WO1999048342A1 - Verfahren und lastrechner zur berechnung der temperaturverteilung einer anode einer röntgenröhre - Google Patents

Verfahren und lastrechner zur berechnung der temperaturverteilung einer anode einer röntgenröhre Download PDF

Info

Publication number
WO1999048342A1
WO1999048342A1 PCT/DE1999/000695 DE9900695W WO9948342A1 WO 1999048342 A1 WO1999048342 A1 WO 1999048342A1 DE 9900695 W DE9900695 W DE 9900695W WO 9948342 A1 WO9948342 A1 WO 9948342A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anode
temperature
focal spot
heat
temperature distribution
Prior art date
Application number
PCT/DE1999/000695
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Scholz
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to JP2000537413A priority Critical patent/JP2002507831A/ja
Priority to US09/646,131 priority patent/US6377657B1/en
Priority to DE19980449T priority patent/DE19980449D2/de
Publication of WO1999048342A1 publication Critical patent/WO1999048342A1/de

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0204—Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming

Definitions

  • the present invention relates to a method for calculating the spatiotemporal temperature distribution in and on an anode of an X-ray tube irradiated with electrons for determining the load on the X-ray tube, to a load computer for calculating the temperature distribution of an anode of an X-ray tube, and to an X-ray device which have one has such a load computer for performing the aforementioned method.
  • X-rays are generated by irradiating an anode with electrons from a cathode.
  • Much of the electron energy heats only the Ano ⁇ on denmaterial.
  • the remaining radiation energy is scattered back into the interior of the housing of the X-ray device. Electron irradiation of the anode must therefore be interrupted when temperatures are reached in the anode block made of different materials which reach or exceed the respective maximum permissible working temperature.
  • the system is not optimally used if the X-ray device is switched off prematurely.
  • the temperature distribution of the anode must therefore be recorded.
  • the thermal state of the anode can be measured or calculated. Since the thermal state of the anode, in particular the state at individual anode locations, is extremely difficult to measure, or not at all (at internal anode locations), computational methods of determination are used.
  • the calculated detection of the thermal state of the anode ⁇ ermit telt a computer, for example, the accumulated Bela ⁇ stitch and the cooling curve of the anode permanently the respective temperature distribution of the anode and is, for example, m percentage HU (Heat Units) values at.
  • pipe load calculator or computer can load computer-called fr therefore see the X-ray device Unzu ⁇ transmissive state and / or control the X-ray device according to the calculated temperature distribution to the operator visually and / or acoustically.
  • Load computers used to date are based on simpler physical models. This can lead to the fact that the x-ray device is sometimes switched off too early and thus an optimal use of the x-ray device is prevented.
  • the space-time temperature distribution in the anode is made of two different inert to determine When ⁇ , namely, from the short term temperature swing in and around the focal spot during and immediately after the short-term electron irradiation of the focal spot, as well as from the long-term spatial-temporal temperature distribution in the total anode volume due to the heat spread from the focal spot and due to the heat radiation from the anode surface.
  • the mathematical-physical model of the anode consists of two independent sub-models, namely a short-term exposure model and a long-term exposure model.
  • “Briefly” in the sense of the present description denotes a period in which the electron irradiation of a focal spot takes place. This is usually a time period in the range from approx. 10 to 100 ⁇ s.
  • Long-term denotes a period in which the entire image data of an x-ray image are usually acquired, that is to say usually more than approximately 1 s.
  • a method for calculating the spatiotemporal temperature distribution in an anode of an X-ray tube irradiated with electrons is provided.
  • the long-term temperature distribution in the entire volume of the anode is calculated taking into account the heat spreading from the focal spot and the heat radiation from the surface of the anode according to the general heat conduction equation for inhomogeneous heat conductors. The results of the two calculations are then added to determine the temperature distribution on or in the anode.
  • the load on the X-ray tube can be displayed to the user and / or taken into account when driving the X-ray tube.
  • These calculations of the temperatures of the anode make it possible to prevent the X-ray anode from being destroyed by overheating.
  • the X-ray generator can be switched off shortly before the maximum permissible temperatures at selected anode locations, such as in the combustion ring or in the boundary layer between anode material, are exceeded.
  • the method can be used to determine in advance whether an X-ray examination can still be carried out with regard to the thermal load on the anode or whether a pause is required to cool the anode.
  • one or more of the following factors can be taken into account when calculating the short-term temperature rise:
  • the Relativbewe ⁇ can supply of the electron beam with respect to the anode by OERTLI ⁇ che change of a heat source function be considered in movement of the anode during the irradiation.
  • the inhomogeneity of the beam profile can be taken into account by discretizing the surface of the focal spot into individual surface elements.
  • the three-dimensional heat flow by describing the volume of the anode as a cylinder, the cylinder consisting of one layer of material or composed of several layers of different materials.
  • a load calculator for calculating the temperature distribution is further seen an anode of an X-ray tube before ⁇ .
  • This load calculator includes means for carrying out the above method and means for displaying the resulting ⁇ Nisses of the calculations and for controlling the X-ray tube depending on the result of the calculations.
  • an X-ray device which has a load computer of the type mentioned, wherein the anode can be a rotating anode.
  • the surface layer of the anode of the X-ray device can contain tungsten, a further layer in the depth direction can contain molybdenum, and a still further layer can contain carbon.
  • the beam profile of the electron beam can be inhomogeneous.
  • Figure 1 is an X-ray device according to the invention, in which the calculation of the anode due to electric load ⁇ nenbestrahlung is performed by a load computer, and the cathode of the X-ray device is controlled accordingly,
  • FIG. 2 shows a detailed illustration of the generation of X-ray beams on a rotating anode plate of an X-ray device according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of the modeling to calculate the temperature deviation in the focal spot (short time ⁇ load),
  • FIG. 4 shows the energy dissipation of 120 KeV electrons in
  • Tungsten calculated from the energy Mode11animplication ⁇ loss of the electrons along the path by Bethe, conversion to depth coordinate, with weighting range distribution,
  • FIG. 6 shows the result of the temperature stroke calculation m and directly around the focal spot as the temporal temperature stroke development m of the focal spot center (anode surface) with a stationary, homogeneous beam profile during and after the exposure,
  • Figure 7 m the result of the temperature change calculation and directly around the focal spot as spatial (depth direction) temperature lift-development at the end of the beam load at a stationary, homogeneous beam ⁇ profile at the end of the load,
  • FIG. 8 shows the result of the temperature stroke calculation m and directly around the focal spot as a temperature distribution in the focal spot, i. H. on the anode surface
  • FIG. 9 shows the result of the temperature stroke calculation in and immediately around the focal spot as the temporal temperature stroke development m in the center of the burning spot (anode surface) with a moving homogeneous beam profile (rotating anode) during and after the load,
  • FIG. 11 shows the result of the temperature stroke calculation m and directly around the focal spot as a temperature distribution in the focal spot, ie on the anode surface (z-0), at the end of the radiation exposure with a stationary, inhomogeneous (double Gaussian profile) beam profile
  • FIG. 13 shows the result of the temperature stroke calculation according to the invention in and immediately around the focal spot as the temporal temperature stroke development in the focal spot center (anode surface) with a moving inhomogeneous (double Gaussian profile) beam profile (a) and a comparison of the Temperature profile with moving homogeneous beam profile (b) during and after exposure,
  • FIG. 14 shows the result of the temperature stroke calculation in and immediately around the focal spot according to the invention as a spatial (depth direction (z)) temperature stroke development at the end of the beam exposure with a moving inhomogeneous (double Gaussian profile) beam profile after the exposure,
  • FIG. 15 shows a schematic representation of the model formation for calculating the temperature rise (heat development) in the anode volume under long-term exposure for a tube, as can be used in the invention
  • FIG. 16 shows the setting of variable load and pause intervals for scans with different beam powers
  • FIG. 17 shows the equidistant discretization of the cylinder area to take into account, for example, inhomogeneities of the anode material, 9
  • FIG. 21 shows the temperature behavior of the thermal conductivity ⁇
  • FIG. 22 the emissivity ⁇
  • FIG. 24 the diffusion parameter D for tungsten (W), molybdenum (Mo) and graphite (C),
  • Figure 25 shows the result of a temperature change calculation in the internal ring-center (radial center position of the focal spot path ⁇ ) under continuous load with / without into account the short term temperature deviation
  • FIG. 26 is a calculation of the temperature development on the anode surface according to the invention as a function of the radius r starting from the center of the Brennring,
  • Figure 27 is a long-term trend in temperature calculation ⁇ voltage according to the present invention at four different places ver ⁇ and
  • FIG. 28 shows the temperature development according to the calculation according to the invention on the basis of a three-layer cylinder model, the temperature depending on 10 of the depth (z) and the radius (r) of the model Zylin ⁇ the anode is the displayed.
  • a mathematical-physical model of the anode and the temperature development due to electron radiation, including the associated load computer program is presented.
  • the essential physical effects on which the heat development is based are taken into account.
  • the present invention is distinguished from known load computers by the consideration of these physical effects which are explained in detail below.
  • the calculation method according to the invention also allows temperature calculations to be carried out in real time, which is of great advantage in practical use. This advantage distinguishes the present invention, for example, from so-called finite element calculations.
  • an electron beam 3 is fired from the cathode 5 onto the surface of an anode 1 to generate X-rays 4, whereby a focal spot 2 is generated on the surface 19 of the anode 1.
  • the cathode 5 and the anode 1 are housed in a housing 17.
  • the cathode 5 is controlled by a generator 6, which in turn is controlled by a computer 7.
  • This computer 7 has a load computer 8, and has a particular task, for example from the previous loads and the cooling curve (in each case after the end of one 11
  • Control parameters can be entered into the computer 7 in a known manner from an input device 9, which will not be described in more detail below.
  • FIG. 2 shows the generation of X-rays 4 by electron bombardment 3 on the surface 19 of an anode 1 in detail.
  • it is a rotating anode 1, i.e. the anode 1 is rotated, for example, by means of a motor 18, which is usually outside the housing 17 of the x-ray device 16, at a speed ⁇ .
  • the very rapid rotation of the anode plate 1 thus creates a circular focal spot path 10 on the anode surface 19.
  • the anode 1 shown in FIG. 2 has three layers 11, 12, 13 made of different materials.
  • the present invention relates in particular to the manner of the mathematical-physical description of the temperature development, for example of a rotating anode due to electron irradiation, and the temperature control of the rotating anode of X-ray tubes made possible in order to enable optimal use of the X-ray tube.
  • the invention relates to the modeling components of the entire calculation system.
  • the temperature behavior in the anode is divided into a short-term and a long-term behavior.
  • the following considerations are used as a basis: 12
  • the electron beam 3 strikes the anode surface 19 in a small area 2 of approximately 10 mm 2 to approximately 100 mm 2 , this small area being called focal spot 2.
  • the dimensions of the focal spot 2 are relatively small compared to the dimensions of the anode plate.
  • the short-term exposure (the time of exposure of the focal spot 2) is very short (approximately 10 ⁇ s to approximately 100 ⁇ s) compared to the long-term exposure (customary exposure time of
  • Image data in X-ray devices as shown, for example, in FIG. 27.
  • the temperature conductivity value of about 30 ⁇ m 2 / ⁇ s of the surface material tungsten that is normally used thus causes a spatio-temporal punctiform heat pulse to spread into the anode approximately 100 ⁇ m deep during the electron beam exposure of the anode.
  • the temperature rise results from the spatial and temporal superimposition of punctiform heat impulses in space and time, which are caused by the energy dissipation of the electrons in the entire three-dimensional focal spot area (on the anode surface and in the depth area below as shown in the figure) 3 m, which depicts the depth-dependent generation of heat over the infinite half-space (uHR) made of tungsten) during the stress tent.
  • uHR infinite half-space
  • a heat pulse has thus spread about 8 mm deep into the anode.
  • a warm pulse has a scan (scanning) duration of 20 seconds and is about 30 mm deep m 13 ode and thus also spread into the other layers 12, 13 of the anode.
  • the heat spread in the entire anode volume must be taken into account in the long-term observation.
  • the calculation of the spatiotemporal temperature distribution in anode 1 is made up of two separate calculations.
  • the short-term temperature rise in and around the focal spot is taken into account during and immediately after the corresponding short-term electron irradiation of the focal spot.
  • the spatiotemporal temperature distribution in the entire anode volume due to the (comparatively slow) heat spread, which starts from the moving focal spot (rotating anode), and due to the heat radiation from the anode surface is taken into account.
  • the Green' see function is the solution of the heat conduction equation for a point source of heat in space and time.
  • heat impulses When heat is generated in a spatial area during a time interval, the contributions of these point-shaped heat sources (heat impulses) are weighted by their strength.
  • the green 'see function describes an effect at location f at time t as a result of a cause at location f at time t'. Because of the causality, t> t 'must apply.
  • the deleted sizes indicate the time and place of the heat generation described above.
  • the integration extends over the entire time of heat generation (heat load) and over all places of heat generation.
  • the backscattering of a portion of the electrons striking the focal spot reduces the power supplied to the anode 1 by the electron beam.
  • This reduction in the power supplied to the anode 1 is taken into account in the calculation according to the invention by a multiplicative factor 1 - ⁇ with ⁇ as the backscatter coefficient, which reduces the beam power supplied.
  • the energy dissipation consists of three contributions: dE
  • the resulting energy dissipation equation is a weighted sum over all penetration depths:
  • the beam profile is the intensity of the electron beam on the focal spot surface. For electron-optical reasons, this intensity distribution is generally not homogeneous.
  • the profile of the electron beam 14 in FIG. 3 has a “double bump” structure. By discretizing the focal spot area into rectangular area elements, inhomogeneous beam profiles (intensity distributions) can be modeled.
  • the occupancy of the beam profile, the location dependence of the function p (t, x, y), is determined by the electron-optical conditions in the X-ray tube.
  • the occupancy can be measured photometrically, as can be seen, for example, in the book “Imaging systems for medical diagnostics", edited by H. Morneburg, 3rd edition, 1995, pages 236ff.
  • the time dependence of the function p (t, x, y) makes it possible to describe the movement of the beam profile in the case of a rotating anode and thus the movement of the beam over the anode surface and the duration of the irradiation.
  • the heat source function is:
  • the heat generation in the anode material is essentially determined by the energy loss of the electrons in the anode, as shown in FIGS. 3 and 4. According to the invention, this depth-dependent energy loss is described by a phenomenological model. This model has the following features: 17
  • the beam profile movement is taken into account in that the heat source function changes according to the profile movement, i.e. the relative movement between the beam and the anode, changed locally.
  • the inhomogeneity of the beam profile is taken into account by discretizing the focal spot area and then assigning power area density values to the individual area elements in accordance with the profile intensity distribution to be described.
  • the backscattering 15 of part of the electrons 3 striking the rotating focal spot 2 in turn reduces the power supplied to the anode 1.
  • This reduction is taken into account in the calculation by a multiplicative factor ⁇ 1, which means that the factor reduces the beam power supplied.
  • This factor differs in general from the multiplicative factor of the backscattering of the short-term exposure, since it must be taken into account in the long-term exposure that part of the electrons 15 backscattered at one point hits the anode 1 again at another point.
  • the multiplicative factor of long-term exposure is therefore usually greater than that of short-term exposure.
  • This three-dimensional temperature distribution can be in a two-dimensional cylinder 20 (see FIG. 1 9 pending coordinates: radial and depth coordinates) can be calculated.
  • This cylinder 20 is layered in depth (cf. layers 11, 12, 13 in FIG. 15). The calculation is made in the solution of the general heat conduction inhomogeneous sliding ⁇ chung in the above-mentioned two-dimensional cylinder 20 by means of the so-called finite-difference method.
  • FIG. 18 An equidistant discretization of the two-dimensional cylinder 20 is shown in FIG.
  • FIG. 18 An inequidistant discretization is shown in FIG. 18.
  • the z areas of the material layers and the radial areas inside and outside the inner ring radius are discretized differently.
  • the main advantage of the inequidistant compared to the equidistant discretization is the possibility to be able to perform calculations with a smaller number of grid points. From time to time, ⁇ , c p and ⁇ are adjusted according to the mean layer temperature or mean z-plane temperature.
  • the method of alternating directions, the Crank-Nicholson method in each direction, is chosen as the calculation method for the finite difference calculation. All non-linear effects (radiation, temperature dependence of the material parameters, etc.) are linearized. This results in linear systems of equations with tridiagonal matrices. By 20 this tridiagonal matrices results in a drastic re ⁇ computing time-saving, making a calculation in real time he can ⁇ follow.
  • the Stefan-Boltzmann radiation law is used to calculate the radiation exchange
  • the temperature dependency of the material parameters thermal conductivity, specific heat capacity, emissivity and diffusion shown in FIGS. 21 to 24 are taken into account in accordance with the temperature intervals defined above (see FIGS. 19 and 20) and the average temperatures of the material layers (11, 12, 13).
  • FIGS. 5 to 14 show calculation results which result from the method according to the invention with regard to the short-term behavior of the temperature development of the anode.
  • FIG. 16 shows load and pause intervals with different beam powers, as found in the calculation according to the invention.
  • FIGS. 25 to 28 show further calculation results according to the method according to the invention with regard to the long-term behavior of the temperature distribution in and on the anode.
  • the curves show from top to bottom the course at the anode surface, at the tungsten-molybdenum boundary, at the molybdenum-graphite boundary and at the anode bottom surface as a depth coordinate (0, 1, 9, 30mm).
  • the spatial 2D temperature distribution, the temperature distribution in the radial and depth directions, at the end of the 15th scan in the fast scan sequence (15 1-s scans, 15 1-s pauses) in FIG. 28 is also the same as for the curves in accordance with FIGS 26 and 27 shown without a stroke.
  • the upper curve in FIG. 25 shows the temperature development over time in the center of the Brennring
  • the upper curve in FIG. 26 shows the radial 22 len temperature curve with a recording time of ls and the lower one of 0.1s.

Landscapes

  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie einen Lastrechner zur Berechnung der raumzeitlichen Temperaturverteilung in bzw. auf einer mit Elektronen (3) bestrahlten Anode (1) einer Röntgenröhre (16). Dabei wird der kurzzeitige Temperaturhub in einer Oberflächenschicht (11) in und um einen Brennfleck (10) auf der Anode (1) der Röntgenröhre (16) für den Zeitraum während und unmittelbar nach der Elektronenbestrahlung (3) des Brennflecks (10) durch den Lastrechner (8) berechnet. Dann berechnet der Lastrechner (8) die langzeitige Temperaturverteilung im gesamten Volumen der Anode (1) unter Berücksichtigung der Wärmeausbreitung, die von dem Brennfleck ausgeht, sowie der Wärmeabstrahlung (21) von der Oberfläche (19) der Anode (1). Die Ergebnisse der beiden Berechnungen werden zur Ermittlung der Temperaturverteilung auf und in der Anode (1) addiert und einerseits an einer Anzeigevorrichtung (22) angezeigt und andererseits zur Ansteuerung der Röntgenröhre (16) verwendet.

Description

Beschreibung
Verfahren und Lastrechner zur Berechnung der Temperaturver¬ teilung einer Anode einer Röntgenröhre
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Berechnung der raumzeitlichen Temperaturverteilung in und auf einer mit Elektronen bestrahlten Anode einer Röntgenröhre zur Bestimmung der Belastung der Röntgenröhre, auf einen Last- rechner zur Berechnung der Temperaturverteilung einer Anode einer Röntgenröhre sowie auf eine Röntgeneinrichtung, die einen derartigen Lastrechner zur Ausübung des genannten Verfahrens aufweist.
Die Erzeugung von Röntgenstrahlen erfolgt wie bekannt durch Bestrahlung einer Anode mit Elektronen von einer Kathode aus. Indessen besteht bekanntlich das Problem, daß selbst bei einer Anodenoberfläche aus Wolfram (hohe Kernladungszahl Z, Z = 74) , lediglich ein Prozent der Elektronenstrahlenergie in die erwünschte Röntgenstrahlung umgewandelt werden. Ein großer Teil der Elektronenstrahlenergie heizt lediglich das Ano¬ denmaterial auf. Die restliche Strahlenergie wird im Falle einer Röntgenröhre in das Innere des Gehäuses der Röntgeneinrichtung zurückgestreut. Die Elektronenbestrahlung der Anode muß daher unterbrochen werden, wenn in dem aus verschiedenen Materialien bestehenden Anodenblock Temperaturen erreicht werden, welche die jeweilige maximal zulässige Arbeitstemperatur erreichen bzw. überschreiten. Andererseits wird bei einem verfrühten Abschalten der Röntgeneinrichtung die Anlage nicht optimal ausgenutzt.
Dieses Problem wird zwar üblicherweise durch sich mit hoher Geschwindigkeit drehende Anoden gelindert, aber nicht beseitigt.
Zum Schutz der Röntgenröhre muß also die Temperaturverteilung der Anode erfaßt werden. Der thermische Zustand der Anode kann dabei meßtechnisch oder rechnerisch erfaßt werden. Da der thermische Zustand der Anode, insbesondere der Zustand an einzelnen Anodenorten, meßtechnisch äußerst schwierig bzw. gar nicht (an inneren Anodenorten) zu bestimmen ist, kommen rechnerische Bestimmungsmethoden zum Einsatz. Bei der rechnerischen Erfassung des thermischen Zustands der Anode ermit¬ telt ein Rechner beispielsweise aus den aufgelaufenen Bela¬ stungen und der Abkuhlkurve der Anode permanent die jeweilige Temperaturverteilung der Anode und zeigt sie beispielsweise m prozentualen HU- (Heat Units) Werten an. Mit Hilfe schneller Mikrocomputer kann die Wartezeit nach einer Röntgenaufnahme aus den gewählten Daten für die folgende Belastung erreicht und angezeigt werden. Ein solcher, Rohrenlastrechner oder Lastrechner genannter Rechner kann daher dem Bediener optisch und/oder akustisch f r die Röntgeneinrichtung unzu¬ lässige Zustande anzeigen und/oder die Röntgeneinrichtung entsprechend der berechneten Temperaturverteilung steuern.
Bisher verwendete Lastrechner basieren auf einfacheren physi- kaiischen Modellen. Dies kann dazu fuhren, daß die Röntgeneinrichtung teilweise zu früh abgeschaltet und somit eine optimale Ausnutzung der Röntgeneinrichtung verhindert wird.
Weiterhin sind theoretische Berechnungen von Anodentempera- turverteilungen bekannt. Einfache ein- und zweidimensionale Modellrechnungen zur Anodenoberflachentemperatur sind beispielsweise bekannt aus G.E. Vibrans, "Calculation of the Surface Temperature of a Solid under Electron Bombardment" , MIT Lincoln Laboratory, Technical Report No . 268, 1962, oder S. Whitaker, "X-Ray Anode Surface Temperatures : The Effect of Volume Heatmg" , SPIE Vol. 914, Medical Imagmg II, 565, 1988. Aufwendigere Berechnungen der Anodentemperaturen sind beispielsweise aus H. Dietz, E. Geldner, "Temperature Distribution m X-Ray Rotatmg Anodes", Part 1. Physical Pπnci- ples, Siemens F & E - Ber., 7, 18, 1978 bekannt. Indessen können die bekannten Techniken nicht gewährleisten, daß durch 3 eine genaue Berechnung der Temperaturverteilung der Anode die Röntgenröhre optimal ausgenutzt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Betriebsnutzung von Röntgenanlagen dadurch zu ermöglichen, daß die Temperaturentwicklung und -Verteilung der Anode rechnerisch besser als bisher ermittelt wird.
Ausgangspunkt der Erfindung ist es dabei, die raumzeitliche Temperaturverteilung in der Anode aus zwei verschiedenen Bei¬ trägen zu ermitteln, nämlich aus dem kurzzeitigen Temperaturhub in und um den Brennfleck während der und unmittelbar nach der kurzzeitigen Elektronenbestrahlung des Brennflecks, sowie aus der langzeitigen raumzeitlichen Temperaturverteilung im gesamten Anodenvolumen infolge der Wärmeausbreitung, welche von dem Brennfleck ausgeht, und infolge der Wärmeabstrahlung von der Anodenoberfläche. Demzufolge besteht das mathematisch-physikalische Modell der Anode aus zwei unabhängigen Teilmodellen, nämlich einem Kurzzeitbelastungs-Modell und einem Langzeitbelastungs-Modell .
"Kurzzeitig" im Sinne der vorliegenden Beschreibung bezeichnet dabei einen Zeitraum, in dem die Elektronenbestrahlung eines Brennflecks erfolgt. Üblicherweise ist dies ein Zeit- räum im Bereich von ca. 10 bis 100 μs .
"Langzeitig" bezeichnet dagegen einen Zeitraum, in dem üblicherweise die gesamten Bilddaten einer Röntgenaufnahme erfaßt werde, also üblicherweise mehr als ca. 1 s.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Berechnung der raumzeitlichen Temperaturverteilung in einer mit Elektronen bestrahlten Anode einer Röntgenröhre vorgesehen. Dabei wird der kurzzeitige Temperaturhub in einer Oberflächenschicht in und um einen Brennfleck auf der Anode herum für den Zeitraum während und unmittelbar nach der Elektronenbestrahlung des Brennflecks nach der allgemeinen Wärmeleitungsgleichung für homogene Wärmeleiter berechnet. Weiterhin wird die langzeitige Temperaturverteilung im gesamten Volumen der Anode unter Berücksichtigung der Wärmeausbreitung, die von dem Brennfleck ausgeht, und der Wärmeabstrahlung von der Oberfläche der An- ode nach der allgemeinen Wärmeleitungsgleichung für inhomogene Wärmeleiter berechnet. Die Ergebnisse der beiden Berechnungen werden dann zur Ermittelung der Temperaturverteilung auf bzw. in der Anode addiert. Das Ergebnis der Berechnung, die Belastung der Röntgenröhre, kann dem Benutzer angezeigt und/oder bei der Ansteuerung der Röntgenröhre berücksichtigt werden. Diese Berechnungen der Temperaturen der Anode ermöglichen, die Röntgenanode vor Zerstörung durch Überhitzung zu bewahren. Kurz vor Überschreiten zulässiger Höchsttemperaturen an ausgewählten Anodenorten, wie beispielsweise in der Brennring oder in der Grenzschicht zwischen Anodenmaterial, kann der Röntgengenerator abgestellt werden. Ferner kann das Verfahren genutzt werden, um im voraus zu bestimmen, ob im Hinblick auf die Wärmebelastung der Anode eine Röntgenunter- suchung noch durchführbar ist oder ob eine Pause zur Abküh- lung der Anode erforderlich ist.
Bei der Berechnung des kurzzeitigen Temperaturhubs kann erfindungsgemäß einer oder mehrere der folgenden Faktoren be¬ rücksichtigt werden:
- Die Rückstreuung der eingestrahlten Elektronen in Form ei¬ nes multiplikativen Faktors < 1. Dieser Faktor gibt somit die Reduktion der der Anode zugeführten Leistung auf Grund der Rückstreuung wieder.
- Bei der Berechnung des kurzzeitigen Temperaturhubs kann bei Bewegung der Anode während der Bestrahlung die Relativbewe¬ gung des Elektronenstrahls bezüglich der Anode durch örtli¬ che Veränderung einer Wärmequellfunktion berücksichtigt werden. - Bei der Berechnung des kurzzeitigen Temperaturhubs bei inhomogenem Profil des Elektronenstrahls kann die Inhomogenität des Strahlprofils durch Diskretisierung der Fläche des Brennflecks in einzelne Flächenelemente berücksichtigt werden.
Bei der Berechnung der langzeitigen Temperaturverteilung kann erfindungsgemäß wenigstens einer der folgenden Faktoren berücksichtigt werden:
- Die Rückstreuung der eingestrahlten Elektronen in Form eines multiplikativen Faktors, der kleiner als 1 ist, wobei dieser Faktor anders (in der Regel größer) sein kann als der Rückstreuungs-Faktor bei der Berechnung des kurzzeiti- gen Temperaturhubs.
- Der dreidimensionale Wärmefluß durch Beschreibung des Volumens der Anode als Zylinder, wobei der Zylinder aus einer Materialschicht besteht oder aus mehreren Schichten ver- schiedener Materialien zusammengesetzt ist.
- Der Strahlungsaustausch zwischen der Oberfläche der Anode und der Umgebung (Gehäuse) der Anode, sowie
- die Temperaturabhängigkeit der Materialparameter.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Lastrechner zur Berechnung der Temperaturverteilung einer Anode einer Röntgenröhre vor¬ gesehen. Dieser Lastrechner weist Mittel zur Ausführung des oben genannten Verfahrens sowie Mittel zur Anzeige des Ergeb¬ nisses der Berechnungen und zur Ansteuerung der Röntgenröhre abhängig von dem Ergebnis der Berechnungen auf.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung eine Röntgeneinrichtung vorgesehen, die einen Lastrechner der genannten Art aufweist, wobei die Anode eine Drehanode sein kann. Weiterhin kann die Oberflächenschicht der Anode der Röntgen¬ einrichtung Wolfram enthalten, eine in Tiefenrichtung weitere Schicht kann Molybdän enthalten, und eine noch weitere Schicht kann Kohlenstoff enthalten.
Das Strahlprofil des Elektronenstrahl kann inhomogen sein.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Bezug nehmend auf die begleitenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Röntgeneinrichtung, bei der die Berechnung der Anodenbelastung infolge Elektro¬ nenbestrahlung durch einen Lastrechner erfolgt, und die Kathode der Röntgeneinrichtung dementsprechend angesteuert wird,
Figur 2 eine detaillierte Darstellung der Röntgenstrahler- zeugung auf einem Drehanodenteller einer erfin- dungsgemäßen Röntgeneinrichtung,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Modellbildung zur Berechnung des Temperaturhubs im Brennfleck (Kurz¬ zeitbelastung) ,
Figur 4 die Energiedissipation von 120 KeV-Elektronen in
Wolfram, berechnet aus den Mode11annahmen Energie¬ verlust der Elektronen längs der Bahn nach Bethe, Umrechnung auf Tiefenkoordinate, Gewichtung mit Reichweitenverteilung,
Figur 5 das Ergebnis einer Temperaturhub-Berechnung in und unmittelbar um den Brennfleck, gezeigt ist die Tem¬ peraturverteilung im Brennfleck, d. h. auf der An- odenoberflache (z=0), am Ende der Strahlbelastung bei ortsfestem, homogenen, rechteckförmigen Strahlprofil, 7
Figur 6 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung m und unmittelbar um den Brennfleck als zeitliche Temperaturhub-Entwicklung m der Brennfleck-Mitte (An- odenoberflache) bei ortsfestem, homogenen Strahl- profil wahrend und nach der Belastung,
Figur 7 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung m und unmittelbar um den Brennfleck als raumliche (Tiefenrichtung) Temperaturhub-Entwicklung am Ende der Strahlbelastung bei ortsfestem, homogenen Strahl¬ profil am Ende der Belastung,
Figur 8 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung m und unmittelbar um den Brennfleck als Temperaturvertei- lung im Brennfleck, d. h. auf der Anodenoberflache
(z=0), am Ende der Strahlbelastung bei bewegtem, homogenen, rechteckformigen Strahlprofil (Drehanode) ,
Figur 9 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung in und unmittelbar um den Brennfleck als zeitliche Temperaturhub-Entwicklung m der Brenntleck-Mitte (Anodenoberflache) bei bewegtem homogenen Strahlprofil (Drehanode) wahrend und nach der Belastung,
Figur 10 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung m und unmittelbar um den Brennfleck als raumliche (Tiefenrichtung) Temperaturhub-Entwicklung am Ende der Strahlbelastung bei bewegtem, homogenen Strahlpro- fil (Drehanode) am Ende der Belastung,
Figur 11 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung m und unmittelbar um den Brennfleck als Temperaturverteilung im Brennfleck, d. h. auf der Anodenoberflache (z-0), am Ende der Strahlbelastung bei ortsfestem, inhomogenen (Doppel-Gauß-Profil) Strahlprofil, Figur 12 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung in und unmittelbar um den Brennfleck als Temperaturverteilung im Brennfleck (auf der Anodenoberfläche (z=0)) am Ende der Strahlbelastung bei bewegtem inhomoge- nen (Doppel-Gauß-Profil) Strahlprofil,
Figur 13 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung gemäß der Erfindung in und unmittelbar um den Brennfleck als zeitliche Temperaturhub-Entwicklung in der Brenn- fleck-Mitte (Anodenoberfläche) bei bewegtem inhomogenen (Doppel-Gauß-Profil) Strahlprofil (a) sowie ein Vergleich des Temperaturverlaufs bei bewegtem homogenen Strahlprofil (b) während und nach der Belastung,
Figur 14 das Ergebnis der Temperaturhub-Berechnung in und unmittelbar um den Brennfleck gemäß der Erfindung als räumliche (Tiefenrichtung (z) ) Temperaturhub- Entwicklung am Ende der Strahlbelastung bei beweg- tem inhomogenen (Doppel-Gauß-Profil) Strahlprofil nach der Belastung,
Figur 15 eine schematische Darstellung der Modellbildung zur Berechnung des Temperaturhubs (Wärmeentwicklung) im Anodenvolumen bei Langzeitbelastung für eine Röhre, wie sie bei der Erfindung Anwendung finden kann,
Figur 16 die Einstellung variabler Last- und Pausenintervalle bei Scans mit unterschiedlichen Strahlleistun- gen,
Figur 17 die äquidistante Diskretisierung des Zylinderbereichs zur Berücksichtigung von beispielsweise Inhomogenitäten des Anodenmaterials, 9
Figur 18 die inäquidistante Diskretisierung des Zylinderbe¬ reichs zur Berücksichtigung von beispielsweise Inhomogenitäten des Anodenmaterials,
Figur 19 Linearisierungsmöglichkeiten der Strahlungskurve
(nach dem Stefan-Boltzmannschen Gesetz) mit 4 Linearisierungs-Intervallen,
Figur 20 Linearisierungsmöglichkeiten der Strahlungskurve (nach dem Stefan-Boltzmannschen Gesetz) mit 20 Linearisierungs-Intervallen,
Figur 21 das Temperaturverhalten der Wärmeleitf higkeit λ,
Figur 22 des Emissionsvermögens ε,
Figur 23 der spezifischen Wärmekapazität cp und
Figur 24 des Diffusionsparameter D für Wolfram (W) , Molybdän (Mo) und Graphit (C) ,
Figur 25 das Ergebnis einer Temperaturhub-Berechnung in der Brennring-Mitte (radiale Mittelposition der Brenn¬ fleckbahn) bei Dauerbelastung mit/ohne Berücksich- tigung des kurzzeitigen Temperaturhubs,
Figur 26 eine Berechnung der Temperaturentwicklung auf der Anodenoberfläche gemäß der Erfindung als Funktion des Radius r ausgehend von der Brennring-Mitte,
Figur 27 eine langfristige Temperaturentwicklung bei Berech¬ nung gemäß der vorliegenden Erfindung an vier ver¬ schiedenen Orten und
Figur 28 die Temperaturentwicklung gemäß der erfindungsgemäßen Berechnung auf Grundlage eines Dreischicht- Zylindermodells, wobei die Temperatur abhängig von 10 der Tiefe (z) und dem Radius (r) des Modell-Zylin¬ ders der Anode dargestellt ist.
Vor der Beschreibung einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrich- tung sollen zuerst die mathematisch-physikalischen Grundlagen der Berechnung der Temperaturverteilung der Anode kurz erläutert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein mathematisch-physi- kalisches Modell der Anode sowie der Temperaturentwicklung infolge von Elektronenbestrahlung einschließlich des zugehörigen Lastrechnerprogramms vorgestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Modell werden dabei die wesentlichen physikalischen Effekte, die der Wärmeentwicklung zugrunde liegen, berücksich- tigt. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich gegenüber bekannten Lastrechnern durch die Berücksichtigung dieser weiter unten im Detail erläuterten physikalischen Effekte aus.
Das Berechnungsverfahren gemäß der Erfindung erlaubt es wei- terhin, Temperaturberechnungen in Echtzeit durchzuführen, was in der praktischen Handhabung von großem Vorteil ist. Durch diesen Vorteil zeichnet sich die vorliegende Erfindung beispielsweise gegenüber sogenannten Finite-Element-Rechnungen aus .
Der allgemeine Aufbau einer erfindungsgemäßen Röntgeneinrichtung 16 soll nun bezugnehmend zuerst auf Figur 1 beschrieben werden. Wie bekannt wird zur Erzeugung von Röntgenstrahlen 4 von einer Kathode 5 aus ein Elektronenstrahl 3 auf die Ober- fläche einer Anode 1 geschossen, wodurch ein Brennfleck 2 auf der Oberfläche 19 der Anode 1 erzeugt wird. Die Kathode 5 sowie die Anode 1 sind dabei in einem Gehäuse 17 untergebracht. Die Kathode 5 wird wie dargestellt durch einen Generator 6 angesteuert, der wiederum von einem Rechner 7 angesteuert ist. Dieser Rechner 7 weist einen Lastrechner 8 auf, und hat insbesondere zur Aufgabe, beispielsweise aus den vorherigen Belastungen und der Abkühlkurve (jeweils nach dem Ende einer 11
Belastung) der Anode 1 permanent den jeweiligen Erwärmungs¬ zustand der Anode 1 zu berechnen und ihn beispielsweise an einer Anzeigevorrichtung 22 auszugeben und andererseits das Ergebnis der Berechnung bei der Ansteuerung der Röntgeneinrichtung 16 mittels des Rechners 7 zu berücksichtigen.
In den Rechner 7 können in bekannter Weise Steuerparameter von einer Eingabevorrichtung 9 eingegeben werden, was im folgenden nicht näher beschrieben werden wird.
In Figur 2 ist detailliert die Erzeugung von Röntgenstrahlen 4 durch Elektronenbeschuß 3 auf die Oberfläche 19 einer Anode 1 dargestellt. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Drehanode 1, d.h. die Anode 1 wird beispielsweise mit- tels eines Motors 18, der üblicherweise außerhalb des Gehäuses 17 der Röntgeneinrichtung 16 liegt, mit einer Geschwindigkeit ω in Drehbewegung versetzt. Durch die sehr schnelle Drehung des Anodentellers 1 wird somit eine kreisförmige Brennfleckbahn 10 auf der Anodenoberfläche 19 erzeugt. Die in Figur 2 dargestellte Anode 1 weist bei einer Betrachtung in Tiefenrichtung drei Schichten 11, 12, 13 aus unterschiedlichen Materialien auf.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich wie bereits erwähnt insbesondere auf die Art und Weise der mathematisch-physikalischen Beschreibung der Temperaturentwicklung beispielsweise einer Drehanode infolge Elektronenbestrahlung und die dadurch ermöglichte Temperatursteuerung der Drehanode von Röntgenröhren, um eine optimale Nutzung der Röntgenröhre zu ermögli- chen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Modellierungskomponenten des gesamten Berechnungssystems.
Das Temperaturverhalten in der Anode wird gemäß der Erfindung in ein Kurzzeit- und in ein Langzeitverhalten unterteilt. Da- bei sind die folgenden Überlegungen zugrunde gelegt: 12
Der Elektronenstrahl 3 trifft auf einen kleinen Bereich 2 von etwa 10 mm2 bis etwa 100 mm2 auf die Anodenoberflache 19 auf, wobei dieser kleine Bereich Brennfleck 2 genannt wird. Die Abmessungen des Brennflecks 2 sind wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich verhältnismäßig klein gegenüber den Abmessungen des Anodentellers.
Die Kurzzeitbelastung (die Zeit der Belastung des Brennflecks 2) ist sehr kurz (etwa lOμs bis etwa lOOμs) gegenüber der se- kundenlangen Langzeitbelastung (übliche Aufnahmezeit von
Bilddaten bei Rontgenemrichtungen) , wie sie beispielsweise m Figur 27 dargestellt ist.
Der Temperaturleitfahigkeit-Wert von etwa 30μm2/μs des ubli- cherweise verwendeten Oberflachenmaterials Wolfram bewirkt somit, daß sich ein raumzeitlicher punktformiger Warmeimpuls wahrend der Elektronenstrahlbelastung der Anode ungefähr lOOμm tief m die Anode hinein ausbreitet. Dies bedeutet, daß bei einer üblichen Schichtdicke der Wolfram-Oberflachen- schicht 11 einer Anode 1 wie m Figur 15 beispielsweise dargestellt von einem Millimeter ein Warmeimpuls m der Wolfram¬ schicht 11 selbst verbleibt.
Der Temperaturhub, die am Ende der Belastung erreichter maxi- male Brennflecktemperatur, ergibt sich aus der raumlichen und zeitlichen Überlagerung von m Raum und Zeit punktformigen WarmeImpulsen, welche durch die Energiedissipation der Elektronen im gesamten dreidimensionalen Brenntleckbereich (auf der Anodenoberflache und im darunterliegenden Tiefenbereich gemäß Figur 3, m der die tiefenabhangige Warmeerzeugung über dem unendlichen Halbraum (uHR) aus Wolfram dargestellt ist) wahrend der Belastungszelt erzeugt werden.
Wahrend einer Abtastung mit einer Dauer von 1 Sekunde hat sich somit ein Warmeimpuls etwa 8 mm tief m die Anode hinein ausgebreitet. Entsprechend hat sich ein Warmeimpuls bei einer Scan- (Abtast-) Dauer von 20 Sekunden etwa 30 mm tief m An- 13 ode hinein und somit auch in die übrigen Schichten 12, 13 der Anode ausgebreitet. Somit muß bei der Langzeitbetrachtung die Wärmeausbreitung im gesamten Anodenvolumen berücksichtigt werden.
Die Berechnung der raumzeitlichen Temperaturverteilung in der Anode 1 setzt sich aus zwei getrennten Berechnungen zusammen. Einerseits wird der kurzzeitige Temperaturhub in und um den Brennfleck während der und unmittelbar nach der entsprechen- den kurzzeitigen Elektronenbestrahlung des Brennflecks berücksichtigt. Weiterhin wird die raumzeitliche Temperaturverteilung im gesamten Anodenvolumen infolge der (verhältnismäßig langsamen) Wärmeausbreitung, welche von dem sich bewegenden Brennfleck (Drehanode) ausgeht, und infolge der Wär- meabstrahlung von der Anodenoberfläche berücksichtigt.
Zuerst soll das Rechenmodell für die Kurzzeitbelastung erläu¬ tert werden.
Die Berechnung der Wärmeausbreitung und somit der Temperaturverteilung erfolgt in einem homogenen, dreidimensionalen, wärmeleitenden, unendlichen Halbraum (uHR) , dessen Materialparameter durch das Material der Oberflächenschicht einer Anode, beispielsweise Wolfram, bestimmt sind. Somit wird der dreidimensionale Wärmefluß berücksichtigt. Dabei gilt die folgende allgemeine Wärmeleitungsgleichung für einen homogenen Wärmeleiter
q(f,r)
— DA T <!,?) = dt P°-
(cp(τ, z)p(z)τ(t, f)) = V • (λ(τ, z)Vτ(t, r)) + q(t, f)
9t
p Dichte 14 cp spezifische Wärmekapazität (temperaturabhangig) λ Wärmeleitfähigkeit (temperaturabhangig) λ D = Temperaturleitfahigkeit
P°P
T ( t, r ) raumzeitlich.es Temperaturfeld q ( t, r ) Warmequellfunktion r = (x, y, z ) Ortsvektor
Diese Gleichung wird mittels der Methode der Green' sehen Funktionen gelost: Die Green' sehe Funktion ist die Losung der Wärmeleitungsgleichung für eine m Raum und Zeit punktformige Wärmequelle. Bei Warmeerzeugung m einem Raumgebiet wahrend eines Zeitintervalls werden die Beitrage dieser punktformigen Wärmequellen (Warmeimpulse) gewichtet durch ihre Starke su - miert.
Mittels der Green' sehen Funktion G(t, f, t', f') , die m Kapitel 7 des Buches "Methods of Theoretical Physics" von Morse etal, McGraw Book Company, New York, 1953, beschrieben ist, lautet der Temperaturausdruck:
T(t r j" dt' j" df'G(t, f, t', f')q(t', f'
P t0 uHR
Die Green' sehe Funktion beschreibt eine Wirkung am Ort f zur Zeit t infolge einer Ursache am Ort f zur Zeit t' . Auf Grund der Kausalität muß gelten t > t' . Die gestrichenen Großen geben Zeitpunkt und Ort der oben beschriebenen Warmeerzeugung an. Die Integration erstreckt sich über die gesamte Zeit der Warmeerzeugung (Warmebelastung) und über sämtliche Orte der Warmeerzeugung.
Für den Kurzzeitbereich werden die folgenden physikalischen Effekte gemäß der Erfindung einbezogen:
- Die Ruckstreuung der Elektronen, 15
- der dreidimensionale Wärmefluß durch die Beschreibung der Wolframschicht als wärmeleitenden, dreidimensionalen unend¬ lichen Halbraum,
- der Energieverlust der Elektronen in der Tiefe (z) des Ano- dE denmaterials (Energiedissipation — , siehe Figur 4), dz
- die Bewegung des Strahlprofils bei einer Drehanode und/oder
- ggf. die Inhomogenität des Strahlprofils.
Die Rückstreuung eines Teils der auf den Brennfleck treffenden Elektronen, die in Figur 3 mit 15 bezeichnet ist, redu- ziert die der Anode 1 durch den Elektronenstrahl zugeführte Leistung. Diese Reduktion der der Anode 1 zugeführten Leistung wird bei der erfindungsgemäßen Berechnung durch einen multiplikativen Faktor 1 - η mit η als Rückstreukoeffizient berücksichtigt, welcher die zugeführte Strahlleistung herab- setzt.
Die Energiedissipation setzt sich aus drei Beiträgen zusammen: dE
1. dem Energieverlust — der Elektronen im Wärmeleiter längs dz ihrer Bahn infolge Anregung der Atome und Ionisation gemäß der sogenannten Bethe-Formel,
2. dem Zusammenhang zwischen Bahnlänge und Reichweite der Elektronen und
3. der Verteilung der Eindringtiefen (R) der Elektronen.
Die daraus resultierende Energiedissipationsgleichung ist eine gewichtete Summe über alle Eindringtiefen:
d αεε_ _ f pRκm„ ax _ , m ι . dER. dR' g(R' . r dz~~ JR_ dz 16 Mit Rmιn und Rmax als minimale und maximale Eindringtiefen.
Das Strahlprofil ist die Intensität des Elektronenstrahls auf der Brennfleckfläche. Aus elektronenoptischen Gründen ist diese Intensitätsverteilung i.a. nicht homogen. Das Profil des Elektronenstrahles 14 in Fig. 3 weist eine "Doppelhök- ker"-Struktur auf. Durch Diskretisierung der Brennfleckfläche in rechteckige Flächenelemente können inhomogene Strahlprofile (Intensitätsverteilungen) modelliert werden.
Die Belegung des Strahlprofils, die Ortsabhängigkeit der Funktion p(t, x, y) , ist durch die elektronenoptischen Verhältnisse in der Röntgenröhre bestimmt. Die Belegung kann photometrisch gemessen werden, wie beispielsweise in dem Buch "Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik", herausgegeben von H. Morneburg, 3. Auflage, 1995, Seiten 236ff zu entnehmen ist.
Die Zeitabhängigkeit der Funktion p(t, x, y) gestattet es, die Bewegung des Strahlprofils bei einer Drehanode und damit die Bewegung des Strahls über die Anodenoberfläche und die Dauer der Bestrahlung zu beschreiben. Die Wärmequellfunktion lautet:
1 dε q(t', f) = p(f,x', y' ) ε0 dz'
mit f = (x' , y' , z' ) als Vektor zum Ort der Wärmeerzeugung und ε0 als Strahlenenergie.
Die Wärmeerzeugung im Anodenmaterial wird im wesentlichen durch den Energieverlust der Elektronen in der Anode bestimmt, wie es in Figur 3 und 4 dargestellt ist. Gemäß der Erfindung wird dieser tiefenabhängige Energieverlust durch ein phänomenologisches Modell beschrieben. Dieses Modell weist folgende Merkmale auf: 17
1. Die Umrechnung des Energieverlustes pro Wegelement infolge Anregung und Ionisation von Atomen längs der Bahn des Elektrons auf den Energieverlust pro Wegele¬ ment längs der Reichweitenstrecke des Elektrons unter Beachtung des Energieerhaltungssatzes und
2. die Gewichtung des genannten Energieverlustes pro Wegelement mit der Reichweitenverteilung für die betrachtete Elektronenenergie, wodurch sich der wärme- erzeugende Energieverlust längs der Tiefenrichtung und somit die Wärmequellfunktion gemäß Figur 4 ergibt .
Die Strahlprofilbewegung wird dadurch berücksichtigt, daß sich die Wärmequellfunktion entsprechend der Profilbewegung, d.h. der Relativbewegung zwischen dem Strahl und der Anode, örtlich verändert.
Die Inhomogenität des Strahlprofils ist dadurch berücksich- tigt, daß die Brennfleckfläche diskretisiert wird und dann den einzelnen Flächenelementen Leistungsflächendichte-Werte entsprechend der zu beschreibenden Profilintensitätsvertei¬ lung zugeordnet werden. Die Temperaturprofile der Figur 5 und Figur 11 zeigen in indirekter Weise Möglichkeiten von Strahl- profilinhomogenitäten. Dabei wurde von Maximaltemperaturen von Tmax=522,7K bei Figur 5 und von Tmax=692, 74K bei Figur 11 ausgegangen.
Nun soll das Berechnungsmodell hinsichtlich der Langzeitbela- stung anhand der einbezogenen, in diesem Zeitbereich relevan¬ ten physikalischen Effekte erläutert werden. Die gemäß der Erfindung berücksichtigten Effekte sind:
Die Rückstreuung der Elektronen,
der dreidimensionale Wärmefluß durch die Beschreibung des Anodenvolumens als Zylinder 20 (siehe Figur 15) mit einem Radius R von beispielsweise 50 mm und der Höhe H, der aus mehreren Schichten 11, 12, 13 verschiedener Materialien, beispielsweise aus Wolfram (W) mit einer Stärke von 1mm, Molybdän (Mo) mit einer Stärke von 8mm und Graphit (C) mit einer Stärke von 21mm, zusammengesetzt ist,
- der Strahlungsaustausch (Abstrahlung 21 in Figur 15) zwi¬ schen der Anodenoberfläche 19 und dem Gehäuse 17 gemäß dem Stefan-Boltzmannschen Gesetz (vgl. Figuren 19 und 20), und/oder
- die Temperaturabhängigkeit der Materialparameter wie beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit (Figur 21), das Emissionsvermögen (Figur 22), die spezifische Wärmekapazität (Figur 23) sowie Diffusionsparameter (Figur 24) der verschiedenen Materialien.
Die Rückstreuung 15 eines Teils der auf den umlaufenden Brennfleck 2 treffenden Elektronen 3 reduziert wiederum die der Anode 1 zugeführte Leistung. Diese Reduktion wird in der Rechnung durch einen multiplikativen Faktor < 1 berücksichtigt, wodurch der Faktor also die zugeführte Strahlleistung herabsetzt. Dieser Faktor unterscheidet sich im allgemeinen vom multiplikativen Faktor der Rückstreuung der Kurzzeitbe- lastung, da bei der Langzeitbelastung zu berücksichtigen ist, daß ein Teil der an einer Stelle rückgestreuten Elektronen 15 an einer anderen Stelle wieder auf die Anode 1 auftrifft. Der multiplikative Faktor der Langzeitbelastung ist also in der Regel größer als derjenige der Kurzzeitbelastung.
Infolge des auf einer Kreisbahn umlaufenden Brennflecks (vgl. Figur 2) stellt sich schon nach wenigen (max. 10) Umläufen eine - bis auf den Brennfleckbereich 2 - homogene Temperaturverteilung längs der Brennfleckbahn und somit eine axialsym- metrische dreidimensionale Temperaturverteilung im Anodenvolumen ein. Diese dreidimensionale Temperaturverteilung kann in einem zweidimensionalen Zylinder 20 (vgl. Figur 15, unab- 1 9 hängige Koordinaten: Radial- und Tiefenkoordinate) berechnet werden. Dieser Zylinder 20 ist in der Tiefe geschichtet (vgl. die Schichten 11, 12, 13 in Figur 15) . Die Berechnung besteht in der Lösung der allgemeinen inhomogenen Wärmeleitungsglei¬ chung in dem oben genannten zweidimensionalen Zylinder 20 mittels der sogenannten Finiten-Differenzen-Methode .
(cp(τ, z)p(z)τ(t, f)) = V • (λ(τ, z)Vτ(t, ?)) + q(t, f) dt
p(z) Dichtefunktion cp(T, z) spezifische Wärmekapazität (temperaturabhängig) λ (T, z) Wärmeleitfähigkeit (temperaturabhängig)
T ( t , r ) raumzeitliches Temperaturfeld q ( t, r ) Wärmequellfunktion r = (x, y, z ) Ortsvektor
In Figur 17 ist eine äquidistante Diskretisierung des zweidi- mensionalen Zylinders 20 dargestellt. Eine inäquidistante Diskretisierung zeigt Figur 18. In diesem Fall sind die z- Bereiche der Materialschichten und die Radialbereiche inner- und außerhalb des inneren Brennringradius unterschiedlich diskretisiert. Der wesentliche Vorteil der inäquidistanten gegenüber der äquidistanten Diskretisierung ist die Möglichkeit, mit einer geringeren Zahl von Gitterpunkten Rechnungen durchzuführen zu können. Dabei erfolgt von Zeitpunkt zu Zeitpunkt eine Anpassung von λ, cp und ε gemäß der mittleren Schichttemperatur oder mittleren z-Ebenen-Temperatur .
Als Rechenmethode für die Finite-Differenzen-Rechnung wird die Methode der alternierenden Richtungen, das Crank-Nichol- son-Verfahren in jeder Richtung gewählt. Alle nicht-linearen Effekte (Abstrahlung, Temperaturabhängigkeit der Material- parameter, etc.) werden linearisiert . Es ergeben sich somit lineare Gleichungssysteme mit tridiagonalen Matrizen. Durch 20 diese tridiagonalen Matrizen ergibt sich eine drastische Re¬ chenzeit-Ersparnis, wodurch eine Berechnung in Echtzeit er¬ folgen kann.
Zur Berechnung des Strahlungsaustausches wird das Stefan- Boltzmannsche Strahlungsgesetz
= σε{X <τ>4
Gehäuse j
σ Stefan-Boltzmannsche Konstante ε Emissionsvermögen zwischen Anode und Umgebung
stückweise in Form von Temperaturintervallen linearisiert (vgl. Figuren 19 und 20) . Für die Rechnung wird das Lineari- sierungsintervall gewählt, in welches die mittlere Oberflä¬ chentemperatur einer Materialschicht fällt. Bei Über-/Unter- schreiten der Intervallgrenzen wird mit einer anderen Tangente d, die sich durch die Linearisierung ergibt, gerechnet. Dabei wurde eine Gehäusetemperatur TGh_.use=300K zugrunde ge- legt.
Die in Figuren 21 bis 24 dargestellte Temperaturabhängigkeit der Materialparameter Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität, Emissionsvermögen sowie Diffusion werden entspre- chend der oben definierten Temperaturintervalle (vgl. Figuren 19 und 20) und den mittleren Temperaturen der Materialschichten (11, 12, 13) berücksichtigt.
Die Figuren 5 bis 14 zeigen Berechnungsergebnisse, die sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren hinsichtlich des kurzzeitigen Verhaltens der Temperaturentwicklung der Anode ergeben. Dabei wurden die gemäß der Erfindung zu berücksichtigen Parameter der Temperaturentwicklung auf und in der Anode 1 verändert. Alle Berechnungen wurden mit einer Leistung P von 20kW, einem Rückstreukoeffizienten η=0,372, einer kinetischen Energie Ekln von 120keV, einer Belastungszeit von 106, lμs und einer Fokusgröße von 1,4x9, 62mm2 durchgeführt. Dabei wurde von 21
Maximaltemperaturen von Tmaχ=511K bei Figur 8 und von Tmax=538,7K bei Figur 12 ausgegangen.
Figur 16 zeigt Last- und Pausenintervalle mit unterschiedli- chen Strahlleistungen, wie sie bei der erfindungsgemäßen Berechnung Eingang finden.
Figuren 25 bis 28 zeigen weitere Berechnungsergebnisse gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hinsichtlich des langzeitigen Verhaltens der Temperaturverteilung in und auf der Anode. Diesen Berechnungen lagen bei einem 3-Schicht-Zylinder mit den obengenannten Abmessungen eine Leistung P von 20kW, ein Rückstreukoeffizient ηeR^O, 2, eine kinetische Energie Ekιn von 120keV, ein Ort RBR-M_.tte=42mm, eine Fokusgröße von 1,4x9, 62mm2 und für die Figuren 25 und 26 eine Gittergröße von Δr=Δz=0,5mm und Δt=0,01s, für die Figuren 27 eine Gittergröße von Δr(l,0, 0,8, 1,0) mm, Δz=(0,5, 1, l,5)mm und Δt=0,05s und für die Figur 28 eine Gittergröße von Δr(l,0, 0,8, 1,0) mm, Δz=(0,5, 1, 3) mm und Δt=0,05s zugrunde.
In der Figur 27 ist die zeitliche Temperaturentwicklung an vier verschiedenen Orten in der Brennring-Mitte bei einer schnellen Scanfolge 15 1-s-Scans, 15 1-s-Pausen bei einer Aufnahmezeit von t=29s dargestellt. Die Kurven zeigen von oben nach unten den Verlauf an der Anodenoberfläche, an der Grenze Wolfram-Molybdän, an der Grenze Molybdän-Graphit und an der Anodenbodenflache als Tiefenkoordinate (0, 1, 9, 30mm) .
Die räumliche 2D-Temperaturverteilung, die Temperaturverteilung in Radial- und Tiefenrichtung, am Ende des 15. Scan bei der schnellen Scanfolge (15 1-s-Scans, 15 1-s-Pausen) ist in Figur 28 ebenfalls wie bei den Kurven gemäß Figuren 26 und 27 ohne Hub dargestellt. Die obere Kurve in Figur 25 gibt die zeitliche Temperaturentwicklung in der Brennring-Mitte bei
Dauerbelastung mit und die untere ohne Hub der Brennring-Temperatur wieder. Die obere Kurve in Figur 26 zeigt den radia- 22 len Temperaturverlauf bei einer Aufnahmezeit von ls und die untere von 0,1s.
Zusammengefaßt werden also bei der Erfindung zwei verschie- dene Beiträge der Belastung einer Anode einer Röntgenröhre berücksichtigt, nämlich die Kurzzeitbelastung durch Einbezie¬ hung der wesentlichen physikalischen Effekte in das Rechenmodell und die Langzeitbelastung durch Berücksichtigung der Elektronenrücksteuerung, die temperaturabhängige stückweise Linearisierung der nichtlinearen physikalischen Effekte (Ab- strahlung von der Oberfläche gemäß T4-Gesetz und Temperaturabhängigkeit der Materialparameter) , um so - auf Grund der Kombination von numerischen Verfahren (Crank-Nicholson-Ver- fahren und ADI-Verfahren (implizite Methode der alternieren- den Richtungen für die rz-Richtungen) und der expliziten Lösung von linearen, verallgemeinerten tridiagonalen Glei¬ chungssystemen - Echtzeitrechnungen zu ermöglichen. Die exakte Mitnahme der nichtlinearen Effekte erfolgt in anderen, jedoch an Rechenzeit aufwendigeren Modellen (z.B. Finiten- Element-Modellen) .

Claims

23 Patentansprüche
1. Verfahren zur Berechnung der raumzeitlichen Temperaturverteilung in einer mit Elektronen (3) bestrahlten Anode (1) ei- ner Röntgenröhre (16) zur Bestimmung der Belastung der Röntgenröhre (16) , aufweisend die folgenden Schritte:
Berechnung (8) des kurzzeitigen Temperaturhubs in einer Oberflächenschicht (11) in und um einen Brennfleck (2) auf der Anode (1) herum für den Zeitraum während und unmittelbar nach der Elektronenbestrahlung (3) des Brennflecks (2) nach der allgemeinen Wärmeleitungsgleichung für homogene Wärmeleiter, Berechnung (8) der langzeitigen Temperaturverteilung im gesamten Volumen der Anode (1) unter Berücksichtigung der Wärmeausbreitung, die von dem Brennfleck ausgeht, und der Wärmeabstrahlung von der Oberfläche (19) der Anode (1) nach der allgemeinen Wärmeleitungsgleichung für inhomogene Wärmeleiter, wobei nichtlineare Effekte temperaturabhängig stückweise linearisiert werden,
Addition (8) der Ergebnisse der Berechnungen zur Ermittelung der Temperaturverteilung auf und in der Anode (1) und Anzeige der Belastung und/oder Steuerung der Röntgenröhre (16) in Abhängigkeit von der Belastung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der Berechnung (8) des kurzzeitigen Temperaturhubs wenigstens einer der folgenden Beiträge berücksichtigt wird: - Rückstreuung (15) der eingestrahlten Elektronen in Form eines multiplikativen Faktors (1 - η ) , dreidimensionaler Wärmefluß durch Beschreibung der Oberflächenschicht (11) als wärmeleitenden, dreidimensionalen, unendlichen Halbraum (uHR) , und/oder - Energieverlust der eingestrahlten Elektronen in der Tiefe des Materials der Anode (1) . 24
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der Berechnung (8) des kurzzeitigen Temperaturhubs bei Bewegung der Anode (1) während der Bestrahlung die Relativbewegung des Elektronenstrahls (3) bezüglich der Anode (1) durch örtliche Veränderung einer Wärmequellfunktion (q (t, f ) ) berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei inhomogenem Profil (14) des Elektronenstrahls (3) zur Berechnung (8) des kurzzeitigen Temperaturhubs eine Diskretisierung (Fig. 17) der Fläche des Brennflecks (2) in einzelne Flächenelemente erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei der Berechnung (8) der langzeitigen Temperaturverteilung wenigstens einer der folgenden Beiträge berücksichtigt wird: - Rückstreuung (15) der eingestrahlten Elektronen in Form eines multiplikativen Faktors (1 - η), dreidimensionaler Wärmefluß durch Beschreibung des Volumens der Anode (1) in Form eines Zylinders (20), der aus einer Materialschicht besteht oder aus einer Oberflächen- Schicht, beispielsweise aus Wolfram, und weiteren darunterliegenden Schichten (z. B 12 und 13) aus anderen Materialien besteht,
Strahlungsaustausch (21) zwischen der Oberfläche (19) der Anode (1) und der Umgebung der Anode (1), und - Temperaturabhängigkeit der Materialparameter.
6. Lastrechner zur Berechnung der Temperaturverteilung einer Anode (1) einer Röntgenröhre (16), g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Mittel (8) zur Ausführung eines Ver- fahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Mittel
(22) zur Anzeige des Ergebnis der Berechnungen sowie zur An- 25
Steuerung (6) der Röntgenröhre (16) abhängig von dem Ergebnis der Berechnungen.
7. Röntgeneinrichtung, aufweisend einen Lastrechner nach An- spruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anode eine Drehanode (19) ist.
8. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anode (1) aus einer Materialschicht besteht oder aus einer Oberflächenschicht
(11), beispielsweise aus Wolfram, und weiteren darunterliegenden Schichten aus anderen Materialien besteht.
9. Röntgeneinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Strahlprofil (14) Inhomogenitäten aufweisen kann.
PCT/DE1999/000695 1998-03-13 1999-03-12 Verfahren und lastrechner zur berechnung der temperaturverteilung einer anode einer röntgenröhre WO1999048342A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000537413A JP2002507831A (ja) 1998-03-13 1999-03-12 Ｘ線管の陽極の温度分布の計算方法および負荷コンピュータ
US09/646,131 US6377657B1 (en) 1998-03-13 1999-03-12 Method and load calculator to calculate the temperature distribution of an anode of an X-ray tube
DE19980449T DE19980449D2 (de) 1998-03-13 1999-03-12 Verfahren und Lastrechner zur Berechnung der Temperaturverteilung einer Anode einer Röntgenröhre

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19811014A DE19811014A1 (de) 1998-03-13 1998-03-13 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben für stabförmige Artikel der tabakverarbeitenden Industrie
DE19811014.3 1998-03-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999048342A1 true WO1999048342A1 (de) 1999-09-23

Family

ID=7860838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1999/000695 WO1999048342A1 (de) 1998-03-13 1999-03-12 Verfahren und lastrechner zur berechnung der temperaturverteilung einer anode einer röntgenröhre

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6263882B1 (de)
EP (1) EP0941673B1 (de)
JP (2) JP4319281B2 (de)
CN (1) CN1106808C (de)
DE (2) DE19811014A1 (de)
ES (1) ES2179563T3 (de)
PL (1) PL188570B1 (de)
WO (1) WO1999048342A1 (de)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031848B4 (de) 2000-07-04 2008-10-30 Hauni Maschinenbau Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterstäben der tabakverarbeitenden Industrie
US6739025B2 (en) * 2001-02-06 2004-05-25 Hong Kong Polytechnic University Method of improving properties of open end yarn
DE10200326A1 (de) 2002-01-07 2003-07-17 Hauni Maschinenbau Ag Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten wenigstens eines Streifens aus Filtermaterial für die tabakverarbeitende Industrie
SE0200745D0 (sv) * 2002-03-12 2002-03-12 Iropa Ag Pneumatischer Fadenstrecker und Fadenverarbeitungssystem
DE10354924B4 (de) * 2003-11-25 2024-01-18 Körber Technologies Gmbh Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtertowmaterial sowie Vorrichtung zur Herstellung von Filtern
DE102004004688A1 (de) * 2004-01-29 2005-08-25 Hauni Maschinenbau Ag Separate Entspannung und Besprühung eines Filtertowstreifens
DE102006011587B4 (de) 2006-03-10 2008-04-03 Hauni Maschinenbau Ag Aufbereitung eines Filtermaterialstreifens der Tabak verarbeitenden Industrie
DE102006018101A1 (de) * 2006-04-18 2007-10-25 Hauni Maschinenbau Ag Aufbereitungseinheit zur Aufbereitung mindestens eines Filtertowstreifens sowie eine Vorrichtung mit mindestens zwei derartigen Aufbereitungseinheiten
ITBO20060647A1 (it) * 2006-09-20 2006-12-20 Gd Spa Macchina per la produzione di filtri di sigarette.
EP1911362A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-16 Philip Morris Products S.A. Vorrichtung zum Aufblähen eines Zigarettenfiltertowstreifens
DE102006049823A1 (de) * 2006-10-19 2008-04-24 Hauni Maschinenbau Ag Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Filtermaterial für Zigarettenfilter oder dergleichen
ITBO20070569A1 (it) * 2007-08-07 2007-11-06 Gd Spa Apparecchiatura per la lavorazione di almeno una striscia di materiale da filtro nell'industria del tabacco.
DE102008003368A1 (de) * 2008-01-08 2009-07-09 Hauni Maschinenbau Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Transport eines Filtertows
DE102008005185A1 (de) * 2008-01-18 2009-07-30 Hauni Maschinenbau Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Transport von Tow
DE102008016827A1 (de) * 2008-04-01 2009-10-08 Hauni Maschinenbau Ag Vorrichtung zum Transport eines Filtertows
JP5604439B2 (ja) * 2008-11-14 2014-10-08 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 喫煙物品内に物体を導入する方法及び装置
DE102009022759A1 (de) * 2009-05-26 2010-12-02 Hauni Maschinenbau Ag Aufbereitung eines Filtermaterialstreifens der Tabak verarbeitenden Industrie
KR102138562B1 (ko) * 2011-12-30 2020-07-29 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 권축 시트 재료의 연속 웨브를 공급하기 위한 장치 및 방법
WO2013166132A1 (en) * 2012-05-01 2013-11-07 Continental Structural Plastics, Inc. Process of debundling carbon fiber tow and molding compositions containing such fibers
EP3123877A1 (de) 2015-07-29 2017-02-01 PT. Gudang Garam Tbk. Verfahren und anlage zum aufbereiten mindestens eines streifens aus filtermaterial zum herstellen von papierlosen filterstäben für stabförmige rauchartikel der tabakverarbeitenden industrie
CN114984692B (zh) * 2022-05-06 2023-11-10 滁州卷烟材料厂 一种滤棒成型机丝束飞花在线收集装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2292399A1 (fr) * 1974-11-20 1976-06-18 Varian Associates Indicateur de temperature pour tube a rayons x
GB1498824A (en) * 1973-09-12 1978-01-25 Philips Electronic Associated Apparatus for monitoring and estimating the loading of an x-ray tube
DE4134126A1 (de) * 1991-10-15 1993-04-22 Siemens Ag Roentgengenerator mit mitteln zum erfassen der temperatur der anode der roentgenroehre

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2805671A (en) 1953-10-07 1957-09-10 Liggett & Myers Tobacco Co Aerosol filters
GB793114A (en) * 1955-08-09 1958-04-09 Peter Henry Julian Byk Improvements in or relating to filter plugs or wads
DE1660266C3 (de) * 1966-03-02 1974-11-14 Deutsche Rhodiaceta Ag, 7800 Freiburg Verfahren und Vorrichtung zum Ausbreiten und Auflockern eines endlosen, laufenden Fadenbündels durch Anblasen mit einem Strömungsmittel
US3974007A (en) 1970-04-11 1976-08-10 Hauni-Werke Korber & Co., Kg Method and apparatus for the production of filter rod sections or the like
DE2814605A1 (de) 1978-04-05 1979-10-18 Hauni Werke Koerber & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum ausbreiten einer bewegten luftdurchlaessigen gewebebahn
DE3544769C2 (de) 1985-12-18 1994-12-08 Hauni Werke Koerber & Co Kg Strangmaschine zum Herstellen von stabförmigen Artikeln der tabakverarbeitenden Industrie
DE4008475C2 (de) 1990-03-16 2002-10-10 Hauni Werke Koerber & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Filterzigaretten
JPH05137554A (ja) * 1991-11-21 1993-06-01 Daicel Chem Ind Ltd チヤコールフイルター用トウトランスポートジエツト
GB9200904D0 (en) 1992-01-16 1992-03-11 Molins Plc Cigarette filter manufacture
DE4300841A1 (de) * 1992-01-16 1993-07-22 Molins Plc
JPH06327455A (ja) * 1993-05-26 1994-11-29 Japan Tobacco Inc 網状ガイドパイプを有するタバコフィルタ製造装置
DE4340029A1 (de) * 1993-11-24 1995-06-01 Hauni Werke Koerber & Co Kg Anordnung zum Aufbereiten eines Streifens aus Filtermaterial

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1498824A (en) * 1973-09-12 1978-01-25 Philips Electronic Associated Apparatus for monitoring and estimating the loading of an x-ray tube
FR2292399A1 (fr) * 1974-11-20 1976-06-18 Varian Associates Indicateur de temperature pour tube a rayons x
DE4134126A1 (de) * 1991-10-15 1993-04-22 Siemens Ag Roentgengenerator mit mitteln zum erfassen der temperatur der anode der roentgenroehre

Also Published As

Publication number Publication date
JP4319281B2 (ja) 2009-08-26
JPH11290055A (ja) 1999-10-26
ES2179563T3 (es) 2003-01-16
CN1228946A (zh) 1999-09-22
PL331916A1 (en) 1999-09-27
DE59902389D1 (de) 2002-09-26
DE19811014A1 (de) 1999-09-16
US6263882B1 (en) 2001-07-24
PL188570B1 (pl) 2005-02-28
CN1106808C (zh) 2003-04-30
EP0941673B1 (de) 2002-08-21
EP0941673A1 (de) 1999-09-15
JP2002507831A (ja) 2002-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1999048342A1 (de) Verfahren und lastrechner zur berechnung der temperaturverteilung einer anode einer röntgenröhre
DE69730066T2 (de) Röntgenstrahlapparat
DE112019000498T5 (de) Systeme und Verfahren zum Messen abgestrahlter thermischer Energie während der Ausführung einer additiven Fertigung
DE112018001597T5 (de) Systeme und Verfahren zum Messen abgestrahlter thermischer Energie während der Ausführung einer additiven Fertigung
EP3059076A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
DE112011100498T5 (de) Teilchenstrahlbestrahlungsvorrichtung und Steuerverfahren für eine Teilchenstrahlbestrahlungsvorrichtung
DE102015118856B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur photothermischen Untersuchung einer Probe
DE102004053878A1 (de) Multiple-Target Anodenanordnung und Betriebssystem
DE102007014715A1 (de) Bestimmung von Steuerparametern für eine Bestrahlung eines bewegten Zielvolumens in einem Körper
DE3047544C2 (de)
EP1029232A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zum photothermischen untersuchen eines prüfkörpers
DE10011294A1 (de) Röntgenröhre
DE19520788C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke, der Leitfähigkeit und/oder der Schichtkontaktgüte von auf Substraten aufgetragenen Schichten
DE102006048608A1 (de) Verfahren zur Kontrolle eines Leistungszustands eines Röntgenstrahlers und/oder eines Röntgendetektors und System zur Durchführung des Verfahrens
DE102005023166B4 (de) Verfahren zur Funktionsüberwachung bei medizinischen Beschleunigereinrichtungen sowie medizinische Beschleunigungseinrichtung
DE102008048916A1 (de) Schnelles Scanning eines Zielgebiets
DE19811041A1 (de) Verfahren und Lastrechner zur Berechnung der Temperaturverteilung einer Anode einer Röntgenröhre
DE112014003782T5 (de) lonenstrahlvorrichtung und Emitterspitzenausformverfahren
EP1530408A2 (de) Microfocus-Röntgeneinrichtung
DE102013214674A1 (de) Bestimmung von Fokuseigenschaften
DE102007024255A1 (de) Röntgenanoden-Brennpunktspurbereich
DE4230047C1 (de) Röntgenröhre
DE102004018764A1 (de) Verfahren zum Zuführen von Energie zu einem Heizelement einer Strahlungsquelle und entsprechende Quelle
DE102004060060B3 (de) Mobile Röntgendiagnostikeinrichtung mit verbesserter Verfügbarkeit
DE102019132393A1 (de) Bereitstellen eines transienten Gitters

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE JP US

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09646131

Country of ref document: US

REF Corresponds to

Ref document number: 19980449

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20010222

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 19980449

Country of ref document: DE