DE975767C - Roentgen-Diagnostikapparat mit Wechselstromspeisung der Roentgenroehre, bei dem die Roentgenroehre zwangslaeufig mit einer von der gewaehlten Belichtungszeit abhaengigenLeistung belastet wird - Google Patents

Description

Um bei der Herstellung von Röntgenaufnahmen die Belastbarkeit der Röntgenröhre möglichst vorteilhaft auszunutzen, hat man Röntgen-Diagnostikapparate derart eingerichtet, daß die Röntgenröhre selbsttätig mit einer von der Wahl der Aufnahmedauer abhängigen Leistung belastet wird. Nicht in allen Fällen jedoch läßt sich mit einem solchen Apparat die günstigste Bildqualität erzielen. Bei der großen Verschiedenheit der Objekte, von denen eine Aufnahme gemacht werden soll, tritt oft die Schwierigkeit ein, daß infolge der diese Maßnahme begleitenden Einschränkung der Anzahl von Einstellmöglichkeiten die für das gewünschte Produkt aus Milliampere und Sekunden erforderliche Einstellung nicht erzielt werden kann. Namentlich im Gebiet der kurzen Schaltzeiten muß man sich häufig mit einer Annäherung der für die Bildqualität günstigsten Belastung zufrieden geben.

Der erwähnte Nachteil wirkt am wenigsten hinderlich, wenn man die Röntgenröhre mit Gleichspannung speist und einen Zeitschalter verwendet, der sehr genau schaltet. Die dazu erforderlichen Maßnahmen machen den Apparat verwickelt und teuer; außerdem ist es sehr zweifelhaft, ob der in

209 655/8

bestimmten Fällen erzielbare Vorteil von Aufnahmen besserer Qualität -die zusätzlichen Mühen und Kosten rechtfertigt.

Bei den viel einfacheren Röntgenapparaten mit Wechselstromspeisung sowie Ein- oder Doppelphasengleichrichtung der Röhrenspannung wird der erwähnte Nachteil noch dadurch vergrößert, daß . die 'Strahlenausbeute der Röntgenröhre im Gebiet der kurzen Schaltzeiten von einer oder mehreren

ίο Wechselstromperioden nicht proportional mit der Belichtungsdauer ist. Infolge des sinusförmigen Verlaufs des Stroms ist die mittlere Belichtungsintensität bei diesen kurzen Zeiten stark von dem Augenblick des Ein- und Ausschaltens der Belastung abhängig. Der Vorteil eines genau wirkenden Zeitschalters, mittels dessen die Röhrenbelastung in jedem gewünschten Augenblick ein- und ausgeschaltet werden kann, geht infolgedessen teilweise verloren.

so Ein anderer Nachteil bei der kurzzeitigen Herstellung von Röntgenaufnahmen mittels eines Apparates mit selbsttätiger Einstellung der Röhrenbelastung tritt bei kleinen Objekten ein, die eine niedrige Röhrenspannung erfordern. In diesen Fällen hat das zum Erhalten eines Bildes guter

_ Qualität erforderliche Produkt aus Milliampere und Sekunden oft einen solchen Wert, daß es mit dem erwähnten Einstellverfahren nicht erzielt werden kann.

Diese die Nützlichkeit des Prinzips der zwangläufigen Einstellung der Röhrenbelastung entscheidend beeinflussenden Nachteile sind zwar nicht vorhanden bei Geräten mit getrennter Einstellung von Röhrenspannung, Stromstärke und Belastungsdauer. Um bei solchen Apparaten die Größe der Röhrenbelastung überwachen zu können, ist es bekannt, einen Prozentwähler zu verwenden, der das Verhältnis der eingestellten Belastung zum höchstzulässigen Wert anzeigt. Ferner ist bei derartigen Geräten der Prozentwähler zum Einstellen des Röhrenstromes benutzt. Jedenfalls bleibt es erforderlich, die Spannungs- und Zeiteinstellung und außerdem den Röhrenstrom zu wählen, so daß auf die Vorzüge der selbsttätigen Einstellung der Röhrenbelastung auf den bei der gewählten Röhrenspannung und Belastungsdauer zulässigen Wert verzichtet wird.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden. Sie betrifft einen Röntgen-Diagnostikapparat mit Wechselstromspeisung der Röntgenröhre, bei dem die Röntgenröhre durch eine Kopplung zwischen dem Zeitwähler und der Einstellvorrichtung für den Röntgenröhrenstrom zwangläufig mit . einer von der gewählten Belichtungszeit abhängigen Leistung belastet wird und in dem Gebiet der nur wenige Perioden des Speisewechselstromes umfassenden Schaltzeiten die aufeinanderfolgenden Werte der Zeiteinstellung des Zeitwählers um

... mindestens eine halbe Periode voneinander verschieden sind. Nach der Erfindung ist dabei der Zeitwähler so ausgebildet, daß durch seine Verstellung bei diesen Kurzzeiteinstellungen jeweils zwei oder mehr Stufen der Einstellvorrichtung für den Röntgenröhrenstrom wählbar sind. In jeder der einem Zeitwert zugeordneten Einstellungen ist die Belastung der Röntgenröhre verschieden, und in einer dieser Einstellungen kann die der Belastbarkeit der Röntgenröhre entsprechende maximal zulässige Leistung der Röntgenröhre zugeführt werden, in den übrigen eine geringere Leistung.

Es ist möglich, einige Belastungsstufen bei gleichbleibender Belichtungsdauer zuzufügen, ohne daß grundsätzliche Änderungen der Bauart des Zeitschalters erforderlich sind, und beim Röntgenapparat müssen nur einige zusätzliche Anzapfungen am Einstellwiderstand für den Heizstrom vorgesehen werden.

Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines Röntgenapparates, bei dem die Erfindung angewandt ist.

Die Röntgenröhre 1 wird durch die Sekundärwicklung 2 des Hochspannungstransformators 3 gespeist. Die Hochspannung wird unmittelbar der Kathode und der Anode der Röntgenröhre zugeführt.

Die Kathode der Röntgenröhre 1 wird durch die Sekundärwicklung 4 des Heizstromtransformators 5 gespeist.

Der Speisewechselstrom wird der Primärwicklung 6 des Hochspannungstransformators 3 über den Einstelltransformator 7 und den Spannungsregler 8 zugeführt. Dieser Regler wird mit Kilovoltwähler bezeichnet.

Die Primärwicklung 9 des Heizstromtransformators 5 empfängt einen Strom, der einen kleineren oder größeren Teil des Regelwiderstandes 10 durchläuft. Der Wert des in Reihe mit der Wicklung 9 liegenden Widerstandsteils wird durch die Einstellung des Heizstromreglers 11 bestimmt. Dieser Regler kann nach der Figur sechzehn Lagen einnehmen und wird durch die Verstellung des Zeiteinstellorgans 12 betätigt.

Der Zeitschalter hat einen Transformator, dessen Primärwicklung 13 an die Netzspannung angeschlossen ist; die Sekundärwicklung 14 dient zur Speisung des Anodenkreises der Schaltröhre 15 und zum Aufladen des Kondensators 16. Die Aufladung wird durch einen Gleichrichter 17, z. B. eine gasgefüllte Entladungsröhre, durchgeführt, deren Heizkathode durch einen Teil der Wicklung 14 gespeist wird. Als Schaltröhre 15 wird vorzugsweise eine gasgefüllte Röhre mit Heizkathode gewählt werden.

Der Stromkreis der Wicklung 6 des Hochspannungstransformators, der selbsttätig unterbrochen bzw. geschlossen werden muß, enthält einen Doppelpolschalter 18, der durch die Magnetspule 19 betätigt wird. Diese Magnetspule ist in den Anodenkreis der Entladungsröhre 15 eingefügt. :

Der Kondensator 16 ist in einen Aufladekreis aufgenommen, durch den der Strom von einer Anzapfung 20 der Transformatorwicklung 14 her nach dem Kondensator 16, von dort durch den Schaltarm 12 der Zeiteinstellvorrichtung, den eingeschalteten Teil des Regel Widerstands 21 und den Gleichrichter 17 zurück nach der Wicklung 14 fließt. \

Mit dem einen Belag des Kondensators 16 ist das Gitter 22 der Röhre 15 verbunden. Wenn der Kondensator nicht aufgeladen ist, ist das Gitterpotential höher als der Minimalwert, bei dem die Röhre 15 leitend wird. Der Anodenstrom der Röhre kann dann fließen, und der Schalter 18 ist geschlossen. In dem Maße, wie die Aufladung des Kondensators fortschreitet, wird seine Spannung höher, so daß das Potential des mit dem Minuspol des Kondensators 16 verbundenen Gitters niedriger wird. Nach einer gewissen Zeit, deren Dauer von der Lage des Schaltarms 12 abhängig ist, ist die Gitterspannung so niedrig, daß die Röhre 15 stromlos wird und der Schalter 18 sich öffnet.

Die Regeleinrichtung zur Einstellung der Zeit enthält eine gleiche Anzahl Einstellungen wie der Heizstromregler 11. Eine Änderung der Lage des Schalters 12 wird jedoch nicht immer von einer Änderung der Zeitdauer begleitet. In der dargestellten Lage des Schaltarmes ist kein Teil des Regelwiderstands 21 eingeschaltet. Der Kondensator 16 wird dabei in möglichst kurzer Zeit aufgeladen. In den nächstfolgenden beiden Lagen bleibt die Zeiteinstellung ungeändert.

In der dargestellten Lage ist mittels des Heizstromreglers 11 ein solcher Teil des Widerstands 10 in den Heizstromkreis eingefügt, daß die Röhrenbelastung geringer ist als die bei der eingestellten Zeitdauer maximal zulässige Leistung und z. B.

66% dieser Leistung beträgt. In der zweiten Lage wird der Widerstand verringert und die Belastung auf z. B. 80% des zulässigen Werts eingestellt. In der nächstfolgenden Lage ist der kleinste Teil des Widerstands eingeschaltet, und die Belastung ist auf den höchstzulässigen Wert erhöht.

Beim Übergang auf die nächstfolgende Lage des Zeitschaltarmes wird ein größerer Widerstandsteil in den Aufladekreis des Kondensators 16 eingefügt, so daß die Schaltzeit verlängert wird. In dieser Lage wird mittels des Heizstromreglers 11 die Belastung wegen der Einschaltung eines größeren Teils des Widerstands 10 erniedrigt, und zwar bis auf einen Wert, der geringer ist als die bei der eingestellten Zeitdauer zulässige Belastung. Erst in der nächstfolgenden Lage des Zeitschalters, die keine Änderung der Belastungsdauer mit sich bringt, wird die Röhre voll belastet.

Beim Übergang auf die nächstfolgende Zeiteinstellung ist schließlich nur noch eine Belastungsstufe eingefügt.

Wenn die aufeinanderfolgenden Widerstandsstufen des Zeitschalters jeweils derart gewählt sind, daß sie untereinander eine geometrische Progression bilden und die einstellbaren Zeiten jeweils um 25% vergrößern, so ist, wenn die kürzeste Schaltzeit auf 0,02 Sekunden eingestellt ist, der Unterschied zwischen den aufeinanderfolgenden Stufen darauf stets größer als eine halbe Periode des Wechselstroms, wobei eine zusätzliche Regelmöglichkeit nicht mehr nötig ist. Die Einstellung des Widerstands 10 ist also weiter derart, daß bei den weiteren Einstellungen die Röntgenröhre stets voll belastet ist.

Bei passender Wahl der erniedrigten Belastungen kann die Einrichtung derart sein, daß für die Zwischenlagen Anzapfungen verwendet werden, die bereits für Einstellungen längerer Dauer erforderlich sind, bei denen die Röhre voll belastet ist. In diesem Fall genügt die Anbringung einiger zusätzlicher Verbindungen mit dem Heizstromregler.

Der Zeitpunkt der Einschaltung der Röhrenbelastung ist durch das Umlegen des Schalters 23 bestimmt, der in der einen Lage den Kondensator 16 mit den Anzapfungen 20 der Wicklung 14 verbindet und in der anderen Lage den Kondensator 16 kurzschließt.

Bei der Einstellung der Belastung der Röntgenröhre kann außerdem die angelegte Röhrenspannung berücksichtigt werden. Eine einfache Maßnahme zu diesem Zweck besteht in der Anbringung eines Einstelltransformators 26, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit dem Heizstromwiderstand 10 gelegt ist. Mit Hilfe des Schaltarms 24 wird ein größerer oder kleinerer Teil der Primärwicklung eingeschaltet. Der Schaltarm 24 ist mit dem Kilovoltwähler 8 gekoppelt, so daß bei Erniedrigung der Röhrenspannung die in den Heizstromkreis induzierte Spannung höher ist als bei Einstellung der Röhrenspannung auf einen höheren Wert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Röntgen-Diagnostikapparat mit Wechselstromspeisung der Röntgenröhre, bei dem die Röntgenröhre durch eine Kopplung zwischen dem Zeitwähler und der Einstellvorrichtung für den Röntgenröhrenstrom zwangläufig mit einer von der gewählten Belichtungszeit abhängigen Leistung belastet wird und in dem Gebiet der nur wenige Perioden des Speisewechselstroms umfassenden Schaltzeiten die aufeinanderfolgenden Werte der Zeiteinstellung des Zeitwählers um mindestens eine halbe Periode voneinander verschieden sind, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Zeitwählers, daß durch seine \^rerstellung bei diesen Kurz-Zeiteinstellungen jeweils zwei oder mehr Stufen der Einstellvorrichtung für den Röntgenröhrenstrom wählbar sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 675 141, 744214; deutsche Patentanmeldung K 4775 VIIIc/2ig

   (bekanntgemacht am 19. 2. 1953) ;
   Druckschrift »Automatisierte Röntgenapparate«

   der Fa. Koch u. Sterzel AG, Dresden, Druckzeichen IV 912 A 3 TG,339·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 209 655/8 8.62