NL8201998A

NL8201998A - STATIC SYSTEM FOR CONTROLLING THE CURRENT STRENGTH OF A CLOSED LOOP IN A RENTAL GENERATOR.

Info

Publication number: NL8201998A
Application number: NL8201998A
Authority: NL
Original assignee: Espanola Electromed
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1982-12-01
Also published as: ES8302399A1; DE3217901A1; ES502249A0; JPS5832399A; FR2506111A1; IL65771A; GB2100892A; IL65771A0; FR2506111B1; GB2100892B

Description

% 3 VO 3366% 3 VO 3366

Statisch stelsel voor het regelen van de stroomsterkte van een gesloten lus in een röntgenstraalgenerator.Static system for controlling the closed loop amperage in an X-ray generator.

De uitvinding heeft betrekking op een statisch stelsel voor het regelen van de stroomsterkte van een gesloten lus voor het instellen van de gloeistroom van een röntgenbuis, en voor het in samenhang met de aangelegde hoogspanning produceren van de uitstraling van 5 röntgenstralen.The invention relates to a static system for controlling the amperage of a closed loop for adjusting the glow current of an X-ray tube, and for producing the radiation of X-rays in connection with the applied high voltage.

De uitvinding is in beginsel gekenmerkt, doordat een gelijkstroom/gelijkstroomomzetter,chopper genoemd, wordt gebruikt, die behalve het statisch stabiliseren van de variaties in de ingangs-spanning, die de gloeistroom voedt, het mogelijk maakt de stroomsterkte 10 van de stroom, die door de draad gaat en die van de röntgenbuis tijdens bestraling, te regelen.The invention is characterized in principle in that a DC / DC converter, called a chopper, is used, which, in addition to statically stabilizing the variations in the input voltage that feeds the incandescent current, allows the current of the current flowing through the wire goes and that of the X-ray tube during irradiation.

De in dit stelsel gebruikte gelijkstroom/gelijkstroom-omzetter regelt de uitgangsspanning, die wordt gelegd aan de gloeistroom-transformator door middel van een regelbare frequentie, die dynamisch 15 wordt ingesteld voor het constant houden van deze spanning. Aan de andere kant is deze spanning een lineaire functie van het verbruik van de gloei-stroomregellus, en vertegenwoordigt zij in feite een constante gloei-stroomsterkte.The DC / DC converter used in this system controls the output voltage applied to the incandescent transformer by an adjustable frequency, which is dynamically adjusted to keep this voltage constant. On the other hand, this voltage is a linear function of the consumption of the glow current control loop, and in fact represents a constant glow current.

Deze regelketen, die met een hoge en automatisch instel-20 bare frequentie werkt, gewoonlijk van een gelijkstroom tot 20 kHz, werkt zonder zeefcondensatoren aan haar uitgang, waarbij de reactantie van de omzetter de enige aanwezige zeef is, waardoor een hoge aanspreeksnelheid op variaties van de gloeistroomsterkte mogelijk is.This control circuit, which operates at a high and automatically adjustable frequency, usually from a direct current up to 20 kHz, operates without screen capacitors at its output, with the reactance of the converter being the only screen present, allowing a high response speed to variations of the glow current is possible.

Dit drievoudige omzettingsregelstelsel van wisselstroom/ 25 gelijkstroom, gelijkstroom/gelijkstroom en gelijkstroom/wisselstroom, vertegenwoordigt een belangrijke verbetering in vergelijking met andere gebruikelijke stelsels, in het bijzonder in reproduceerbaarheid en aanspreeksnelheid met betrekking tot de regeling en instelling. Het voordeel van dit statische stelsel ligt in de spreiding met hoge impedantie van 30 bepaalde gleeidraden naar andere in röntgenbuizen, terwijl de spreiding iets minder is in de regelbare gloeistroomsterkte, waardoor dus het waar-denbereik aanzienlijk wordt verkleind, hetgeen wordt herleid tot een aanzienlijke vereenvoudiging van de noodzakelijke regeling en schakeling, alsmede een grotere nauwkeurigheid in het stelsel als gevolg van het sa- 8201998 • » 2 men drukken van het "bereik.This three-way AC / DC, DC / DC and DC / AC conversion control system represents a significant improvement over other conventional systems, particularly in reproducibility and response speed with respect to control and adjustment. The advantage of this static system lies in the high impedance spread of 30 certain filaments to others in X-ray tubes, while the spread is slightly less in the controllable glow current, thus significantly reducing the range of values, reducing significant simplification of the necessary control and circuitry, as well as greater accuracy in the system as a result of pressing the "range".

Ce belangrijkste moeilijkheid, die voortvloeit uit de regeling van de stroomsterkte van röntgenstralen is het gevolg van de versterkingsfactor, geproduceerd door de gloeistroom tijdens uitstraling.The main difficulty arising from the control of the X-ray current is due to the amplification factor produced by the glow current during radiation.

5 In gebruikelijke röntgenbuizen kan een verandering van in de gloeistroom van de gloeidraad onder bepaalde omstandigheden gewoonlijk een verandering in de stroomsterkte van de buis produceren tot 15$, hetgeen een ongecontroleerde bestralingsovermaat in de patiënt zou kunnen veroorzaken, hetgeen zeer gevaarlijk is.In conventional X-ray tubes, a change in the filament glow current under certain conditions can usually produce a change in tube amperage of up to $ 15, which could cause an uncontrolled irradiation excess in the patient, which is very dangerous.

10 Bij gebruikelijke stelsels wordt thans voor het regelen van de spanning van de gloeidraad gebruik gemaakt van ferroresonante stabilisatoren met verzadigbare reactanties, enz., die gewoonlijk werken bij 50/60 Hz, d.w.z. ketens met een lager gedrag, en die een grote hoeveelheid energie verstrooien.In conventional systems, the filament voltage regulation now uses ferroresonant stabilizers with saturable reactances, etc., which usually operate at 50/60 Hz, ie chains with lower behavior, and which diffuse a large amount of energy .

15 Het gebruik van een spanningsregelstelsel, dat wordt toegepast voor de gloeidraden in plaats van voor het regelen van de stroom, betekent met tussenpozen instellingen als gevolg van de grote spreidingen van de impedantie van bepaalde gloeidraden naar andere in de röntgenbuizen, waardoor het bereik van gloeistroomwaarden in aanzien-20 lijke mate wordt vergroot, alsmede een lagere nauwkeurigheid van deze stelsels wordt veroorzaakt.The use of a voltage control system, which is applied to the filaments rather than to control the current, means intermittent settings due to the large dispersions of the impedance of some filaments to others in the X-ray tubes, thus reducing the range of glow current values is greatly increased, and a lower accuracy of these systems is caused.

Deze hoeveelheid ketens en onderlinge verbindingen beperken de betrouwbaarheid van deze stelsels en de gemiddelde tijdsduur tussen storingen tot een minimum.This amount of chains and interconnections minimize the reliability of these systems and the average time between failures.

25 Aan de andere kant worden de twee gloeidraden voortdurend in bedrijf gehouden, waarvoor tweemaal zo veel schakelingen en twee gelijktijdige verbruiken nodig zijn, waardoor de levensduur van de röntgen-buis wordt bekort.On the other hand, the two filaments are kept in continuous operation, which requires twice the number of circuits and two simultaneous consumptions, thereby shortening the life of the X-ray tube.

Verder vereffenen deze stelsels de verdamping van. de 30 röntgenbuizen tijdens bestraling niet, waardoor een exponentiële stroom-sterkte-val wordt geproduceerd als gevolg van de thermo-ionische stroom-sterkteuitstraling, die eenmaal gestart de overige gemiddelde energie vermindert.Furthermore, these systems equalize the evaporation of. the X-ray tubes fail during irradiation, producing an exponential amperage drop due to the thermo-ion amperage radiation, which once started reduces the remaining average energy.

De doeleinden van de uitvinding liggen in het uitvoe-35 ren van een statisch stelsel voor het regelen van de stroomsterkte van een gesloten lus, waarvan de eigenschappen zijn samengevat in de volgen- " 820 1 998 ~ :.....The objects of the invention lie in the implementation of a static loop control current system, the properties of which are summarized in the following "820 1 998 ~: .....

\ t 4- t 3 de punten: a) Statisch stabiliseren van de veranderingen in de ingangsspanning in het bereik van + 20% voor elke soort gloeidraad, waarbij de uitgangsspanning wordt ingesteld.\ t 4- t 3 points: a) Statically stabilizing the changes in the input voltage in the range of + 20% for each filament type, setting the output voltage.

5 b) Het verhogen van de aanspreeksnelheid van het stel sel voor het regelen van de stabiliserende spanning van de gloeidraad', die kan werken tussen gelijkstroom en gewoonlijk 20 kHz, maar 50 kHz kan bereiken. Dit chopperstelsel beperkt de verstrooiing van energie van het stelsel tot een minimum, waarbij de stabiliserende keten een gedrag be-10 reikt in het bereik van 95%· Aan de andere kant is er een vermindering in volume, ruimte en kosten in het bereik van 60% in vergelijking met andere gebruikelijke spanning-stabiliserende stelsels, zoals verzadig-bare reactanties, ferroresonante ketens, enz.B) Increasing the response speed of the filament stabilizing voltage control system, which can operate between DC and usually 20 kHz, but can reach 50 kHz. This chopper system minimizes the energy scattering of the system, with the stabilizing chain achieving a behavior in the range of 95%. On the other hand, there is a reduction in volume, space, and cost in the range of 60%. % compared to other conventional voltage stabilizing systems, such as saturable reactances, ferroresonant chains, etc.

c) Het stelsel voedt elk der twee gloeidraden van de 15 rontgenbuis door middel van een statische omzetter met "balans"-geschakelde transistoren, die op hun beurt de gloeistroamtransformator voeden, die nodig is voor het van het hoogspanningsdeel van de rontgenbuis scheiden van het laagspanningsdeel van de regeling.c) The system supplies each of the two filaments of the X-ray tube by means of a static converter with "balance" switched transistors, which in turn supply the glow-current transformer needed to separate the high-voltage portion of the X-ray tube from the low-voltage portion. of the scheme.

Deze transistoromzetter wekt een vierkante wisselstroom-20 golf op met een frequentie van 400 Hz, waarvan de werkzame spanningswaarde wordt bepaald door de omzetteruitgang overeenkomstig het gloei-stroomsterkteverbruik.This transistor converter generates a square alternating current 20 wave at a frequency of 400 Hz, the effective voltage value of which is determined by the converter output according to the glow current consumption.

d) De nauwkeurigheid van de gloeistroomsterkteregeling is groter dan 0,3%, waardoor een speling in het bereik van U,5% voor 25 verandering van de uitstralingsstroomsterkte van de rontgenbuis is gegarandeerd wanneer de spanning in kV, aangelegd tussen de kathode en de anode van de buis, eenmaal zijn nominale waarde heeft bereikt.d) The accuracy of the filament current control is greater than 0.3%, thus ensuring a clearance in the range of U, 5% for change in the radiating current of the X-ray tube when the voltage in kV applied between the cathode and the anode of the pipe once it has reached its nominal value.

e) Dynamische vereffening van de verdamping van de rontgenbuis tijdens bestraling, waardoor de exponentiële stroomsterkteval 30 wordt voorkomen, waarvan de tijdconstante, gewoonlijk 130 ms, het gevolg is van de thermo-ionische stroomsterkteuitstraling, die eenmaal gestart de overige gemiddelde energie vermindert.e) Dynamic equalization of the X-ray tube evaporation during irradiation, thereby avoiding the exponential amperage trap 30, the time constant of which, usually 130 ms, results from the thermo-ionic amperage radiation which once started reduces the remaining average energy.

Dit statische stelsel voor het regelen van een gesloten lus vermindert het aantal gloeistroomwaarden, nodig voor ..het regelen 35 van de stroomsterkte van röntgenstralen in afhankelijkheid van de aangelegde spanning, waardoor deze vermindering voor dezelfde nauwkeurigheid 8201998 1 “ \ * i k in de stroomsterkte van röntgenstralen, groter is dan 80%.This closed loop static control system reduces the number of glow current values needed to control the X-ray current in dependence on the applied voltage, thereby reducing this reduction for the same accuracy in the current of 8201998. X-rays greater than 80%.

De belangrijkste voordelen van deze soort regeling in vergelijking met gebruikelijke regelingen kunnen als volgt worden samengevat : 5 a) Het vereffenen en tot een minimum beperken van het aantal onderdelen van de regel- en instelketens, alsmede de röntgenbuis-uitstralingsspreiding wanneer het stelsel werkt met een gesloten lus met tweemaal zoveel stroomsterkte, gloeidraden en rontgenbuizen.The main advantages of this type of control over conventional controls can be summarized as follows: 5 a) Smoothing and minimizing the number of parts of the control and adjustment chains, as well as the X-ray radiation spread when the system is operated with a closed loop with twice the amperage, filaments and x-ray tubes.

b) Een vergroting van de betrouwbaarheid en de gemid-10 delde tijd tussen storingen, aangezien het aantal onderdelen en verbindende elementen in aanzienlijke mate is verminderd met betrekking tot andere gebruikelijke spanning-stabiliserende stelsels, zoals verzadig-bare reactanties, ferroresonante ketens, enz.b) An increase in reliability and the average time between failures, since the number of parts and connecting elements has been significantly reduced with respect to other conventional voltage stabilizing systems, such as saturable reactances, ferroresonant chains, etc.

c) De statische regeling van de gloeistroomsterkte in 15 plaats van het tot stand brengen van een regeling door de spanning, zoals in andere gebruikelijke stelsels, voor het vereffenen en tot een minimum beperken van de bemeting van de regel- en instelketens als gevolg van de spreiding met hoge impedantie van bepaalde gloeidraden naar andere in röntgenbuizen, aangezien deze spreiding iets kleiner is in de 20 regelbare gloeistroomsterkte, en voor het zodoende bereiken van een aanzienlijke verkleining van het bereik van gloeistroomwaarden, alsmede een grotere nauwkeurigheid.c) Static control of the filament current instead of establishing voltage control, as in other conventional systems, to equalize and minimize the size of the control and adjustment chains due to the high impedance spread of certain filaments to others in X-ray tubes, since this spread is slightly smaller in the adjustable glow current intensity, and thus achieving a significant reduction in the range of glow current values, as well as greater accuracy.

Vereenvoudiging van de regeling en de noodzakelijke schakeling, hetgeen wordt herleid tot een aanzienlijke vermindering in 25 kosten, een vergroting van de betrouwbaarheid van het stelsel en een langere levensduur van het produkt.Simplification of the control and the necessary circuitry, which is reduced to a significant reduction in costs, an increase in the reliability of the system and a longer product life.

d) Het verlengen van de levensduur van de röntgenbuis als gevolg van de vermindering van de ontladingsenergie in vergelijking met gebruikelijke stelsels, die de twee gloeidraden voortdurend in be- 30 drijf houden.d) Extending the life of the X-ray tube due to the reduction of the discharge energy compared to conventional systems which continuously operate the two filaments.

e) Er is geen beperking met betrekking tot zeer korte bestralingstijden, zoals een of verschillende ms in de regeling van de röntgenstraalstroomsterkte, hoewel de gloeitijdconstante gewoonlijk in het bereik is van 0,7 s.e) There is no limitation with regard to very short irradiation times, such as one or several ms in the X-ray current control, although the glow time constant is usually in the range of 0.7 s.

35 f) Het aanzienlijk verbeteren van de reproduceerbaarheid van de waarden, verkregen in de röntgenstraalstroomsterkte met betrek- 8201998 - ' I * ς ✓ king tot andere gebruikelijke stelsels ondanks het brede waardenspectrum en de technieken, die worden verkregen met een willekeurige röntgenstraal-generator, hetgeen afhankelijk is van het kV-bereik, de bestralingstijd en de stroomsterkte zelf, en 5 g) het uitvoeren van een nieuw regelstelsel voor het overbrengen van het doorlichtingsstelsel naar het stralingsfotografische stelsel in ongeveer de tijd van 0,8 s door middel van een extra over-gangsverbruik, hetgeen het mogelijk maakt de gloeidraad in een zeer korte tijdsduur, ongeveer 0,2 s op de uitstralingstemperatuur te brengen, 10 zodat tijdens de rest van de tijd tot aan 0,8 s, een stabiliserende temperatuur, overeenkomende met het verbruik, vereist door de bediener, kan worden bereikt.F) Significantly improving the reproducibility of the values obtained in the X-ray current with respect to other conventional systems despite the wide value spectrum and techniques obtained with any X-ray generator, which depends on the kV range, the irradiation time and the current itself, and 5 g) executing a new control system for transferring the screening system to the radiation photographic system in approximately the time of 0.8 s by means of an additional transition consumption, which makes it possible to bring the filament to the emission temperature in a very short time, about 0.2 s, so that during the rest of the time up to 0.8 s, a stabilizing temperature corresponding to the consumption required by the operator can be achieved.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: 15 Fig. 1 een blokschema is van het statische stelsel voor het regelen van de gesloten lusstroomsterkte in röntgenstraalgenerato-ren, fig. 2 een vereenvoudigd schema is van de gelijkstroom/ gelijkstroomchopper en het regelstelsel daarvoor, 20 fig. 3 een vereenvoudigd schema is van de transistor- omzetter, die de gloeistroomtransformator voedt, fig. U een schema is van de foutversterker van de röntgenbuis stroom (mA) en van de gloeistroom, en de röntgenbuisstroom.verbruiken, fig. 5 de frequentieaanspreking toont van de gloeistroom- 25 regellus, en de fig. 6-9 golfvormen zijn van de gloeistroom en de aanspreking van het stelsel op een op schaal gebrachte functie.The invention is further elucidated with reference to the drawing, in which: 1 is a block diagram of the static closed loop current control system in X-ray generators, FIG. 2 is a simplified schematic of the DC / DC chopper and its control system, FIG. 3 is a simplified diagram of the transistor converter , which supplies the glow current transformer, FIG. U is a schematic of the error amplifier of the X-ray tube current (mA) and of the glow current, and consumes the X-ray tube current, FIG. 5 shows the frequency response of the glow current control loop, and FIG. 6-9 waveforms are of the glow current and the response of the system to a scaled function.

Het statische stelsel voor het regelen van de gesloten lusstroomsterkte in röntgenstraalgeneratoren bestaat uit de volgende 30 hoofdelementen overeenkomstig het blokschema van fig. 1: 1. een niet gestabiliseerd voedingsstelsel 2. een gelijkstroom/gelijkstroomchopper 3. een transistoromzetter k. een logische regeleenheid 35 5· gloeistroomtransformator 6. röntgenbuis 820 1 99 8 ..................- ..... ...... ~ 6 7· foutversterker van de rontgenbuisstroom (mA) 8. gesloten lus van de mA-stroom van de rontgenbuis 9· foutversterker van het gloeistroomsterkteverbruik 10. een gesloten lus voor een extra overgangsverbruik 5 11. een keten met een constant verbruik.The static loop control system in X-ray generators consists of the following main elements according to the block diagram of Figure 1: 1. an unstabilized power supply system 2. a DC / DC chopper 3. a transistor converter k. a logic control unit 35 5 · glow current transformer 6. x-ray tube 820 1 99 8 ..................- ..... ...... ~ 6 7 · error amplifier of the x-ray tube current (mA) 8. closed loop of the mA current of the x-ray tube 9 · error amplifier of the incandescent current consumption 10. a closed loop for an extra transitional consumption 5 11. a chain with a constant consumption.

Met betrekking tot het niet gestabiliseerde voedings-stelsel wordt van het net een laagspanning (punt A) verkregen door middel van een transformator, die wordt gezeefd en wordt gebruikt als een voeding voor de gelijkstroom/ 10 gelijkstroomchopper (zie punt G in fig. 2).With regard to the unstabilized power supply system, a low voltage (point A) is obtained from the mains by means of a transformer, which is screened and used as a power supply for the direct current / 10 direct current chopper (see point G in fig. 2). .

De keten van de gelijkstroom/gelijkstroomchopper zet de niet-gestabiliseerde gelijkstroomspanning om in een gestabiliseerde gelijkstroomspanning en overeenkomstig het gewenste verbruik, zoals is te zien in fig. 2.The DC / DC chopper circuit converts the non-stabilized DC voltage to a stabilized DC voltage and according to the desired consumption, as shown in Figure 2.

15 Aan de andere kant voedt de uitgang van de rekenverster ker IC 5b pen 6' of TP-13, via RU5 de basis van de transistor Q37» üe nagenoeg tot verzadiging werkzaam is als gevolg van de gezamenlijke werking van de dioden CR35 - CR36. Deze transistor regelt op zijn beurt de transistoren Q161 en Q6, die de versterkingsstap vormen van de gelijk-20 stroom/gelijkstroomomzetter (chopper).On the other hand, the output of the computing amplifier IC 5b feeds pin 6 'or TP-13, via RU5, the base of the transistor Q37 to operate substantially until saturation due to the joint operation of the diodes CR35 - CR36. This transistor, in turn, controls transistors Q161 and Q6, which are the amplification step of the DC-20 / DC converter (chopper).

De snelheid van aanspreking van de gelijkstroom/gelijk-stroomomzetter is in hoofdzaak afhankelijk van het afsnij- en verzadiging sst els el, gelegd aan het samenstel van krachttransistoren. In het bijzonder voor het verminderen van de opslagtijd van dragers in de aan-25 sluiting, wordt het stelsel gebruikt van het automatisch en door de smoorspoel L20 en de weerstand R2U in het geval van de transistor Q161, en op soortgelijke wijze L3 en Rb in het geval van de transistor Q6 op het moment van het starten aanleggen van een emitter-basisomkeerstroom-sterkte.The speed of response of the DC / DC converter is mainly dependent on the cut-off and saturation system applied to the power transistors assembly. In particular, to reduce the storage time of carriers in the terminal, the system is used of the automatic and through the choke L20 and the resistor R2U in the case of the transistor Q161, and similarly L3 and Rb in the case of transistor Q6 at the time of starting applying an emitter base reverse current strength.

30 Aan de andere kant wordt de spanningsimpulsmodulatie van de transistor Q6 via de smoorspoel 5 gelegd aan de gelijkstroom/gelijk-stroomomzetterstap. De snelle diode CR19 leidt de stroomsterkte van de ladingsketen door de elektromagnetische energie, opgeslagen in de smoorspoel in de tijdsduren, waarin de transistor Q6 niet geleidt.On the other hand, the voltage pulse modulation of the transistor Q6 is applied through the choke 5 to the DC / DC converter step. The fast diode CR19 conducts the amperage of the charge chain through the electromagnetic energy stored in the choke coil in the periods of time in which the transistor Q6 does not conduct.

35 De tijdconstante van de ladingsketen is ongeveer L/R, waarin L de inductantie is van L5 plus die van spreidingen van de gloei- 82(M 998 --------------- -------------- ---------------------- - ........35 The time constant of the charge chain is approximately L / R, where L is the inductance of L5 plus that of spreads of the glow 82 (M 998 --------------- ---- ---------- ---------------------- - ........

7 stroomtransformator, en R de equivalente weerstand is aan de primaire zijde van de gloeidraad.7 current transformer, and R is the equivalent resistance on the primary side of the filament.

Wanneer de verhouding L/R wordt veranderd als gevolg van de intrinsieke verandering van de gloeistroomweerstand overeenkomstig 5 de in de rontgenbuis vereiste stroomsterkte, stelt de gelijkstroom/gelijkstroomomzetter automatisch de frequentie in voor het handhaven van een uitgangsspanningswaarde met een lus met een constante stroomsterkte, via de eerder beschreven terugkoppeling.When the ratio L / R is changed due to the intrinsic change of the filament resistance according to the current required in the X-ray tube, the DC / DC converter automatically sets the frequency for maintaining an output voltage value with a constant current loop, via the previously described feedback.

De ingangsspanning wordt dus gestabiliseerd door het 10 dynamisch instellen voor het constant houden van de uitgangsspanning.Thus, the input voltage is stabilized by dynamically adjusting to keep the output voltage constant.

De regelbare frequentie is tussen gelijkstroom en gewoonlijk 20 kHz, maar kan 50 kHz bereiken, waarbij een gedrag van de stabiliserende keten in het bereik van 95% wordt bereikt.The adjustable frequency is between DC and usually 20 kHz, but can reach 50 kHz, achieving a stabilizing chain behavior in the range of 95%.

De spanning van de gelijkstroom/gelijkstroomomzetter via 15 de reactantie L5 (punt J) wordt gelegd aan de centrale aftaaking van de primaire wikkeling van de gloeistroomtransformator, waarvan de secundaire wikkeling de gloeidraad zelf voedt. Niet alleen kan de gelijkstroom/ gelijkstroomomzetter dus worden gebruikt voor het voeden van twee gelijke gelijkstroom/wisselstroomomzetters, die op hun beurt voldoende 20 energie leveren voor de dunne en de dikke gloeidraden van de rontgenbuis.The voltage of the DC / DC converter through the reactance L5 (point J) is applied to the central branch of the primary winding of the glow-wire transformer, the secondary winding of which feeds the filament itself. Thus, not only can the DC / DC converter be used to power two DC / AC converters, which in turn provide sufficient energy for the thin and thick filaments of the X-ray tube.

De aan de centrale aftakking van de primaire wikkeling van de gloeistroomtransformator gelegde, gestabiliseerde spanning wordt omgezet in een wisselstroomspanning door middel van een balanstransistor-25 krachtketen Q171 - Q163, waarvan de regeling op een constante frequentie van ongeveer UOO Hz wordt bedreven over een logische regeleenheid. Deze > frequentie van J+00 Hz is een benaderde waarde voor het verkleinen van de afmeting van de gloeistroomtransformator. De tweede transistoromzet-ter is gelijk aan die, welke is beschreven, en is derhalve in fig. 3 niet 30 afgebeeld. De twee transistoromzetters worden dus gevoed met een enkele chopper, waardoor de schakeling en de kosten van het stelsel worden verminderd.The stabilized voltage applied to the central tap of the primary winding of the incandescent transformer is converted into an alternating current voltage by means of a balance transistor power circuit Q171 - Q163, the control of which is operated at a constant frequency of approximately UOO Hz over a logic control unit . This frequency of J + 00 Hz is an approximate value for decreasing the size of the glow current transformer. The second transistor converter is the same as that described, and is therefore not shown in FIG. Thus, the two transistor converters are powered by a single chopper, reducing the circuitry and cost of the system.

De logische regeleenheid is een keten, die de twee transistoromzetters regelt overeenkomstig de twee gloeidraden van de 35 rontgenbuis (zie fig. 3).The logic control unit is a circuit that controls the two transistor converters according to the two filaments of the X-ray tube (see Fig. 3).

Aan de andere kant regelt zij de krachttransistoren van 82 0 1 9 98--------- ------------------------------------- 8 de omzetters voor het produceren van de vierkante golf voor het starten en uitschakelen daarvan, en kiest zij een van de twee omzetters in afhankelijkheid van het door de regeling van de "bediener kiezen van de dunne of de dikke gloeidraad.On the other hand, it controls the power transistors of 82 0 1 9 98 --------- --------------------------- ---------- 8 the transducers to produce the square wave to start and turn off and select one of the two transducers depending on the selection of the thin by the operator's control or the thick filament.

5 De in de transistoromzetters geproduceerde vierkante golf wordt gelegd aan de primaire wikkeling van een gloeistroomtransfor-mator met als doel het van het hoogspanningsdeel van de röntgenbuis scheiden van het regeldeel (laagspanning). .The square wave produced in the transistor converters is applied to the primary winding of an incandescent transformer for the purpose of separating the high voltage portion of the X-ray tube from the control portion (low voltage). .

Fig. 3 toont de wijze waarop een van deze transforma-10 toren (T1) is verbonden.Fig. 3 shows the manner in which one of these transformer tower (T1) is connected.

De secundaire wikkeling van deze gloeistroomtransforma-toren voeden dus de twee gloeidraden van de röntgenbuis.Thus, the secondary winding of these glow current transformers supply the two filaments of the X-ray tube.

fen röntgenbuis is een in de handel verkrijgbaar onderdeel, door middel waarvan door het daaraan aanleggen van een hoge “ 15 spanning tussen de kathode en de anode en het inbrengen van een stroom naar de. gloeidraden, een straling wordt geproduceerd, die kan worden geregistreerd op een scherm of een stralingsfotopiaat ten einde klinisch een patiënt te onderzoeken.X-ray tube is a commercially available part, by means of which by applying a high voltage thereto between the cathode and the anode and introducing a current to the. filaments, a radiation is produced, which can be recorded on a screen or a radiation photopath for clinical examination of a patient.

Als gevolg van de grote verscheidenheid aan buizen en 20 de grote verspreiding van gloeidraden, is een stelsel nodig, dat automatisch elke gloeidraad-impedantie kan instellen voor het nauwkeurig regelen van de gewenste stroom.Due to the wide variety of tubes and the wide spread of filaments, a system is needed that can automatically set any filament impedance to accurately control the desired current.

In de keten van de foutversterker van de röntgenbuis-stroom (mA), wordt de stroom van de röntgenbuis vergeleken met het mA-25 verbruik, dat de bediener heeft gekozen op het bedieningspaneel van de rönt genstraalgenerat or.In the X-ray tube current (mA) error amplifier circuit, the X-ray tube current is compared to the mA-25 consumption selected by the operator on the X-ray generator control panel.

De fout tussen de twee verbruiken wordt waargenomen en versterkt en dient als een terugkoppeling voor de gesloten lus van de mA-stroom van de röntgenbuis.The error between the two consumptions is sensed and amplified and serves as a closed loop feedback of the X-ray tube mA current.

30 Fig. k toont de wijze waarop het foutsignaal van de stroomsterktelus, vergeleken, gecorrigeerd en behandeld met betrekking tot de regeling, het gloeidraadverbruik vormt. Het röntgenstraalstroom-sterkfceverbruiksignaal (punt E) wordt via de weerstand R95 gelegd aan de negatieve ingang van de rekenversterker A1, en wordt afgetrokken van de 35 werkelijke stroomsterkte van de buis (punt K) via de shunt R71 samen met de weerstanden R128 - R12T· 8 2 Ö Γ9 9 8 tC ί 9FIG. k shows how the error signal from the amperage loop, compared, corrected and treated with respect to control, constitutes filament consumption. The X-ray current power consumption signal (point E) is applied through the resistor R95 to the negative input of the processing amplifier A1, and subtracted from the actual tube current (point K) via the shunt R71 together with the resistors R128 - R12T 8 2 Ö Γ9 9 8 tC ί 9

Het in A1 versterkte foutsignaal vormt het signaal, aangeduid met "mA-fout", dat dan wordt opgeteld hij het gloeistroom-sterkteverhruik (fig. U) tijdens bestraling door middel van het gesloten lusregelsignaal, dat inwerkt op de transistor FET IC 101, waardoor 5 de doorgang mogelijk wordt van het "mA-fout"-signaal over de negatieve ingang van de rekenversterker A2, waarvan de uitgang het signaal vormt, aangeduid met "gloeidraadverbruik" (punt H), dat op zijn beurt werkt als een verbruik van de gelijkstroom/gelijkstroomverbindingsstap.The error signal amplified in A1 forms the signal, denoted "mA error", which is then added to the glow current power consumption (Fig. U) during irradiation by means of the closed loop control signal, which acts on the transistor FET IC 101, thereby 5 allows the passage of the "mA error" signal across the negative input of the processing amplifier A2, the output of which constitutes the signal, designated "filament consumption" (point H), which in turn acts as a consumption of the DC / DC connection step.

De werking in het doorlichtingsstelsel vindt plaats met 10 de transistor FET IC 101 in een open positie, waardoor de ingang van het foutsignaal van de stroomsterktelus wordt voorkomen, waardoor het gloeidraadverbruik samenvalt met dat van de gloeistroomsterkte.Operation in the X-ray system takes place with the transistor FET IC 101 in an open position, preventing the input of the error signal from the amperage loop, coinciding the filament consumption with that of the filament current.

Fig. 2 toont de gloeistroomverbruikketen.Fig. 2 shows the glow current consumption chain.

De rekenversterker IC 5^ mengt en vergelijkt gelijktij-15 dig drie signalen: waarvan de beschrijving als volgt is.Simultaneously, the computing amplifier IC 5 mixes and compares three signals, the description of which is as follows.

Het gloeidraadverbruik, dat afkomstig is van het punt H aan de uitgang van de rekenversterker A2, vormt op zichzelf het foutsignaal van de stroomsterktelus tijdens bestraling. Dit signaal werkt door de weerstand RU2 op de negatieve ingang van de versterker IC 5^· 20 Aan de andere kant is er een extra overgangsverbruik, dat inwerkt op de transistor FET (Fl) tijdens overgang van . . doorlichting naar stralingsfotopiaat cm het tijdens een veranderlijke tijdsduur in afhankelijk van de soort buis in het bereik van 0,2 s met de gloei-draad in een positie dicht bij uitstraling voldoende tijd te hebben tij-25 dens de overige 0,6 s om gestabiliseerd te worden en bij het begin van de bestraling in de röntgenbuis de door de bedienaar ingestelde stroom-' sterkte te bereiken.The filament consumption, which originates from the H point at the output of the processing amplifier A2, by itself constitutes the error signal of the current loop during irradiation. This signal works by the resistor RU2 on the negative input of the amplifier IC 5 ^ · 20 On the other hand, there is an additional transition consumption, which acts on the transistor FET (Fl) during transition of. . X-ray photopia to allow sufficient time to stabilize during a variable time period depending on the type of tube in the range of 0.2 s with the filament in a position close to radiation during the remaining 0.6 s and achieve the current set by the operator at the beginning of the irradiation in the X-ray tube.

Het derde signaal, dat werkt op de negatieve ingang van de rekenversterker IC 5^· via de weerstanden R58 - R57 vormt het gloei-30 stroomsterkteterugkoppelsignaal (punt I).The third signal, which acts on the negative input of the computing amplifier IC 5 through the resistors R58 - R57, forms the glow current feedback signal (point I).

De uitgang van de rekenversterker IC 5^ regelt dus de transistoren van de chopper en vormt de foutwaarneemstap en versterking van de gelijkstroom/gelijkstroomomzetter (chopper).Thus, the output of the computing amplifier IC 5 ^ controls the transistors of the chopper and constitutes the error sensing step and amplification of the DC / DC converter (chopper).

Er is een extra overgangsverbruik, dat werkt op de tran-35 sistor F1 (fig. 2) in de overgang van doorlichting naar stralingsfoto-plaat ten einde het tijdens een veranderlijke tijd in afhankelijkheid 82ütil9ir-------------------------------------- 10 van de soort tuis in het bereik van 0,2 s met de gloeidraad in een po- ' sitie dicht bij uitstraling, mogelijk te maken voldoende tijd te hebben tijdens de overige 0,6 s om gestabiliseerd te worden en bij het begin van de bestraling in de röntgenbuis de door de bedienaar gestelde stroom-5 sterkte te bereiken, waarbij punt B F1 regelt voor het openen of sluiten van deze lus.There is an additional transition consumption, which acts on the transistor 35 F1 (Fig. 2) in the transition from X-ray to radiation photo plate in order to make it dependent on a variable time 82ütil9ir ----------- --------------------------- 10 of the type of tube in the 0.2 s range with the filament in a closed position on irradiation, allow to have sufficient time during the remaining 0.6 s to be stabilized and to attain the operator-set current at the start of irradiation in the X-ray, point B F1 controlling for opening or closing this loop.

Fig. 2 toont de keten met constant verbruik. Deze keten heeft een vaste verbruiksspanning en bestaat uit een weerstand R91 en een diode CR107 en is met de rest van de keten verbonden wanneer de transis-10 tor FET (F1 ) geleid, waardoor een constante spanning wordt aangelegd in het extra overgangsverbruik.Fig. 2 shows the constant consumption circuit. This circuit has a fixed consumption voltage and consists of a resistor R91 and a diode CR107 and is connected to the rest of the chain when the transistor FET (F1) is conducting, applying a constant voltage in the additional transition consumption.

Deze keten verschaft een nieuw regelstelsel voor het overbrengen van het doorlichtingsstelsel naar het stralingsfotoplaat-stelsel in ongeveer de tijd van 0,8 s doof middel van een extra over-15 gangsverbruik, hetgeen het in een zeer korte tijdsperiode, ongeveer 0,2 s, mogelijk maakt de gloeidraad dicht bij de uit stralingstemperatuur te brengen, waardoor deze tijdens de rest van de tijd tot aan 0,8 s, een stabiliserende temperatuur kan bereiken, overeenkomende met het door de bediener verzóchte verbruik.This circuit provides a new control system for transferring the screening system to the radiation photoplate system in about 0.8 s quenching time by means of an additional transition consumption, making it in a very short period of time, about 0.2 s, allows the filament to be brought close to the radiation temperature, allowing it to reach a stabilizing temperature during the rest of the time up to 0.8 s, corresponding to the consumption requested by the operator.

20 De gloeidraadterugkoppellus heeft '’ongeveer" de volgende versterking in een open lus:20 The filament feedback loop has approximately the following open loop gain:

VersterkingStrengthening

Rekenversterker IC 5^ 20.000 (gelijkstroom) en 1780 tot 20 kHz 25 Transistor Q37 25Computing amplifier IC 5 ^ 20,000 (direct current) and 1780 to 20 kHz 25 Transistor Q37 25

Transistor Q161 100Transistor Q161 100

Transistor Qé 100 8 totale versterking 50 x 10° = 19^ db in gelijkstroom. De gesloten lus-overdrachtfunctie wordt gegeven door de 30 volgende formule:Transistor Qé 100 8 total gain 50 x 10 ° = 19 ^ db in direct current. The closed loop transfer function is given by the following formula:

VV

0__G_ = 1_ VD " 1+GH H ; waarin: VQ - uitgangsspanning VD = spanningsverbruik 35 G(s)= directe overdrachtsfunctie 82 0 1 9 9 &------------------------------------------------------------ π H(.s.) = terugkoppeloverdrachtsfunctie, Η = 1/100__G_ = 1_ VD "1 + GH H; where: VQ - output voltage VD = voltage consumption 35 G (s) = direct transfer function 82 0 1 9 9 & ------------------ ------------------------------------------ π H (.s.) = feedback transfer function, Η = 1/10

Door het vervangen van de vaarde van H wordt voor een nul-frequentie verkregen: -Ia-,oBy replacing the value of H for a zero frequency: -Ia-, o

TDTD

5 De maximale font daarentegen in de versterker IC 5^· “bij 20 kHz vordt gegeven door de volgende uitdrukking:5 The maximum font on the other hand in the amplifier IC 5 ^ · “at 20 kHz is given by the following expression:

Maximale fout = ^ = 0,056%Maximum error = ^ = 0.056%

Fig. 5 toont de grafiek van Nichols, waaruit het duidelijk is., dat het stelsel absoluut en relatief stabiel is met een fase-10 marge van ongeveer 127° en een versterkingsmarge, die zou kunnen worden geëxtrapoleerd in 126 db.Fig. 5 shows the Nichols graph from which it is clear that the system is absolute and relatively stable with a phase-10 margin of about 127 ° and a gain margin that could be extrapolated in 126 db.

De fig. 6 en 7 verduidelijken het gedrag van het stelsel in een getrapte functie, hetgeen de aanspreeksnelheid en de optimalisering van het voorbij schieten bevestigt.Figures 6 and 7 illustrate the behavior of the system in a stepped function, confirming the speed of attack and optimization of overshoot.

15 De fig.- 8 en 9 tonen de gelijkstroomspanning, gelegd aan de.gloeistroomtransformator.FIGS. 8 and 9 show the DC voltage applied to the glow current transformer.

De amplitude van het signaal is 10 V en de tijd is 5 ms- 820rit 8 ----------------------------------------The amplitude of the signal is 10 V and the time is 5 ms- 820rit 8 --------------------------------- -------

Claims

1. Static system for controlling the closed loop current in X-ray generators, characterized in that the X-ray current is controlled by a closed feedback loop control with twice the glow current and from that generated in the X-ray housing as a result of the application of a voltage comprising a DC / DC converter to transistors directly controlling the glow current, further a transistor converter feeding the filament of the X-ray tube through the associated transformer, and a closed loop control system of the two 10 variables, namely the glow current and the X-ray current. *

System according to claim 1, characterized by the triple operation of the statically stabilizing direct current / direct current converter as a voltage stabilizer, a regulator of the glow current loop and of the current of the X-ray tube.

System according to claims 1 and 2, characterized in that a direct current / direct current converter is used, referred to as a transistor chopper, the control of which is via a. adjustable frequency is dynamically adjusted to maintain a constant voltage at its output, which is approximately a linear function of the consumption of the glow current control loop, which purely represents the glow current. I *. System according to claim 3, characterized in that the control circuit operates at an adjustable frequency between DC and usually 20 kHz, which can reach 50 kHz, the reactance of the converter being the only sieve present, which means a higher response speed. permits the system to dynamically change the glow current compared to other conventional systems.

System according to claim 2, characterized in that, in addition to statically stabilizing the changes in the input voltage, it is possible to control the glow current and the X-ray strength during irradiation.

System according to claims 1 and 2, characterized in that the behavior of the stabilizing chain is in the range of 95%. System according to claims 1 and 2, characterized by a reduction in volume, space and costs in the range of 6θ%.

System according to claims 1 and 2, characterized in that the filament of the X-ray tube is fed by an alternating current voltage generated by successive conversions of mains voltage to direct voltage, of direct voltage to direct voltage and by the chopper to transistors for stabilization and consumption of filament current, and of DC voltage in AC voltage by two transistor converters for feeding the two filaments of the X-ray tube by separate transformers separating the low voltage from the high voltage.

System according to claim 1, characterized in that each of the two filaments of the X-ray tube is fed by means of a balance-switched static transistor converter, which in turn feeds the glow current transformer required in the system for separation purposes. so that the transistor converter generates a square alternating current wave with the frequency of 600 Hz, the effective voltage value of which is determined by the output of the direct current / direct current converter depending on the glow power consumption.

System according to claim 1, characterized in that the number of glow current values required to control the X-ray stem strength is greater than 80%.

11. System according to claim 1, characterized by statically controlling the filament current in order to equalize and minimize the size of the regulator adjustment chains due to the high impedance spread of certain filaments to others in the X-ray tube, wherein this spread in the variable glow-strength is slightly less. System according to claims 1 and 2, characterized in that a single direct current / direct current converter is used and a single consumption for controlling two filaments of the X-ray tube.

System according to claims 1 - 13, characterized in that there is no limitation with regard to very short irradiation times, such as one or more ms in the control of the X-ray current 9 9 8 1U strength, while the filament time constant is in the range of 0.7 s. System according to claims 1 to 13, characterized in that in the amperage of the X-ray tube a clearance is guaranteed 5 in the range of b, 5% when the voltage has reached its nominal value.

System according to claims 1 - 14, characterized in that an accuracy of more than 0.3% is achieved in the regulation of the glow current, which guarantees a play in the range 10 of b, 5% in the change in the X-ray radiation strength.

System according to claims 1 to 15, characterized in that the evaporation of the X-ray tube during irradiation is dynamically equalized to prevent an exponential current drop, the time constant of which is usually 130 ms due to the 15 thenno ionic amperage emission, which once started reduces the remaining average energy.

System according to claims 1 to 16, characterized in that the impedance changes produced during the entire life of the tube are compensated for with a double closed loop to minimize aging and thus to a considerable extent. reduce the maintenance of the generator and its increasing costs for this reason.

System according to claims 1 to 17, characterized in that it can be transferred from the irradiation system 25 to the radiation photoplate system in a time of about 0.8 s by means of an additional transition consumption, which allows the filament in a bring a very short period of time of about 0.2 s close to radiation temperature, so that a stabilizing temperature corresponding to the consumption requested by the operator can be used for the rest of the time up to 0.8 s.

System according to claims 1 to 18, characterized in that a reduction in set-up time during manufacture and in quality control is achieved in the range of 30%.

System according to claims 1 - 19, characterized in that a reduction in the range of 50% is achieved in the measuring and setting time at the time of setting the installation. “8TÜT1JT8

21. System according to claims 1 - 20, characterized in that a digitally closed loop shielding assembly is arranged, which is controlled by a system of multi-processing means, which analyze and detect errors, which errors can be produced. due to improper operation in the closed loop amperage control system to protect the X-ray tube from excessive currents, short circuits, opening of electrical supply chains and failure of electronic components.

System according to claim 22, characterized in that the assembly takes place from control circuits, the outputs of which are digitally fed back to a micro-processing assembly with a radial shape, which, by means of the software, makes the relevant changes and errors between the consumption signals. of the glow current and analyzes the X-ray tube and its feedbacks before, during and after irradiation. 82 0 1 908 ----------------- ---------------------------