EP0810815B1 - Röntgeneinrichtung - Google Patents

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EP0810815B1
EP0810815B1 EP97201553A EP97201553A EP0810815B1 EP 0810815 B1 EP0810815 B1 EP 0810815B1 EP 97201553 A EP97201553 A EP 97201553A EP 97201553 A EP97201553 A EP 97201553A EP 0810815 B1 EP0810815 B1 EP 0810815B1
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EP
European Patent Office
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ray
tube
heating
transformer
ray device
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EP97201553A
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English (en)
French (fr)
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EP0810815A1 (de
Inventor
Hans Negle
Martin Wimmer
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Philips Intellectual Property and Standards GmbH, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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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
    • H05G1/10—Power supply arrangements for feeding the X-ray tube
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/02—Constructional details
    • H05G1/04—Mounting the X-ray tube within a closed housing
    • H05G1/06—X-ray tube and at least part of the power supply apparatus being mounted within the same housing

Definitions

  • the invention relates to an X-ray device with an X-ray source with a arranged in a tube protective housing X-ray tube and with a to the Cathode of the X-ray tube connected, arranged in the tube protective housing Filament converter.
  • Such an X-ray device is known from DE-A 42 01 616.
  • the Schuwandler is there, for example, in the form of a feedthrough current transformer realized, which has a ferrite core.
  • a designed as a heating transformer Schuwandler with a ferrite core requires In general, relatively much space, so that the installation of such Thompsonwandlers in the tube protective housing of an X-ray source at conventional X-ray tubes is not possible without constructive Changes to the X-ray source are made.
  • the invention is therefore based on the object to specify measures by the integration of the Schuwandlers in the tube protective housing at different conventional X-ray equipment is possible without thereby larger constructive changes to the X-ray device are required.
  • the Schuwandler a Heating transformer without transformer core comprises that the primary coil of the Heating transformer is arranged coaxially to the secondary coil of the heating transformer and that the coils enclose a carrier.
  • the Tube neck of the X-ray tube or a high-voltage connector socket over which the X-ray tube from a high voltage generator fed a high voltage is the carrier, and that the primary coil coaxially surrounds the secondary coil.
  • Both the tube neck and the high voltage socket are in designed generally rotationally symmetrical and are particularly suitable as a carrier for the coils. Since the secondary coil, which supplies the heating current of the cathode, at the same time lying on the high voltage potential of the cathode encloses the Secondary coil advantageously directly to the tube neck or the High voltage terminal, while the lying at low voltage potential Primary coil for isolation reasons at a distance or by a Isolation body separately surrounds the secondary coil coaxially. This arrangement is particularly space-saving and can be with conventional X-ray tubes apply.
  • the X-ray device two as heating transformers without transformer core has configured Schuwandler and that the primary coils and secondary coils Both heating transformers enclose a common carrier.
  • a X-ray tube often has two cathode elements for setting a large and a small focus.
  • the coils of a common carrier advantageously the tube neck or the high-voltage connection socket, enclose.
  • the X-ray device Having means for compensation of tube noise.
  • a damped high voltage cable to supply the High voltage from a high voltage generator to the cathode of X-ray tube.
  • damped high voltage cables are from the beginning DE-A 42 01 616 known, are in conventional X-ray devices but only by the integration of the Schuwandlers in the X-ray source usable.
  • a damped high voltage cable which is also used to supply the High voltage to the anode of the x-ray tube is used, a through a rollover in the X-ray tube caused traveling wave strongly attenuated become. This leads to a significant improvement in the electromagnetic Compatibility with tube disorders and reduces the risk of damage the X-ray tube or the high voltage generator.
  • the X-ray device a compensation circuit for reducing Has stray field losses of the heating transformer.
  • a transformer without Transformer core for example ferrite or iron core
  • To operate a significant reactive power is to operate are for operation significantly larger voltages and / or currents required. These losses can However, be significantly reduced by a suitable compensation circuit.
  • the X-ray device shown in Fig. 1 comprises an X-ray source with an in a tube protective housing 1 arranged X-ray tube 2.
  • a cathode block 3 and a rotary anode 4 conventional design To achieve two different focus sizes are located in Cathode block 3 two cathode elements not shown here, in the shown Example be fed via two separate Schuwandler.
  • the heating currents are the cathode elements via lines 61, 62 from the first Schuwandler or Lines 71, 72 supplied from the second heating converter.
  • the lines 61, 62, 71, 72 are guided at the tube neck 5 in the X-ray tube 2.
  • High voltage supply line 8 through which the cathode elements opposite Mass negative high voltage of -75 kV is supplied.
  • another High voltage supply line 9 At the tube neck 5 opposite end of the x-ray tube 2 is another High voltage supply line 9, through which the anode 4 a positive with respect to ground High voltage of +75 kV is supplied.
  • the tube protective housing 1 two High voltage connection sockets 10 and 11. In these high voltage connection sockets 10, 11 are the high voltage inputs 12, 13, the high voltage cables, the high voltage generated by a high voltage generator, not shown of ⁇ 75 kV to the X-ray source, connected.
  • Both Thompsonwandler are as similar heating transformers without Transformer core, i. without ferrite or iron core, designed and made each of a primary coil 14 and 16 and a secondary coil 15 and 17.
  • Die Primary coil 14 of the first heating transformer is coaxial with the secondary coil 15 of the first heating transformer arranged.
  • the secondary coil 15 is around as Carrier acting high voltage terminal socket 10 is arranged.
  • the primary coil 16 of the second heating transformer coaxially around the Secondary coil 17 arranged and this umum to the High-voltage connection socket 10.
  • the primary coil 14 is connected via leads 18, 19 fed, the primary coil 16 via leads 20, 21.
  • the heating converter has a ferrite core. Due to its size, such a converter could be used with transformer an X-ray device of the type shown here without changes in Geometry of the X-ray tube and / or the tube protection housing within the Tubular protective housing can be used.
  • the Schuwandlers without ferrite or iron core, this is possible.
  • the Invention uses the rotationally symmetrical design of the High voltage terminal 10 from which the coils 14 to 17 of Schuwandler arranged in a simple and space-saving manner coaxial, for example, can be plugged.
  • FIG. 1 Another embodiment is shown in FIG. There are the primary coils 14, 16 and the secondary coils 15, 17 around the tube neck 5 of the X-ray tube 2 arranged, which serves as a carrier here. Also in this embodiment is no Changing the geometry of the X-ray tube 2 or the tube protective housing 1 necessary to the Schuwandler in the manner shown in the tube protective housing. 1 to be able to order.
  • the high-voltage terminal 10 with the arranged according to FIG Schufflemin is shown in Fig. 3 enlarged.
  • the secondary coil bodies 152, 172 are designed so that between the secondary windings 151, 171 of the Secondary coils 15, 17 and the primary windings 141, 161 of the primary coils 14, 16 an air gap of at least a few millimeters, e.g. 6 mm exists.
  • the Schuwandler In known X-ray devices, the Schuwandler is usually outside the Tubular protective housing together with a high voltage transformer, which the High voltage generated for the x-ray tube, in a high voltage generator arranged. The heating current is doing together with the high voltage for the Cathode via a common cable supplied to the X-ray source.
  • the Invention according to which the Schuwandler is designed so that it X-ray tubes of various sizes and configurations can be arranged is also the use of known from DE-A 42 01 616, steamed High-voltage cables in a variety of X-ray sources possible because at one In the X-ray source integrated Garwandler only the high voltage for the Cathode must be supplied to the X-ray source from the high voltage generator.
  • Damped high voltage cables in particular have the advantage that Traveling waves from the X-ray tube to the high voltage generator, by a Tubular disturbance can be caused to be strongly attenuated, causing the Durability of the tube is increased. In addition, this can also be a Self-healing of the anode can be achieved in a Dekonditiontechnik.
  • the tube current of an X-ray source via the primary current of Heating transformer is regulated and the secondary current of Heating transformer via the current transformation ratio of the heating transformer sets strict requirements for linearity and temporal constancy the translation ratio.
  • the current conversion ratio is a compensation circuit intended.
  • To the load impedance of the heating transformer wear the cathode element as well as the lines (resistive and capacitive).
  • the Compensation circuit also operating frequency variations and losses through Stray field couplings into nearby metal parts and further stray field losses of the Heating transformer largely compensated.
  • the compensation circuit has a primary-side series and a secondary-side parallel compensation.
  • the capacitance C 1 represents the capacitance of the resonant compensation circuit, the resistor R 1 essentially the winding resistance of the primary coil L 14th
  • On the secondary side in series with the secondary winding L 15 , which corresponds to the secondary coil 15 in FIG. 3, a resistor R 2 and a parallel circuit of a capacitor C 2 and the load resistor R L are connected.
  • the resistance R 2 is substantially the winding resistance of the secondary coil L 15
  • the capacitance C 2 is substantially the resonance capacity of the compensation circuit, increased by the winding capacity and between the lines of the secondary coil L 15 to the cathode element existing capacity.
  • the compensation circuit shown in FIG. 4 represents a particularly advantageous solution, since the current load and thus also the price of a compensation capacitor possibly required for setting a specific capacitance value are kept low by the primary-side series compensation.
  • the values of the resistors R 1 , R 2 and the capacitances C 1 , C 2 should be selected so that the current transmission ratio is largely independent of the load resistance R L and that as little reactive power as possible must be used.
  • the transformer is suitably dimensioned according to known methods and the capacitance values are suitably selected.
  • the Bankwandler includes only a primary coil 14 and a secondary coil 15, which have approximately an equal diameter and around the high voltage terminal 10 at superimposed locations are arranged.
  • the lying at high voltage potential secondary winding of Secondary coil 15 is surrounded on three sides by an insulating body 50, the mainly for the isolation of the primary coil 14 from the secondary coil 15, but also serves as a bobbin for the secondary coil 15.

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  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung mit einem Röntgenstrahler mit einer in einem Röhrenschutzgehäuse angeordneten Röntgenröhre und mit einem an die Kathode der Röntgenröhre angeschlossenen, im Röhrenschutzgehäuse angeordneten Heizwandler.
Eine derartige Röntgeneinrichtung ist aus der DE-A 42 01 616 bekannt. Der Heizwandler ist dort beispielsweise in der Art eines Durchsteckstromwandlers realisiert, welcher einen Ferritkern aufweist.
Ein als Heiztransformator ausgestalteter Heizwandler mit einem Ferritkern erfordert im allgemeinen verhältnismäßig viel Platz, so daß der Einbau eines derartigen Heizwandlers in das Röhrenschutzgehäuse eines Röntgenstrahlers bei konventionellen Röntgenröhren nicht möglich ist, ohne daß konstruktive Veränderungen am Röntgenstrahler vorgenommen werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, durch die eine Integration des Heizwandlers in das Röhrenschutzgehäuse bei verschiedenen konventionellen Röntgeneinrichtungen möglich ist, ohne daß dadurch größere konstruktive Änderungen an der Röntgeneinrichtung erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Heizwandler einen Heiztransformator ohne Transformatorkern umfaßt, daß die Primärspule des Heiztransformators koaxial zur Sekundärspule des Heiztransformators angeordnet ist und daß die Spulen einen Träger umschließen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Heizwandlers, insbesondere durch den Wegfall des Transformatorkerns, ist es möglich, den Heizwandler im Röhrenschutzgehäuse auch bei konventionellen Röntgenröhren ohne große Veränderungen deren Geometrie und Abmessungen anzuordnen. Auch die koaxiale Anordnung der Spulen zueinander und die Anordnung um einen Träger ist besonders platzsparend. Durch den Wegfall des Kerns ist es auch möglich, den Heizwandler an verschiedenen Stellen im Röhrenschutzgehäuse anzuordnen und beispielsweise in vorgegebene Bauräume im Röntgenstrahler einzupassen. Letztlich ist dadurch auch eine Kostenersparnis durch den Wegfall des Kerns und durch Verwendung einfacherer Isolationsteile zwischen den Spulen des Heiztransformators erzielbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Röhrenhals der Röntgenröhre oder eine Hochspannungsanschlußbuchse, über die der Röntgenröhre von einem Hochspannungsgenerator eine Hochspannung zugeführt wird, der Träger ist, und daß die Primärspule die Sekundärspule koaxial umschließt. Sowohl der Röhrenhals als auch die Hochspannungsanschlußbuchse sind im allgemeinen rotationssymmetrisch ausgestaltet und eignen sich besonders als Träger für die Spulen. Da die Sekundärspule, die den Heizstrom der Kathode liefert, gleichzeitig auf dem Hochspannungspotential der Kathode liegt, umschließt die Sekundärspule vorteilhafterweise direkt den Röhrenhals oder die Hochspannungsanschlußbuchse, während die auf Niederspannungspotential liegende Primärspule aus Isolationsgründen in einem Abstand oder durch einen Isolationskörper getrennt die Sekundärspule koaxial umschließt. Diese Anordnung ist besonders platzsparend und läßt sich bei herkömmlichen Röntgenstrahlern anwenden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Röntgeneinrichtung zwei als Heiztransformatoren ohne Transformatorkern ausgestaltete Heizwandler aufweist und daß die Primärspulen und Sekundärspulen beider Heiztransformatoren einen gemeinsamen Träger umschließen. Eine Röntgenröhre weist oft zwei Kathodenelemente auf zur Einstellung eines großen und eines kleinen Fokus. Für diese beiden Kathodenelemente ist jeweils ein Heiztransformator vorgesehen, deren Spulen einen gemeinsamen Träger, vorteilhafterweise den Röhrenhals oder die Hochspannunganschlußbuchse, umschließen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Röntgeneinrichtung Mittel zur Kompensation von Röhrenstörungen aufweist. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines gedämpften Hochspannungskabels zur Zuführung der Hochspannung von einem Hochspannungsgenerator an die Kathode der Röntgenröhre. Derartige gedämpfte Hochspannungskabel sind aus der eingangs genannten DE-A 42 01 616 bekannt, sind bei herkömmlichen Röntgeneinrichtungen aber erst durch die Integration des Heizwandlers in den Röntgenstrahler verwendbar. Mit einem derartigen gedämpften Hochspannungskabel, das auch zur Zuführung der Hochspannung an die Anode der Röntgenröhre Verwendung findet, kann eine durch einen Überschlag in der Röntgenröhre hervorgerufene Wanderwelle stark gedämpft werden. Dies führt zu einer erheblichen Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit bei Röhrenstörungen und vermindert die Gefahr einer Beschädigung der Röntgenröhre oder des Hochspannungsgenerators.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Röntgeneinrichtung eine Kompensationsschaltung zur Verminderung von Streufeldverlusten des Heiztransformators aufweist. Da ein Transformator ohne Transformatorkern (beispielsweise Ferrit- oder Eisenkern) stark streubehaftet ist und zu dessen Betrieb eine erhebliche Blindleistung aufzubringen ist, sind zum Betrieb deutlich größere Spannungen und/oder Ströme erforderlich. Diese Verluste können jedoch durch eine geeignete Kompensationsschaltung erheblich vermindert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung,
Fig. 2
eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung,
Fig. 3
eine vergrößerte Darstellung der Heizwandler bei einer Röntgeneinrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 4
eine bei einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung verwendete Kompensationsschaltung und
Fig. 5
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizwandlers.
Die in Fig. 1 gezeigte Röntgeneinrichtung umfaßt einen Röntgenstrahler mit einer in einem Röhrenschutzgehäuse 1 angeordneten Röntgenröhre 2. In der Röntgenröhre 2 befinden sich ein Kathodenblock 3 und eine Drehanode 4 herkömmlicher Bauart. Zur Erreichung zweier unterschiedlicher Fokusgrößen befinden sich im Kathodenblock 3 zwei hier nicht gezeigte Kathodenelemente, die im gezeigten Beispiel über zwei getrennte Heizwandler gespeist werden. Die Heizströme werden den Kathodenelementen über Leitungen 61, 62 vom ersten Heizwandler bzw. Leitungen 71, 72 vom zweiten Heizwandler zugeführt. Die Leitungen 61, 62, 71, 72 sind am Röhrenhals 5 in die Röntgenröhre 2 geführt. Weiterhin befindet sich dort eine Hochspannungszuleitung 8, durch die den Kathodenelementen eine gegenüber Masse negative Hochspannung von -75 kV zugeführt wird. Am dem Röhrenhals 5 gegenüber liegenden Ende der Röntgenröhre 2 befindet sich eine weitere Hochspannungszuleitung 9, durch die der Anode 4 eine bezogen auf Masse positive Hochspannung von +75 kV zugeführt wird. Für die Zuführung der Hochspannung an die Röntgenröhre 2 befinden sich im Röhrenschutzgehäuse 1 zwei Hochspannungsanschlußbuchsen 10 und 11. In diese Hochspannungsanschlußbuchsen 10, 11 werden durch die Hochspannungseingänge 12, 13 die Hochspannungskabel, die die von einem nicht gezeigten Hochspannungsgenerator erzeugte Hochspannung von ± 75 kV zum Röntgenstrahler führen, angeschlossen.
Für die beiden Kathodenelemente ist jeweils ein separater Heizwandler vorgesehen. Beide Heizwandler sind als gleichartige Heiztransformatoren ohne Transformatorkern, d.h. ohne Ferrit- oder Eisenkern, ausgestaltet und bestehen jeweils aus einer Primärspule 14 bzw. 16 und einer Sekundärspule 15 bzw. 17. Die Primärspule 14 des ersten Heiztransformators ist koaxial um die Sekundärspule 15 des ersten Heiztransformators angeordnet. Die Sekundärspule 15 ist um die als Träger wirkenden Hochspannungsanschlußbuchse 10 angeordnet. In gleicher Weise ist die Primärspule 16 des zweiten Heiztransformators koaxial um dessen Sekundärspule 17 angeordnet und diese widerum um die Hochspannungsanschlußbuchse 10. Die Primärspule 14 wird über Zuleitungen 18, 19 gespeist, die Primärspule 16 über Zuleitungen 20, 21. Für die Speisung der Primärspulen 14 und 16 ist am Röhrenschutzgehäuse 1 ein Heizstromanschluß 22 vorgesehen. Von der Sekundärspule 15 des ersten Heiztransformators wird der Heizstrom über die Leitungen 61 und 62 dem ersten Kathodenelement, mit dem beispielsweise ein kleiner Fokus erreicht werden soll, zugeführt. Über die Leitungen 71 und 72 wird von der Sekundärspule 17 des zweiten Heiztransformators das zweite Kathodenelement mit Heizstrom versorgt, mit dem beispielsweise ein großer Fokus erreicht werden soll.
Bei der bekannten Röntgeneinrichtung weist der Heizwandler einen Ferritkern auf. Aufgrund seiner Größe könnte ein derartiger Heizwandler mit Transformator bei einer Röntgeneinrichtung der hier gezeigten Bauart nicht ohne Veränderungen der Geometrie der Röntgenröhre und/oder des Röhrenschutzgehäuses innerhalb des Röhrenschutzgehäuses verwendet werden. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Heizwandlers ohne Ferrit- oder Eisenkern ist dies jedoch möglich. Die Erfindung nutzt dabei die rotationssymmetrische Ausgestaltung der Hochspannungsanschlußbuchse 10 aus, um den die Spulen 14 bis 17 der Heizwandler auf einfache und platzsparende Weise koaxial angeordnet, beispielsweise aufgesteckt werden können.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Heizwandlern ohne Transformatorkern ergibt sich dadurch, bei solchen Heizwandlern alle kernabhängigen Verluste entfallen, welche nichtlinearen Charakter haben. Dadurch wird die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Heizwandlers erheblich erhöht. Außerdem ist diese Ausgestaltung kostengünstiger und erzeugt weniger Verlustwärme.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 2 gezeigt. Dort sind die Primärspulen 14, 16 und die Sekundärspulen 15, 17 um den Röhrenhals 5 der Röntgenröhre 2 angeordnet, der hier als Träger dient. Auch bei dieser Ausführungsform ist keine Veränderung der Geometrie der Röntgenröhre 2 oder des Röhrenschutzgehäuses 1 nötig, um die Heizwandler auf die gezeigte Weise im Röhrenschutzgehäuse 1 anordnen zu können.
Die Hochspannungsanschlußbuchse 10 mit den gemäß Fig. 1 angeordneten Heizwandlern ist in Fig. 3 vergrößert dargestellt. Die Primärspulen 14 bzw. 16 bestehen dabei jeweils aus Primärwicklungen 141 bzw. 161, die auf einen Primärspulenkörper 142 bzw. 162 gewickelt sind. Die Sekundärspulen 15 bzw. 17 bestehen aus Sekundärwicklungen 151 bzw. 171, die auf einen Sekundärspulenkörper 152 bzw. 172 gewickelt sind. Die Sekundärspulenkörper 152, 172 sind dabei so ausgestaltet, daß zwischen den Sekundärwicklungen 151, 171 der Sekundärspulen 15, 17 und den Primärwicklungen 141, 161 der Primärspulen 14, 16 ein Luftspalt von wenigstens einigen Millimetern, z.B. 6 mm besteht. Dies ist aus Isolationsgründen erforderlich, da die Sekundärspulen 15, 17 auf Hochspannungspotential (-75 kV) liegen, das der Kathode über die Leitung 8 zugeführt wird. Jeweils eine der Leitungen 61, 62 bzw. 71, 72 der Sekundärspulen 15 und 17 zu den Kathodenelementen ist kathodenseitig jeweils mit der Leitung 8 verbunden.
Weitere Isolations- und Halteelemente, die noch vorgesehen sein können, sind der Übersichtlichkeit halber in Fig. 3 nicht näher gezeigt.
Bei bekannten Röntgeneinrichtungen ist der Heizwandler meist außerhalb des Röhrenschutzgehäuses zusammen mit einem Hochspannungstransformator, der die Hochspannung für die Röntgenröhre erzeugt, in einem Hochspannungsgenerator angeordnet. Der Heizstrom wird dabei zusammen mit der Hochspannung für die Kathode über ein gemeinsames Kabel dem Röntgenstrahler zugeführt. Erst durch die Erfindung, gemäß der der Heizwandler so ausgestaltet ist, daß er in Röntgenstrahlern verschiedenster Größe und Ausgestaltung angeordnet werden kann, wird auch die Verwendung von aus der DE-A 42 01 616 bekannten, gedämpften Hochspannungskabeln bei verschiedensten Röntgenstrahlern möglich, da bei einem in den Röntgenstrahler integrierten Heizwandler nur die Hochspannung für die Kathode dem Röntgenstrahler vom Hochspannungsgenerator zugeführt werden muß. Gedämpfte Hochspannungskabel haben hier insbesondere den Vorteil, daß Wanderwellen von der Röntgenröhre zum Hochspannungsgenerator, die durch eine Röhrenstörung hervorgerufen werden können, stark gedämpft werden, wodurch die Haltbarkeit der Röhre vergrößert wird. Außerdem kann dadurch auch eine Selbstheilung der Anode bei einer Dekonditionierung erreicht werden.
Da der Röhrenstrom eines Röntgenstrahlers über den Primärstrom des Heiztransformators geregelt wird und sich der Sekundärstrom des Heiztransformators über das Stromübersetzungsverhältnis des Heiztransformators einstellt, ergeben sich strenge Anforderungen an Linearität und zeitliche Konstanz des Übersetzungsverhältnisses. Um diese hohen Anforderungen zu erfüllen und ein von der Lastimpedanz des Heiztransformators unabhängiges Stromübersetzungsverhältnis einzustellen, ist eine Kompensationsschaltung vorgesehen. Zur Lastimpedanz des Heiztransformators tragen das Kathodenelement sowie die Leitungen (ohmsch und kapazitiv) bei. Außerdem werden durch die Kompensationsschaltung auch Betriebsfrequenzvariationen und Verluste durch Streufeldeinkopplungen in nahegelegene Metallteile und weitere Streufeldverluste des Heiztransformators weitgehend kompensiert.
In Fig. 4 ist eine derartige Kompensationsschaltung für den Heiztransformator gezeigt. Die Kompensationsschaltung weist eine primärseitige Serien- und eine sekundärseitige Parallelkompensation auf. Auf der Primärseite (= Generatorseite) sind eine Kapazität C1 und ein Widerstand R1 in Serie geschaltet zur Primärwicklung L14, die der Primärspule 14 in Fig. 3 entspricht. Die Kapazität C1 stellt dabei die Kapazität der Resonanz-Kompensationsschaltung dar, der Widerstand R1 im wesentlichen den Wicklungswiderstand der Primärspule L14. Auf der Sekundärseite ist in Serie zur Sekundärwicklung L15, die der Sekundärspule 15 in Fig. 3 entspricht, ein Widerstand R2 sowie eine Parallelschaltung aus einer Kapazität C2 und dem Lastwiderstand RL geschaltet. Der Widerstand R2 stellt im wesentlichen die Wicklungswiderstände der Sekundärspule L15 dar, die Kapazität C2 im wesentlichen die Resonanzkapazität der Kompensationsschaltung, erhöht um die Wicklungskapazität und eine zwischen den Leitungen von der Sekundärspule L15 zum Kathodenelement vorhandene Kapazität.
Ein Kompensation ist erforderlich, da zum Betrieb eines stark streubehafteten Transformators eine erhebliche Blindleistung aufzubringen ist. Im Vergleich zu einem Transformator mit guter Kopplung sind zum Betrieb eines streubehafteten Transformators deutlich größere Spannungen und Ströme erforderlich. Um den Generator nicht mit diesen Strömen und Spannungen belasten zu müssen, ist der Einsatz von Resonanzkondensatoren (= Kompensationskondensatoren) sinnvoll. Die in Fig. 4 gezeigte Kompensationsschaltung stellt eine besonders vorteilhafte Lösung dar, da durch die primärseitige Serienkompensation die Strombelastung und damit auch der Preis eines möglicherweise zur Einstellung eines bestimmten Kapazitätswertes erforderlichen Kompensationskondensators kleingehalten wird. Die Werte der Widerstände R1, R2 und der Kapazitäten C1, C2 sollen so ausgewählt werden, daß das Stromübersetzungsverhältnis weitgehend unabhängig vom Lastwiderstand RL ist und daß möglichst wenig Blindleistung aufgewendet werden muß. Dazu wird der Transformator nach bekannten Verfahren geeignet dimensioniert und die Kapazitätswerte werden geeignet ausgewählt.
Eine weitere, alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizwandlers ist in Fig. 5 dargestellt. Der Heizwandler umfaßt dabei nur eine Primärspule 14 und eine Sekundärspule 15, die etwa einen gleich großen Durchmesser aufweisen und um die Hochspannungsanschlußbuchse 10 an übereinanderliegenden Stellen angeordnet sind. Die auf Hochspannungspotential liegende Sekundärwicklung der Sekundärspule 15 ist von drei Seiten von einem Isolationskörper 50 umgeben, die hauptsächlich zur Isolation der Primärspule 14 von der Sekundärspule 15, aber auch als Spulenkörper für die Sekundärspule 15 dient.

Claims (5)

  1. Röntgeneinrichtung mit einem Röntgenstrahler mit einer in einem Röhrenschutzgehäuse (1) angeordneten Röntgenröhre (2) und mit einem an die Kathode (3) der Röntgenröhre angeschlossenen, im Röhrenschutzgehäuse (1) angeordneten Heizwandler,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwandler einen Heiztransformator (14, 15, 16, 17) ohne Transformatorkern umfaßt, daß die Primärspule (14, 16) des Heiztransformators koaxial zur Sekundärspule (15, 17) des Heiztransformators angeordnet ist und daß die Spulen (14, 15, 16, 17) einen Träger (5, 10) umschließen.
  2. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Röhrenhals (5) der Röntgenröhre (2) oder eine Hochspannungsanschlußbuchse (10), über die der Röntgenröhre (2) von einem Hochspannungsgenerator eine Hochspannung zugeführt wird, der Träger ist, und daß die Primärspule (14, 16) die Sekundärspule (15, 17) koaxial umschließt.
  3. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgeneinrichtung zwei als Heiztransformatoren ohne Transformatorkern ausgestaltete Heizwandler aufweist und daß die Primärspulen (14, 16) und Sekundärspulen (15, 17) beider Heiztransformatoren einen gemeinsamen Träger (5, 10) umschließen.
  4. Röntgeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgeneinrichtung Mittel zur Kompensation von Röhrenstörungen aufweist.
  5. Röntgeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgeneinrichtung eine Kompensationsschaltung zur Verminderung von Streufeldverlusten des Heiztransformators aufweist.
EP97201553A 1996-05-29 1997-05-23 Röntgeneinrichtung Expired - Lifetime EP0810815B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19621528A DE19621528A1 (de) 1996-05-29 1996-05-29 Röntgeneinrichtung
DE19621528 1996-05-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0810815A1 EP0810815A1 (de) 1997-12-03
EP0810815B1 true EP0810815B1 (de) 2005-03-16

Family

ID=7795580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97201553A Expired - Lifetime EP0810815B1 (de) 1996-05-29 1997-05-23 Röntgeneinrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5878109A (de)
EP (1) EP0810815B1 (de)
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