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DISPOSITIF POUR LE DIAGNOSTIC RADIOLOGIQUE, A REGLAGE AUTOMATIQUE DE
LA CHARGE DU TUBE.
Afin de tirer tout le parti possible de la possibilité de charge d'un tubs à rayons X, en radiographie, on a agencé les dispositifs pour le diagnostic radiologique de façon que la charge du tube à rayons X soit automatiquement fonction de la durée d'exposition. Toutefois, un tel appareil ne permet pas d'obtenir, dans tous les cas, la qualité d'image optimum. Dans le cas où les objets que l'on désire radiographier présentent de grandes divergences, il arrive fréquemment que, par suite de la limitation du nombre de possibilités de réglage qu'entraîne cet agencement, il soit impossible d'obtenir le réglage qui donne le produit désiré de milliampères et de secondes. C'est ainsi que dans la gamme des courtes expositions, il faut en général se contenter d'une approximation de la charge la plus favorable pour la qualité de l'image.
Cet inconvénient est moins gênant lorsqu'on alimente le tube rayons X en tension continue et que l'on utilise une minuterie très précise. Les dispositions qu'il y a lieu de prendre à cet effet, compliquent 1' appareil et augmentent notablement son prix; de plus, il est douteux que les frais additionnels compensent l'avantage inhérent du fait que, dans certains cas, on obtient des radiographies de meilleure qualité.
Dans les appareils à rayons X beaucoup plus simples alimentés En courant alternatif, avec redressement monoplaque ou biplaque de la tension du tube, l'inconvénient mentionné est plus grand encore parce que la quantité de rayons X produits par le tube dans la gamme des courtes expositions, par exemple de l'ordre d'une ou de quelques périodes du courant alternatif, n' est pas proportionnelle au temps d'exposition. A ces courts temps d'exposition par suite des variations sinusoïdales du courant, l'intensité moyenne de 1' éclairement varie fortement avec le moment auquel se produisent la mise en
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circuit et la mise hors circuit de la charge. Ceci annihile en grande partie l'avantage d'une minuterie précise qui permet de mettre en circuit et hors circuit à tout moment désiré la charge du tube.
Un autre inconvénient inhérent à la réalisation de radiogra- phies avec de courtes expositions à l'aide d'un dispositif réglage automatique de la charge du tube, se présente, dans le cas de petits objets qui demandent une faible tension du tube. Pour obtenir, dans ces cas, une image de bonne qualité, il arrive souvent que le produit requis de milli- ampères et de secondes doit être inférieur au produit obtenable à l'aide d'un tel mode de réglage.
L'invention permet d'obvier à ces inconvénients et concerne une disposition pour augmenter les possibilités d'utilisation d'un appareil à rayons X pour le diagnostic, alimenté en courant alternatif, et dans lequel la charge du tube à rayons X est modifiée automatiquement avec le choix de la durée d'exposition, pour des radiographies de très courte durée. Suivant l'invention, dans la gamme des réglages de temps de quelques périodes du courant alternatif, la minuterie est agencée d'une façon telle que les valeurs successives du temps d'enclenchement diffèrent au moins d'une demipériode et qu'à chaque valeur réglable du temps correspondent au moins deux positions du sélecteur.
Dans chacune de ces positions, la charge du tube à rayons X est différente et dans l'une de ces positions, on peut appliquer au tube à rayons X, la puissance maximum admissible correspondant à la possibilité de charge du tube à rayons X alors que, dans les autres positions la puissance que l'on peut fournir au tube à rayons X est plus petite.
On peut ajouter un certain nombre d'étages de charge pour une même durée d'exposition, sans qu'il soit nécessaire de procéder à des modifi- cations de principe dans la construction de la minuterie, tandis que dans l'appareil à rayons X, il suffit de prévoir quelques prises supplémentaires sur la résistance de réglage du courant de chauffage.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le tube à rayons X 1 est alimenté par l'enroulement secondaire 2 du transformateur haute tension 3.La haute tension est appliquée directement à la cathode et à l'anode du tube à rayons X, mais l'invention est également applicable aux appareils dans lesquels on procède à un redressement de la tension.
La cathode du tube à rayons X 1 est alimentée par l'enroulement secondaire 4 du transformateur de chauffage 5e
Le courant alternatif d'alimentation est lancé dans l'enroulement primaire 6 du transformateur haute tension 3, par l'intermédiaire du transformateur de réglage 7 ët du régulateur de tension 8. Ce régulateur est appelé "sélecteur de kilovolts"o
Dans l'enroulement primaire 9 du transformateur de chauffage 5 passe un courant qui traverse également une partie plus ou moins grande de l'une des résistances de réglage 10. La grandeur de la partie de la résistance montée en série avec l'enroulement, est déterminée par le réglage du régulateur de courant de chauffage 11. Sur la figure, ce régulateur peut occuper seize positions, et il est commandé par l'organe de réglage du temps 12.
La minuterie comporte un transformateur dont l'enroulement primaire 13 est branché sur le secteur0 L'enroulement secondaire 14 sert à alimenter le circuit anodique du tube de commutation 15, et à charger le condensateur 16. La charge s'effectue à l'aide d'un redresseur 17, par exemple un tube à décharge à atmosphère gazeuse, dont la cathode thermionique est alimentée par une partie de l'enroulement 14. Comme tube de commutation,
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on utilisera, de préférence, un tube,à atmosphère gazeuse comportant une cathode thermioniqueo
Dans le circuit de courant de l'enroulement 6 du transfor- mateur haute tension 3, qui doit être automatiquement ouvert, respecti- vement fermé, se trouve un interrupteur bipolaire 18, que commande une bobine électromagnétique 19.
Cette bobine se trouve dans le circuit anodique du tube à décharge 15.
Le condensateur 16 est inséré dans un circuit de charge dans lequel le courant circule à partir d'une prise 20 de l'enroulement 14 du transformateur vers le condensateur 16 et de là, par l'intermédiaire du bras de commutation 12 du dispositif de réglage du temps et de la partie insérée de la résistance de réglage 21, à travers le redresseur 17, vers l'enroulement 140
A l'une des armatures du condensateur 16 est reliée la grille 22 du tube 15. Lorsque le condensateur est déchargé, le potentiel de la grille est plus élevé que la valeur maximum pour laquelle le tube 15 devient conducteur.
Le courant anodique du tube peut alors circuler et l'interrupteur 18 est fermée A mesure que la charge du condensateur se poursuit, sa tension devient plus élevée, de sorte que le potentiel de la grille reliée au pôle négatif du condensateur 16 diminue, Après un certain temps, dont la durée dépend de la position du bras de commutation 12, la tension de grille est tombée à une valeur si basse que le tube 15 est bloqué et que l'interrupteur 18 s'ouvre.
Le dispositif de réglage du temps comporte le même nombre de positions que celui du régulateur du courant de chauffage 11. Une variation de la position du bras de commutation 12 n'est pas toujours accompagnée d' une variation du temps. Dans la position représentée sur le dessin, la plus petite partie de la résistance de réglage 21 est mise en circuit. Dans ce cas, la charge du condensateur se produit en un temps aussi court que possible. Dans les deux positions suivantes, la même partie de résistance reste insérée, de sorte que le réglage du temps ne subit aucune variation.
Dans la position représentée sur le dessin, le régulateur de courant de chauffage 11 a inséré dans le circuit de chauffage une partie telle de la résistance 10 que la charge du tube est plus petite que la puissance maximum admissible pour la durée d'exposition choisie et est, par exemple égale à 66% de cette puissance maximum. Dans la seconde position, on réduit la résistance et la charge est portée, par exemple, à 80% de la valeur maximum admissible. Dans la position suivante, la plus petite partie de la résistance est insérée et la charge est portée à la valeur maximum admissible.
Lors du passage vers la position suivante de la minuterie., une plus grande partie de résistance est insérée dans le circuit de charge du condensateur 16, de sorte que le temps de commutation est prolongé. Dana cette position, le régulateur du courant de chauffage 11 abaisse la charge, par l'insertion d'une plus grande partie de la résistance 10, jusqu'à une valeur qui est plus petite que la charge admissible pour le temps réglé. Ce n'est que dans la position suivante de la minuterie, position qui n'entraîne aucune modification dans la durée de la charge, que le tube est entièrement chargé.
Enfin, pour le passage vers le réglage de temps suivant, on a encore inséré un étage de charge.
Lorsque les étages de résistance de la minuterie sont choisis de façon à former une série géométrique qui augmente chaque fois les temps de 25%, si le temps d'enclenchement le plus court est de 0,02 s, la différence entre les étages successifs est toujours plus grande qu'une demi-période du courant alternatif de sorte qu'il n'est pas nécessaire de recourir à une possibilité de réglage additionnelle. La division de la résistance 10
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est donc telle que pour les réglages suivants, le tube à rayons X travaille toujours à pleine charge.
Dans le cas d'un choix judicieux des charges réduites on peut faire en sorte que, pour les positions intermédiaires, on utilise les prises qui sont déjà nécessaires pour les réglages de plus longue durée, pour lesquels le tube est entièrement chargé. Dans ce cas, il suffit de prévoir quelques connexions additionnelles au régulateur du courant de chauffage.
Le moment de la mise en circuit de la charge du tube est déterminé par l'inversion du commutateur 23, qui, dans une position relie le condensateur 16 à la prise 20 de l'enroulement 14 et qui, dans l'autre position, court-circuite le condensateur 16.
Dans le réglage de la charge du tube à rayons X, on peut en même temps tenir compte de la tension appliquée au tube. Un moyen très simple consiste à prévoir un transformateur de réglage 26 dont l'enroulement secondaire est monté en série avec la résistance de chauffage 10. A l'aide du bras de commutation 24, on met en circuit une partie plus ou moins grande de l'enroulement primaire. Le bras de commutation 24 est accouplé au sélecteur de kilovolts 8, de aorte que lors d'un abaissement de la tension du tube, la tension induite dans le circuit de chauffage est plus élevée que lorsque la tension du tube est réglée à une valeur plus élevée.
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DEVICE FOR RADIOLOGICAL DIAGNOSIS, AUTOMATICALLY ADJUSTED
THE TUBE LOAD.
In order to take full advantage of the possibility of charging an x-ray tube, in radiography, the devices for radiological diagnosis have been arranged in such a way that the charge of the x-ray tube is automatically a function of the duration of the x-ray tube. exposure. However, such an apparatus does not make it possible to obtain, in all cases, the optimum image quality. In the case where the objects to be radiographed present large divergences, it frequently happens that, owing to the limitation in the number of adjustment possibilities which this arrangement entails, it is impossible to obtain the adjustment which gives the desired product of milliamps and seconds. Thus, in the range of short exposures, it is generally necessary to be satisfied with an approximation of the most favorable load for the quality of the image.
This drawback is less annoying when the X-ray tube is supplied with direct voltage and when a very precise timer is used. The measures which should be taken for this purpose complicate the apparatus and considerably increase its price; furthermore, it is doubtful whether the additional cost outweighs the inherent advantage that in some cases better quality radiographs are obtained.
In much simpler x-ray machines powered by alternating current, with single-plate or two-plate rectification of the tube voltage, the mentioned disadvantage is even greater because the amount of x-rays produced by the tube in the range of short exposures , for example of the order of one or a few periods of the alternating current, is not proportional to the exposure time. At these short exposure times, due to sinusoidal variations in current, the average intensity of the illumination varies greatly with the time at which the switch-on occurs.
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circuit and switching off the load. This largely negates the advantage of a precise timer which allows the tube load to be switched on and off at any time desired.
Another drawback inherent in performing x-rays with short exposures using an automatic tube load control device arises in the case of small objects which require low tube tension. In order to obtain a good image quality in these cases, it often happens that the required product of milliamps and seconds must be less than the product obtainable using such an adjustment mode.
The invention obviates these drawbacks and relates to an arrangement for increasing the possibilities of using an X-ray apparatus for diagnosis, supplied with alternating current, and in which the load of the X-ray tube is changed automatically. with the choice of exposure time, for very short x-rays. According to the invention, in the range of time settings of a few periods of the alternating current, the timer is arranged in such a way that the successive values of the switching on time differ at least by half a period and that at each value adjustable time correspond to at least two selector positions.
In each of these positions, the load of the x-ray tube is different and in one of these positions, the maximum admissible power can be applied to the x-ray tube corresponding to the possibility of load of the x-ray tube while , in the other positions the power which can be supplied to the x-ray tube is smaller.
A certain number of charging stages can be added for the same exposure time, without it being necessary to make any changes in principle in the construction of the timer, while in the X-ray apparatus. , it suffices to provide a few additional sockets on the heating current adjustment resistor.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
X-ray tube 1 is powered by secondary winding 2 of high voltage transformer 3.High voltage is applied directly to cathode and anode of x-ray tube, but the invention is also applicable to apparatus in which one proceeds to a rectification of the tension.
The cathode of the x-ray tube 1 is supplied by the secondary winding 4 of the heating transformer 5e
The alternating current of supply is launched in the primary winding 6 of the high voltage transformer 3, through the regulating transformer 7 and of the voltage regulator 8. This regulator is called "kilovolt selector" o
In the primary winding 9 of the heating transformer 5 passes a current which also passes through a more or less large part of one of the adjustment resistors 10. The magnitude of the part of the resistor mounted in series with the winding is determined by the setting of the heating current regulator 11. In the figure, this regulator can occupy sixteen positions, and it is controlled by the time regulator 12.
The timer comprises a transformer, the primary winding 13 of which is connected to the mains 0 The secondary winding 14 serves to supply the anode circuit of the switching tube 15, and to charge the capacitor 16. The charge is carried out using d 'a rectifier 17, for example a gas atmosphere discharge tube, the thermionic cathode of which is supplied by part of the winding 14. As a switching tube,
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preferably, a gas-filled tube comprising a thermionic cathode
In the current circuit of the winding 6 of the high voltage transformer 3, which is to be automatically opened, respectively closed, there is a two-pole switch 18, which is controlled by an electromagnetic coil 19.
This coil is located in the anode circuit of the discharge tube 15.
The capacitor 16 is inserted in a load circuit in which the current flows from a tap 20 of the winding 14 of the transformer to the capacitor 16 and from there through the switching arm 12 of the regulator. time and the inserted part of the adjustment resistor 21, through the rectifier 17, to the winding 140
To one of the plates of the capacitor 16 is connected the grid 22 of the tube 15. When the capacitor is discharged, the potential of the grid is higher than the maximum value for which the tube 15 becomes conductive.
The anode current of the tube can then flow and the switch 18 is closed As the charging of the capacitor continues, its voltage becomes higher, so that the potential of the grid connected to the negative pole of the capacitor 16 decreases, After a For a certain time, the duration of which depends on the position of the switching arm 12, the gate voltage has fallen to such a low value that the tube 15 is blocked and the switch 18 opens.
The time adjustment device has the same number of positions as that of the heating current regulator 11. A variation in the position of the switching arm 12 is not always accompanied by a variation in time. In the position shown in the drawing, the smaller part of the adjusting resistor 21 is switched on. In this case, the charging of the capacitor occurs in as short a time as possible. In the next two positions, the same resistance part remains inserted, so that the time setting does not undergo any variation.
In the position shown in the drawing, the heating current regulator 11 has inserted into the heating circuit such a part of the resistor 10 that the load on the tube is smaller than the maximum admissible power for the chosen exposure time and is, for example equal to 66% of this maximum power. In the second position, the resistance is reduced and the load is brought, for example, to 80% of the maximum admissible value. In the next position, the smallest part of the resistor is inserted and the load is brought to the maximum allowable value.
When switching to the next timer position, more resistance is inserted into the charging circuit of capacitor 16, so that the switching time is extended. In this position, the heating current regulator 11 lowers the load, by inserting a larger part of the resistor 10, to a value which is smaller than the allowable load for the set time. It is only in the next position of the timer, a position which does not involve any change in the duration of the charge, that the tube is fully charged.
Finally, for the transition to the next time setting, a load stage has been added.
When the resistance stages of the timer are chosen so as to form a geometric series which each time increases the times by 25%, if the shortest engagement time is 0.02 s, the difference between successive stages is always greater than half a period of the alternating current so that it is not necessary to resort to an additional adjustment possibility. The Resistance Division 10
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is therefore such that for the following adjustments, the x-ray tube always works at full load.
In the case of a judicious choice of reduced loads, it is possible to ensure that, for the intermediate positions, the plugs which are already necessary for the adjustments of longer duration, for which the tube is fully loaded, are used. In this case, it suffices to provide some additional connections to the heating current regulator.
The moment of switching on the load of the tube is determined by the reversal of the switch 23, which in one position connects the capacitor 16 to the tap 20 of the winding 14 and which, in the other position, runs -circuit the capacitor 16.
At the same time, the tension applied to the tube can be taken into account when adjusting the load of the x-ray tube. A very simple means consists in providing an adjustment transformer 26, the secondary winding of which is connected in series with the heating resistor 10. Using the switching arm 24, a more or less large part of the circuit is switched on. primary winding. The switching arm 24 is coupled to the kilovolt selector 8, so that when the tube voltage is lowered, the voltage induced in the heating circuit is higher than when the tube voltage is set to a higher value. high.