DE1142039B

DE1142039B - Overload protection device for X-ray diagnostic apparatus

Info

Publication number: DE1142039B
Application number: DEV15669A
Authority: DE
Inventors: Herbert Thiele; Werner Tzschoppe
Original assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Current assignee: Transformatoren und Roentgenwerk GmbH
Priority date: 1958-12-24
Filing date: 1958-12-24
Publication date: 1963-01-03

Description

Überlastungsschutzvorrichtung für Röntgendiagnostikapparate Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verhinderung der überlastung von Röntgenröhren unter Berücksichtigung der eingestellten Röntgenröhrenspannung und des eingestellten Milliamperesekunden (niAs)-Produktes sowie gegebenenfalls der prozentualen Röhrenausnutzung.Overload protection device for X-ray diagnostic apparatus The invention relates to a device for preventing the overloading of x-ray tubes under Consideration of the set X-ray tube voltage and the set milliamps (niAs) product and, if applicable, the percentage of tube utilization.

Moderne Röntgendiagnostikapparate sind mit einer Einrichtung zum Schutz der Röntgenröhre gegen überlastung versehen.Modern X-ray diagnostic apparatus are equipped with a device for protection the X-ray tube against overload.

Bekannte Ausführungsforrnen sind in der Mehrzahl durch Zusammenwirken mechanischer Stellorgane, wie Hebel, Kurvenscheiben und Getriebe, oder sonstiger mechanischer Bauelemente verwirklicht. Ergibt sich aus der gewünschten Kombination der Betriebswerte für die Aufnahme eine unzulässige Röhrenbelastung, so sorgen die genannten Maschinenelemente dafür, daß die Apparatur blockiert wird oder daß eines oder mehrere der Elemente der Kombination im Sinne der Verringerung der Röhrenbelastung verstellt werden. Der Aufwand an Maschinenelementen für eine nach mechanischem Prinzip arbeitende überlastungsschutzeinrichtung für Röntgenröhren ist je- doch umfangreich, und die für die Verstellung der Einstellorgane erforderlichen Kräfte sind relativ groß. Dazu kommt, daß die in immer größerem Maße ansteigenden Variationsmöglichkeiten der Arbeitstechnik moderner Röntgendiagnostikapparate einen erhöhten Aufwand an mechanischen Bauelementen verlangen, womit zwangläufig eine Erhöhung der Verstellkräfte einhergeht.The majority of known embodiments are realized through the interaction of mechanical actuators, such as levers, cams and gears, or other mechanical components. If the desired combination of the operating values for the recording results in an impermissible tube load, the machine elements mentioned ensure that the apparatus is blocked or that one or more of the elements of the combination are adjusted to reduce the tube load. The expenditure on machine elements for an overload protection device for x-ray tubes that works according to the mechanical principle is, however, extensive, and the forces required for adjusting the setting elements are relatively large. In addition, the increasing possibilities of variation in the working technology of modern X-ray diagnostic apparatus require an increased expenditure on mechanical components, which inevitably results in an increase in the adjustment forces.

Es ist bereits ein Röntgenapparat mit einem die Röntgenstromstärke voranzeigenden Meßgerät bekanntgeworden, bei welchem das Meßgerät das Verhältnis der eingestellten Leistung zu der bei der eingestellten Zeit noch zulässigen Leistung angibt, wobei das Meßgerät in einem Zweig einer aus zwei Zweigen bestehenden elektrischen Schaltung liegt, die in beiden Zweigen regelbare Widerstände aufweist.It is already an X-ray machine with an X-ray current advance meter became known, in which the meter the ratio the set power at the power still permissible at the set time indicates, the measuring device in a branch of an electrical consisting of two branches Circuit is located, which has adjustable resistors in both branches.

Abgesehen davon, daß ein solcher Apparat keine automatische Einstellung einer dritten Größe bei Vorgabe von zwei die Schwärzung eines Röntgenbildes bestimmenden Größen bewirkt, ist die Einstellvorrichtung auch nur schwer und mit relativ großem Aufwand zu realisieren.Apart from the fact that such an apparatus does not have automatic adjustment a third variable given the specification of two determining the blackening of an X-ray image Causes sizes, the adjustment device is also difficult and relatively large Realize effort.

Dies liegt darin begründet, daß eine Anzahl von Widerständen mit jeweils anderen, bestimmten, nichtlinearen Funktionen oder eine Reihe von Umformungsgetrieben benötigt wird und daß es einer besonderen Röhre bedarf, deren Röhrenstromverlauf dem der Röntgenröhre entsprechen muß.This is because a number of resistors each have other, specific, non-linear functions or a series of transformation gears is needed and that a special tube is required, whose tube current curve which must correspond to the X-ray tube.

Von Nachteil ist bei dieser Einrichtung weiter, daß für jeden Brennfleck der Röntgenröhre eine weitere Widerstandskombination und Röhre vorzusehen ist.Another disadvantage of this device is that for each focal point the X-ray tube, another resistor combination and tube must be provided.

Eine andere bekannte Überlastungsschutzeinrichtung vermeidet die hohen Verstellkräfte für die Einstellorgane, die Automatiken mit mechanischen Stellorganen eigen sind, ebenfalls. Bei ihr wird eine selbständige Einstellung von Aufnahmezeit und Aufnahmestrom dadurch erzielt, daß eine das Produkt von voreingestellter Röntgenröhrenspannung und gewünschter mAs-Zahl repräsentierende elektrische Steuerspannung die Einstellung bewirkt. Diese Steuerspannung wird mit einer weiteren Spannung verglichen, die sich erst während der selbstständigen Einstellung in ihrer erforderlichen Höhe ergibt. Der zulässige Röntgenröhrenstrom ergibt sich bei dieser Anordnung erst dann, wenn in der weiter verwendeten Brückenschaltung ein Nullabgleich der repräsentierenden Größen erfolgt ist.Another known overload protection device avoids the high Adjustment forces for the setting elements, the automatics with mechanical control elements are peculiar, too. With her there is an independent setting of recording time and pick-up current achieved by having a product of preset x-ray tube voltage and the desired mAs number representing the electrical control voltage represents the setting causes. This control voltage is compared with another voltage that is results only during the independent hiring in their required amount. With this arrangement, the permissible X-ray tube current is only obtained when in the bridge circuit that is still used, a zero adjustment of the representative Sizes is done.

Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daß ein Regelwiderstand mit nichtlinearer Kennlinie bzw. ein Spannungserzeuger mit einer nichtlinearen Leerlaufspannung vorgesehen werden muß. Dabei müssen diese Kennlinien ähnlich der Belastungskennlinie der Röntgenröhre sein. Solche Widerstände bzw. Spannungserzeuger lassen sich nur schwer realisieren.The disadvantage of this device is that a rheostat with non-linear characteristic or a voltage generator with a non-linear open circuit voltage must be provided. These characteristics must be similar to the load characteristics the X-ray tube. Such resistors or voltage generators can only be difficult to realize.

Diese Nachteile der bekannten Einrichtungen sollen mit der Erfindung vermieden werden. Es erfolgt dies bei einer überlastungssehutzvorrichtung für Röntgendiagnostikapparate mit frei wählbaren Werten für die Röntgenröhrenspannung und das mAs-Produkt, in der eine den gemäß dem Röntgenröhrennomogramm zulässigen Wert für den Röntgenröhrenstrom darstellenden Widerstandskombination vorhanden ist, von welcher Teilwiderstände teils vom Röhrenspannungsregler, teils vom niAs-Regler beeinflußt sind und der sich ergebende Widerstandswert der Kombination zur mittelbaren Beeinflussung des Widerstandes im Röntgenröhrenheizkreis dient, indem erfindungsgemäß der Widerstandswert der lediglich aus Widerständen mit linearer Charakteristik bestehenden Kombination gebildet ist durch einen Festwiderstand, dem je ein von dem niAs-Einstellorgan bzw. dem kV-Einstellorgan beeinflußter Regelwiderstand parallel geschaltet ist, und daß in Reihe n:fit dieser Parallelschaltung ein weiterer von dem kV-Einstellorgan beeinflußter Widerstand und gegebenenfalls ein von diesem Prozentregier beeinflußter Widerstand liegt, wobei der sich ergebende Widerstandswert der Kombination einen Zweig einer Brückenschaltung bildet, die zwei weitere Festwiderstände und einen vom Nullindikator beeinflußten Regelwiderstand aufweist, dessen Verstellbewegung gleichzeitig zur Beeinflussung eines im Röhrenheizkreis liegenden Widerstandes dient.These disadvantages of the known devices are intended to be avoided with the invention. This is done in the case of an overload protection device for X-ray diagnostic apparatus with freely selectable values for the X-ray tube voltage and the mAs product, in which there is a resistance combination that represents the permissible value for the X-ray tube current according to the X-ray tube nomogram, of which partial resistances are partly from the tube voltage regulator, partly from the niAs regulator are influenced and the resulting resistance value of the combination serves to indirectly influence the resistance in the X-ray tube heating circuit, in that, according to the invention, the resistance value of the combination consisting only of resistors with linear characteristics is formed by a fixed resistance, which is each one of the niAs setting element or the kV- Adjusting element influenced control resistor is connected in parallel, and that in series n: fit of this parallel connection another resistor influenced by the kV adjusting element and possibly a wide influenced by this percentage regulator The resulting resistance value of the combination forms a branch of a bridge circuit which has two further fixed resistors and a variable resistor influenced by the zero indicator, the adjustment movement of which also serves to influence a resistor in the tube heating circuit.

An Hand der Fig. 1 bis 4 sei das Wesen der Erfindung erläutert.With reference to FIGS. 1 to 4 the nature of the invention will be explained.

Bei der Aufzeichnung von Röhrenbelastungscharakteristiken wird häufig von der doppeltlogarithmischen Darstellung Gebrauch gemacht.When recording tube loading characteristics is often used made use of the logarithmic representation.

In Fig. 1 sind zwei Röntgenröhrenbelastungskurven gezeigt. Dabei ist als Parameter die Röntgenröhrenspannung gewählt. Die Kurven 1 und 2 in Fig. 1 sind untereinander deckungsgleich und lediglich auf der Zeitlinie 3 entsprechend der Röntgenröhrenspannung verschoben. Bei Anwendung der Erfindung wird eine derartige Kurve 1 als elektrischer Widerstandswert nachgebildet, indem zu einem Regelwiderstand 4 ein Festwiderstand 5 parallel geschaltet wird (Fig. 2). Vom Regelwiderstand 4 werden Werte abgegriffen, die dem Logarithmus des eingestellten mAs-Wertes umgekehrt proportional sind und in ParalleIschaltung mit dem Festwiderstand 5 die Kurve 6 in Fig. 2 ergeben. Der Verschiebungsbetrag zwischen den Kurven 1 und 2, der auf der Zeitlinie 3 liegt, wird erreicht, indem man ihn in einen waagerechten und senkrechten Anteil zerlegt. Bei Anwendung der Erfindung wird der waagerechte Verschiebungsbetrag dadurch erzielt, daß in die bereits vorhandene Widerstandskombination, bestehend aus dem Regelwiderstand 4 und dem Festwiderstand 5, ein weiterer Regelwiderstand 7 eingeschaltet wird (Fig. 3). Somit entsteht aus der gestrichelt gezeichneten Kurve 6 in Fig. 3, welche mit der Kurve 6 in Fig. 2 deckungsgleich ist, eine neue Kurve 8. Der senkrechte Verschiebungsbetrag wird dann dadurch erzielt, daß der nunmehr bereits vorhandenen Widerstandskombination, bestehend aus den Regelwiderständen 4 und 7, sowie dem Festwiderstand 5 ein weiterer Regelwiderstand 9 zugeschaltet wird. Somit entsteht aus der gestrichelt gezeichneten Kurve 8 in Fig. 4, welche deckungsgleich ist mit der Kurve 8 in in Fig. 3, eine neue Kurve 10, die um den obengenannten Verschiebungsbetrag senkrecht gehoben ist und somit mit der Kurve 2 in Fig. 1 deckungsgleich ist. An den Regelwiderständen 7 und 9 werden Werte abgegriffen, die dem Logarithmus des eingestellten Kilovolt(kV)-Wertes umgekehrt proportional sind.In Fig. 1 , two x-ray tube exposure curves are shown. The X-ray tube voltage is selected as the parameter. The curves 1 and 2 in FIG. 1 are congruent with one another and only shifted on the time line 3 in accordance with the X-ray tube voltage. When using the invention, such a curve 1 is simulated as an electrical resistance value in that a fixed resistor 5 is connected in parallel with a variable resistor 4 (FIG. 2). Values are tapped from the regulating resistor 4 which are inversely proportional to the logarithm of the set mAs value and which, when connected in parallel with the fixed resistor 5, result in curve 6 in FIG. The amount of shift between curves 1 and 2, which lies on time line 3 , is achieved by dividing it into a horizontal and vertical component. When using the invention, the horizontal shift amount is achieved in that a further variable resistor 7 is switched into the existing resistor combination, consisting of the variable resistor 4 and the fixed resistor 5 (FIG. 3). Thus, results from the dashed curve 6 in Fig. 3, which is coincident with the curve 6 in Fig. 2, a new curve 8. The vertical shift amount is then achieved by the fact that the now existing resistor combination consisting of the variable resistors 4 and 7, and the fixed resistor 5, a further control resistor 9 is connected. 4, which is congruent with the curve 8 in FIG. 3, a new curve 10, which is raised vertically by the above-mentioned shift amount and thus congruent with the curve 2 in FIG. 1, arises from the curve 8 in FIG is. Values that are inversely proportional to the logarithm of the set kilovolt (kV) value are picked up at the variable resistors 7 and 9.

Zum Zwecke des überganges auf andere Röhrenbelastungscharakteristiken, z. B. andere Brennflecke, kann man zu den bereits vorhandenen Widerstandskombinationen, bestehend aus den Regelwiderständen 4, 7 und 9 und dem Festwiderstand 5, Festwiderstände 11, 12 und 13 zuschalten (Fig. 4).For the purpose of transitioning to other tube loading characteristics, e.g. B. other focal spots, you can switch to the existing resistor combinations, consisting of the variable resistors 4, 7 and 9 and the fixed resistor 5, fixed resistors 11, 12 and 13 (Fig. 4).

In Fig. 5 ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Der mit dem Einstellorgan für die mAs-Werte gekoppelte Regelwiderstand 4 und die beiden mit dem Einstellorgan für die kV-Werte gekoppelten Regelwiderstände 7 und 9 ergeben in Verbindung mit dem Widerstand 5 und den umschaltbaren Festwiderständen 11, 12 und 13, welche gegebenenfalls in mehrere Widerstände unterteilt sein können, einen Widerstandswert, der dem zulässigen Röntgenröhrenstrom der gewählten Einstellung von Milhainperesekunden und Kilovolt proportional ist. Durch Hinzufügen eines weiteren Regelwiderstandes 14 kann der sich ergebende mA-Wert prozentual reduziert, oder es können die ermittelten mA-Werte an die Serien- oder Kinotechnik angepaßt werden. Der Regel:widerstand 14 ist dann zweckmäßigerweise mit einem Einstellorgan verbunden, welches eine Prozentskala trägt. Der sich endgültig ergebende Widerstand der Kombination bildet einen Zweig einer Brückenschaltung, die weitere Widerstände 15, 16 und 17 aufweist und über einen Nullwertindikator 18 den vom Motor 19 angetriebenen Regelwiderstand15 zum Brückenabgleich einstellt. Bei Verwendung eines Zeitschalters wird über ein Differentialgetriebe 20 die zulässige Schaltzeit in bekannter Weise verändert.In Fig. 5 is a circuit diagram of an embodiment of the subject matter of the invention is shown. The variable resistor 4 coupled to the setting element for the mAs values and the two variable resistors 7 and 9 coupled to the setting element for the kV values result in connection with the resistor 5 and the switchable fixed resistors 11, 12 and 13, which may be divided into several resistors can be subdivided, a resistance value that is proportional to the permissible X-ray tube current of the selected setting of milhainpereseconds and kilovolts. By adding a further regulating resistor 14, the resulting mA value can be reduced as a percentage, or the mA values determined can be adapted to series or cinema technology. As a rule: resistance 14 is then conveniently connected to an adjusting element which has a percentage scale. The resulting resistance of the combination forms a branch of a bridge circuit which has further resistors 15, 16 and 17 and, via a zero value indicator 18, sets the variable resistor 15 driven by the motor 19 for bridge balancing. When using a time switch, the permissible switching time is changed in a known manner via a differential gear 20.

Es ist auch möglich, an Stelle des Differentialgetriebes 20 eine Gegeneinanderschaltung von Regelwiderständen vorzusehen. Der sich ergebende Gesamtwiderstand stellt dann eine Größe dar, die die Schaltzeit repräsentiert.It is also possible to use a counter-circuit instead of the differential gear 20 of rheostats to be provided. The resulting total resistance then represents represent a quantity that represents the switching time.

Zweckmäßig werden die nicht dargestellten Regelwiderstände für den Fleizkreis der Röntgenröhre ebenfalls durch den Motor eingestellt.The variable resistors, not shown, are expedient for the Fleizkreis of the X-ray tube is also set by the motor.

Claims

PATENT CLAIMS- 1. Overload protection device for X-ray diagnostic apparatus with freely selectable values for the X-ray tube voltage and the mAs product, in which there is a resistor combination that represents the permissible value for the X-ray tube current according to the X-ray tube nomogram, from which partial resistances partly influenced by the tube voltage regulator and partly by the mAs are and the resultant resistance value of the combination for the indirect influence of the resistance in, Röntgenröhrenheizkreis is used, characterized in that the required resistance value of the existing only of resistors having a linear characteristic combination is constituted by a fixed resistor (5), which in each case one of the mAs Setting element or the kV setting element influenced variable resistor (4, 7) is connected in parallel, and that in series with this parallel connection another resistor (9) influenced by the kV setting element and possibly one by a percent Egler influenced resistor (14) lies, the resulting resistance value of the combination forming a branch of a bridge circuit, which has two further fixed resistors (16, 17) and a control resistor (15) influenced by the zero indicator (18) , the adjustment movement of which simultaneously influences one used in the tube heating circuit resistance.

2. Overload protection device according to claim 1, characterized in that for the purpose of transition to other tube load characteristics, for. B. on other focal spots, resistors (13) in series with the fixed resistor (5) and / or with the regulating resistors (4, 14) influenced by the mAs setting element or the percentage regulator. 3. Overload protection device according to claim 1 and 2, characterized in that for the purpose of adapting the mA values to the series or cinema technology resistors can be switched on in series with the percentage regulator. 4. Overload protection device according to spoke 1 to 3, characterized in that a differential gear (20) calculates and sets the switching time from the set mAs value and the resulting mA value. 5. overload protection device according to claim 1 and 4, characterized in that instead of a differential gear, the opposing connection of resistors which are influenced by the mAs setting element and mA setting element, the switching time is calculated electrically. Documents considered: German Patent No. 675 141; German interpretative document No. 1026 447.