JPS638598B2 - - Google Patents

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JPS638598B2
JPS638598B2 JP54046126A JP4612679A JPS638598B2 JP S638598 B2 JPS638598 B2 JP S638598B2 JP 54046126 A JP54046126 A JP 54046126A JP 4612679 A JP4612679 A JP 4612679A JP S638598 B2 JPS638598 B2 JP S638598B2
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JP
Japan
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ray tube
filament
current
anode
filament current
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JP54046126A
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English (en)
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JPS54158893A (en
Inventor
Furederitsuku Ritsukeru Kenesu
Sutoonbanku Rojaa
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Publication of JPS54158893A publication Critical patent/JPS54158893A/ja
Publication of JPS638598B2 publication Critical patent/JPS638598B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/26Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30Controlling
    • H05G1/34Anode current, heater current or heater voltage of X-ray tube

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はX線発生器用の電気回路、特にX線管
におけるフイラメント電流を決定する回路に関す
るものである。
X線管と共に使用する電源回路は一般に、作動
開始前にアノード電圧(本明細書全体を通じキロ
ボルト単位とする)およびアノード電流を互に独
立してプリセツトするための制御装置を備える。
アノード電流は一般にフイラメント電流を、選定
されたアノード電圧において所要アノード電流を
発生させるために既知である所定値にプリセツト
することによつて調整する。アノード電圧の供給
に当り帰還調整装置を用いて、アノード電流に応
じてフイラメント電流を制御することができる。
しかしかかる帰還調整装置は一般にX線管のフイ
ラメント構体の熱時定数によつて制限され、従つ
てかかる帰還調整装置によつてはX線管に対する
アノード電圧の供給に直ちに後続する期間に際し
適正な調整が行われない。
従来のX線発生装置はX線管フイラメント電流
を、プリセツト・アノード電圧におけるプリセツ
ト・アノード電流を発生するためあらかじめ測定
により決定した値にプリセツトする回路を備えて
おり、X線発生装置の初期動作確立に当り個別の
制御装置を調整してプリセツト・アノード電流お
よびアノード電圧の極めて多数の種々の組合せの
各々に対し必要なフイラメント電流を発生させて
いた。X線管が経時変化した際またはX線管を取
換えた際にはかかる制御装置を定期的または周期
的に再調整する必要があつた。
最近における多数のX線管装置は共通のX線発
生装置から選択的に附勢される複数のX線管を備
える。かかるモードで作動するX線発生装置は使
用される各X線管に対し個別にフイラメント電流
制御装置を必要としていた。
フイラメント電流をアノード電圧、プリセツ
ト・アノード電流および作動時間の数学的関数と
して算出するようにした従来の回路および方法
は、例えば米国特許第3983396号から既知であり、
本明細書ではこれを参照して従来技術を述べてあ
る。しかしかかる従来回路では適当な精度および
安定度を以つてフイラメント電流を予測すること
ができなかつた。
本発明のX線発生回路は、アノード電圧のスイ
ツチオンに直ちに後続しかつ帰還電流調整装置の
安定化以前の期間に際しX線管フイラメント電流
をプリセツト電圧およびアノード電流の値の関数
として予測および制御する回路を備える。フイラ
メント電流は下記の3つの項を含む関係式 If=S〔u+kIw a+X/CIya+KV+z〕 (1) に基づいて算出され、ここで第1項uはX線管の
予備放射(プリエミツシヨン)点を表わし、第2
項 KIw a (2) は空間電荷効果が存在しない状態(即ち放射はア
ノード電圧の関数ではないと仮定)におけるX線
管の放射特性を表わし、第3項 x/CIya+KV+z (3) はX線管における空間電荷効果を表わすものであ
る。実際上、大程のX線管放射特性は式(1)を使用
し、定数u,w,x,yおよびzを実際上1.38,
0.16,1.5,−0.667および−2.4に等しい値にする
ことにより正確に特定できることを確認した。
個々のX線管に対しては2つの個別の校正測定お
よび調整だけを必要とするに過ぎない。空間電荷
効果の存在しない状態におけるX線管を特定する
kの値は測定され、単一の高電圧―小電流値に調
整される。X線管における空間電荷効果を特定す
るc値は測定され、単一の低電圧―大電流値に調
整される。通常の如く各X線管に複数のフイラメ
ントがある場合には、各フイラメントにつき個別
に校正を行う必要があること勿論である。従つ
て、例えば各X線管当り2個のフイラメントを有
する3個のX線管を附勢できる典型的なX線発生
器においては、同様な形式の従来のX線発生器に
おいて数百の調整を必要とするのに対し、12の個
別の校正調整だけを必要とするに過ぎない。
図面につき本発明を説明する。
第1図は本発明のX線発生回路の実施例をブロ
ツク図で示す。典形的なX線発生回路はそれぞれ
2個のフイラメントを有する3個のX線管を附勢
するよう接続されるが、第1図の実施例は図面を
簡明にするためそれぞれ単一のフイラメントを有
する2個のX線管10および11だけを備える如
く図示してある。しかしここに示した原理を一層
多数のX線管およびフイラメントに拡張、適用で
きることは当業者には明らかである。X線管10
および11のアノードは、普通の態様で高電圧電
源装置12に接続し、この高電圧電源装置12は
X線選択器13からの信号に応動してX線管10
および11のアノード間で高電圧をスイツチング
する装置を備える。X線管10および11のフイ
ラメントはフイラメント電流制御装置14に接続
し、フイラメント電流制御装置14は前記米国特
許第3983396号に記載されたフイラメント電流制
御装置と同様なものとするか、または従来から周
知の回路と同様なものとすることができる。フイ
ラメント電流制御装置14は帰還電流調整装置1
5およびフイラメント電流予測回路16並にX線
管選択器13から電気信号を供給され、これに応
動して作動状態のX線管におけるフイラメント電
流を調整する。例えば選択スイツチで構成できる
制御器17および18をオペレータ・コンソール
に配置し、これら制御器を使用して、X線管が作
動する以前にアノードの電圧値(キロボルト単
位)およびアノード電流をそれぞれプリセツトす
ることができる。典形的にはX線管選択器13も
コンソールに設けて、所定のX線露光のため特定
のX線管を事前に選択できるようにする。
アノード電圧制御器17は高電圧電源装置12
へ信号を供給し、これに応動して高電圧電源装置
12は普通の態様でアノード電圧を変化する。同
様にアノード電流制御器18は普通の信号を帰還
電流調整装置15に供給する。帰還電流調整装置
15は従来から周知であり、X線管を介して例え
ば高電圧電源装置12内を流れるアノード電流を
検知し、X線管アノード電流を安定化するためフ
イラメント電流制御装置14を介してフイラメン
ト電流を調整する装置を備える。実際上X線管フ
イラメント構体の熱慣性によつて決まる帰還電流
調整装置15の時定数により、アノード電圧の供
給に直ちに後続する最初の約20m秒の期間にわた
りフイラメント電流制御装置14がX線管電流を
実際上調整しないようにする。この最初の20m秒
間に際しフイラメント電流はフイラメント電流予
測回路16によつて決定され、フイラメント電流
予測回路16はアノード電圧制御器17およびア
ノード電流制御器18からそれぞれ導出したアナ
ログ信号KVおよびMaに基づいて作動中のX線
管におけるアノード電流を調整するため適正フイ
ラメント電流値を予測および算出する。
極めて多数のX線管に対し既知のアノード電圧
KVにおいて既知のアノード電流Iaを発生させる
ために必要なフイラメント電流は、次式 If=S〔1.38+kI0.16 a +1.5/cI-0.667a+KV−2.4〕 (4) からフイラメント電流制御電圧Ifの値を算出する
アナログコンピユータにより効果的に予測するこ
とができる。
式(4)の第1項はX線管フイラメントの予備放射
(プレエミツシヨン)点を表わす。アメリカ合衆
国コネチカツト州シエルトンのPhilips Medical
System,Inc.により市販されている典型的なX
線管モデルSRO31/100では、放射を開始させる
のに約0.33アンペアの1次フイラメント電流が必
要であつた。
式(4)の第2項はフイラメント電流の基底値を決
定し、この場合X線管には空間電荷効果は存在し
ないと仮定、即ち放射はアノード電圧の関数でな
いと仮定する。
式(4)の第3項はX線管における空間電荷効果を
表わす。
式(4)の定数Sはフイラメント電流制御装置14
の伝達関数を表わすスケールフアクタである。本
発明の好適な実施例では定数Sはフイラメント電
流予測回路16からの電圧出力1ボルト当り2ア
ンペアのフイラメント電流に等しい。
第2図はフイラメント電流予測回路16の好適
な実施例を示す。X線管選択器13は入力端子2
0または21に交互に所定論理レベル信号を供給
して作動状態の特定のX線管(第1図の10また
は11)を指示する。入力端子20および21に
おける信号はアナログスイツチ22および23ま
たは24および25の論理入力端子にそれぞれ供
給して、プリセツトされたポテンシヨメータRA
およびRBまたはRCおよびRDを次に述べる態様で
それぞれ接続して各特定のX線管に対し定数cお
よびkの値を適切な値に設定(プログラミング)
するようにする。
増幅器A1はその一方の入力端子を抵抗R34
およびR36aを介して9ボルト基準電圧VREF
結合し、帰還抵抗33並びに入力抵抗R34およ
びR36aにより規定されてその出力端子に−
2.4ボルト基準レベルを発生する。増幅器A2も
同様に適切に接続配置して1.0ボルト出力レベル
を発生するようにする。
式(4)の第1項は抵抗R56およびR68によつ
て規定される増幅器A6によつて発生し、その出
力端子に1.38ボルト定電圧信号を発生する。
式(4)の第2項は多機能デバイスであるモジユー
ル回路M1によつて発生させ、モジユール回路M
1の出力電圧Vaは Va=10/9(Vy)(Vz/Vxm (5) によつて規定され、ここでmはプログラマブルな
指数である。上記伝達関数を有する多機能デバイ
スは、例えばアメリリカ合衆国マサチユーセツツ
州,ノアウツドのAnalog Devices社によりパー
トNo.AD433Jとして市販されているもの、または
他のメーカにより市販されているものを使用す
る。モジーユル回路M1の伝達関数は K(Iam (6) として特定することができ、ここでkはVyに等
しく、IaはVzに等しく、Vxは9(VREF)に等し
い。指数mは抵抗R29およびR30によつて規
定され m=R29/R29+R30 (7) となる。アノード電流プリセツトスイツチ18か
らの入力Maはモジーユル回路M1の入力端子Vz
に供給する。定数kは、X線管選択器13からの
信号に応動してアナログスイツチ22または24
により選択され、モジーユル回路M1の入力端子
Vyに接続されるポテンシヨメータRAまたはRC
設定によつて決まる。
定数kは高いアノード電圧(典形的には120kV
および小さいアノード電流(典形的には50mA)
において適切なポテンシヨメータ(RAまたはRC
を調整することにより各X線管につき適切に設定
される。特定のX線管を選定することにより、ポ
テンシヨメータ(RAおよびRC)の一方をモジー
ユル回路M1に接続するアナログスイツチ(22
および24)の一方が閉成される。式(4)の第2項
を表わすモジーユル回路M1の出力は増幅器A5
において加算され、次いで増幅器A6において加
算され、増幅器A6はフイラメント電流予測出力
をフイラメント電流制御装置14へ送出する。
式(4)の第3項はX線管における空間電荷効果を
表わす。第3項の分母の第1項 CI-0.667 a (8) は多機能デバイスであるモジーユル回路M2によ
つて発生し、その場合指数mは抵抗R35および
R36により値0.667に設定される。アノード電
流プリセツト信号Maはモジーユル回路M2の入
力端子Vxに供給し、定数cはアナログスイツチ
23または25を介しモジーユル回路M2の入力
端子Vzへ切換え可能な態様で接続されるポテン
シヨメータRBまたはRDにより各X線管につき決
定される。定数cは低いアノード電圧(約50kV)
および大きい作動電流において各X線管につき調
整され、その場合空間電荷効果が顕著である。
モジーユル回路M2の出力は増幅器A3におい
て、増幅器A1の出力端子に発生した定数−2.4
と、アノード電圧制御器17(第1図)から導出
したプリセツト・アノード電圧を表わす信号KV
と加算される。この和信号は負にすることができ
るが、増幅器A3の出力端子における整流器CR
2により和信号は負でない値に制限される。この
信号は増幅器A4において反転されモジーユル回
路M3の入力端子Vxへ供給され、モジーユル回
路M3は割算器として接続配置され、前記逆数を
算出するよう作動する。モジーユル回路M3の出
力端子は増幅器A5の入力端子に結合し、増幅器
A5において抵抗R48およびR45によつて決
まるスケールフアクタ0.15を乗算される。増幅器
A5およびA6を用いて式(4)の3つの項を加算
し、適切なスケールフアクタを適用することによ
りフイラメント電流制御装置14に適切な予測出
力を供給することができる。
従つて、第2図の予測回路によれば、アノード
電圧の供給に直ちに後続する期間において帰還制
御が不適正である際に、X線管フイラメント電流
の予測および制御を行うことができる。第2図の
予測回路は標準形の多機能アナログモジーユルを
用いて容易に構成することができる。各X線管に
対し2つの校正調整(一方は高電圧および小電流
において行われ、他方は高電圧および大電流にお
いて行われる)だけ必要とするに過ぎず、X線発
生装置の設備および保守が著しく簡単になるとい
う利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1は本発明のX線発生回路の実施例を示すブ
ロツク図、第2図は本発明のフイラメント電流予
測回路の実施例を示す回路図である。 10,11……X線管、12……高電圧電源装
置、13……X線管選択器、14……フイラメン
ト電流制御装置、15……帰還電流調整装置、1
6……フイラメント電流予測回路、17……アノ
ード電圧制御器、18……アノード電流制御器、
20,21……入力端子、22〜25……アナロ
グスイツチ、RA〜RD……ポテンシヨメータ、A
1〜A6……増幅器、M1,M2,M3……モジ
ユール回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 既知のアノード電圧で作動するX線管におい
    て所定アノード電流を発生させるのに必要なフイ
    ラメント電流を予測するため、X線管アノード電
    圧を示す入力電圧KVおよび所定アノード電流を
    示す入力電圧Iaを供給されるよう接続配置した電
    子計算機を備え、電子計算機は上記両方の入力電
    圧から関係式 If=S{u+kIw a+X/CIya+KV+z〕 (1) に従つてフイラメント制御電圧Ifを算出する(こ
    こでuはX線管の予備放射フイラメント電流を示
    し、前記関係式の kIw a (2) は基底値項であり、前記関係式の X/cIya+KV+z (3) はX線管の空間電荷効果を示す項である)如く構
    成したフイラメント電流予測回路。 2 u,w,x,yおよびzは実際上1.38,
    0.16,1.5,−0.667および−2.4にそれぞれ等しく
    する特許請求の範囲第1項記載のフイラメント電
    流予測回路。 3 第1複数個のX線管フイラメントのそれぞれ
    につき定数k値を調整する対応する個数の制御装
    置と、前記フイラメントのそれぞれにつき定数c
    の値を調整する第2対応個数の制御装置と、特定
    のX線管が作動状態にあることを示す信号を供給
    されかつこれに応動して関連する制御装置を接続
    する装置とを備える特許請求の範囲第2項記載の
    フイラメント電流予測回路。 4 前記電子計算機が伝達関数 Va=10/9(Vy)(Vz/Vxm (5) をそれぞれ有する複数の多機能デバイスを備え、
    これら多機能デバイスがフイラメント電流制御電
    圧を算出するよう接続配置される特許請求の範囲
    第2項記載のフイラメント電流予測回路。 5 X線管を附勢するため、前記X線管に所定ア
    ノード電圧を供給する装置、フイラメント制御信
    号に応じて前記X線管におけるフイラメント電流
    の供給を制御する装置、および前記X線管におけ
    るアノード電流に応じて前記フイラメント制御信
    号を調整して前記アノード電流をプリセツト値に
    安定化する帰還調整装置を備えるX線発生回路に
    おいて、前記X線管において前記プリセツト値の
    アノード電流を発生させるのに必要なフイラメン
    ト電流を予測する回路を備え、前記フイラメント
    電流予測回は所定アノード電圧を示す入力電圧
    KVおよびプリセツト・アノード電流を示す入力
    電圧Iaを供給され、これら入力電圧からフイラメ
    ント制御電圧Ifを算出し、アノード電圧の供給に
    直ちに後続する期間中および前記帰還調整装置が
    アノード電流調整効果を奏しない場合、前記フイ
    ラメント電流予測回路を接続してフイラメント電
    流を制御するよう構成したことを特徴とするX線
    発生回路。 6 前記予測回路が実際上、 If=S〔1.38+kI0.16 a +1.5/cI-0.667a+KV−2.4〕 に等しい関数からフイラメント制御電圧を算出す
    る特許請求の範囲第5項記載のX線発生回路。
JP4612679A 1978-04-19 1979-04-17 Filament current predicting circuit and xxray generating circuit Granted JPS54158893A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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DE (1) DE2915548A1 (ja)
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GB (1) GB2021810B (ja)
IT (1) IT1120109B (ja)

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