X-RAY GENERATOR, GENERATION METHOD AND X-RAY GENERATOR FOR CARRYING OUT THIS METHOD

Abstract: 1. A method of operating an X-ray system comprising an X-ray generator for a plurality of X-ray tubes, a device for adjusting a stand-by filament current for a filament of an X-ray tube during intervals between exposure, and a high voltage generator, characterized in that there are stored a plurality of stand-by filament current values which are associated with different X-ray tube filaments (4, 4', 5, 5', 6, 6'), the stand-by filament current value associated with an X-ray tube (for example, 6) which is connected to the high-voltage generator being addressed and adjusted for the relevant filament.

Description: "Verfahren zum Betrieb eines Röntgengenerators und Röntgen generator zur Durchführung dieses Verfahrens" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Röntgenanlage mit einem Röntgengenerator für mehrere Röntgenröhren mit einer Einrichtung zum Einstellen eines Ruheheizstromes für den Heizfaden einer Röntgenröhre in den Aufnahmepausen sowie auf einen Röntgengenerator, der für dieses Verfahren bestimmt ist. Der Anfertigung einer Aufnahme geht in der Regel eine Vorbereitungsphase voraus, in der u.a die Temperatur des Kathoden-Heizfadens auf den für die Aufnahme erforderlichen ' Wert gebracht wird, in der jedoch die Röhrenspannung noch nicht eingeschaltet ist, so dass noch keine Strahlung erzeugt wird. Diese Vorbereitungsphase kann durch ein Uberheizen (Boosten) des Heizfadens zwar abgekürzt werden, jedoch nicht wesentlich, wenn die Gefahr des Durchbrennens des Heizfadens vermieden werden soll. Um die Vorbereitungsphase abzukürzen, ist es daher bekannt, in den Betriebspausen ("Stand-by") in den Heizfaden der für eine spätere Aufnahme zu verwendenden Röntgenröhre einen Ruheheizstrom einzuspeisen. Dadurch wird die Heizfadentemperatur und damit auch der ohmsche Widerstand des;Heizfadens erhöht, so dass in einer anschliessenden Vorbereitungsphase die Endtemperatur des Heizfadens wesentlich schneller erreicht werden kann. Werden mit einem Röntgengenerator mehrere Röntgenröhren mit unterschiedlichen Heizfäden betrieben, dann ist der Ruheheizstrom im allgemeinen so gewählt, dass er für die Heizfäden mit dem höchsten Widerstandswert gerade den richtigen Wert hat. Dies führt dazu, dass beim Anschluss von Röntgenröhren mit niederohmigen Heizfäden relativ lange Vorberei tungszeiten erforderlich sind, um für den Aufnahmefall die gewünschte Fadentemperatur zu erreichen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass in der Vorbereitungsphase die Endtemperatur des Heizfadens schneller erreicht werden kann und einen Röntgengenerator zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mehrere Ruheheizstromwerte gespeichert sind, die verschiedenen Röntgenröhrenheizfäden zugeordnet sind, und dass der einer an den Hochspannungserzeuger angeschlossenen Röntgen- > röhre zugeordnete Ruheheizstromwert für den eingeschalteten Heizfaden aufgerufen und eingestellt wird. Demgemäss ist der Röntgengenerator zur Durchführung dieses Verfahrens, der mit einer Röhrenwähleinrichtung zum Wählen einer Röntgenröhre, einem Fokuswähler und mit einem Heizstrom-Stellglied versehen ist, das von einem gespeicherten Heizstrom beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine nichtflüchtige digitale Speicheranordnung mit mehreren Zeilen für unterschiedliche Ruheheizstromwerte vorgesehen ist, und dass die Röhrenwähleinrichtung mit einer Einrichtung zum Adressieren und Aufruf der Speicheranordnung so gekoppelt ist, dass;für jeden durch die Röhrenwähleinrichtung und den Fokuswähler gewählten Röhrenheizfaden jeweils eine bestimmte Speichefzelle aufgerufen und mit ihrem Inhalt ein Heizstrom Stellglied beaufschlagt wird. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemässen Röntgen generators, Fig. 2 ein Blockdiagramm des Steuerwerks und des Speichers des in Fig. 1 dargestellten Röntgengenerators, Fig. 3 eine weitere Einzelheit des Röntgengenerators nach Fig. 1, und Fig. 4 Flussdiagramme des Betriebes des Röntgengenerators und seiner Steuerung. Der erfindungsgemässe Röntgengenerator besitzt einen Hochspannungserzeuger 1, an den eine von mehreren - -im Ausführungsbeispiel drei - Röntgenröhren 14, 15, 16 über einen Hochspannungs-Umschalter 2 angeschlossen werden kann. Jede der Röntgenröhren besitzt zwei Heizfäden 4, 4', 5, 5', 6, 6'. Der Hochspannungserzeuger umfasst daher neben einem Hochspannungstransformator zur Erzeugung der Röhrenspannung zwei Heizstromtransformatoren, deren Primärwicklungen in bekannter Weise durch Fokuswähler umschaltbar sind und deren Sekundärwicklungen die Heizströme für die Heizfäden einer Röntgenröhre liefern. Die nicht näher dargestellten Heizstromtransformatoren können Teil eines Heizstrom-Regelkreises 3 sein, der aus einem Vergleichsglied 31 besteht, das den Istwert des Heizstromes mit einem Sollwert vergleicht, und aus einem Regelverstärker 32, der die Regelabweichung verstärkt und dem angeschalteten Heizstromtransformator zuführt, so dass der Istwert des Heizstromes weitgehend seinem SI Sdtlwert entspricht. Der Sollwert des Heizstromes wird von einem Digital-Analog Wandler 7 geliefert, der mit einem Zwischenspeicher 8 verbunden ist, der seinerseits mit einem als Festwertspeicher (PROM) ausgebildeten Speicher 9 über einen Umschalter 10 gekoppelt ist. Der Festwertspeicher 9 enthält einen ersten Speicherbereich 91, in dem Heizstromwerte gespeichert sind, wie an sich aus der DE-OS 27 03 420 bekannt, und einen zweiten Speicherbereich mit Speicherzellen 94, 95 und 96, in denen die Ruheheizstromwerte für die drei Röntgenröhren 4, 5 und 6 (für jede Röntgenröhre zwei Ruheheizstromwerte) gespeichert sind. Diese Ruheheizstromwerte sind für jede Röntgenröhre und jeden ihrer Heizfäden so gewählt, dass beim Betrieb der Röntgenröhre mit diesem Heizstrom und beim Anliegen einer Hochspannung (z.B. 40 kV) an der Röntgenröhre ein bestimmter Emissions-Höchstwert eingehalten wird, z.B. 20 /uA. Diese Festlegung ist erforderlich, um auch in dem Fall, dass für den Aufnahmebetrieb der dem grossen Brennfleck zugeordnete Heizfaden vorgewählt wird, während mit dem Heizfaden für den kleinen Brennfleck durchleuchtet wird, zu gewährleisten, daB die Bildqualität und die Regeleigenschaften des Durchleuch tungs-Regelkreises durch die zusätzliche Emission des mit dem Ruheheizstrom beaufschlagten Heizfadens nicht merklich beeinträchtigt werden. Der Umschalter 10 und der zur Wahl der Röntgenröhre dienende Hochspannungs-Umschalter 2 sowie der nicht dargestellte Fokuswähler sind über ein Steuerwerk miteinander gekoppelt, so dass für die Röntgenröhre 4 die Speicherzellen 94, für die Röntgenröhre 5 die Speicherzellen 95 und für die Röntgenröhre 6 die Speicherzellen 96 wirksam werden, in denen die wie vor stehend beschrieben gemessenen Ruheheizstromwerte für jeden Heizfaden gespeichert sind. Dadurch ist sichergestellt, dass bei Beginn der Vorbereitungszeit der Heizfaden eine solche Temperatur hat, dass für das Erreichen der Endtemperatur nur noch ein relativ kurzer Zeitraum erforderlich ist. Wird dann die Vorbereitungsphase eingeleitet - was über den Eingang 12 auch dem Steuerwerk 11 signalisiert wird erfolgt eine Umschaltung auf den Speicherbereich 91, in dem der für eine Aufnahme erforderliche Heizstrom für die betreffende Röntgenröhre gespeichert ist. Das Steuerwerk 11 wird vorzugsweise mit Hilfe eines Microcomputers realisiert, und der Zugriff auf den Festwertspeicher 9 erfolgt dabei mit Hilfe einer Busleitung, die den Microcomputer mit dem Festwertspeicher 9 und dem Zwischenspeicher 8 verbindet. Das Steuerwerk 11 und der Speicher 9 sind in Fig. 2 näher dargestellt. Das Steuerwerk 11 umfasst einen Microprozessor 20 (Intel 8086), einen Taktgenerator 21 (8284A), eine Interrupt-Steuerschaltung 22 (8259A), einen Achtfach-Auffangspeicher 23 (8282) und einige weitere Schaltungen, die später beschrieben werden. Der Microprozessor 20 umfasst einen Adress/Daten-Bus 24, der das Auffang-Flip-Flop 23, den Speicher 9' (2732, 2118) und die Interrupt-Steuerschaltung 22 miteinander verbindet. Eine vom Microprozessor 20 erzeugt te Adresse wird in dem Auffangspeicher 23 beim Auftreten eines Tastsignals zwischengespeichert, das dem Tasteingang STB dieser Schaltung vom Microprozessor 20 über eine Steuerleitung des Bus 25 zugeführt wird. Die Adresse kann auf den Adress-Bus 26 durch ein Ausgangs-Freigabesignal gegeben werden, das von der Schaltung 23 über den Steuer-Bus 25 empfangen wird. Die Signale auf dem Steuer-Bus 25 oder dem Adress-Bus 26 werden über Treiberschaltungen 28a und 28c (74LS244) auf einen System-Bus 27 gegeben. Der Speicher 9' ist mit dem Daten-Bus 24 und dem Adress-Bus 26 verbunden. Ober einet Speicher-Decoder 29 (N82S137) wird der Festwertspeicher 9 oder ein Schreib-Lese-Speicher 9a aktiviert. Im Betrieb empfängt der Speicher-Decoder 29 von dem Auffangspeicher 23 eine Adresse bzw. ein Teil davon und ebenso ein weiteres Steuersignal, das angibt, ob ein Eingangssignal empfangen oder ein Ausgangssignal auf den System-Bus 27 über einen Zweirichtungs-Bus-Treiber 28d (8286) abgegeben werden soll. Der Ruhestrombetrieb des Röntgengenerators wird durch ein Signal an dem Interrupt-Eingang 12 eingeleitet, das über die Interrupt-fteuerschaltung 22 den Microprozessor aktiviert, der in diesem Augenblick in einer Warteroutine (Schritt 4-0 des Flussdiagramms der Fig. 4) sein könnte. Der Microprozessor 20 liest die der ausgewählten Röntgenröhre zugeordnete Nummer i und den ausgewählten Heizfaden dieser Röntgenröhre, indem er die zugeordnete Adresse über den Auffangspeicher und die Bus-Treiber-Schaltung 28 auf den System Bus 27 gibt und die Daten über die Treiber-Schaltung 28d aufnimmt (Schritt 4-1). Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird zu diesem Zweck die Position des Schalters 2 über eine Eingangs-Multiplex Schaltung 40 (HEF-4512B) abgefragt, die über einen Bus 41 die Adresse eines abzufragenden Einganges empfängt und ein. Ausgangssignal ("HIGH") auf der Ausgangsleitung 42 liefert, wenn der besagte Eingang über den Schalter 2' mit +V verbunden ist. Der Schalter 2' ist mechanisch mit dem Schalter 2 verbunden, dessen Position abgefragt werden soll. Der Microprozessor 20 wählt auf der Basis der Ziffer i die Adresse (ADR(i)) der Ruheheizstromwert-Tabelle, die in dem Speicher 9 gespeichert ist. Anschliessend überprüft der Microprozessor 20, welcher Heizfaden gewählt worden ist (grosser Fokus (LF) für grossen Röhrenstrom, kleiner Fokus für kleinen Röhrenstrom - Schritt 4-3). Wenn der grosse Fokus benutzt wird, wird die Röhrennummer i um einen festen Wert C erhöht (Schritt 4-4). Wenn der kleine Fokus benutzt wird, wird der Schritt 4-4 übersprungen. Die so erzeugte Adresse wird im Auffangspeicher 23 zwischengespeichert und der Ruheheizstromwert kann aus dem Speicher 9 ausgelesen werden (Schritt 4-5). Wie sich daraus ergibt, wird der Schalter 10 (Fig. 1) jeweils durch den Auffangspeicher 23 und den Decoder 29 gebildet. Während des nächsten Schrittes (4-6) wird der Ruheheizstromwert über die Treiber-Schaltung 28d und den System-Bus 27 in den Zwischenspeicher 8 (4516 - vgl. Fig. 3) gegeben und darin zwischengespeichert, dessen Eingänge mit dem System-Bus 27 verbunden sind. Die Ausgänge des Zwischenspeichers 8 sind mit dem Digital Analog-Wandler 7 verbunden, dessen Ausgang mit dem Ruheheizstrom-Regelkreis 3 verbunden ist. Der Röntgengenerator tritt dann in die Vorbereitungsphase (Schritt 4-7) ein. Die Ruheheizstromwerte können dabei in einzelnen, jeweils einer Röhre zugeordneten Speicherzellen (94...96) programmiert sein, wobei Erweiterungen durch Hinzufügen von Speichereinheiten möglich sind, oder sie können in Sammelspeichern programmiert sein, die für alle an den Generator anschliessbaren Röhrentypen erstellt werden, wobei durch Programmieren des Steuerwerkes bzw. des Microcomputers der > Aufruf der gespeicherten Werte und ihre Zuordnung zu den angeschlossenen Röntgenröhren festgelegt wird.

Claims: PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Betrieb einer Röntgenanlage mit einem Röntgengenerator für mehrere Röntgenröhren mit einer Einrichtung zum Einstellen eines Ruheheizstromes für den Heizfaden einer Röntgenröhre in den Aufnahmepausen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ruheheizstromwerte gespeichert sind, die verschiedenen Röntgenröhrenheizfäden (4, 5, 6) zugeordnet sind, und dass der einer an den Hochspannungserzeuger angeschlossenen Röntgenröhre (z.B. 6) zugeordnete Ruheheizstromwert für den eingeschalteten Heiz-;" faden aufgerufen und eingestellt wird. 2. Röntgengenerator zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Röhrenwähleinrichtung zum Wählen einer Röntgenröhre, einem Fokuswähler und mit einem Heizstrom Stellglied zum Einstellen des Heizstromes, dadurch gekennzeichnet, dass eine nichtflüchtige digitale Speicheranordnung (9) mit mehreren Zellen (94, 95, 96) für unterschiedliche Ruheheizstromwerte vorgesehen ist, und dass die Röhrenwähleinrichtung (2) mit einer Einrichtung zum Adressieren und Aufruf der Speicheranordnung (10, 11) so gekoppelt ist, dass für jeden durch die Röhrenwähleinrichtung und den Fokuswähler gewählten Röhrenheizfaden (z.B. 6) jeweils eine bestimmte Speicherzelle (96) aufgerufen und mit ihrem Inhalt ein Heizstrom-Stellglied (31, 32) beaufschlagt wird.

Inventors: BRENDLER JOACHIM, OCHMANN RUDOLF, VON HACHT REINHARD, BRENDLER, JOACHIM, OCHMANN, RUDOLF, VON HACHT, REINHARD
Applicants: KONINKL PHILIPS ELECTRONICS NV, PHILIPS PATENTVERWALTUNG, KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V., PHILIPS INTELLECTUAL PROPERTY & STANDARDS GMBH
Application year: 1982
Main classification: H05G1
IPC codes: H05G1