselnd an das gleiche Gerät angeschlossen werden müssen. In diesem Falle müssen für jede Röhre andere Anzapfungen der Widerstände des Heizdrahtkreises verwendet werden, was einen verwickelten Umschaltmechanismus erfordert. Überdies muß jede Reihe von Anzapfungen im Hinblick auf etwaige Auswechslung nachstellbar sein.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dieser Nachteil vermieden. Sie bezweckt, die maximal zulässige Stromstärke bei jedem einstellbaren Wert der Spannung und der Belastungsdauer und bei jeder angeschlossenen Röntgenröhre mit einer geringen Anzahl von Widerstandsanzapfungen mit hinreichender Genauigkeit anzunähern, die durch eine weitere Verbesserung der Erfindung noch vergrößert werden kann.

Die Erfindung betrifft einen Röntgenapparat mit einer Regelvorrichtung für den Röhrenstrom, die mit dem Spannungswähler gekuppelt ist, und mit einer zweiten Regelvorrichtung für den Röhrenstrom, die mit dem Zeitwähler gekuppelt ist. Erfindungsgemäß werden die zur Regelung des Röhrenstromes dienenden Widerstände transformatorisch über je einen besonderen, also nicht die Speiseleistung übertragenden Transformator mit regelbarem Transformationsverhältnis in den Heizstromkreis der Röntgenröhre eingekoppelt. Die Widerstandsstufen werden mithin bei Änderung des Transformationsverhältnisses alle im gleichen Maße geändert. Dies ermöglicht, das einmal erzielte Ergebnis bei Auswechslung der Röntgenröhre beizubehalten. Man braucht bei einem Gerät nach der Erfindung nur ein anderes Transformationsverhältnis und gegegebenenfalls einen anderen Wert des Vorschaltwiderstandes zu wählen, um sämtliche Widerstandsstufen zur Belastung der neuen Röhre gemäß ihrem Nomogramm geeignet zu machen. Es ist also· hinreichend, wenn bloß bei den Transformatoren und dem Vorschaltwiderstand eine nachstellbare Anzapfung vorhanden ist. Es ist vorteilhaft, diese bei den Transformatoren sowohl an der Primärseite als auch an der Sekundärseite anzubringen, weil dann weniger Anschlußpunkte erforderlich sind als in dem Falle, daß nur eine der Wicklungen nachstellbar ist.

Auch wenn verschiedene Röntgenröhren abwechselnd an das Gerät angeschlossen werden müssen, kann die gefundene Eigenschaft dazu benutzt werden, die Auswechslung der Anzapfungen der Regelwiderstande unnötig zu machen und demnach verwickelte Schaltmechanismen zu vermeiden. Dazu wird bei den Transformatoren, an welche die Regelwiderstände angeschlossen sind, und dem Vorschaltwiderstand für jede Röhre eine gesonderte Anzapfung angebracht, die dann mit Rücksicht auf eine etwaige Auswechslung der Röhren wieder nachstellbar sein kann. Vorrichtungen zum Umschalten dieser Anzapfungen, also zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Transformatoren, können elektrisch oder mechanisch, mit der Vorrichtung zum Wählen der Röhre gekuppelt go seiin, so daß beim Umsahalten der Röhren zugleich die der gewählten Röhre zugeordneten Anzapfungen der Regeltransformatoren in Gebrauch genommen werden.

In der Praxis wird meist verlangt, daß der Spannungswähler eine lineare und der Zeitwähler eine logarithmische Skalenteilung hat. Vielfach läßt sich diese Anforderung nur durch eine nichtlineare Einteilung der Stromregelwiderstände erzielen. Man kann dann die Einteilung wieder linear machen, indem der Widerstand je Längeneinheit des den zu regelnden Widerstand bildenden Drahtes oder Bandes geändert wird. Dies ist namentlich für ununterbrochene Regler wichtig.

Wenn nun. bei einem Apparat mit mehr als einer Röhre die Einteilung des Widerstandes bei Umschaltung von der einen Röhre auf die andere geändert werden muß, so ist dieses Verfahren, nicht brauchbar. Beim erfindungsgemäßen Gerät kann es auch bei Verwendung von zwei oder mehreren Röhren Anwendung finden,, weil die Widerstandsstufen. dann immer den. gleichen Wert beibehalten. Dies bildet einen weiteren Vorteil der Erfindung. Der Vorschaltwiderstand und die Regelstufen der mit den Wählern, gekuppelten Widerstände können zwar derart gewählt werden, daß die Leistung bei keiner einzigen. Stellung der Wähler größer als diejenige ist, welche die Röntgenröhre während der gewählten Belastungszeit höchstens auszuhalten vermag und die Abweichungen, von dem günstigsten Belastungszustand immer innerhalb angemessener Grenzen bleiben, aber eine vollkommen richtige Einstellung der Leistung bei jeder beliebigen Kombination von Spannung und Zeit ist ohne Umschaltung der Anschlüsse an die Regelwiderstände nicht erzielbar. Sogar wenn

einer der Regelwiderstände von einem Spannungsregler ersetzt wird (s. deutsche Patentschrift 735 37¹) ^un<i infolgedessen der Einfluß der Summierung - der Widerstände aufgehoben wird., ergeben sich immer noch Abweichungen von dem idealen Belastungszustand. Eine der Ursachen davon ist z. B. die Änderung des Spannungsverlustes im Apparat bei veränderlicher Stromstärke. Die Tatsache, daß der Anodenstrom der Röntgenröhre

ίο auch innerhalb des Regelungsbereiches dem Heizstrom nicht proportional ist, führt ebenfalls falsche Einstellungen herbei.

Falls eine größere Einstellungsgenauigkeit erwünscht ist, sind gewisse Korrektionen der Anzapfung der Regelwiderstände erforderlich. Diese sind nunmehr bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise erzielbar. Es hat sich nämlich ergeben, daß bei günstiger Verteilung des Gesamtwiderstandes im Heizstromkreis über den Vorschaltwiderstand und die beiden Regelwiderstände, die zurErzielung der optimalenBelastungszustände erforderlichen Korrektionen der Widerstandsänderungen, denen der mit einem der beiden Wähler gekoppelte Regelwiderstand beim Durchlaufen, sämtlicher Stellungen des anderen Wählers der Reihe nach ausgesetzt ist, sich für sämtliche Stellungen des erstgenannten Wählers nahezu gleich verhalten.

Man kann mithin gemäß der Erfindung beim Übergang von einer Stellung des einen Wählers auf eine andere desselben Wählers sämtliche Widerstandsstufen des mit dem anderen Wähler gekoppelten Stromreglers gleichzeitig korrigieren,

'indem am Transformator, an den dieser Stromregler angeschlossen ist, ein anderes Übersetzungsverhältnis eingestellt wird,. Dies verursacht bei der Bedienung keine besondere Mühe, wenn mit dem Spannungswähler neben seinem »eigenen« S,tromregler auch (elektrisch oder mechanisch) ein. Organ zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses des Transformators gekuppelt ist, an den der mit dem Zeitwähler gekuppelte Stromregler angeschlossen ist, und umgekehrt mit dem Zeitwähler auch ein Organ zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators gekuppelt ist, an den der mit dem Spannungswähler gekuppelte Stromregler angeschlossen ist.

Die Gesamtanzahl von Anzapfungen, die an den Transformatoren und den Widerständen angebracht werden müssen, um stets die maximal zulässige Belastung zu erzielen, beträgt bei dieser Ausbildung nicht mehr als das Zweifache der Summe der Anzahl Stellungen der beiden Wähler, und zwar einmal auf den Widerständen und einmal auf den Transformatoren, Die Anzahl Anzapfungen auf den Transformatoren kann aber ohne merkliche Genauigkeitsverringerung beträchtlich herabgesetzt werden. Die den Regelstufen von einem der Wähler entsprechende Reihe von Widerstandswerten, die bei einer bestimmten Stellung des anderen Wählers erforderlich ist, ist nur wenig von derjenigen verschieden, die bei einer benachbarten Stellung des letztgenannten nötig ist. Infolgedessen ist es zulässig, die Umschaltung der Transformatoren jeweils nach Durchlaufen einer Anzahl Stufen des Spannungswählers oder Zeitwählers erfolgen zu lassen und auf diese Weise die Bauart desRöntgenapparates zu vereinfachen. Es genügen dann einige Korrektionsanzapfungen.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Röntgenapparates, an den drei Röntgenröhren 1, 2 und 3 angeschlossen, werden können. Der Speisetransformator 4 ist an der Primärseite an einen Regeltransformator 5 angeschlossen,, der über einen Autotransformator 6 mit regelbarer Primärwindungszahl mit den Netzspannungsklemmen verbunden, ist.

Der Heizstrom für die Röntgenröhre wird vom HeizstremtransformatoT 7 geliefert, dem eine stabilisierte Spannung zugeführt wird. Der Primärstromkreis dieses Transformators ist. mit zwei Regelvorrichtungen 8 und 9 und einem Vorschaltwiderstand 10 versehen. Die Regelvorrichtungen 8 und 9 besitzen, je einen Widerstand 11 und 12 und einen Transformator 13 und 14. Zwei Umschalter 23 und 24 korrespondieren mit nachstellbaren Anzapfungen der Sekundärwicklungen der Transformatoren. Durch Verstellung dieser Umschalter oder der Anzapfungen selbst ändert sich das Trans-formationsverhältnis dieser Transformatoren. An die Sekundärwicklungen, sind die Widerstände 11 und 12 angeschlossen, die mit einer Anzahl Anzapfungen versehen sind, über welche sich Kontaktarme 25 und 26 verstellen können. Die Organe 23 und 26 sind elektrisch oder mechanisch mit dem Kontaktarm des Spannungsreglers 5 und die Organe 24 und 25 elektrisch oder mechanisch mit einem Regler 27 gekoppelt, mit dem die Belastungsdauer eingestellt wird.

Die Primärwicklungen der Transformatoren. 13 und 14 sind ebenfalls mit einer Anzahl nachstellbarer Anzapfungen versehen, mittels deren das TransfoTmationsverhältnis änderbar ist. Im Ausführungsbeispiel sind drei Anzapfungen dargestellt entsprechend der Anzahl Röhren, die mit dem Apparat abwechselnd gespeist werden müssen. Die Kontaktarme 15 und 16, welche die Verbindung von einer der Stromzuführungsleitungen mit den Anzapfungen der Transformatoren herstellen, sind entweder auf rein mechanischem oder auf elekirischem Wege mit dem Röhrenwähler 17 gekuppelt, der ebenfalls drei Stellungen hat. Der Röhrenwäbler betätigt gleichzeitig die Schaltarme 18, 19, 20 und 21 und stellt infolgedessen sämtliche zur Betätigung einer bestimmten Röhre erforderliehen Verbindungen her.

Außerdem ist mit den Schaltarmen 15 und 16 das Regel organ 22 des· Vorschaltwiderstandes 10 gekoppelt. Mittels dieses Vorschaltwiderstandes wird für jede Röntgenröhre der Gesamtwiderstand des Glühdrahtkreises auf einen Wert gebracht, der mit Rücksicht auf die individuellen Eigenschaften der Röhre am geeignetsten ist. Die günstigste Verteilung des erforderlichen Widerstandes über die drei Elemente 10, 11 und 12 ist durch Ausprobieren ermittelbar.

Wenn die Anzapfungen, der Transformatoren 13 und 14 richtig gewählt sind, so sind die Stellungen der Regler 25 und 26 für jede angeschlossene Röhre richtig. Die Anzapfungen sind nachstellbar, damit sie bei Auswechslung einer Röhre korrigiert werden können, um die Regelvorrichtung für die neue Röhre möglichst genau arbeiten zu lassen.

Verstellung des Spannungswählers 5 bzw. des Zeitwählers 27 ergibt eine Änderung des Stromregelwiderstandes 12 bzw. 11. Dies erfordert aus verschiedenen Gründen eine Korrektion des anderen Stromregel Widerstandes 11 bzw. 12, und diese Korrektion kommt selbsttätig durch die gleichzeitige Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators 13 bzw. 14 mit dem Umschalter 23 bzw. 24 zustande. Die erforderliche Korrektion, ist aber so gering, daß es genügt, die Regelstufen in Gruppen zu teilen und nur beim Übergang von der einen Gruppe auf die andere das Transformationsverhältnis etwas zu ändern. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Gruppen gewählt, also zwei nachstellbare Korrektionsanzapfungen auf den. Sekundärwicklungen der

a5 Transformatoren angeordnet. Die Korrektionsanzapfungen können auch auf einem gesonderten, mit dem Transformator 13 bzw. 14 in Kaskade geschalteten Transformator angeordnet sein. Auch, können sie an der Primärseite statt an der Sekundärseite liegen.

Der Regler 28 dient zur Einstellung der Speisespannung des Hochspannungstransformators auf einen bestimmten Wert, vor Anfang einer Röntgenaufnahme, also» zur sogenannten Netz-Spannungskorrektion.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Röntgenapparat mit einer Regelvorrichtung für den Röhrenstrom, die mit dem Spannungswähler gekuppelt ist, und mit einer zweiten Regelvorrichtung für den Röhrenstrom, die mit dem Zeitwähler gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Regelung des Röhrenstromes dienenden Widerstände je über einen besonderen in seinem Übersetzungsverhältnis einstellbaren Transformator in. den Heizstromkreis eingekoppelt sind.
2. 2. Röntgenapparat nach Anspruch 1 zur Verwendung von zwei oder mehreren Röhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses der Transformatoren, an welche die Regelwiderstände angeschlossen sind, mit einer Vorrichtung zum Wählen der Röhre gekuppelt sind.
3. 3. Röntgenapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektion ein Organ zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses des Transformators, an den der mit dem Spannungswähler gekuppelte Regelwiderstand angeschlossen ist, mit dem Zeitwähler gekuppelt ist, und ein Organ zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses des Transformators, an den der mit dem Zeitwähler gekuppelte Regelwiderstand angeschlossen ist, mit dem Spannungswähler gekuppelt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 735 371.

   Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsche Patente Nr. 764414, 901 824, 901 825.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©709552/98 6.57