DE663092C

DE663092C - Method for simultaneously switching on the heating and the rotating anode field of an X-ray tube with a rotating anode

Info

Publication number: DE663092C
Application number: DEN38298D
Authority: DE
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1935-06-26
Filing date: 1935-06-26
Publication date: 1938-08-01

Description

Verfahren zum gleichzeitigen Einschalten der Heizung und des Anodendrehfeldes einer Röntgenröhre mit drehbarer Anode Wenn eine Röntgenröhre mit drehbarer Anode hochbelastet wird, ohne daß die Anode vorher in Bewegung gesetzt worden ist, besteht die Gefahr einer starken Beschädigung der Anode. Es sind darum Schaltungen angegeben worden, durch die ein versehentliches Einschalten des Volläststromes bei stillstehender Anode verhindert wird. Zu diesem Zwecke kann man z. B. den Primärstrom des Hochspannungserzeugers über einen Schalter fließen lassen, der zugleich zum Einschalten des Trieb= stromes für den Stator der Anode dient, oder man unterbricht den Erregerkreis eines elektromagnetisch betätigten Schalters im Primärkreis durch einen Schalter, der nur bei geschlossenem Triebstromkreis eingelegt werden kann usw.. Es kommen hierfür sowohl mechanische als auch elektrische Verriegelungen in Frage.Procedure for switching on the heating and the rotating anode field at the same time an X-ray tube with a rotating anode If an X-ray tube with a rotating anode is highly loaded without the anode having been set in motion beforehand the risk of severe damage to the anode. Circuits are therefore given by accidentally switching on the full load current when the Anode is prevented. For this purpose you can z. B. the primary current of the high voltage generator Let it flow through a switch that also switches on the drive current serves for the stator of the anode, or one interrupts the excitation circuit of an electromagnetic operated switch in the primary circuit by a switch that only works when the Drive circuit can be inserted, etc. There are both mechanical as well as electrical interlocks.

Es ist auch bekannt, bei derartigen Einrichtungen mit dem Statorstrom gleichzeitig den Glühstrom der Kathode einzuschalten. Die Erfindung bezieht sich auf ein hierbei anwendbares Verfahren. Sie besteht darin, daß das auf die Anode wirkende Drehmoment derart geregelt wird, daß die betriebsmäßige Drehzahl der Anode mindestens annähernd gleichzeitig mit der betriebsmäßigen Temperatur der Glühkathode erreicht wird.It is also known to use the stator current in such devices to switch on the glow current of the cathode at the same time. The invention relates to to a procedure that can be used here. It consists in doing this on the anode acting torque is controlled so that the operational speed of the anode at least approximately simultaneously with the operational temperature of the hot cathode is achieved.

Die Regelung des Drehmomentes kann mittels der Spannung oder der Frequenz des den Stator speisenden Wechselstromes erfolgen. Da die endgültige Drehzahl nicht von der Größe der Spannung abhängt, kann die anfänglich angelegte Spannung während der ganzen Belastungsperiode aufrechterhalten werden. Die entsprechend der Erfindung erforderliche Spannung bei Beginn der Auflaufzeit kann aber wesentlich höher sein als die Spannung, für welche der Stator bei Dauerbetrieb bemessen ist. Die Steigerung kann u. U. Zoo % und mehr betragen. Man kann nun die Spannung während des Anlaufens oder am Schlusse der Anlaufperiode vermindern, wenn sonst eine zu starke Erwärmung zu befürchten ist.The regulation of the torque can take place by means of the voltage or the frequency of the alternating current feeding the stator. Since the final speed does not depend on the magnitude of the voltage, the initially applied voltage can be maintained during the entire load period. The voltage required according to the invention at the beginning of the run-up time can, however, be significantly higher than the voltage for which the stator is dimensioned in continuous operation. The increase can be zoo % and more. You can now reduce the voltage during start-up or at the end of the start-up period, if otherwise excessive heating is to be feared.

Im Vergleich mit der bisher gebräuchlichen Art der Statorspeisung bedeutet das neue, Verfahren eine Verkürzung der Anlaufzeit auf eine für gezielte Aufnahmen gerade nötige, aber auch hinreichende Zeit. Wenn das Drehmoment kleiner ist, so daß die Anode langsamer anläuft als nach dem neuen Verfahren, muß man länger warten, bis nach dem Einschalten des Triebstromes die Aufnahme gemacht werden kann. Bei der Herstellung sogenannter gezielter Aufnahmen ist es aber von großer Bedeutung, daß die Belichtung möglichst bald erfolgt, nachdem mit Hilfe des Durchleuchtungsbildes festgestellt worden ist, daß sich das Objekt in dem für die Aufnahme günstigen Zustand befindet. Es ist darum vorteilhaft, wenn mit der Aufnahme nicht länger gewartet zu werden braucht, als es durch die Wärmeträgheit der Glühkathode, deren Strom mindestens von dem für Durchleuchtung ausreichenden, auf den für die Aufnahme erforderlichen höheren Wert gebracht werden muß, bedingt ist.In comparison with the previously used type of stator feed The new process means a reduction in the start-up time to a targeted one Recordings just necessary, but also sufficient time. When the torque is smaller is, so that the anode starts up more slowly than with the new method, you have to take longer wait until the recording can be made after switching on the drive current. When making so-called targeted recordings, however, it is of great importance that the exposure takes place as soon as possible after using the fluoroscopic image it has been determined that the object is in a favorable condition for the exposure is located. It is therefore advantageous not to wait longer to record needs to be as it is due to the thermal inertia of the Hot cathode, their current at least from that sufficient for fluoroscopy to that for the Recording required higher value must be brought, is conditional.

Es bringt für die Aufnahme keinen Vortei-0 das Drehmoment noch höher und dadurch dii# Anlaufzeit noch kürzer zu machen. Wenn' nämlich die Hochspannung angeschaltet wird, ehe die Glühkathode ihre Höchsttemperatur erreicht hat, so ist die Anfangsstärke des Anodenstromes entsprechend geringer, und es schadet infolgedessen nicht, wenn auch die Drehzahl der Anode noch nicht auf den für die Vollbelastung erforderlichen Wert angewachsen ist. Es würde außerdem ein schnellerer Anodenanlauf den Nachteil einer bedeutend stärkeren Erwärmung mit sich bringen, die für die Bemessung des Stators in Betracht gezogen werden müßte. Der Stator kann also kleiner sein, wenn die Anlaufzeit nicht weiter verkürzt wird, als es der Aufheizzeit der Kathode entspricht.It does not bring any advantage for the recording, the torque even higher and thereby making the start-up time even shorter. If 'namely the high voltage is switched on before the hot cathode has reached its maximum temperature, so is the initial strength of the anode current is correspondingly lower, and it is harmful as a result not, even if the speed of the anode is not yet at that for the full load required value has increased. It would also result in faster anode start-up bring the disadvantage of a significantly stronger heating with it, which is necessary for the dimensioning of the stator would have to be taken into account. So the stator can be smaller, if the start-up time is not shortened further than the heating-up time of the cathode is equivalent to.

Um eine Schädigung des Stators durch Überhitzung zu vermeiden, wird die Schaltung zweckmäßig völlig selbsttätig mit einer Zeitschaltvorrichtung bewirkt. Diese Zeitschaltvorrichtung schaltet, nachdem der Glühstrom der Kathode und der Triebstrom der Anode gleichzeitig eingeschaltet sind, nach Verlauf einer mit der Aufheizzeit der Kathode und der Anlaufzeit der Anode übereinstimmenden Zeit die Hochspannung für die Röhre ein. Nach Ablauf der Belichtungszeit schaltet die Zeitschaltvorrichtung nicht nur die Hochspannung für die Röhre ab, sondern sie unterbricht auch den Triebstrom der Anode, so daß die Erwärmung des Stätors nicht länger dauert; als es unvermeidlich ist. Unter Umständen wird auch der Glühstrom gleichzeitig mit dem Triebstrom wieder unterbrochen bzw. auf den für die anschließende Durchleuchtung erforderlichen Wert vermindert.To avoid damage to the stator due to overheating, the circuit is expediently effected completely automatically with a timer. This timer switches after the glow current of the cathode and the Driving current of the anode are switched on at the same time, after the course of one with the The heating time of the cathode and the start-up time of the anode correspond to the time High voltage for the tube. After the exposure time has elapsed, the timer switches Not only does it cut the high voltage for the tube, it also interrupts the drive current the anode, so that the stator does not take longer to warm up; than it is inevitable is. Under certain circumstances, the glow current is also restored at the same time as the drive current interrupted or to the value required for the subsequent fluoroscopy reduced.

Die Figur zeigt als Ausführungsbeispiel eine Betriebsschaltung für eine Röntgenröhre mit Drehanode, die zur Durchführung der Erfindung mit einer Einrichtung zum Regeln der Statorspannung versehen ist. Vom Wechselstromnetz z aus wird der Hochspannungserzeuger 2 über einen elektromagnetisch betätigten Doppelschalter 3 und der Glühstromtransformator 4 über einen Schalter 5 gespeist. Die Drehanode 6 und die Glühkathode 7 der Röntgenröhre 8 sind an den Hochspannungserzeuger angeschlossen. Parallel zum Transformator 4 ist ein Regeltransformator 9 geschaltet. Über das Schaltglied zo dieses Regeltransformators wird das Transformationsgerät zz gespeist. Dieses liefert den Drehstrom für den Stator 12, der zum Bewegen der als Kurzschlußanker wirkenden Anode 6 dient.As an exemplary embodiment, the figure shows an operating circuit for an X-ray tube with rotating anode, which is used to carry out the invention with a device is provided for regulating the stator voltage. From the alternating current network z is the High voltage generator 2 via an electromagnetically operated double switch 3 and the glow current transformer 4 is fed via a switch 5. The rotating anode 6 and the hot cathode 7 of the X-ray tube 8 are connected to the high voltage generator. A regulating transformer 9 is connected in parallel with the transformer 4. About the switching element zo this regulating transformer is fed to the transformation device zz. This supplies the three-phase current for the stator 12, which is used to move the short-circuit armature acting anode 6 is used.

Zum Einschalten des Speisestromes des Hochspannungserzeugers 2 dient der Schalter 13, der im Stromkreis der Betätigungsspule 14 des Schalters 3 liegt. Dieser Stromkreis kann aber nicht geschlossen werden, solange nicht der Glühstrom der Kathode und der Triebstrom e r Anode eingeschaltet sind. Der in dem ge--me-iiischaftlichen Teil des Stromkreises der .Transformatoren 4 und 9 liegende Schalter 5 ist nämlich mechanisch mit einem Schalter 15 verbunden, der im Erregerkreis des Schalters 3 liegt. Erst nachdem der Schalter 5 und damit der Schalter 15 geschlossen sind, kann das Einlegen des Schalters 13 die Betätigung des Schalters 3 bewirken.To switch on the feed current of the high voltage generator 2 is used the switch 13, which is in the circuit of the actuating coil 14 of the switch 3. However, this circuit cannot be closed as long as the glow current does not the cathode and the drive current e r anode are switched on. The one in the communal Part of the circuit of the .Transformatoren 4 and 9 lying switch 5 is namely mechanically connected to a switch 15, which is in the excitation circuit of switch 3 lies. Only after the switch 5 and thus the switch 15 are closed, can inserting the switch 13 causes the switch 3 to be actuated.

Die vom Transformator 9 an das Transformationsgerät rz gelieferte Spannung wird nun erfindungsgemäß so eingestellt, daß die Anlaufzeit des Stators mit der durch die Wärmeträgheit der Glühkathode bedingten, für das Aufglühen der Kathode erforderlichen Zeit übereinstimmt.The one supplied by the transformer 9 to the transformation device rz Voltage is now set according to the invention so that the start-up time of the stator with that caused by the thermal inertia of the hot cathode, for the glowing of the Cathode time required.

Bei bisher bekannten Röntgeneinrichtungen mit Drehanodenröhren schwankte die Anlaufzeit des Rotors zwischen etwa zo Sekunden bis zu mehreren Minuten, während die Glühkathode in etwa r Sekunde ihre normale Glühtemperatur erreicht. Erfindungsgemäß wird durch Spannungserhöhung am Transformationsgerät z1 die Anlaufzeit auf diesen letzteren Wert herabgesetzt. Da der Strom sofort nach der höchstens einige zehntel Sekunden dauernden Aufnahme wieder unterbrochen wird, braucht der Stator für diese Verkürzung der Anlaufzeit in der Regel nicht größer bemessen zu werden als bei Anwendung einer kleineren Spannung, die während einiger Minuten angelegt werden kann. Da aber die Erwärmung des Stators mit dem Quadrat der Spannung wächst, ist es von Vorteil, daß man mit der Spannungssteigerung nicht weitergeht, als es gerade zweckmäßig ist. Diese Grenze wird von 'der Wärmeträgheit der Kathode bestimmt.In previously known X-ray devices with rotating anode tubes fluctuated the start-up time of the rotor between about zo seconds to several minutes, during the hot cathode reaches its normal glow temperature in about r second. According to the invention the start-up time on this is set by increasing the voltage at the transformation device z1 the latter value is reduced. Because the current immediately after the at most a few tenths If the recording is interrupted again for a few seconds, the stator needs it for this The shortening of the start-up time should generally not be made larger than with the application a smaller voltage that can be applied for a few minutes. Here but the heating of the stator increases with the square of the voltage, it is advantageous to that one does not go further with the increase in tension than is expedient. This limit is determined by the thermal inertia of the cathode.

Zwecks Begrenzung der Belichtungszeit ist der Schalter 13 als Zeitschalter auszuführen. Mit der Zeitschaltvorrichtung sind nun zweckmäßig auch die Schalter 5 und 15 zu verbinden, so daß diese Zeitschaltvorrichtung etwa x Sekunde nach Schließung der Schalter 5 und 15 den Strom durch den Hochspannungserzeuger 2 mittels des Schalters 13 schließt, während sie nach einer weiteren Zeitdauer von z. B. o,2 Sekunden die Schalter 5 und 15 und dadurch auch den Schalter 3 wieder ausschaltet.In order to limit the exposure time, the switch 13 is designed as a time switch. With the time switch device, the switches 5 and 15 are now expediently connected, so that this time switch device closes the current through the high-voltage generator 2 by means of the switch 13 about x seconds after the switches 5 and 15 are closed, while after a further period of z. B. o, 2 seconds switches 5 and 15 and thereby also switches off switch 3 again.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Method for simultaneously switching on the heating and the rotating anode field of an X-ray tube with a rotatable anode, characterized in that the torque acting on the anode is regulated in such a way that the operational speed of the anode is reached at least approximately simultaneously with the operational temperature of the hot cathode.

2. Method according to claim =, characterized in that the voltage on the stator at The start of the start-up period is essential, e.g. B. is chosen by zoo% higher than the span ' voltage for which the stator is dimensioned for continuous operation.

3. The method according to claim 2, characterized in that the voltage during the start-up of the anode or is reduced at the end of the start-up period. q .. facility to run the Method according to Claim z, 2 or 3, characterized in that a time switch device around the time after the simultaneous closing of the glow current of the cathode and the Driving current of the Artode, which with the heating time of the cathode and the start-up time the anode matches, the high voltage of the tube is switched on and after another, the high voltage and at least sufficient time for the production of the recording also switches off the driving current of the anode again.