Brevet FR2334264A1 — publié le 19770701

La présente invention concerne un dispositif de réglage d'un appareil à ravons X comportant un transformateur de réglage et un transformateur à haute tension, ce dispositif agissant sur des collecteurs de courant prévus à l'entrée et à la sortie du transformateur de réglage et déplaçables chacun le long d'une voie de contact sous l'action d'un signal électrique de correction tenant compte des chutes de tension dans le générateur et dans le réseau et appliqué à l'entrée du transformateur do réglage. On prévoit de tels dispositifs pour appliquer, en fonction des conditions régnant dans un circuit d'alimentation d'un tube à rayons X, la tension et l'intensité réglées par les organes correspondants audit tube de manière à le aire fonctionner à la puissance désirée.En ce oui concerne les paramètres a régler, il faut cependant généralement tenir compte de certains phénomènes inévitables, à savoir la chute de tension se produisant dans le circuit d'alimentation du tube à rayons X, qui peut prendre différentes valeurs en fonction du choix de la tension et de l'intensité du courant alimentant le tube, les variations de la tension du réseau qu'on ne peut pratiquement pas éviter ainsi que la résistance ce réseau, qui peut également etre différente. D'après le brevet allemand n 1 413 498, on confit un dispo- sitif de réglage d'un appareil à rayons A comportant un trarsformateur ae réglage à l'aide auquel on doit compenser la chute de tension qui est fonction de la grandeur du courant alimentant le tube.Dans ce but, '.e galet en graphite placé du coté du crimanre du transformateur de réglage est sollicité d'une part par l'organe de réglage de la tension du tube à rayons X et d'autre part égale- ment par l'organe de réglage ae l'intensité du courant d'alimenta- tion du tubd On rencontre cependant avec ce dispositif un incon- vénient du fait qu'on effectue une compensation linéaire dans toute la plage de réglage, c'est à dire que, pour chaque valeur de réglage de la tension, il se produit une certaine augmentation ou diminution de cette tension en fonction de la valeur de réglage de l'intensité. Avec une conpensation linéaire, on ne peut éviter dans la plupart des cas des erreurs reletivement grandes. Sur la Fig. 1, on a représenté ces conditions par un diagramme, à savoir par des courbes donnant la variation de la tension du tube à ravons X en fonction de la course du galet en graphite du transformateur de réglage pour une série de valeurs de l'intensité du courant alimentant le tube à ravons X.Les droites a0-a10 représentent dans ces conditions les résultats qui ont été obtenus jusqu'à maintenant avec les moyens connus de compensation tandis que les courbes caractéristiques curvilignes b0-b10 représentées en trait interrompu mettent en évidence les conditions qui sont nécessaires pour obtenir dans le circuit d'alimentation du tube à ravons X la valeur exacte de puissance établie à l'aide des organes de réglage de la tension et de l'intensité du courant alimentant le tube à rayons Il est à noter dans ce cas cue seule une des droites aO-a10 résultant de la compensation linéaire, à savoir ce le qui correspond à une valeur bien détermine du courant alimentant le tube à rayons X et désignée sur le diagramme par I3 = 3 x (mA), concorde avec le profil de courbe nécessaire en pratique, c'est à dire 13 = 3 x ( mA). Pour toutes les autres valeurs du courant de tube, on n'obtient qu'un point de concordance des courbes caractéristiques, à savoir pour une tension Ux qui est fonction des carac- téristiques internes de l'appareil à rayons X.Pour les intensités du courant de tube qui sont indiquées dans le diagramme, il existe au dessus et en cessous de la tension Ux, entre les courues carac- téristiques a et b, des écarts qui augmentent d'une part en direction de la valeur supérieure de la tension Umax et de la valeur inférieure de tension Umin. à partir de Ux et qui varient d'autre part également en grandeur en direction des valeurs supérieures et inférieures du courant de tube à partir des courbes caractéristiques a3, b3. Ces écarts peuvent atteindre dans les zones supérieures jusqu'à 5 %. Jusqu'à maintenant, on a cherché en pratique à aider le radiologue à établir en fonction de son expérierce, dans les plages supérieures et inférieures de tensions, une tension légèrement supérieure ou légèrement inférieure. Cependant une telle méthode n'est pas parfaite du fait qu'on ne peut ras par exemple réaliser en toute sécurité des clichés comparatis corrects. 'invention a en conséquence pour but de fournir un dispositif à l'aide duquel on soit assuré d'obtenir dans chaque cas, à l'aide des organes de réglage de la tension et de l'intensité du courant d'alimentation du du tube à rayons , la voleur correcte de puissance dans le circuit du tube dans l'hypothèse d'une concordance entre la valeur réglée et la valeur réelle du courant de tube, et cela toujours avec une très grande précision. Selon l'invention, ce problème est résolu en ce que, pour obtenir une variation non linéaire du signal de correction, il est prévu des moyens placés dans le circuit de correction associe et sensibles à la tension et l'intensité du courant appliqué au tube à rayons X, de façon à produire un signal électrique non linéaire déterminant la variation précitée en fonction de l'intensité et de la tension du courant de tube et en ce qu'il est er outre prévu des moyens électriques de génération de signaux de commande qui sont en relation avec les courbes caractéristiques des transforma- teurs et qui servent au réglage des collecteurs de courant d'entrée et de sortie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, d'une part les valeurs de tension et d'intensité de courant réglées à l'aide d'organes appropriés sont appliquées, en vue d'une conversion en des signaux électriques de correction non linéaires et fonction des valeurs sélectionnées, à des composants électroniques appro- priés, les signaux de correction et un signal conditionné de façon appropriée et produit par un contrôleur de tension du réseau sont transmis à un premier générateur de courbes oui applique en fonction des caractéristiques des transformateurs les signaux entrants de commande tenant compte des chutes et des variations de tension ainsi que de la résistance du secteur à un premier organe de comparaison qui, lorsqu'il existe une différence entre ces signaux de commande et un signal électrique représentant la position du galet en graphite placé à l'entrée du transformateur de réglage, agit sur un moteur d'entraînement de ce galet et d'autre part les valeurs de tension et d'intensité oui sont réglées à l'aide des organes précités sont transmises sous une forme conditionnée de façon appropriée à un second générateur ae courbes oui applique en fonction des caractéristiques des transformateurs les signaux sortants de commande à un second organe de comparaison qui, lorsqu'il existe une différence entre ces signaux de commande et un signal électrique représentant la position du galet en graphite placé à la sortie du transformateur de réglage, agit sur un second moteur d'entrainement de ce galet Suivant une autre caractéristique de l'invention, les composants électroniques produisant les signaux de correction et formant le circuit de correction sont constitués d'une part de deux ou plusieurs générateurs de pente qui agissent en fonction de l'intensité réglée de tube ainsi que d'un comparateur branché en aval, sollicité par la tension réglée de tube et servent 2 pro du ire le signal électrique non linéaire déterminant la variation de la grandeur de correction et d'autre part d'un multiplicateur relié à ce comparateur et sollicité par une grandeur électrique fonction de la tension réglée de tube ainsi que d'un organe additionneur branché en aval de ce multiplicateur et sollicité en outre par un signal électrique fonction du courant réglé de tube et par un signal électrique constant produit par un élément approprié. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est avantageux que le générateur ae courbes déTinissant les caractéristiques des transformateurs soit constitué essentiellement par une diode idéale. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnes 2 titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la Fig. 2 représente un schéma du circuit du dispositif selon l'invention la Fig. 3 montre un détail du circuit selon l'invention ; la Fig. 4 représente un diagramme correspondant à ce détail. Comme le montre l'exemple de réalisation de l'invention représenté sur la Fig. 2, un transformateur de réglage 3 est relié aux bornes 1, 2 du réseau et il est branché en amont d'un transformateur haute tension 4 qui assure l'alimentation d'un tube à rayons X 6 par l'intermédiaire d'un redresseur 5, non représenté en détail. Le réglage de la tension d'alimentation du tube à rayons X est effectué par l'intermédiaire d'un organe approprié 7 tandis que le réglage de l'intensité du courant du tube est assuré par l'intermédiaire d'un organe approprié 8 branché dans le circuit de chauffage du tube à rayons X. Les valeurs ainsi réglées qui peuvent être lues sur une graduation, non représentée pour simplifier le dessin, sont converties respectivement dans un élément de conversion 9, 10 en un signal électrique proportionnel au réglage établi. L'élément de conversion 9 affecté au réglage de l'intensité cu courant du tube à rayons X est relié, en vue d'obtenir un signal électrique de correction dans le sens selon l'invention, à deux générateurs de pente 11, 12 qui seront décrits en détail dans la suite et en aval desquels est branché un comparateur 13.Une troisième entrée du comparateur 13 est reliée à l'élément de conversion 10 affecté à la tension du tube à rayons X de manière à appliquer au comparateur une tension de référence déterminant son point de fonotion- nement. La sortie du comparateur 13 est reliée à une entrée d'un multiplicateur 14 dont l'autre enree est reliée à l'élément de conversion 10. La sortie du multiplicateur 14 est reliée à une entrée d'un additionneur 15.Les deux autres entrées de l'additionneur 15 sont reliées d'une part à l'élément de conversion 9 et d'autre part à un générateur de valeur constante 1 qui est prévu pour déterminer le point initial du signal électrique de correc- tion qui est en relation avec la tension Ux et la courbe caractéristique d'intensité OmA. L'additionneur 15 est relié à une entrée d'un générateur de courbes 17.Les deux autre entrées de ce générateur 17 sont reliées d'une part 2 un contrôleur de la tension de réseau 18 et d'autre part à un générateur de valeur constante 19 aui sera décrit en détail dans la suite En cure le générateur de courbes 17 est associé à un organe 20 de compensation de la résistance du réseau La sortie du générateur de courbes 17 est reliée à une entrée d'un organe comparateur 21 dont l'autre entrée est reliée à un générateur de signaux 22 retransmettant la position du galet en graphite 3a à l'entrée du transfor- mateur de réglage 3.L'organe comparateur 21 est relié par sa sortie, par l'intermédiaire d'un amplificateur 23, à un moteur 24 d'entraînement du galet en graphite 3a clacé du c8té d'entrée. D'autre part, les éléments de conversion 9, 1C sont respecti- vement reliés à une entrée d'un second générateur de courbes 25 dont la troisième entrée est connectée à un générateur de valeur constante 26 qui sera également écrit en détail dans la suite- La sortie du générateur de courbes 25 est reliée à l'une des deux entrées d'un second organe comparateur 27 dont 1 l'autre entrée est connectée à un générateur de signaux 28 retransmettant la rosition du galet 3b à la sortie du transformateur de réglare 5. La sortie de cet organe comparateur 27 est également reliée par l'intermédiaire d'un amplificateur 29 à un moteur 30 assurant l'entraînement du galet en graphite 3b prévu à la sortie du transformateur de réglage 3. On va maintenant décrire le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention Lorsque, conformément à la Fig. 2, on établit à l'aide des deux organes de réglage 7, 8 d'une part une valeur déterminée pour la tension d'alimentation du tube à rayons X et d'autre part ure valeur déterminée pour l'intensité de ce courant, les éléments de conversion associés 9, 10 produisent respectivement un signal électrique proportionnel aux valeurs ainsi réglées. Le signal électrique proportionnel à l'intensité du courant de tube est alors appliqué aux deux générateurs de pente 11, 12 dcnt l'un est affecté à la plage U1 et l'autre à la plage U2 du diagramme de la Fig. 1.Les générateure de pente produisent à leurs sorties un signal qui est fonction du courant réglé. Ces signaux sont appli qués aux deux entrées du comparateur 13 qu est sollicité par le signal de l'élément de conversion 10 correspondant à la tension réglée de telle sorte qu'on obtienne à sa sortie un signal de pente qui est fonction de I'intensité réglée du courant de tube et qui est associé à la plage U1 ou à la plage U2.Ce signal de pente est transmis en même temps que le signal de l'élément de conversion 10 proportionnel à la tension réglée du tube, conditionné de-façon appropriée, c'est à dire adapté au profil des courbes de correction, aux entrées du multiplicateur 14 qui engendre à sa sortie un signal représentant le produit des deux signaux précités. Ce signal est appliqué ensuite sous une forme conditionnée de façon appropriée ( c'est à dire inversée ) à une entrée de l'additionneur 15. Les deux autres entrées de cet additionneur 15 reçoivent d'une part un signal constant servant à déterminer le point de départ du signal électrique de correction en relation avec la tension Ex et la courbe caractéristique d'intensité OmA et d'autre part un signal résultant de la valeur réglée de l'intensité du courant du tube à rayons X et tenant conpte de l'espacement des courbes caractéristiques. On obtient à le, sortie de l'additionneur 15 un signal représentant la somme desdits signaux et qui assure la correction entre la tension réglée et la tension obtenue normalement.Ce signal est appliqué a une entrée du générateur de courbes 17. es autres entrées du générateur de courbes 17 sont so 'icitées d'une part par le signal constant provenant du générateur 19 et d'autre part par le signal provenant du. contrôleur de tension de réseau 18. te générateur de courbes 17 est en relation avec les caractéristiques des transfor- mateurs utilisés et avec la résistance du réseau pr-r l'intermédiai- re de 1 'organe 20 et il produit à sa sortie un sigral qui est fonction des signaux d'entrée et qui est adapté aux conditions existantes. Ce signal est transmis à l'une des enrees du compara- teur 21 dont 11 autre entrée reçoit un signal qui est engendré par les générateurs 22 retransmettant la position du galet en graphite 3a situé du côté d'entrée du transformateur de réglage 3. Lorsqu'il existe une différence entre ces deux signaux d'entrée, le compara- teur 21 produit à sa sortie un signal qui agit, par l'intermédiaire d'un amplificateur associé 23, sur le moteur 24 entraînant le galet en graphite 3a d'entrée de telle sorte que ce dernier se déplace d'une distance suffisante pour que le signal produit par le générateur 22 devienne égal au signal produit par le générateur de courbes 17. En outre, les éléments de conversion 9, 10 produisent respec tivement des signaux proportionnels aux valeurs établies à l'aide des organes de réglage 7, 8 et qui sont appliqués aux deux entrées du second générateur de courbes 25 dont la troisième entrée reçoit le signal constant provenant du générateur 26. 0n obtient à la sortie du générateur 25, qui est en relation avec les caractéris-tiques des transformateurs utilisés 3, 4, un signal qui est fonction des signaux d'entrée, qui est adapté aux conditions existantes et qui est appliqué à l'une des entrées du comparateur 27 dont l'autre entrée reçoit un signal engendré par le second générateur 28 et correspondant à la position du galet en graphite 3b prévu à la sortie du transformateur de réglage 3. Lorsqu'il existe une différence entre ces deux signaux, le comparateur 27 produit également à sa sortie un signal oui agit, par l'intermé- diaire de l'amplificateur associé 29, sur le moteur 30 associé au galet en graphite 3b prévu du côté de sortie de telle sorte que ce galet 3b soit déplacé jusqu'à ce qu'il n'existe plus aucune différence entre les signaux appliqués à entrée du comparateur 27. Avec le circuit décrit ci-cessus, on est ans assure que, dans toute la plage de réglage, les valeurs de la puissance appli- que au circuit du tube à ravons X correspondent toujours exactement au produit des valeurs réglées. On va maintenant expliquer de façon plus détaillée à l'aide du circuit de la Fig. 3 les générateurs de courbes utilisés deux des trois entrées de ces générateurs de courbes 25, 17 sont sollicitées soit en ce qui concerne le générateur 25 par les signaux électriques correspondant aux valeurs imposées de la tension et de l'intensité du courant de tube à rayons A soit en ce qui concerne le générateur 17 par les signaux électriques correspondant au signal du contrôleur de tension de réseau 18 et au signal du circuit de correction branché en amont alors que la troisième entrée reçoit un signal constant qui définit la position du point initial. es trois signaux sont transmis par l'intermé- diaire d'un amplificateur opérationnel respectif Di, 32, B3 à l'entrée d'un circuit fonctionnant comme ce qu'on appelle une diode idéale et dont la sortie est reliée par l'intermédiaire d'un diviseur de tension R3 à l'entrée d'un autre amplificateur opérationnel B5 qui fournit lui-même à sa sortie le signal Us servant à régler exactement en position les galets en graphite 3a oui 3e. On obtient ainsi les courbes caractéristiques des transformateurs utilisés par un réglage de la valeur constante et par un ajustement du diviseur de tension R3 ; ainsi, à l'aide d'un organe de réglage R1 du générateur de valeur constante 26 ou 19, on obtient le point P1 pour Umin et J = OmA ou bien N = OkW alors que, a l'aide de l'organe de réglage R3 on obtient le point P2 pour Umax et J = OmA ou bien N = OkW , ce qui donne la courbe caractéristique 0. Ensuite, en opérant soit à l'aide de l'organe de réglage 31 soit à l'aide de l'organe de réglage 20 tenant compte de la résistance du réseau et associé à la résistance R2, on obtient le point Pn pour Umax et Jmax ou bien Nmax, ce que permet de définir la courbe caractéristique n qui est parallèle à la courbe caractéristique 0. Par l'ensemble de ce processus de réglage, on obtient par conséquent une famille de courbes caractéristiques U - r cui présentent entre elles des espacements respectivement égaux. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variations accessibles à l'homme de 1 l'art, suivant les applications envisagées et sans s'carter pour cela de l'esprit ce l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage d'un appareil à ravons X comportant un transformateur de réglage et un transformateur 9 haute tension, ce dispositif agissant sur des collecteurs de courant prévus à l'entrée et à la sortie du transformateur de réglage et déplaçables cnacun le long d'une voie de contact sous l'action d'un siRnal électrique de correction tenant conpte ces chutes de tension dans le générateur et dans le réseau et appliqué à l'entrée du transfor- mateur de réglage, caractérisé en ce que, pour obtenir une varia- tion non linéaire du signal de correction, il est prévu des moyens placés dans le circuit de correction associé et sensibles à la tension et l'intensité du courant appliqué au tube à rayons X, de façon à produire un signal électrique non linéaire déterminant, la variation précitée en fonction de l'intensité et de la tension du courant de tube et en ce qu'il est en outre prévu des moyens électriques de génération de signaux de commande qui sont er. relation avec les courbes caractéristiques des transformateurs et qui servent au réglage des collecteurs de courant d'entrée et de sortie. 2. Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce cue d'une part les valeurs de tension et d'intensité de courant réglées à l'aide d'organes appropriées sont appliquées, en vue d'une conversion en des signaux électriques de correction non linéaires et fonction des valeurs sélectionnées, à des composants électroniques acpropriés, les signaux de co@rection et un signal conditionné de façon atrotriée et produit par un contrôleur de tension du réseau sont transmis à un premier générateur de courbes qui apnliatle en fonction des caractéristiques des transformateurs les signaux entrants de comande tenant compte des chutes et des variations de tension ainsi que de la résistance du secteur à un premier organe de comparaison qui, lorsqu'il existe une différence entre ces signaux de commande et un signal électrique représentant la position du galet en graphite placé à entrée du transformateur de réglage, agit sur un moteur d'entraînement de ce galet et en ce que d'autre part les valeurs de tension et d'intensité qui sont réglées à l'aide des organes précités sont transmises sous une forme conditionnée de façon appropriée z un second générateur de courbes qui applique en fonction des caractéristiques des transformateurs les signaux sortants de commande à un second organe de comparaison qui, lorsqu'il existe une différence entre cas s-nau:- o comrande et un signal électrique représentant la position du galet en graphi t placé à la sortie du transformateur de réglage, agit t s':r un second moteur d'entraînement de ce galet. 3. Dispositif de réglage selon l'une cas revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les composants électroniques produisant les signaux de correction et formant le circuit de correction sont constitués d'une part de deux ou plusieurs générateurs de pente qui agissent en fonction de l'intensité réglée de tube ainsi que d'un comparateur branché en avel, sollicité par la tension réglée de tube et servant à prodT::ire le signal électrique non liné@ire déterminant la variation de la grandeur de correction et d'autre part d'un multiplicateur relié à ce comparateur et sollicité par une grandeur électrique fonction de la tension regrée de tube ainsi que d'un organe additionneur branché en aval de ce multiplicateur et sollicité en outre par un signal électrique fonction du courant réglé de tube et par un signal électrique constant produit par un élément approprié. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de coures définissant les caractéristiques des transformateurs est constitué essentiellement par une diode idé@le.