Zusatzgerät zu Dental-Rüntgenapparat Dental-Röntgenaufnahmen wurden bisher mit ver- hältnismässig unempfindlichen Filmen und ent sprechend langen Expositionszeiten in der Grössen- ordnung von mehreren Sekunden ausgeführt. Dieses Vorgehen erlaubte eine besonders einfache Ausfüh rung der Röntgenapparatur mit einem gemeinsamen Heiz- und Hochspannungstransformator, der zur Exposition mit voller Leistung und zur Anheizung mit herabgesetzter Leistung einschaltbar ist.
Die Einschal tung erfolgt dabei zur Anheizung durch Druck auf einen Einschaltknopf, bei dessen Freigabe ein me chanischer Verzögerungsschalter den Transformator mit voller Leistung einschaltet und nach Ablauf der eingestellten Expositionszeit vollständig ausschaltet. Bei diesen Röntgenapparaturen wurde somit die An- heizzeit gefühlsmässig durch Niederdrücken des Schal ters bestimmt. Trotzdem während der Anheizzeit be reits eine bestimmte Strahlung auftritt, war diese will kürliche Bemessung der Anheizzeit nicht nachteilig, weil ihr eine verhältnismässig sehr lange Expositions- zeit folgte.
Die während der Aufheizzeit auftretende Strahlungsdosis war also unter allen Umständen ver- nachlässigbar klein gegenüber der während der Expo- sitionszeit auftretenden Strahlungsdosis. Die verhält- nismässig lange Expositionszeit konnte durch mecha nische Schalter genügend genau bestimmt werden.
Sollten jedoch diese bekannten Dental-Röntgen- apparate für Aufnahmen mittels höchstempfindlicher Filme und entsprechend kurzer Expositionszeiten in der Grössenordnung weniger Zehntelssekunden ver wendet werden, kann die während der Anheizzeit auf tretende Strahlungsdosis nicht mehr dem Zufall über lassen werden und es müssen auch genauere und vor allem leicht einstellbare Mittel zur Bestimmung der Expositionszeit vorgesehen werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Zusatzgerät, welches direkt an eine bestehende Dental-Röntgen- apparatur der oben erwähnten Art angeschlossen wer den kann, und das die oben erwähnten Bedingungen erfüllt. Das erfindungsgemässe Zusatzgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei elektronische Zeitschalter zur unabhängigen Bestimmung der Anheizzeit und der Expositionszeit vorhanden sind. Damit wird einer seits die Anheizzeit bzw. die während derselben auf tretenden Strahlungsdosis eindeutig bestimmt und an derseits ist es möglich, mit einem weiteren unab hängigen Zeitschalter die Expositionszeit zu bestim men.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Zusatzgerätes anhand der sche matischen Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung ist der bestehende Dental- Röntgenapparat 1 durch eine gestrichelte Linie an gedeutet. Er weist einen Transformator 2 mit einer Hochspannungswicklung 3, einer Heizwicklung 4 und einer mit dem Netz verbindbaren Primärwicklung 5 auf. Die Primärwicklung 5 kann wahlweise über einen Anheizwiderstand 6 oder direkt mit dem Netz ver bunden werden.
Mit den herausgeführten Klemmen des Röntgenapparates 1, mit welchen bei bestehenden Geräten der oben beschriebene von Hand betätigbare mechanische Zeitschalter verbunden war, kann nun das Schaltaggregat des Zusatzgerätes verbunden wer den, welches zwei Arbeitskontakte 7 und 8 aufweist, die den Transformator 2 über den Anheizwiderstand 6 bzw. direkt mit dem Netz zu verbinden gestatten. Die Kontakte 7 und 8 werden von Relais 9 bzw. 10 betätigt.
Das Relais 9 ist zwischen die Anode eines Kaltkathoden-Tyratrons 11 und den Mittelpunkt 12 eines mit zwei Stabilisierungsröhren 13 bestückten Spannungsteilers geschaltet. Im Stromkreis des Relais 9 liegt ein spannungsabhängiger Widerstand 14 und dem Relais 9 ist ein Gleichrichter oder eine Diode 15 parallel geschaltet. Das Relais 10 liegt zwischen den Anoden der Röhre 11 und einer gleichartigen Relais röhre 16. Die Anoden dieser Relaisröhren werden über Anodenwiderstände 17 und 18 gespeist. Die Zündelektrode Z der Röhre 11 ist über einen Wider stand 19 und einen variablen Widerstand 20 mit einem Leiter 21 verbunden, dessen Potential durch die Röhren 13 stabilisiert ist.
Zwischen den Wider ständen 19 und 20 ist ein Ladekondensator 22 mit Abgleichkondensator 23 angeschaltet. Bei stromlosem Relais 10 ist die Zündelektrode Z der Röhre 11 über einen Ruhekontakt 24 des Relais 10 mit der Kathode verbunden. Der Widerstand 20 ist vorzugsweise mittels eines Stufenschalters stufenweise veränderbar, wobei dem Betätigungsknopf dieses Stufenschalters eine in Expositionzeiten geeichte Skala zugeordnet ist. Die Zündelektrode der Röhre 16 ist über Wider stände 25, 26 und 27 mit dem Leiter 21 verbunden. Zwischen den Widerständen 25 und 26 ist ein Lade kondensator 28 angeschaltet.
Mittels des variablen Widerstandes 27 kann die Zeitkonstante des RC-Glie- des 26, 27, 28 eingestellt werden. Desgleichen be stimmt der Widerstand 20 die Zeitkonstante des RC- Gliedes 20, 22, 23. Die Betriebsspannung des Gerätes wird durch einen Gleichrichter 29 erzeugt, sobald der Betriebsschalter 30 geschlossen wird.
Die Zeichnung zeigt das Gerät im Ruhezustand, d. h. bei geöffnetem Betriebsschalter. Beide Relais 9 und 10 sind stromlos, so dass die Kontakte 7 und 8 geöffnet sind und den Transformator 5 vom Netz trennen. Zur Ausführung einer Röntgenaufnahme ist der Widerstand 20 auf den der gewünschten Ex- positionszeit entsprechenden Wert einzustellen. Sind alle übrigen Vorbereitungen zur Aufnahme getroffen, so wird der Betriebsschalter 30 geschlossen. Die Kon densatoren 22, 23 und 28 sind vorderhand vollständig entladen und die Zündelektrode Z der Röhre 11 ist ausserdem über den Kontakt 24 des Relais 10 auf Kathodenpotential gehalten.
Die beiden Röhren 11 und 16 sind daher nicht leitend, so dass sich an ihren Anoden eine Spannung aufbaut, die praktisch der vollen Speisespannung des Gerätes entspricht. Am Abgriff 12 zwischen den Stabilisierungsröhren 13 herrscht dagegen ein Potential, das etwa '/.. der vollen Speisespannung beträgt. Das Relais 9, das zwischen die Anode der Röhre 11 und den Punkt 12 geschaltet ist, wird augenblicklich erregt und schliesst den Kon takt 7, womit der Transformator des Röntgengerätes über den Anheizwiderstand 6 mit dem Netz verbun den wird. Die Röntgenröhre wird daher mit einer reduzierten Spannung vorgeheizt und erhält auch eine reduzierte Hochspannung.
Inzwischen wird der Lade kondensator 28 über die Widerstände 27 und 26 auf geladen, bis die Zündelektrode Z der Röhre 16 ein Potential erreicht, bei welchem die Röhre 16 gezündet wird. Dadurch sinkt die Spannung an der Anode der Röhre 16 auf einen Wert, für welchen das Relais 10 anzieht. Damit wird der Kontakt 8 geschlossen und der Transformator des Röntgengerätes mit der vollen Netzspannung verbunden, womit die volle Röntgen- Strahlung einsetzt. Zugleich wird der Ruhekontakt 24 geöffnet und trennt die Zündelektrode Z der Röhre 11 von der Kathode, so dass die Aufladung der Lade kondensatoren 22 und 23 über den Widerstand 20 einsetzen kann. Entsprechend dem vorgewählten Wert des Widerstandes 20 wird die Zündelektrode Z der Röhre 11 früher oder später das Zündpotential er reichen.
Sobald die Röhre 11 leitend wird, fällt das Potential an ihrer Anode auf praktisch denselben Wert ab wie das Potential an der Anode der bereits gezündeten Röhre 16, so dass das Relais 10 abfällt. Auch die Potentialdifferenz zwischen der Anode der Röhre 11 und dem Abgriff 12 fällt auf einen solchen Wert ab, dass im spannungsabhängigen Widerstand 14 praktisch kein Strom mehr fliesst und auch das Relais 9 abfällt. Das Absinken des Stromflusses im Relais 9 wird durch den über den Gleichrichter 15 geschlossenen Stromkreis etwas verzögert, so dass der Kontakt 7 etwas später öffnet als der Kontakt B. Es wird damit verhindert, dass der Kontakt 7 den Transformator bei voller Leistung abschalten muss.
Der spannungsabhängige Widerstand 14 sorgt dafür, dass auch bei einer geringen restlichen Spannungs differenz zwischen der Anode der Röhre 11 und dem Abgriff 12 bei gezündeter Röhre 11 das Relais 9 mit Sicherheit abfällt. Dem Transformator kann eine Glühlampe parallel geschaltet sein, die durch ihr Erlöschen das Ende der Expositionszeit bzw. das Abfallen beider Relais 9 und 10 anzeigt. Der Be triebsschalter 30 wird jetzt freigegeben, wobei alle Geräteteile spannungslos werden und die Konden satoren 22 und 28 sich entladen. Das Gerät ist damit ohne weiteres zur Steuerung einer weiteren Exposition vorbereitet.
Durch die Anordnung zweier gleichartiger und gleich bemessener Zeitschalter bestehend aus je einer Relaisröhre 11 bzw. 16 und einem zeitbestimmenden RC-Glied 20, 22 bzw. 26, 27, 28 wird ein sehr ein facher Aufbau erreicht, weil das eine Relais zwischen die Ausgänge dieser Zeitschalter und das andere Relais zwischen den Ausgang des Zeitschalters zur Bemessung der Expositionszeit und ein festes Bezugs potential (Abgriff 12) geschaltet werden kann.
Die Verwendung von Kaltkathoden-Tyratronen oder der gleichen Relaisröhren gestatten einen besonders ein fachen Aufbau, indem diese Röhren mit einer hohen, direkt aus der Netzspannung ableitbaren Betriebs spannung betrieben werden können und damit auch genügend leistungsfähig sind, um direkt zur Betätigung der Starkstromkontakte 7 und 8 geeignete Relais zu steuern. Eine besondere Vereinfachung und eindeutige Bemessung der Expositionszeit ergibt sich auch da durch, dass die Bemessung der Expositionszeit durch den Kontakt 24 des Relais 10 eingeleitet wird.
Da durch wird einerseits eine direkte elektronische Aus lösung vermieden, die eine mit erheblichem Aufwand verbundene Entkoppelung der beiden Zeitschalter er fordert hätte, und es wird zugleich eine gewisse Ansprechverzögerung des Relais 10 vollständig be rücksichtigt, d. h. die Bemessung der Expositionszeit ist unabhängig von der Ansprechverzögerung dieses Relais.
Wie bereits angedeutet, ist es beim dargestellten Zusatzgerät wesentlich, nicht nur die eigentliche Ex- positionszeit sehr genau zu bemessen, sondern auch die Anheizzeit bzw. die während der Anheizzeit auf tretende Strahlungsdosis eindeutig zu bemessen, weil es keinen Sinn hätte, die Expositionszeit sehr genau zu bemessen, die während der Anheizzeit auftretende Strahlungsdosis dagegen von Zufälligkeiten abhängig zu machen. Beim dargestellten Zusatzgerät wird nun auch die Anheizzeit durch Einstellen des Wider standes 27 den Verhältnissen genau angepasst.
Zu gleich kann eine entsprechende Anpassung des An- heizwiderstandes 6 bestehender Geräte erforderlich sein, um die während der Anheizzeit auftretende Strahlungsdosis vernachlässigbar gering zu halten ge genüber der bei der Exposition auftretenden Dosis. Sind diese Voraussetzungen einmal geschaffen, so werden sie durch die sehr genaue Bemessung der Anheizperiode stets wieder erfüllt sein.
Die Anheizzeit wird z. B. mit 0,3 sec. bei einer Transformatorspannung von 60 - 70 % der vollen Spannung bemessen. Dabei fliesst in den letzten 0,1 sec. der Anheizperiode in der Röntgenröhre ein Strom, dessen Höchstwert am Ende z. B. etwa 2mA erreicht. Nimmt man somit einen mittleren Stromfluss von ImA während 0,1 sec. an, ergibt sich eine Strah lung entsprechend 0,1 mA sec. Dieser Dosis steht z.
B. für eine übliche Expositionszeit von 0,4 sec. mit einem Stromfluss von l0mA, eine Strahlungsdosis entsprechend 4mA sec. gegenüber. Die Strahlungs dosis während der Anheizzeit beträgt somit 2 #/2 c/., ist also unbedeutend.
Das RC-Glied 20, 22 kann vorzugsweise so be messen sein, dass sich auch die bisher üblichen Ex- positionszeiten von 2 - 3 sec. einstellen lassen.
Additional device for dental X-ray apparatus Up to now, dental X-ray recordings have been carried out with relatively insensitive films and correspondingly long exposure times of the order of several seconds. This procedure allowed a particularly simple implementation of the X-ray apparatus with a common heating and high-voltage transformer, which can be switched on for exposure at full power and for heating with reduced power.
The device is switched on for heating by pressing a switch-on button, which when released a mechanical delay switch switches the transformer on at full power and switches it off completely after the set exposure time. With these X-ray machines, the heating time was determined emotionally by pressing the switch. Despite the fact that a certain radiation already occurs during the heating-up time, this arbitrary measurement of the heating-up time was not disadvantageous because it was followed by a relatively long exposure time.
The radiation dose occurring during the heating time was therefore negligibly small under all circumstances compared to the radiation dose occurring during the exposure time. The relatively long exposure time could be determined with sufficient accuracy using mechanical switches.
However, if these known dental x-ray machines are used for recordings using highly sensitive films and correspondingly short exposure times in the order of magnitude of a few tenths of a second, the radiation dose that occurs during the heating-up time can no longer be left to chance and it must also be more precise and above all easily adjustable means for determining the exposure time are provided.
The subject of the present invention is an additional device which can be connected directly to an existing dental x-ray apparatus of the type mentioned above and which meets the conditions mentioned above. The additional device according to the invention is characterized in that there are two electronic time switches for the independent determination of the heating-up time and the exposure time. In this way, on the one hand, the heating-up time or the radiation dose occurring during the same is clearly determined and, on the other hand, it is possible to determine the exposure time with a further independent timer.
In the following an embodiment of the additional device according to the invention is described with reference to the schematic drawing.
In the drawing, the existing dental X-ray apparatus 1 is indicated by a dashed line. It has a transformer 2 with a high-voltage winding 3, a heating winding 4 and a primary winding 5 that can be connected to the network. The primary winding 5 can optionally be connected via a heating resistor 6 or directly to the network.
With the lead out terminals of the X-ray apparatus 1, with which the manually operable mechanical timer described above was connected in existing devices, the switching unit of the additional device can now be connected, which has two working contacts 7 and 8 that connect the transformer 2 via the heating resistor 6 or allow it to be connected directly to the network. Contacts 7 and 8 are operated by relays 9 and 10, respectively.
The relay 9 is connected between the anode of a cold-cathode tyratron 11 and the center point 12 of a voltage divider equipped with two stabilization tubes 13. In the circuit of the relay 9 there is a voltage-dependent resistor 14 and a rectifier or a diode 15 is connected in parallel with the relay 9. The relay 10 is located between the anodes of the tube 11 and a similar relay tube 16. The anodes of these relay tubes are fed via anode resistors 17 and 18. The ignition electrode Z of the tube 11 is connected via a counterpart 19 and a variable resistor 20 to a conductor 21, the potential of which is stabilized by the tubes 13.
Between the opposing stands 19 and 20, a charging capacitor 22 with a balancing capacitor 23 is connected. When the relay 10 is de-energized, the ignition electrode Z of the tube 11 is connected to the cathode via a break contact 24 of the relay 10. The resistor 20 can preferably be changed in steps by means of a step switch, with the actuating button of this step switch being assigned a scale calibrated in exposure times. The ignition electrode of the tube 16 is connected to the conductor 21 via opposing stands 25, 26 and 27. Between the resistors 25 and 26, a charging capacitor 28 is connected.
The time constant of the RC element 26, 27, 28 can be set by means of the variable resistor 27. Likewise, the resistor 20 determines the time constant of the RC element 20, 22, 23. The operating voltage of the device is generated by a rectifier 29 as soon as the operating switch 30 is closed.
The drawing shows the device in the idle state, i. H. with the operating switch open. Both relays 9 and 10 are de-energized, so that contacts 7 and 8 are open and disconnect transformer 5 from the mains. In order to take an X-ray exposure, the resistor 20 must be set to the value corresponding to the desired exposure time. If all other preparations for recording have been made, the operating switch 30 is closed. The Kon capacitors 22, 23 and 28 are completely discharged for the time being and the ignition electrode Z of the tube 11 is also held at cathode potential via the contact 24 of the relay 10.
The two tubes 11 and 16 are therefore non-conductive, so that a voltage builds up on their anodes which practically corresponds to the full supply voltage of the device. At the tap 12 between the stabilization tubes 13, on the other hand, there is a potential which is approximately 1/1 of the full supply voltage. The relay 9, which is connected between the anode of the tube 11 and the point 12, is immediately energized and closes the contact 7, with which the transformer of the X-ray machine is verbun via the heating resistor 6 with the network. The X-ray tube is therefore preheated with a reduced voltage and also receives a reduced high voltage.
In the meantime, the charging capacitor 28 is charged through the resistors 27 and 26 until the ignition electrode Z of the tube 16 reaches a potential at which the tube 16 is ignited. As a result, the voltage at the anode of the tube 16 drops to a value for which the relay 10 picks up. This closes contact 8 and the transformer of the X-ray device is connected to the full mains voltage, so that the full X-ray radiation begins. At the same time, the normally closed contact 24 is opened and separates the ignition electrode Z of the tube 11 from the cathode, so that the charging of the charging capacitors 22 and 23 via the resistor 20 can begin. According to the preselected value of the resistor 20, the ignition electrode Z of the tube 11 will sooner or later reach the ignition potential.
As soon as the tube 11 becomes conductive, the potential at its anode drops to practically the same value as the potential at the anode of the tube 16, which has already been ignited, so that the relay 10 drops out. The potential difference between the anode of the tube 11 and the tap 12 also drops to such a value that practically no more current flows in the voltage-dependent resistor 14 and the relay 9 also drops out. The decrease in the current flow in relay 9 is somewhat delayed by the circuit closed via rectifier 15, so that contact 7 opens a little later than contact B. This prevents contact 7 from having to switch off the transformer at full power.
The voltage-dependent resistor 14 ensures that, even with a small remaining voltage difference between the anode of the tube 11 and the tap 12 when the tube 11 is ignited, the relay 9 will definitely drop out. An incandescent lamp can be connected in parallel to the transformer, which, when it goes out, indicates the end of the exposure time or the two relays 9 and 10 have dropped out. The operating switch 30 is now released, with all parts of the device being de-energized and the capacitors 22 and 28 discharged. The device is thus readily prepared to control another exposure.
By arranging two similar and equally sized timers each consisting of a relay tube 11 or 16 and a time-determining RC element 20, 22 or 26, 27, 28, a very simple structure is achieved because the one relay between the outputs of this Time switch and the other relay between the output of the time switch for measuring the exposure time and a fixed reference potential (tap 12) can be switched.
The use of cold cathode tyratrons or the same relay tubes allow a particularly simple structure, as these tubes can be operated with a high operating voltage that can be derived directly from the mains voltage and are therefore powerful enough to directly actuate the high-voltage contacts 7 and 8 to control appropriate relays. A particular simplification and clear measurement of the exposure time also results from the fact that the measurement of the exposure time is initiated by the contact 24 of the relay 10.
Since on the one hand, a direct electronic release is avoided, which would require a considerable effort to decouple the two timers, and a certain response delay of the relay 10 is also fully taken into account, ie. H. the dimensioning of the exposure time is independent of the response delay of this relay.
As already indicated, with the additional device shown, it is essential not only to measure the actual exposure time very precisely, but also to clearly measure the heating-up time or the radiation dose occurring during the heating-up time, because there is no point in setting the exposure time very precisely to be measured, while the radiation dose occurring during the heating-up time is dependent on coincidences. In the case of the additional device shown, the heating-up time is now also precisely adapted to the circumstances by setting the opposing position.
At the same time, a corresponding adjustment of the heating resistor 6 of existing devices may be necessary in order to keep the radiation dose occurring during the heating time negligibly low compared to the dose occurring during exposure. Once these prerequisites have been created, they will always be met again thanks to the very precise measurement of the heating-up period.
The heating time is z. B. measured with 0.3 sec. With a transformer voltage of 60 - 70% of the full voltage. In the last 0.1 sec. Of the heating-up period, a current flows in the X-ray tube. B. reached about 2mA. If one assumes an average current flow of ImA for 0.1 sec., The result is a radiation corresponding to 0.1 mA sec.
B. for a usual exposure time of 0.4 sec. With a current flow of 10 mA, a radiation dose corresponding to 4 mA sec. The radiation dose during the heating-up time is thus 2 # / 2 c /., So it is insignificant.
The RC element 20, 22 can preferably be dimensioned in such a way that the exposure times of 2-3 seconds customary up to now can also be set.