EP0022295A1 - Verfahren zum Steuern der einer Drehanoden-Röntgenröhre zugeführten elektrischen Leistung - Google Patents

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EP0022295A1
EP0022295A1 EP80200625A EP80200625A EP0022295A1 EP 0022295 A1 EP0022295 A1 EP 0022295A1 EP 80200625 A EP80200625 A EP 80200625A EP 80200625 A EP80200625 A EP 80200625A EP 0022295 A1 EP0022295 A1 EP 0022295A1
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EP
European Patent Office
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temperature
limit value
power
anode
ray tube
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EP80200625A
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EP0022295B1 (de
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Rudolf Ochmann
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication of EP0022295A1 publication Critical patent/EP0022295A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • H05G1/36—Temperature of anode; Brightness of image power

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the electrical power supplied to a rotating anode x-ray tube in an x-ray generator as a function of the anode temperature of the x-ray tube, the respective anode disc temperature being continuously determined and compared with a first limit value, the electrical power supplied to the x-ray tube is automatically lowered when the anode disc temperature exceeds the first limit value.
  • Such a method is essentially known from DE-OS 22 08 871. However, it is not the anode disk temperature that is determined (this is the temperature that the anode disk assumes when the heat supplied in the focal spot has been distributed at least approximately evenly over the entire disk), but the temperature in the focal spot.
  • An analog computing circuit is provided to determine the temperature. A digital calculator could just as well be used for this; the temperature could also be determined by measurement.
  • the tube power is regulated so that the focal spot temperature just corresponds to the limit.
  • the recording times for the same object are constantly changing in this limit range of the load, and it is not possible to achieve reproducibility with regard to the motion blur of the object.
  • this method does not take into account that, even if the focal spot temperature is constantly checked, the rotating anode bearing, which is connected to the anode disk via a shaft with a comparatively high thermal resistance, can assume temperatures that lead to bearing damage and thus to a shortened lifespan of the x-ray tube. Despite monitoring the focal spot temperature, the X-ray tube is therefore not always protected against overload.
  • DE-OS 20 31 590 it is known from DE-OS 20 31 590 to control a display device as a function of the anode temperature reached with a radiation measuring probe so that the remaining fraction of the permissible load on the cold X-ray tube is displayed.
  • the user is forced to convert the recording parameters of his next recording into percentages for comparison and to reset his parameters taking into account the specified limits, which is too complex and time-consuming for routine operation.
  • this object is achieved according to the invention in that the power is automatically reduced to a predetermined constant fraction of the respective permissible power, in that the power is reduced in the recording pauses, in that the anode disk temperature has a second limit value above the first is compared and that the tube power is reduced to a second predetermined constant fraction, preferably the value zero, when the anode disk temperature exceeds the second limit value during a recording pause, that the temperature of the rotating anode bearings is continuously determined and compared with a third limit value and that the triggering of the recording is blocked as long as the determined storage temperature exceeds the third limit value.
  • the electrical power supplied to the X-ray tube is automatically reduced to a fixed fraction of the permissible power by automatic control of the actuators for the tube current and possibly for the tube voltage.
  • the allowable power is the power with which the X-ray tube can just be operated at the temperature corresponding to the first limit value, without the X-ray tube being overloaded by melting processes in the focal spot path.
  • the permissible output with a recording time of 0.1 s or less is 50 kW; if the recording time increases, then the permissible power becomes correspondingly lower - and likewise of course the fraction of this permissible power that is supplied to the X-ray tube when the anode disk temperature has exceeded the first limit value.
  • the reduction in output does not take place during an admission, but in the admission breaks. If the next recording only begins after the anode disk temperature has fallen below the first limit value again, the power supplied to the X-ray tube is automatically increased to the respectively permissible value - as with the known methods.
  • the introduction of a second limit value for the anode disk temperature ensures that the X-ray tube cannot be overloaded even by the reduced power.
  • the second limit value and the fraction to which the power is reduced must therefore be coordinated with one another so that at the second limit value the X-ray tube can be loaded with the aforementioned fraction of the permissible power without damage occurring.
  • the temperature of the rotating anode bearings is also continuously determined and compared with a permissible storage temperature ensures that when the electrical power supplied per exposure is relatively low, the mean time value supplied to the X-ray tube during the individual exposures and fluoroscopy Power but is relatively high - in this case the second limit is the Anode disk temperature mostly not reached - the X-ray tube cannot be destroyed. In some cases, however, it can also happen that - before the bearing temperature reaches the third limit - the connection point (eg a soldering point) of the rotor with the shaft on which the anode disk is seated - exceeds a critical value. Then the temperature at this connection point must be monitored instead of the storage temperature. In both cases, this boils down to the fact that the electrical power supplied - averaged over a period of a few minutes - must not exceed a limit value.
  • the connection point eg a soldering point
  • the first limit value corresponds to the temperature, which the anode disk temperature approaches with an average exposure power of approximately 250 W during continuous exposure.
  • the load capacity of a tube - e.g. 50 kW (in 0.1 s or less) with a 50 kW tube - is not the maximum permissible output with a cold anode disc - a higher load would be possible with a cold anode disc - , but the power that is just permissible after a long period of fluoroscopy, after which the anode disk can have reached a temperature of a few 100 ° C., without damaging the anode disk.
  • the first limit value of the anode plate temperature is 500 0 C or higher, depending on whether the anode plate is roughened or blackened - in this case, a greater power is emitted, so that the anode plate remains cooler - or not.
  • the output is reduced by only lowering the tube current, the images taken with the power reduced in this way retain their character, but the exposure time is extended if the same blackening or the same mAs product is to be achieved.
  • An extension of the exposure Duration is, however, not permitted in many cases, for example in the case of slice shots in which a certain recording time is fixed.
  • a development of the invention therefore provides that the power is reduced by increasing the voltage at the x-ray tube by a predeterminable fraction and at the same time reducing the tube current by three to five times this fraction.
  • the electrical power supplied to the X-ray tube is reduced, but not the dose rate generated by the X-ray tube.
  • the dose rate changes linearly with the tube current, but with the third to fifth power of the voltage, so that the tube current drop in relation to the dose rate is compensated for again by increasing the voltage on the X-ray tube. Since the dose rate thus remains approximately constant, it is possible in this case to work with the same exposure time even when there is a change in power; however, the recording character changes due to the change in the voltage on the X-ray tube.
  • Fig. 1 shows the time course of the different temperatures.
  • Tg 1 denotes the first limit value of the anode disk temperature.
  • This limit value of the anode plate temperature is the value which the anode plate temperature approaches asymptotically when it is subjected to an average fluoroscopic power, for example 250 W.
  • the usual X-ray tubes are designed so that they have the power for which they are intended for (ie for a 30 kW tube for 0.1 s or less 30 kW), can still be processed without overloading.
  • the second limit is designated Tg 2 .
  • the X-ray tube is not overloaded if the anode disk temperature corresponds to this limit value and approximately 80% of the electrical power permissible at the first limit value of the anode disk temperature is supplied to the X-ray tube.
  • T a2 denotes the profile of the anode disk temperature, which results when the X-ray tube is continuously supplied with the electrical power which is still permissible without leading to the destruction of the tube bearings. It strives for a limit value Tg l that lies between the first limit value Tg 1 and the second limit value Tg 2 . In a typical X-ray tube without roughening or blackening of the anode disk or rotor surfaces, the latter two limit values are 780 ° or 1050 ° C. T 1 indicates the course of the temperature which arises in the bearing when the mentioned power is applied to the X-ray tube. In this case, the storage temperature strives asymptotically to a limit value T l g.
  • the X-ray recording is carried out with the full power permissible for this temperature. If the anode disc temperature lies between the limit values Tg 1 and Tg 2 during a recording pause, the power is reduced, ie the actuators for the tube voltage and the tube current are controlled so that the electrical power that can be set with them is just 80% of that below the limit value Tg 1 permissible electrical power. If the determined anode disc temperature falls below the first limit value during the recording pause, the electrical power that can be supplied is increased again to the full value. - The anode disc temperature is above during a recording pause of the second limit value, the recording is blocked until at least the temperature Tg 2 falls below again.
  • the block diagram in FIG. 2 represents an X-ray generator for executing the method according to the invention
  • Rotating anode x-ray tube 1 is connected to a high voltage generator 2. This is connected to a low-voltage actuator 60 via a time switch 30.
  • the electronically controlled heating circuit 5 receives its setpoint via line 8 from a function transmitter 20 for the tube nomograms, which in turn receives the setting signals from the transmitters 14, 15, 16 arranged on the control panel 10 for entering the recording parameters (tube voltage, tube current, recording time).
  • the function generator is used in a known manner (DE-OS 21 58 865) to generate the tube loading nomograms for the different X-ray tubes and possibly for different focal spots within the individual X-ray tubes, but only for one image.
  • this can be a signal that falls continuously after an initial time (0.1 s), corresponding to an X-ray image with continuously decreasing power, or a constant value, for example when a recording with constant current is set on the control panel 10.
  • the actual values of the tube current required for the tube current control are supplied by a sensor I, which is contained in the high-voltage generator.
  • the reference variable or the desired value is fed to line 8 via an amplifier 21 contained in the function generator 20 with a gain which can be set in stages. The gain of this amplifier remains constant during a recording.
  • the function provider determines from this and from the tube power the tube current required for this power, which decreases over time ("falling load") and this value is given via the amplifier 21 to the line 8 for the reference variable of the tube current control circuit.
  • the size of the guide values also depends on the amplification of the amplifier 21 that is set in each case.
  • the gain of the amplifier 21 is controlled depending on the temperature of the anode disk, the anode bearing and the X-ray tube housing.
  • the computing circuit 110 can consist of a network, of resistors and capacitors, which simulates the course of the anode temperature.
  • a signal is fed to the computing circuit 110 at its input 111 via a line 71, which signal corresponds to the instantaneous value of the electrical power supplied to the X-ray tube and which has the value zero during a pause in imaging and fluoroscopy.
  • the signal is generated by a multiplier 70 which forms the product of tube voltage (U) and tube current during the recording or the fluoroscopy.
  • the components used in the computing circuit 110 correspond to the thermal parameters of the Dimension the anode disk of the X-ray tube; when using multiple X-ray tubes or an X-ray tube with multiple focal spots, these components can be switched accordingly.
  • the voltage that can be attacked at output 112 is an approximate representation of the respective anode disk temperature. It is given on the one hand at the input of a second computing circuit 120 to simulate the rotating anode storage temperature, the elements of which can also be adjusted to the thermal parameters of the X-ray tube, and on the other hand at the inputs of two comparison stages 40 and 41, which respond when the one supplied by computing circuit 110 Value corresponds to the first limit value (T a1 ) or the second limit value (Tg2).
  • the computing circuit 120 is designed in such a way that - if a signal is continuously supplied via the line 71 which corresponds to the continuous output which is still permissible with regard to the heating of the bearings - the output signal of the computing circuit 120 strives for a limit value which corresponds to the limit value Tlg.
  • This signal present on line 122 is fed to the input of a further comparison device 42, which responds as soon as the mentioned limit value is reached.
  • the computing circuit 120 can contain an input 121, into which a current is fed each time the rotating anode is started or braked, which comprises the proportion of the starting or braking power that is inductively transmitted to the rotor.
  • a signal is supplied to the input of a third arithmetic circuit 130, which simulates the housing temperature, and corresponds to the thermal output resulting from the existing heat transfer resistances.
  • the arithmetic circuit 130 is connected to the arithmetic circuit 110 via the line 115 and receives from it a signal which corresponds to the heat output radiated from the anode disk.
  • the exit of the arithmetic circuit 130 for the housing temperature is connected to the input of a fourth comparison stage 43.
  • the ambient temperature can be simulated by an optionally adjustable voltage source, which in the simplest case can be realized by a suitable tens diode.
  • the output of the computing circuit 130 is connected to a fourth comparison stage 43, which responds when the voltage at the output corresponds to a predefinable limit value of the housing temperature.
  • the computing circuit 130 can be replaced by a suitable temperature sensor, which measures the housing temperature.
  • the computing circuits 110 and 120 could also be replaced by temperature sensors which measure the anode disk temperature or the bearing temperature, but such a measurement is considerably more difficult than the simulation or the calculation of the corresponding temperatures.
  • the outputs 45, 46, 47 and 48 of the comparison stages 40, 41, 42 and 43 are connected to control inputs of the function generator 20 and control the gain of the amplifier 21 with adjustable gain via a suitable linking network.
  • This control which is only effective during the recording pauses, is carried out in such a way that the amplification is set to zero when at least one of the comparison stages 41, 42 or 43 has responded, ie when the anode disk temperature has exceeded the second limit value Tg 2 when the Storage temperature has exceeded its limit value and / or if the limit temperature of the housing has been exceeded.
  • the gain of the adjustable amplifier 21 set to 80%.
  • the reference variable for the tube current is reduced to 80% of the value which would still be permissible below the first limit value given the setting on the control panel 10 and the given load capacity of the X-ray tube.
  • a fast simulation in time-lapse operation is started with the aid of a second simulation network.
  • the second network 200 also has three computing circuits 210, 220, 230, the structure of which is identical to that of the computing circuits 110, 120 and 130, but whose time constant differs from that of the computing circuits 110, 120 and 130 by a constant factor , which is significantly larger than 1. If one of the comparison stages corresponds to 40 to 43, a fast simulation cycle begins, in which the computing circuits are set via the voltage sequence 112, 122, 132 to the (real time) temperatures determined by the computing circuits 110, 120 and 130 and then simulate the cooling process.
  • Circuit 50 controls a gate through which a generator with a frequency matched to the time-lapse factor counts up a waiting time counter with display 17 on the control panel.
  • the waiting time counter contains the waiting time which is required in order to be able to carry out a recording again with 100% of the power.
  • the waiting time counter is counted down again in real time so that the current waiting time is displayed at every moment.
  • the simulation network 100, the fast simulation network 200, the comparison stages 40 ... 43 and the function generator 20 are advantageously implemented with the aid of a microprocessor.
  • the calculation of the different temperatures in real-time and time-lapse operation is particularly simple, because for time-lapse operation, the calculation steps only have to be carried out in faster succession than corresponds to the time increment used for real-time calculation of the temperatures; the time increment can also be chosen larger for the time-lapse simulation.
  • FIG. 3 shows the time course of the temperature T a on the anode disk and the temperature (T l ) on the bearing of a rotating anode X-ray tube during a typical X-ray examination.
  • the temperature T a of the anode disk rises almost abruptly (in reality the temperature increase per unit of time is proportional to the instantaneous value of the power supplied to the X-ray tube), the height of the jump depending on the energy supplied during an exposure. It can be seen that the temperature of the anode disk decreases approximately exponentially during the recording pauses, but much more slowly than it increases during a recording.
  • the temperature of the anode disk exceeds both the first and the second limit values Tg 1 and Tg 2 .
  • the comparison therefore speak stage 40 and 41, and a fast simulation cycle is triggered, and the user is shown on the control panel on the display 17 how long he has to wait until he can take up again at full power.
  • the comparison stage 41 After the anode disk temperature has fallen below the second limit value T g2 , the comparison stage 41 returns to the idle state, that is to say the recording lock is released and only the comparison stage 40 is effective, so that from then on a recording can be carried out - even if with 80% reduced performance.
  • the bearing temperature T i changes relatively slowly compared to the anode plate temperature due to the existing heat transfer resistance between the anode plate and the bearings. It exceeds the storage temperature limit value T l g after the end of the sixth exposure (comparison stage 42 also responds) and its temperature then rises to a maximum without electrical power being supplied to the X-ray tube during this time. Therefore, the limit value T l g of the storage temperature must be selected somewhat below the maximum permissible storage temperature. After the anode disk temperature T a has fallen below the second limit value again, the comparison stage 41 returns to its original state, but the comparison stage 42 then remains in the response state.

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Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird fortlaufend die Temperatur der Anodenscheibe ermittelt. Überschreitet die Temperatur einen ersten Grenzwert, wird die Leistung der Röntgenröhre auf einen Bruchteil (z.B. 80 =%) der sonst zulässigen Leistung herabgesetzt. Wird ein zweiter Grenzwert der Anodenscheibentemperatur überschritten, wird die Aufnahme ganz blockiert. Bei Aufnahmen mit relativ niedriger Leistung, die dicht aufeinanderfolgen, kann es vorkommen, daß die Anodenscheibentemperatur den zweiten Grenzwert nicht erreicht, doch kann der Mittelwert der zugeführten elektrischen Leistung dabei so hoch sein, daß das Lager der Drehanode gegebenenfalls auch die Verbindungsstelle der Anodenwelle mit ihrem Rotor überlastet. Dies wird dadurch verhindert, daß zugleich auch der Mittelwert der Leistung, die der Röntgenröhre zugeführt wird, überwacht wird und die Aufnahme blockiert wird, wenn dieser Mittelwert zu hoch ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der einer Drehanoden-Röntgenröhre in einem Röntgengenerator zugeführten elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Anodentemperatur der Röntgenröhre, wobei die jeweilige Anodenscheibentemperatur fortlaufend ermittelt wird und mit einem ersten Grenzwert verglichen wird, wobei die der Röntgenröhre zugeführte elektrische Leistung selbsttätig abgesenkt wird, wenn die Anodenscheibentemperatur den ersten Grenzwert überschreitet.
  • Ein solches Verfahren ist im wesentlichen aus der DE-OS 22 08 871 bekannt. Allerdings wird dabei nicht die Anodenscheibentemperatur ermittelt (das ist die Temperatur, die die Anodenscheibe annimmt, wenn sich die im Brennfleck zugeführte Wärme wenigstens annähernd gleichmäßig auf die.ganze Scheibe verteilt hat), sondern die Temperatur im Brennfleck. Zur Ermittlung der Temperatur ist dabei ein analoger Rechenkreis vorgesehen. Ebensogut könnte ein digitaler Rechner dafür verwendet werden; auch könnte die Temperatur durch Messung ermittelt werden.
  • In dem Augenblick, in dem bei dem bekannten Verfahren die Brennflecktemperatur den Grenzwert erreicht hat, wird die Röhrenleistung so geregelt, daß die Brennflecktemperatur gerade dem Grenzwert entspricht. Als Folge des automatischen Herabsetzens der Leistung während der Aufnahme ergeben sich in diesem Grenzbereich der Belastung ständig ändernde Aufnahmezeiten bei demselben Objekt, und es ist keine Reproduzierbarkeit hinsichtlich der Bewegungsunschärfe des Objektes erzielbar. Außerdem berücksichtigt dieses Verfahren nicht, daß auch dann, wenn die Brennflecktemperatur ständig kontrolliert wird, das Drehanodenlager, das über eine Welle mit vergleichsweise hohem Wärmewiderstand mit der Anodenscheibe verbunden ist, Temperaturen annehmen kann, die zu Lagerschäden und damit zu verkürzter Lebensdauer der Röntgenröhre führen. Trotz der Überwachung der Brennflecktemperatur ist die Röntgenröhre also nicht in jedem Fall gegen Überlastung gesichert.
  • Das gleiche gilt für das aus der DE-AS 1 050 458 bekannte Verfahren, bei dem die noch zulässige weitere Belastung einer Röntgenröhre auf einen Bruchteil des für die kalte Röntgenröhre aufgrund ihrer Kenntafel oder ihres Diagramms zulässigen Belastungswertes festgelegt wird, sobald die Brennflecktemperatur den Grenzwert erreicht hat.
  • Weiterhin ist es aus der DE-OS 20 31 590 bekannt, eine Anzeigevorrichtung in Abhängigkeit von der erreichten, mit einer Strahlenmeßsonde ermittelten Anodentemperatur so zu steuern, daß der verbleibende Bruchteil der zulässigen Belastung der kalten Röntgenröhre angezeigt wird. Der Benutzer ist dabei aber gezwungen, die Aufnahmeparameter seiner nächsten Aufnahme zum Vergleich umzurechnen in prozentuale Belastung und seine Parameter unter Berücksichtigung der vorgegebenen Grenzen neu einzustellen, was für den Routinebetrieb zu aufwendig und zeitraubend ist.
  • Schließlich ist es aus der DE-OS 23 45 947 bekannt, durch Simulation oder Messung der Anodentemperatur und durch Schnellsimulation der Abkühlung der Anodenscheibe dem Benutzer die Wartezeit anzuzeigen, die nach dem Überschreiten eines Anodentemperatur-Grenzwertes abgewartet werden muß, bevor die nächste Aufnahme ohne Gefahr für die Anodenscheibe ausgelöst werden kann. Auch hier wie in allen anderen vorgenannten Fällen kann aber nicht verhindert werden, daß die Röntgenröhre überlastet wird, wenn die ihr zugeführte mittlere Leistung zu hoch wird, weil dabei der Grenzwert der Anodenscheibentemperatur u.U. gar nicht erreicht wird, obwohl die Lagertemperatur zu hoch ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das eine Überlastung der Röntgenröhre wirksam ausschließt und das bei der Aufnahme eines Objektes reproduzierbare Aufnahmezeiten ergibt.
  • Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leistung selbsttätig auf einen vorgegebenen konstanten Bruchteil der jeweils zulässigen Leistung abgesenkt wird, daß die Leistungsabsenkung in den Aufnahmepausen erfolgt, daß die Anodenscheibentemperatur mit einem zweiten oberhalb des ersten liegenden Grenzwert verglichen wird und daß die Röhrenleistung auf einen zweiten vorgegebenen konstanten Bruchteil, vorzugsweise den Wert Null, abgesenkt wird, wenn in einer Aufnahmepause die Anodenscheibentemperatur den zweiten Grenzwert überschreitet, daß weiter die Temperatur der Drehanoden-Lager fortlaufend ermittelt wird und mit einem dritten Grenzwert verglichen wird und daß die Aufnahmeauslösung blockiert wird, solange die ermittelte Lagertemperatur den dritten Grenzwert überschreitet.
  • Dabei wird also die der Röntgenröhre zugeführte elektrische Leistung selbsttätig - durch automatische Steuerung der Stellglieder für den Röhrenstrom und gegebenenfalls für die Röhrenspannung - auf einen festen Bruchteil der jeweils zulässigen Leistung abgesenkt. Die zulässige Leistung ist diejenige Leistung, mit der die Röntgenröhre bei der dem ersten Grenzwert entsprechenden Temperatur gerade noch betrieben werden kann, ohne daß die Röntgenröhre - durch Anschmelzvorgänge in der Brennfleckbahn - überlastet wird. Bei einer 50 kW-Röhre beträgt die zulässige Leistung bei einer Aufnahmedauer von 0,1 s oder weniger 50 kW; nimmt die Aufnahmedauer zu, dann wird die zulässige Leistung entsprechend geringer - und ebenso natürlich der Bruchteil dieser zulässigen Leistung, der der Röntgenröhre zugeführt wird, wenn die Anodenscheibentemperatur den ersten Grenzwert überschritten hat.
  • Die Leistungsabsenkung erfolgt nicht während einer Aufnahme, sondern in den Aufnahmepausen. Beginnt die nächste Aufnahme erst, nachdem die Anodenscheibentemperatur den ersten Grenzwert wieder unterschritten hat, dann wird die der Röntgenröhre zugeführte Leistung selbsttätig auf den jeweils zulässigen Wert heraufgesetzt - wie bei den bekannten Verfahren auch. Die Einführung eines zweiten Grenzwertes für die Anodenscheibentemperatur stellt sicher, daß die Röntgenröhre auch durch die herabgesetzte Leistung nicht überlastet werden kann. Der zweite Grenzwert und der Bruchteil, auf den die Leistung abgesenkt wird, müssen also so aufeinander abgestimmt sein, daß bei dem zweiten Grenzwert die Röntgenröhre mit dem erwähnten Bruchteil der zulässigen Leistung belastet werden kann, ohne daß dabei eine Beschädigung eintritt.
  • Dadurch, daß auch die Temperatur der Drehanoden-Lager fortlaufend ermittelt und mit einer zulässigen Lagertemperatur verglichen wird, wird sichergestellt, daß dann, wenn die pro Aufnahme zugeführte elektrische Leistung relativ niedrig ist, der zeitliche Mittelwert der der Röntgenröhre bei den einzelnen Aufnahmen und Durchleuchtungen zugeführten Leistung aber relativ hoch ist - in diesem Fall wird der zweite Grenzwert der Anodenscheibentemperatur meist nicht erreicht - die Röntgenröhre nicht zerstört werden kann. In-einigen Fällen kann es aber auch vorkommen, daß - bevor die Lagertemperatur den dritten Grenzwert erreicht - die Verbindungsstelle (z.B. eine Lötstelle) des Rotors mit der Welle auf der die Anodenscheibe sitzt - einen kritischen Wert überschreitet. Dann muß statt der Iager temperatur die Temperatur an dieser Verbindungsstelle überwacht werden. In beiden Fällen läuft dies darauf hinaus, daß die zugeführte elektrische Leistung - gemittelt über einen Zeitraum von einigen Minuten - einen Grenzwert nicht überschreiten darf.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der erste Grenzwert der Temperatur entspricht, der sich die Anodenscheibentemperatur bei andauernder Beaufschlagung mit einer mittleren Durchleuchtungsleistung von etwa 250 W annähert. Diese Weiterbildung geht davon aus, daß die Belastbarkeit einer Röhre - z.B. 50 kW (in 0,1 s oder weniger) bei einer 50 kW-Röhre - nicht die maximal zulässige Leistung bei kalter Anodenscheibe ist - bei kalter Anodenscheibe wäre eine höhere Belastung möglich - , sondern die Leistung, die nach einer länger andauernden Durchleuchtung, wonach die Anodenscheibe eine Temperatur von einigen 100°C erreicht haben kann, gerade noch zulässig ist, ohne die Anodenscheibe zu beschädigen. Mithin liegt der erste Grenzwert der Anodenscheibentemperatur bei 5000C oder höher, je nachdem, ob die Anodenscheibe aufgerauht oder geschwärzt ist - in diesem Fall wird eine größere Leistung abgestrahlt, so daß die Anodenscheibe kühler bleibt - oder nicht.
  • Wenn die Leistung dadurch abgesenkt wird, daß lediglich der Röhrenstrom abgesenkt wird, behalten die mit in dieser Weise abgesenkter Leistung aufgenommenen Bilder zwar ihren Charakter bei, jedoch verlängert sich die Belichtungsdauer, wenn die gleiche Schwärzung bzw. das gleiche mAs-Produkt erreicht werden soll. Eine Verlängerung der Belichtungsdauer ist in vielen Fällen, z.B. bei Schichtaufnahmen, bei denen eine bestimmte Aufnahmezeit fest vorgegeben ist, aber nicht zulässig. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, daß die Leistung dadurch abgesenkt wird, daß die Spannung an der Röntgenröhre um einen vorgebbaren Bruchteil erhöht und gleichzeitig der Röhrenstrom um das Drei- bis Fünffache dieses Bruchteils abgesenkt wird. Hierbei wird zwar die der Röntgenröhre zugeführte elektrische Leistung abgesenkt, nicht aber die durch die Röntgenröhre erzeugte Dosisleistung. Die Dosisleistung ändert sich nämlich linear mit dem Röhrenstrom, aber mit der dritten bis fünften Potenz der Spannung, so daß die Röhrenstromabsenkung in bezug auf die Dosisleistung durch die Erhöhung der Spannung an der Röntgenröhre wieder kompensiert wird. Da somit die Dosisleistung näherungsweise konstant bleibt, kann in diesem Fall auch bei einer Leistungsänderung mit der gleichen Belichtungszeit gearbeitet werden; allerdings ändert sich der Aufnahmecharakter infolge der Änderung der Spannung an der Röntgenröhre.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 die verschiedenen Grenzwerte der Temperatur,
    • Fig. 2 das Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    • Fig. 3 den Temperaturverlauf bei einer längeren Röntgenuntersuchung.
  • Fig. 1 zeigt den zeitlichen Verlauf der verschiedenen Temperaturen. Dabei ist mit Tg1 der erste Grenzwert der Anodenscheibentemperatur bezeichnet. Dieser Grenzwert der Anodenscheibentemperatur ist der Wert, dem sich die Anodenscheibentemperatur asymptotisch nähert, wenn sie mit einer mittleren Durchleuchtungsleistung, z.B. 250 W, beaufschlagt wird. Die üblichen Röntgenröhren sind so ausgelegt, daß sie bei diesem Grenzwert die Leistung, für die sie bestimmt sind (d.h. z.B. bei einer 30 kW-Röhre für 0,1 s oder weniger 30 kW), noch ohne Überlastung verarbeiten können. Der zweite Grenzwert ist mit Tg2 bezeichnet. Er ist so bemessen, daß die Röntgenröhre nicht überlastet wird, wenn die Anodenscheibentemperatur diesem Grenzwert entspricht und der Röntgenröhre etwa 80 % der bei dem ersten Grenzwert der Anodenscheibentemperatur zulässigen elektrischen Leistung zugeführt wird.
  • Mit Ta2 ist der Verlauf der Anodenscheibentemperatur bezeichnet, der sich ergibt, wenn der Röntgenröhre ständig die elektrische Leistung zugeführt wird, die noch zulässig ist, ohne zu einer Zerstörung der Röhrenlager zu führen. Sie strebt einem Grenzwert Tgl zu, der zwischen dem ersten Grenzwert Tg1 und dem zweiten Grenzwert Tg2 liegt. Die beiden letztgenannten Grenzwerte betragen bei einer typischen Röntgenröhre ohne Aufrauhung oder Schwärzung der Anodenscheiben- oder Rotorflächen 780° bzw. 1050°C. Mit T1 ist der Verlauf der Temperatur angegeben, die sich im Lager einstellt, wenn die Röntgenröhre mit der erwähnten Leistung beaufschlagt wird. Die Lagertemperatur strebt in diesem Fall asymptotisch einem Grenzwert Tlg zu. Wenn die Anodenscheibentemperatur bei Beginn einer Aufnahme dem Grenzwert Tg1 entspricht oder darunter liegt, wird die Röntgenaufnahme mit der vollen für diese Temperatur zulässigen Leistung durchgeführt. Liegt die Anodenscheibentemperatur in einer Aufnahmepause zwischen den Grenzwerten Tg1 und Tg2, dann wird die Leistung abgesenkt, d.h. die Stellglieder für die Röhrenspannung und den Röhrenstrom werden so gesteuert, daß die mit ihnen einstellbare elektrische Leistung gerade 80 % der unterhalb des Grenzwertes Tg1 zulässigen elektrischen Leistung beträgt. Sinkt die ermittelte Anodenscheibentemperatur in der Aufnahmepause wieder unter den ersten Grenzwert, wird die zuführbare elektrische Leistung wieder auf den vollen Wert erhöht. - Befindet sich die Anodenscheibentemperatur in einer Aufnahmepause oberhalb des zweiten Grenzwertes, wird die Aufnahme blockiert, bis zumindest die Temperatur Tg2 wieder ünterschritten ist.
  • Man erkennt nun aus dem Diagramm der Fig. 1, daß nicht in jedem Fall, in dem die Anodenscheibentemperatur zwischen den Grenzwerten Tg1 und Tg2 liegt, eine Aufnahme - auch nicht mit reduzierter Leistung - erfolgen kann, weil es vorkommen kann, daß die Lagertemperatur den zulässigen Grenzwert erreicht hat, ohne daß die Anodenscheibentemperatur den zweiten Grenzwert überschritten hat. Bei der Erfindung wird durch die Ermittlung der Lagertemperatur und die Blockierung der Aufnahme, wenn der Grenzwert der Lagertemperatur erreicht wird, eine Überlastung der Röntgenröhre verhindert. Bei den bekannten Verfahren, bei denen die der Röntgenröhre zugeführte elektrische Leistung oberhalb eines Grenzwertes der Anodenscheibentemperatur selbsttätig abgesenkt wird, ist dies nicht der Fall, es sei denn, es wäre sichergestellt, daß die Anodenscheibentemperatur den zwischen den beiden Grenzwerten Tg1 und Tg2 liegenden Wert Tgl nicht überschreiten kann; in diesem Fall würden aber die noch vorhandenen Belastungsreserven nicht voll ausgenutzt werden können.
  • Es ist nicht sinnvoll, den zweiten Grenzwert wesentlich höher anzusetzen, weil dann im Bereich zwischen diesen Grenzwerten die Leistung wesentlich stärker herabgesetzt werden muß (z.B. auf 50 % der unterhalb des ersten Grenzwertes Tg1 zulässigen Leistung) und weil der vergrößerte Temperaturspielraum, innerhalb dessen Aufnahmen mit reduzierter Leistung ausgeführt werden könnten, praktisch nicht ausgenutzt werden kann, weil die Lagertemperatur im allgemeinen schon ihren Grenzwert erreicht hat, bevor der so erhöhte zweite Grenzwert erreicht ist.
  • Das Blockschaltbild in Fig. 2 stellt einen Röntgengenerator zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Eine Drehanodenröntgenröhre 1 ist an einen Hochspannungserzeuger 2 angeschlossen. Dieser ist über einen-Zeitschalter 30 mit einem Niederspannungs-Stellglied 60 verbunden. Der elektronisch geregelte Heizkreis 5 erhält seinen Sollwert über die Leitung 8 aus einem Funktionsgeber 20 für die Röhrennomogramme, der seinerseits die Einstellsignale von den am Bedienpult 10 angeordneten Gebern 14, 15, 16 zur Eingabe der Aufnahmeparameter (Röhrenspannung, Röhrenstrom, Aufnahmezeit) erhält. Der Funktionsgeber dient in bekannter Weise (DE-OS 21 58 865) dazu, die Röhrenbelastungsnomogramme für die verschiedenen Röntgenröhren und gegebenenfalls für unterschiedliche Brennflecke innerhalb der einzelnen Röntgenröhren zu erzeugen, aber nur jeweils für eine Aufnahme. Er liefert also ein Signal, das in jedem Augenblick für die bei einer Aufnahme zu benutzende Röntgenröhre und deren Brennfleck ein Signal liefert, das dem in diesem Augenblick jeweils zulässigen Röhrenstrom und damit der elektrischen Leistung entspricht und das als Führungsgröße bzw. als Sollwert auf der Leitung 8 erscheint. Dabei kann es sich einerseits um ein nach einer Anfangszeit (0,1 s) stetig fallendes Signal handeln entsprechend einer Röntgenaufnahme mit stetig fallender Leistung oder um einen konstanten Wert, beispielsweise dann, wenn am Bedienpult 10 eine Aufnahme mit konstantem Strom eingestellt ist.
  • Die für die Röhrenstromregelung erforderlichen Ist-Werte des Röhrenstroms werden von einem Meßaufnehmer I geliefert, der im Hochspannungserzeuger enthalten ist. Die Führungsgröße bzw. der Sollwert wird an die Leitung 8 über einen im Funktionsgeber 20 enthaltenen Verstärker 21 mit stufig einstellbarer Verstärkung zugeführt. Die Verstärkung dieses Verstärkers bleibt während einer Aufnahme jeweils konstant.
  • Bei Betrieb des Röntgengenerators mit einem Belichtungsautomaten wird am Bedienpult 10 lediglich die Röhrenspannung eingestellt. Der Funktionsgeber bestimmt daraus und aus der Röhrenleistung den für diese Leistung erforderlichen, mit der Zeit abnehmenden Röhrenstrom ("fallende Last") und dieser Wert wird über den Verstärker 21 auf die Leitung 8 für die Führungsgröße des Röhrenstrom-Regelkreises gegeben. Die Führungswerte sind also außer von der Einstellgröße und der Röhrenleistung in ihrer Größe zusätzlich abhängig von der jeweils eingestellten Verstärkung des Verstärkers 21.
  • Das gleiche gilt in der Betriebsart "Zwei-Knopf-Technik", bei der außer der Röhrenspannung auch noch das mAs-Produkt eingestellt wird. Hier hängt aber zusätzlich auch die resultierende Aufnahmedauer von der Verstärkung ab. Dieser im Funktionsgeber 20 in bekannter Weise (DE-OS 27 21 535) gebildete Wert wird über die Leitung 32 einerseits der Anzeigeeinrichtung 13 am Bedienpult 10 vorgegeben und andererseits dem Zeitschalter 30 zugeführt.
  • Die Verstärkung des Verstärkers 21 wird in Abhängigkeit von der Temperatur der Anodenscheibe, des Anodenlagers und des Röntgenröhrengehäuses gesteuert.
  • Diese Temperaturen werden in der Einrichtung 100 ermittelt, die drei Rechenkreise 110, 120, 130 enthält. Der Rechenkreis 110 kann in bekannter Weise (DE-AS 1 050 458) aus einem Netzwerk, aus Widerständen und Kondensatoren bestehen, das den Verlauf der Anodentemperatur simuliert. Dazu wird dem Rechenkreis 110 an seinem Eingang 111 über eine Leitung 71 ein Signal zugeführt, das dem Momentanwert der der Röntgenröhre jeweils zugeführten elektrischen Leistung entspricht und das in einer Aufnahme- und Durchleuchtungspause den Wert Null hat. Das Signal wird von einem Multiplizierer 70 erzeugt, der das Produkt aus Röhrenspannung (U) und Röhrenstrom bei der Aufnahme oder der Durchleuchtung bildet. Die im Rechenkreis 110 verwendeten Bauelemente sind entsprechend den Wärmeparametern der Anodenscheibe der Röntgenröhre bemessen;bei Verwendung von mehreren Röntgenröhren oder einer Röntgenröhre mit mehreren Brennflecken sind diese Bauelemente entsprechend umschaltbar. Die am Ausgang 112 angreifbare Spannung ist ein angenähertes Abbild der jeweiligen Anodenscheibentemperatur. Sie wird einerseits auf dem Eingang eines zweiten Rechenkreises 120 zur Simulation der Drehanoden-Lagertemperatur gegeben, dessen Elemente ebenfalls auf die thermischen Parameter der Röntgenröhre einstellbar sind, und andererseits den Eingängen zweier Vergleichsstufen 40 bzw. 41, die ansprechen, wenn der vom Rechenkreis 110 gelieferte Wert dem ersten Grenzwert (Ta1) bzw. dem zweiten Grenzwert (Tg2) entspricht.
  • Der Rechenkreis 120 ist so ausgelegt, daß - wenn über die Leitung 71 andauernd ein Signal zugeführt wird, das der im Hinblick auf die Lagererwärmung noch zulässigen Dauerleistung entspricht - das Ausgangssignal des Rechenkreises 120 einem Grenzwert zustrebt,der dem Grenzwert Tlg entspricht. Dieses an der Leitung 122 anliegende Signal wird dem Eingang einer weiteren Vergleichseinrichtung 42 zugeführt, die anspricht, sobald der erwähnte Grenzwert erreicht ist. - Zusätzlich kann der Rechenkreis 120 einen Eingang 121 enthalten, in den bei jedem Anlauf oder Abbremsen der Drehanode ein Strom eingespeist wird, der den Anteil der Anlauf- bzw. Bremsleistung umfaßt, die induktiv auf den Rotor übertragen wird.
  • Vom Ausgang des Rechenkreises 120 wird dem Eingang eines dritten Rechenkreises 130, der die Gehäusetemperatur simuliert, ein Signal zugeführt, das der bei den vorhandenen Wärmeübergangswiderständen sich ergebenden Wärmeleistung entspricht. Außerdem ist der Rechenkreis 130 über die Leitung 115 mit dem Rechenkreis 110 verbunden und erhält von diesem ein Signal, das der von der Anodenscheibe abgestrahlten Wärmeleistung entspricht. Der Ausgang des Rechenkreises 130 für die Gehäusetemperatur ist mit dem Eingang einer vierten Vergleichsstufe 43 verbunden. Die Umgebungstemperatur kann dabei durch eine gegebenenfalls einstellbare Spannungsquelle simuliert werden, die im einfachsten Fall durch eine geeignete Zehner-Diode realisiert sein kann. Der Ausgang des Rechenkreises 130 ist mit einer vierten Vergleichsstufe 43 verbunden, die anspricht, wenn die Spannung am Ausgang einem vorgebbaren Grenzwert der Gehäusetemperatur entspricht.
  • Der Rechenkreis 130 kann durch einen geeigneten Temperaturfühler, der die Gehäusetemperatur mißt, ersetzt werden. Grundsätzlich könnten auch die Rechenkreise 110 und 120 durch Temperaturfühler ersetzt sein, die die Anodenscheibentemperatur bzw. die Lagertemperatur messen, doch ist eine derartige Messung wesentlich schwieriger als die Simulation bzw. die Berechnung der entsprechenden Temperaturen.
  • Die Ausgänge 45, 46, 47 bzw. 48 der Vergleichsstufen 40, 41, 42 bzw. 43 sind mit Steuereingängen des Funktionsgebers 20 verbunden und steuern über ein geeignetes Verknüpfungsnetzwerk die Verstärkung des Verstärkers 21 mit einstellbarer Verstärkung. Diese Steuerung, die nur in den Aufnahmepausen wirksam wird, erfolgt so, daß die Verstärkung auf Null gesetzt wird, wenn wenigstens eine der Vergleichsstufen 41, 42 oder 43 angesprochen hat, d.h., wenn die Anodenscheibentemperatur den zweiten Grenzwert Tg2 überschritten hat, wenn die Lagertemperatur ihren Grenzwert überschritten hat und/oder wenn die Grenztemperatur des Gehäuses überschritten ist. Wenn hingegen nur die Vergleichsstufe 40 angesprochen hat, d.h., wenn die Anodenscheibentemperatur oberhalb des ersten Grenzwertes Tg1 liegt, ohne daß eine der drei anderen Vergleichsstufen 41, 42, 43 angesprochen hat, wird die Verstärkung des einstellbaren Verstärkers 21 auf 80 % gesetzt. Dies bedeutet, daß die Führungsgröße für den Röhrenstrom auf 80 % des Wertes herabgesetzt wird, der unterhalb des ersten Grenzwertes bei der gegebenen Einstellung am Bedienpult 10 und der gegebenen Belastbarkeit der Röntgenröhre noch zulässig wäre. Bei Zeitschalterbetrieb wird zugleich die Aufnahmedauer verändert und auf den veränderten Wert der Aufnahmedauer wird über die Signalverbindung 32 der Zeitschalter 30 und die Anzeige 13 am Bedienpult gesetzt. Zugleich kann - z.B. durch ein Aufblinken dieser Anzeige oder durch ein anderes Signal - dem Benutzer signalisiert werden, daß die Leistung reduziert ist. Wenn keine der vier Vergleichsstufen angesprochen hat, beträgt die Verstärkung 100 % eines Nennwertes, d.h. der vom Funktionswert gelieferte Führungswert bzw. Sollwert entspricht einem Röhrenstrom, bei dem die Leistung der Röntgenröhre voll ausgenutzt wird.
  • Hat eher der Vergleicher 40 bis 43 eine Grenztemperatur- überschreitung festgestellt, so wird eine Schnellsimulation im Zeitrafferbetrieb, wie sie z.B. aus der DE-OS 23 45 947 bekannt ist, mit Hilfe eines zweiten Simulations-Netzwerkes gestartet. Das zweite Netzwerk 200 besitzt ebenfalls drei Rechenkreise 210, 220, 230, deren Aufbau mit dem Aufbau der Rechenkreise 110, 120 bzw. 130 identisch ist, deren Zeitkonstante sich jedoch von den derjenigen der Rechenkreise 110, 120 bzw. 130 um einen konstanten Faktor unterscheidet, der wesentlich größer ist als 1. Wenn eine der Vergleichsstufen 40 bis 43 entspricht, beginnt ein schneller Simulationszyklus, bei dem die Rechenkreise über die Spannungsfolge 112, 122, 132 auf de von den Rechenkreisen 110, 120 und 130 ermittelten (Realzeit) Temperaturen gesetzt werden und danach den Abkühlvorgang simulieren. Während dieser Zeitraffersimulation sind die Vergleicher 40 bis 43 über Schalter a1 bis a3 auf die Ausgänge des Schnellsimulations-Netzwerkes 200 geschaltet. Zugleich mit dem Schnellsimulationszyklus wird in der Schaltung 50 ein Tor aufgesteuert, durch das ein Generator mit auf den Zeitrafferfaktor abgestimmter Frequenz einen Wartezeitzähler mit Anzeige 17 auf dem Bedienpult hochzählt. Sobald im Schnellsimulations-Netzwerk 200 die Grenztemperaturen wieder unterschritten sind, enthält der Wartezeitzähler die Wartezeit, die erforderlichist, um eine Aufnahme wieder mit 100 % der Leistung durchführen zu können. Der Wartezeitzähler wird in Realzeit wieder heruntergezählt, so daß in jedem Augenblick die aktuelle Wartezeit angezeigt wird.
  • Mit Vorteil werden das Simulations-Netzwerk 100, das Schnellsimulations-Netzwerk 200, die Vergleichsstufen 40 ... 43 sowie der Funktionsgeber 20 mit Hilfe eines Mikroprozessors realisiert. Die Berechnung der verschiedenen Temperaturen im Realzeit- und im Zeitraffer-Betrieb ist dabei besonders einfach, weil zum Zeitraffer-Betrieb die Rechenschritte lediglich in schnellerer Folge durchgeführt werden müssen, als es dem zur Realzeit-Berechnung der Temperaturen benutzten Zeitinkrement entspricht; das Zeitinkrement kann für die - Zeitraffersimulation außerdem größer gewählt werden.
  • In Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf der Temperatur Ta an der Anodenscheibe und der Temperatur (Tl) am Lager einer Drehanoden-Röntgenröhre während einer typischen Röntgenuntersuchung dargestellt. Während jeder Aufnahme steigt die Temperatur Ta der Anodenscheibe nahezu sprungartig an (in Wirklichkeit ist die Temperaturzunahme pro Zeiteinheit proportional zum Momentanwert der der Röntgenröhre zugeführten Leistung), wobei die Höhe deses Sprunges von der während einer Aufnahme zugeführten Energie abhängt. Man erkennt, daß die Temperatur der Anodenscheibe während der Aufnahmepausen etwa exponentiell abnimmt, jedoch wesentlich langsamer, als sie während einer Aufnahme zunimmt. Bei der vierten Aufnahme überschreitet die Temperatur der Anodenscheibe sowohl den ersten als auch den zweiten Grenzwert Tg1 bzw. Tg2. Es sprechen daher die Vergleichsstufen 40 und 41 an, und es wird ein schneller Simulationszyklus ausgelöst, und dem Benutzer wird am Bedienpult an der Anzeige 17 angezeigt, wie lange er warten muß, bis er wieder eine Aufnahme mit voller Leistung durchführen kann. Nachdem die Anodenscheibentemperatur den zweiten Grenzwert Tg2 unterschritten hat, kehrt die Vergleichsstufe 41 in den Ruhezustand zurück, d.h. die Aufnahmesperre wird aufgehoben und es ist nur noch die Vergleichsstufe 40 wirksam, so daß von da an eine Aufnahme durchgeführt werden kann - wenn auch mit auf 80 % reduzierter Leistung. Nach der fünften Aufnahme, die mit 80 % der Nennleistung durchgeführt wird, weil zu Beginn dieser Aufnahme der erste Grenzwert noch nicht unterschritten ist, steigt die Anodenscheibentemperatur wieder über den zweiten Grenzwert, so daß die Vergleichsstufe 41 anspricht, während die Vergleichsstufe 40 im Ansprechzustand bleibt. Bei der sechsten Aufnahme wird der zweite Grenzwert erneut deutlich überschritten, so daß die Aufnahme wiederum kurzzeitig blockiert bleibt (Vergleichsstufen 40 und 41 im Ansprechzustand).
  • Die Lagertemperatur Ti ändert sich im Vergleich zu der Anodenscheibentemperatur aufgrund der vorhandenen Wärmeübergangswiderstände zwischen der Anodenscheibe und den Lagern nur relativ langsam. Sie überschreitet den Lagertemperatur-Grenzwert Tlg nach dem Ende der sechsten Aufnahme (die Vergleichsstufe 42 spricht ebenfalls an) und ihre Temperatur steigt danach noch bis zu einem Maximum an, ohne daß der Röntgenröhre während dieser Zeit noch elektrische Leistung zugeführt wird. Deshalb muß der Grenzwert Tlg der Lagertemperatur etwas unterhalb der maximal zulässigen Lagertemperatur gewählt sein. Nachdem die Anodenscheibentemperatur T a den zweiten Grenzwert wieder unterschritten hat, kehrt die Vergleichsstufe 41 zwar wieder in ihren Ursprungszustand zurück, doch bleibt die Vergleichsstufe 42 dann noch im Ansprechzustand. Wenn die Lagertemperatur T1 den Grenzwert Tlg wieder unterschritten hat, könnte grundsätzlich eine neue Aufnahme angefertigt werden, doch ist dies nicht sehr zweckmäßig, weil schon bei einer geringen Aufnahmeleistung der Grenzwert Tlg wieder überschritten wird. Deshalb ist es zweckmäßig, wenn die Vergleichsstufe 42 ein Hystereseverhalten aufweist, d.h., wenn sie erst bei einer Lagertemperatur, die unterhalb des Grenzwertes T1g liegt, wieder in ihren Ursprungszustand zurückkehrt. Dann können wieder mehrere Röntgenaufnahmen angefertigt werden, ohne daß die Vergleichsstufe 42 wegen Erreichens der Grenztemperatur anspricht.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern der einer Drehanoden-Röntgenröhre in einem Röntgengenerator zugeführten elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Anodentemperatur der Röntgenröhre, wobei die jeweilige Anodenscheibentemperatur fortlaufend ermittelt wird und mit einem ersten Grenzwert verglichen wird, wobei die der Röntgenröhre zugeführte elektrische Leistung selbsttätig abgesenkt wird, wenn die Anodenscheibentemperatur den ersten Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung selbsttätig auf einen vorgegebenen konstanten Bruchteil der jeweils zulässigen Leistung abgesenkt wird, daß die Leistungsabsenkung in den Aufnahmepausen erfolgt, daß die Anodenscheibentemperatur mit einem zweiten oberhalb des ersten (Tg1) liegenden Grenzwert verglichen wird und daß die Röhrenleistung auf einen zweiten vorgegebenen konstanten Bruchteil, vorzugsweise den Wert Null, abgesenkt wird, wenn in einer Aufnahmepause die Anodenscheibentemperatur den zweiten Grenzwert (Tg2) überschreitet, daß zur Überwachung des zeitlichen Mittelwertes der zugeführten elektrischen Leistung die Temperatur der Drehanoden- Lager fortlaufend ermittelt wird und mit einem dritten Grenzwert (T1g) verglichen wird und daß die Aufnahme- auslösung blockiert wird, solange die ermittelte Lagertemperatur den dritten Grenzwert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Grenzwert der Temperatur entspricht, der sich die Anodenscheibentemperatur bei andauernder Beaufschlagung mit einer mittleren Durchleuchtungsleistung von etwa 250 W annähert.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Grenzwert oberhalb der Temperatur liegt, der die Anodenscheibe sich annähert, wenn sie andauernd mit einer Leistung beaufschlagt wird, bei der die Drehanoden-Lager gerade die zulässige Lagertemperatur erreichen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung bei Erreichen des ersten Grenzwertes auf etwa 80 % der unterhalb des ersten Grenzwertes zulässigen Leistung abgesenkt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung dadurch abgesenkt wird, daß die Spannung an der Röntgenröhre um einen vorgebbaren Bruchteil erhöht und gleichzeitig der Röhrenstrom um das Drei- bis Fünffache dieses Bruchteils abgesenkt wird.
6. Verfahrenrach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich fortlaufend die Gehäusetemperatur des die Drehanoden-Röntgenröhre enthaltenden Röntgenstrahlers ermittelt und mit einem Grenzwert verglichen wird und daß die Aufnahmeauslösung blockiert wird, wenn die ermittelte Gehäusetemperatur den Grenzwert überschreitet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen zeitgerafft errechnet bzw. simuliert werden, nachdem wenigstens ein Grenzwert überschritten ist, daß bei der zeitgerafften Ermittlung bzw. Simulation der Temperaturen der Zeitraum ermittelt und angezeigt wird, der bis zum Unterschreiten dieses Grenzwertes verstreicht.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2530019A1 (fr) * 1982-07-09 1984-01-13 Thomson Csf Procede de determination du niveau calorifique d'une anode tournante et ensemble electronique permettant la mise en oeuvre de ce procede
FR2585917A1 (fr) * 1985-08-02 1987-02-06 Thomson Cgr Procede de reglage d'un dispositif de radiologie
FR2635633A1 (fr) * 1988-08-19 1990-02-23 Varian Associates Dispositif de controle d'un appareil a rayons x
EP0624052A1 (de) * 1993-05-07 1994-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Röntgenstrahlenerzeugungssystem

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3021048A1 (de) * 1980-06-03 1981-12-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Antrieb fuer drehanoden von roentgenroehren
HU195383B (en) * 1984-11-21 1988-04-28 Medicor Muevek Device for adjusting parameters of exposure of an x-ray equipment
US5077772A (en) * 1990-07-05 1991-12-31 Picker International, Inc. Rapid warm-up x-ray tube filament power supply
DE4401066A1 (de) * 1994-01-15 1995-07-20 Philips Patentverwaltung Röntgenstrahler mit einem Temperaturfühler
JP2885398B2 (ja) * 1997-04-01 1999-04-19 株式会社東芝 Ｘ線装置
CN102772220B (zh) * 2012-06-20 2014-03-12 孙维俊 一种便携式牙科x光机
DE102013219633A1 (de) * 2013-09-27 2014-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Temperaturüberwachung eines Röntgenstrahlers eines medizinischen bildgebenden Gerätes und medizinisches bildgebendes System mit Temperaturüberwachung eines Röntgenstrahlers
JP2019110014A (ja) * 2017-12-18 2019-07-04 株式会社アキュセラ Ｘ線装置およびｘ線装置の制御方法
CN108093549B (zh) * 2017-12-26 2019-08-06 南宁一举医疗电子设备股份有限公司 X射线管透视灯丝电流上下限值自校准方法
DE102022116528A1 (de) 2022-07-01 2024-01-04 Aesculap Ag Intelligentes Temperaturmodell

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2031590A1 (de) * 1970-06-26 1971-12-30 Siemens Ag Belastungsanzeige für die. Anode einer Röntgenröhre
DE2208871A1 (de) * 1971-02-26 1973-10-25 Koch & Sterzel Kg Roentgenapparat
DE2510984A1 (de) * 1975-03-13 1976-09-30 Hofmann Gmbh Elektr Fritz Roentgendiagnostikapparat mit roentgenroehrenschutzschaltung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1152414A (fr) 1956-06-19 1958-02-17 Radiologie Cie Gle Dispositif de protection pour tubes radiogènes
US3746862A (en) 1970-11-30 1973-07-17 Picker Corp Protective circuit for x-ray tube and method of operation
DE2345947C3 (de) 1973-09-12 1981-12-03 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Schaltungsanordnung zur Überwachung der Belastung einer Röntgenröhre
DE2721535A1 (de) 1977-05-13 1978-11-16 Philips Patentverwaltung Roentgengenerator
US4158138A (en) * 1977-10-25 1979-06-12 Cgr Medical Corporation Microprocessor controlled X-ray generator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2031590A1 (de) * 1970-06-26 1971-12-30 Siemens Ag Belastungsanzeige für die. Anode einer Röntgenröhre
DE2208871A1 (de) * 1971-02-26 1973-10-25 Koch & Sterzel Kg Roentgenapparat
DE2510984A1 (de) * 1975-03-13 1976-09-30 Hofmann Gmbh Elektr Fritz Roentgendiagnostikapparat mit roentgenroehrenschutzschaltung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTROMEDICA, Band 46, Nr. 3, 1978, Seiten 84-87 Erlangen, DE. G. APPELT et al.: "Eine oberste Leistungsbegrenzung bei Drehanodenrotgenrohren" * Zusammenfassung * *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2530019A1 (fr) * 1982-07-09 1984-01-13 Thomson Csf Procede de determination du niveau calorifique d'une anode tournante et ensemble electronique permettant la mise en oeuvre de ce procede
FR2585917A1 (fr) * 1985-08-02 1987-02-06 Thomson Cgr Procede de reglage d'un dispositif de radiologie
EP0214887A1 (de) * 1985-08-02 1987-03-18 General Electric Cgr S.A. Verfahren zur Regelung eines Röntgengerätes
US4774720A (en) * 1985-08-02 1988-09-27 Thomson-Cgr Method for adjusting an x-ray device
FR2635633A1 (fr) * 1988-08-19 1990-02-23 Varian Associates Dispositif de controle d'un appareil a rayons x
EP0624052A1 (de) * 1993-05-07 1994-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Röntgenstrahlenerzeugungssystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE2927207A1 (de) 1981-01-08
US4363971A (en) 1982-12-14
DE3065995D1 (en) 1984-02-02
EP0022295B1 (de) 1983-12-28
CA1165008A (en) 1984-04-03

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