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Elektronische Schaltungsanordnung für das Ein- und Ausschalten des
Hochspannungskreises eines Röntgendiagnostikapparates Die Erfindung betrifft eine
elektronische Schaltungsanordnung für das Ein- und Ausschalten des Hochspannungskreises
eines Röntgendiagnostikapparates mit einer im Primärkreis des Hochspannungstransformators
angeordneten gittergesteuerten Gasentladungsröhre (Hauptschaltröhre) und mit einer
Vorrichtung für deren Löschung zum Ausschalten der Röntgenröhre sowie mit einer
die Aufnahmedauer bestimmenden und das Ausschaltkommando gebenden Vorrichtung.
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Es ist bereits eine Vorrichtung für die elektronische Ein- und Ausschaltung
eines Röntgendiagnostikapparates vorgeschlagen worden, bei der im Primärkreis des
Hochspannungstransformators über ein Vollweggleichrichtersystem eine Hauptschaltröhre
angeordnet ist. Zum Einschaltendes Röntgendiagnostikapparates wird dabei die Hauptschaltröhre
durch einen beispielsweise vom Zeitschalter gesteuerten Einschaltimpuls in den leitenden
Zustand versetzt, so daß der Primärstromkreis geschlossen ist. Für die Ausschaltung
des Apparates unabhängig von der jeweiligen Phasenlage des speisenden Netzes ist
der Hauptschaltröhre eine Löschvorrichtung, bestehend aus der Serienschaltung eines
Begrenzungswiderstandes, eines Löschkondensators und einer weiteren gittergesteuerten
Gasentladungsröhre (Hilfsschaltröhre), parallel geschaltet.
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Bei einer solchen Schaltungsanordnung besteht die Gefahr, daß - beispielsweise
infolge irgendeines Defektes - die Hauptschaltröhre nach erfolgtem Ausschaltkommando
durch die die Aufnahmedauer bestimmende Vorrichtung nicht verlöscht. Ein derartiges
Versagen führt unter Umständen zur Zerstörung der Röntgenröhre.
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Es ist das Ziel der Erfindung, diese Gefahr mit einfachsten Mitteln
zu beseitigen, ohne die Vorzüge der elektronischen Schaltungsanordnung für das Ein-und
Ausschalten eines Röntgendiagnostikapparates, nämlich insbesondere die kurze Ansprech-
und Abfallverzögerung, zu beeinträchtigen. Mit einem von der Vorrichtung für die
Bestimmung der Aufnahmedauer allein gesteuerten, beispielsweise im Primärkreis des
Hochspannungstransformators angeordneten Schaltschütz, das die Röntgenröhre unabhängig
von der elektronischen Schaltungsanordnung bei jeder Aufnahme ein- und ausschaltet,
wäre das vorliegende Problem beispielsweise bei Aufnahmeserien, bei denen eine bestimmte
Anzahl von Aufnahmen in sehr kurzer zeitlicher Folge geschaltet werden muß, nicht
zu lösen. Durch die relativ hohe Änsprech- und Abfallverzögerung eines solchen Schützes
würde nämlich die Pausenzeit zwischen zwei Aufnahmen zwangläufig in unerwünschter
Weise steigen und damit die höchstmögliche Aufnahmefrequenz sinken. Darüber hinaus
würde das Schaltschütz durch ein Ansprechen bei jeder Aufnahme einem unnötig hohen
Verschleiß unterworfen. Um das Ziel der Erfindung zu erreichen und die geschilderten
Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein der elektrischen
Schaltungsanordnung zugeordnetes, auf den eingeschalteten bzw. ausgeschalteten Zustand
des Primärkreises ansprechendes Schaltmittel und ein weiteres, beim Ausschaltkommando
ansprechendes Schaltmittel mit dem Stromkreis einer Blockierungsvorrichtung derart
zu kombinieren, daß diese den Primärkreis des Hochspannungstransformators unterbricht,
sofern ihn nach gegebenem Ausschaltkommando die Schaltröhre nicht abschaltet.
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Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, der Hauptschaltröhre
für die gedämpfte Einschaltung des Hochspannungstransformators eine Schaltungsanordnung
parallel zu schalten, die aus der Serienschaltung eines Widerstandes und einer weiteren
gittergesteuerten Gasentladungsröhre (Nebenschaltröhre) besteht. Um auch bei dieser
Anordnung einen wirksamen Schutz der Röntgenröhre zu erreichen, wird in einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, das dem Röntgendiagnostikapparat zugeordnete
Schaltmittel der Nebenschaltröhre parallel zu schalten.
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An Hand des folgenden Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher
erläutert.
Die Primärwicklung 1 eines nicht näher dargestellten
Drehstrom-Hochspannungstransformators ist sternpunktseitig über ein Vollweggleichrichtersystem
2 mit einer Hauptschaltröhre 3 in Form eines steuerbaren elektronischen Schaltelements
verbunden, das die Charakteristik einer Gasentladungsröhre besitzt. Im leitenden
Zustand der Hauptschaltröhre ist der Primärkreis geschlossen, der Röntgenapparat
also eingeschaltet. Durch Löschen der Hauptschaltröhre wird der Primärkreis geöffnet
und der Röntgenapparat ausgeschaltet.
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Der Hauptschaltröhre ist die Serienschaltung des Dämpfungswiderstandes
4 und der Nebenschah röhre 5 sowie die Serienschaltung des Begrenzungswiderstandes
6, des Löschkondensators 7 und der Hilfsschaltröhre 8 parallel geschaltet. Die negative
Vorspannung der Steuerelektroden 9,10,11 wird von den Spannungsquellen 12,13,14
erzeugt.
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Um die Einschaltung vorzubereiten, wird zunächst der Schalter 15 von
Hand betätigt, worauf das Schütz 16 erregt wird, seine Kontakte 17 schließt und
damit zunächst die leitende Verbindung zwischen der einen Seite der Primärwicklung
des Hochspannungstransformators und dem Netz herstellt.
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Das Einschaltkommando, das wahlweise entweder von einem Zeitschalter
18, einem Belichtungsautomaten 19 oder einem Serienaufnahmegerät
20 ausgehen kann, wird einem Impulsgeber 21 zugeführt. dessen Einschaltimpuls
über einen Impulstransformator 22 der Steuerelektrode 10 der Nebenschaltröhre
5 zugeführt wird und deren Zündung bewirkt. Als Folge davon wird der primäre Stromkreis
zunächst über den Dämpfungswiderstand und die Nebenschaltröhre geschlossen. Nach
Abklingen des Einschwingvorgangs steuert der Impulsgeber mit einem zweiten Impuls
über den Impulstransformator 23 die Steuerelektrode 9 der Hauptschaltröhre 3 an,
so daß nach deren Zündung der Primärstromkreis direkt über die Hauptschaltröhre
geschlossen ist.
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Für die Beendigung der Aufnahme wird dem Impulsgeber entweder vom
Zeitschalter oder vom Belichtungsautomaten oder vom Serienaufnahmegerät das Ausschaltkommando
zugeführt. Der daraufhin vom Impulsgeber über einen Impulstransformator
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an die Steuerelektrode 11 der Hilfsschaltröhre 8 abgegebene
Impuls führt zu deren Zündung. Dabei entlädt sich der mit der dargestellten Polarität
aufgeladene Löschkondensator über den Primärkreis. Als Folge davon sinkt die Spannung
der Hauptschaltröhre unter die Brennspannung, so daß sie verlöscht und der Primärkreis
des Hochspannungstransformators unterbrochen ist. Nachdem mit zunehmender Entladung
des Löschkondensators die Brennspannung der Hilfsschaltröhre unterschritten ist,
verlöscht auch diese. Damit ist auch der Strom im Steuerelektrodenkreis der Steuerelektrode
11 unterbrochen. Ein während der stromleitenden Phase der Hilfsschaltröhre
angezogenes Relais 25 fällt ab, so daß sein Kontakt 26 schließt und der Löschkondensator
über eine Stromquelle 27 für den nächsten Löschvorgang aufgeladen wird.
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Eine ebenfalls vom Impulsgeber betätigte Vorrichtung 28 steuert
ein Relais 29 in der Weise, daß es zugleich mit dem Abschaltkommando erregt
wird, mit einer gewissen Verzögerung anspricht und seinen normalerweise geschlossenen
Kontakt 30 öffnet. Ein weiteres Relais 31 ist parallel zur Nebenschaltröhre
5 angeordnet. Dieses Relais ist so dimensioniert, daß es im leitenden Zustand
einer der beiden oder beider Schaltröhren nicht erregt wird. Im nichtleitenden Zustand
beider Schaltröhren hingegen liegt seine Spule an der vollen Primärspannung, so
daß es anspricht. Ist nun - trotz des erfolgten Abschaltkommandos und nach Ablauf
der Verzögerungszeit des Relais 29 - die Hauptschaltröhre und/oder die Nebenschaltröhre
noch im leitenden Zustand, das Relais 31 also nicht erregt, so sind sowohl sein
Kontakt 32 als auch der Kontakt 30 des nunmehr erregten Relais 29 geöffnet,
so daß der Stromkreis der Schützspule unterbrochen ist, das Schütz abfällt und über
seine Kontakte 17 die Primärspulen des Hochspannungstransformators vom speisenden
Netz RST trennt. Sind hingegen nach Ablauf der Verzögerungszeit des Relais 29 die
Hauptschaltröhre und die Nebenschaltröhre gelöscht, so wird das Relais 31 erregt
und schließt seinen Kontakt 32, bevor der Kontakt 30 des Relais 29 abfallen
konnte, so daß die Schützspule 16 weiterhin erregt ist und seine Kontakte
17 geschlossen bleiben.