DE2826455A1 - Roentgenapparat - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. • ÖOOO MUNCHtN 22

KARL H. WAGNER ** GEWORZMÜHLSRASSE

22 § 2 6 4 5

78-K-3239

Hitachi Medical Corporation, Tokyo, Japan

Röntgenapparat

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenvorrichtung der Speicherzellen- bzw. Akkumulator-Bauart.

Die Röntgengeräte zur Verwendung in den Stationen von Krankenhäusern zum Zwecke der Diagnose von nicht transportfähigen Krankenhauspatienten sind derzeit im allgemeinen Röntgenapparate der Kapazitäts-Bauart. Bei derartigen bekannten Röntgenapparaten treten jedoch Probleme insoferne auf, als die elektrische Leitung zur Verbindung mit dem Röntgenapparat für jeden Gebrauch mit einer im Raum des Patienten vorhandenen Steckdose verbunden werden muß. Ferner können infolge der geringen Menge an erzeugten Röntgenstrahlen dicke Objekte, wie beispielsweise die Lendengegend, nicht untersucht werden, was insgesamt eine Einschränkung der zu untersuchenden Zonen bedeutet. Eine Röntgenvorrichtung für eine Visitenrunde in einem Krankenhaus muß diese Probleme lösen und gleichzeitig folgende essentiellen Anforderungen erfüllen: 1) Der Betrieb zur Aussendung der Röntgenstrahlen muß einfach sein und die Funktion der Steuerschaltung muß stabilisiert sein. 2) Die Vorrichtung an sich muß ein geringes Gewicht besitzen, um die Mitführung bei der Visite in die Krankenzimmer zu erleichtern. Zur Erfüllung dieser Bedingungen und Voraussetzungen wird ein Verfahren vorgesehen, um die Gleichspannung der Speicherzelle im Geräte in eine Wechselspannung umzuwandeln und diese auf

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eine höhere zur Aussendung der Röntgenstrahlen erforderlichen Spannung anheben. Die Steuerschaltung zur Umwandlung der Gleichspannung in eine Wechselspannung muß jedoch in ihrem Aufbau einfach und gut stabilisiert sein, um die genannten Ziele zu erreichen.

Im allgemeinen ist eine Speicherzelle von solcher Art, daß ihre Klemmenspannung fortlaufend bei fortlaufender Entladung der Speicherzelle abfällt. Verglichen mit der Klemmenspannung unmittelbar nach voller Aufladung der Speicherzelle sinkt der Spannungswert auf ungefähr 20 bis 30 % bis zu dem Zeitpunkt ab, wo die Zelle wieder aufgeladen werden muß. Die Röntgenstrahlenmenge ändert sich proportional von zwei bis ungefähr fünf des Quadrats der Röntgenstrahlenröhrenspannung. Bei einem Röntgengerät der Transformator-Bauart wird der Bereich zulässiger Differenz der Röntgenröhrenspannung als bei - 7% liegend angesehen, was ein viel strengerer Wert ist als die zulässige Differenz für den Röntgenröhrenstrom und für die Zeit des Fotografierens· Wenn demgemäß eine Speicherzelle als Leistungsquelle für ein Röntgengerät verwendet wird, so ist es notwendig, durch irgendwelche Mittel eine Kompensation für den Abfall der Klemmenspannung der Speicherzelle vorzusehen, und auch zur Minimierung der Variation der verwendbaren Röntgenstrahlenmenge, hervorgerufen durch Änderungen der Röntgenröhrenspannung. Da ferner die Entladung der Speicherzelle fortschreitet, muß man diese beim Erreichen eines Pegels wieder aufladen und die Speicherzelle gegenüber einer weiteren Entladung schützen. Bei bekannten Röntgengeräten der Speicherzellen-Bauart verwendet man ein Verfahren zur manuellen Regulierung der Positionen von Gleitkontakten eines Transformators, die zur Spannungsregulierung dienen, um so den Abfall der Röntgenröhrenspannung zu kompensieren, die durch einen Spannungsabfall der Speicherzelle hervorgerufen ist. Dieses manuelle Arbeitsverfahren macht jedoch eine dauernde Wachsamkeit hinsichtlich des Spannungspegels der Speicherzelle erforderlich, so daß dem Benutzer eine schwere Bürde auferlegt wird, wobei

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darüber hinaus die Befürchtung besteht, daß dann, wenn dieser manuelle Betrieb überhaupt nicht vorgenommen wird, die Speicherzelle übermäßig entladen und so ihre Lebensdauer verkürzt wird. Wenn als Gegenmaßnahme eine Speicherzelle mit sehr hoher Kapazität verwendet wird, so bedeutet dies eine Gewichtserhöhung sowie eine erhöhte Speicherzellengröße, was sich wiederum im höheren Preis für das Gerät niederschlägt.

Bei Röntgengeräten der Speicherzellen-Bauart wird im allgemeinen eine Hechteckwellenspannung verwendet. Diese Rechteckwellenspannung ist von solcher Art, daß der Spannungsaufbau zur Zeit des Einschaltens schnell erfolgt und daß demgemäß sich eine unnormal hohe Spannung möglicherweise infolge von Übergangsphänomina entwickeln kann und somit besteht die Gefahr, daß die Röntgenröhre bricht und/oder das ein Durchbruch des Dielektrikums auftritt. Bei den üblichen Röntgengeräten unter Verwendung der üblichen Leistungsquelle wird die Verbindung des Geräts mit der Leistungsquelle bei Phase Null ausgeführt, um die Erzeugung einer unnormal hohen Spannung zur Zeit des Beginns der Röntgenstrahlenemission zu verhindern. Bei dem Röntgengerät der Gleichstrom/Wechselstrom-Umwandlungs-Bauart tritt jedoch bei der Bildung der Eingangswellenform, wie beispielsweise einer Sinuswelle, die langsam aufgebaut wird, zur Herstellung der Verbindung des Röntgengeräts mit der Leistungsquelie bei Phase Null das Problem auf, daß die Schaltung zu kompliziert und zu groß wird, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß die Leistungsquellenvorrichtung des Röntgengerätes derart konstruiert ist, daß es einen augenblicklichen Ein/Aus-Betrieb eines großen Stroms vorsieht. Jedoch bei einem Röntgengerät der Bauart, wo die Hochspannungsvorrichtung für die Röntgenstrahlen und die Röntgenröhrenvorrichtung in der Nähe der Nennspannung verwendet wird, ist es unbedingt notwendig, daß eine abnormal hohe Spannung zum Zeitpunkt des Beginns der Röntgenstrahlen (zu der Zeit, wo das Gerät mit einer elektrischen Spannung verbunden ist) fehlerfrei gesteuert wird, und zwar im Hinblick auf einen Schutz der Vorrichtung und die Sicherheit.

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Zusammenfassung der Erfindung. Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, ein Röntgengerät der Speicherzellen-Bauart vorzusehen, welches einfach im Aufbau und stabilisiert in seinem Betrieb ist. Ferner sieht die Erfindung ein Röntgengerät der Speicherzellen-Bauart vor, welches den Effekt eines Klemmenspannungsabfalls der als Leistungsquelle für die Röntgenstrahlenemission verwendeten Speicherzelle minimiert und diese vor übermäßiger Entladung schützt. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Röntgengerät der Speicherzellen-Bauart, wie oben beschrieben, vorzusehen, wobei dieses Gerät in der Lage ist, fehlerfrei die Erzeugung einer unnormal hohen Spannung zur Zeit des Beginns der Rontgenstrahlenemissxon zu unterdrücken. Ferner bezweckt die Erfindung, ein Röntgengerät der Speicherzellen-Bauart vorzusehen, welches die Auswirkungen eines Spannungsabfalls der Speicherzelle auf eine Steuerschaltung minimiert, die für die Steuerung der Spannung der Röntgenröhre vorgesehen ist. Ferner sieht die Erfindung ein Röntgenstrahlengerät der Speicherzellen-Bauart vor, bei welchem Steuermittel vorgesehen sind, um das Anlegen einer unnormal hohen Spannung an die Röntgenröhre zu bewirken, und zwar selbst dann, wenn der Faden der Röntgenröhre gebrochen ist.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels des Röntgengeräts, bei welchem die Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Steuerschaltung gemäß Fig. 2 im einzelnen;

Fig. 4 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kompensierschaltung zum Zwecke der Kompensation eines Spannungsabfalls der Speicherzelle;

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Fig. 5 eine Lade/Entlade-Kurve der Speicherzelle zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 4;

Fig. 6 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kompensierschaltung zur Kompensation eines Spannungsabfalls der Speicherzelle;

Fig. 7 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Detektorschaltung zum Feststellen der unteren Grenzspannung der Speicherzelle und zur Sperrung der Rontgenstrahlenemissxon;

Fig. 8 eine Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Zeitsteuerschaltung gemäß Fig. 3;

Fig. 9 eine Schaltung eines Ausführungsbeispiels einer Inverterschaltung der Leistungsquellenschaltung für die Rontgenstrahlenemissxon gemäß Fig. 3;

Fig. 10 eine Zeitdarstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 9;

Fig.11 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindunsgemäßen Inverters;

Fig. 12 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Invertertreiberschaltung und der Fadenstromdetektorschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 13 ein Schaltbild einer beispielsweisen Arbeitsschaltung eines Inverters zur Erhitzung des Fadens und eines Inverters zur Verdrehung des Ziels gemäß der Erfindung;

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Fig. 14 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Inverters zum Erhitzen des Fadens und einer Schaltung zum Betreiben dieses Inverters;

Fig. 15 eine Zeitdarstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Teils der Schaltung der Fig. 13;

Fig. 16 eine Zeitdarstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Zeitsteuerschaltung der Erfindung;

Fig. 17 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fadenstromdetektorschaltung.

Das in Fig. 1 gezeigte Röntgengerät weist eine Leistungsquellenvorrichtung 1 auf, die eine Speicherzelle als Leistungsquelle zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung verwendet. Eine Röntgenstrahlenröhre 2 dient zur Aussendung von Röntgenstrahlen, wenn eine hohe Gleichspannung daran angelegt wird. Mit dem Bezugszeichen 3 ist ein zu fotografierendes oder einer Röntgenaufnahme zu unterwerfendes Objekt dargestellt, welches Teil eines menschlichen Körpers sein kann. Der Röntgenfilm 4 ist innerhalb eines Gehäuses in einer fotografischen Vorrichtung angeordnet und wird mit durch das Objekt gelaufenen Röntgenstrahlen belichtet.

Fig. 2 zeigt im Überblick das erfindungsgemäße Röntgengerät. Mit 6 ist eine Hauptleistungsquellen-Speicherzelle mit einer relativ hohen Kapazität bezeichnet. 7 bezeichnet eine Hilfsleistungsquellenspeicherzelle mit einer relativ kleinen Kapazität. Als Hauptleistungsquellen-Speicherzelle 6 wird beispielsweise eine Nickel-Kadmium-Speicherzelle (Akkumulator) mit 150 V verwendet. Die Hilfsleistungsquellen-Speicherzelle 7 ist beispielsweise eine Nickel-Kadmium-Batterie von 26 V. Ein Inverter dient zur Umwandlung der Gleichstromleistung der Hauptleistungs-

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quellen-Speicherzelle 6 in eine Wechselstromleistung. Ein Transformator 9 dient zurRegulierung der Ausgangsspannunq, um eine regulierLu iJpaririuncj von der Aumjangsüpuniiuiicj de:; luvet I er:: U zu erhalten. Ein Transformator 10 dient zum Anheben der Ausgangsspannung des Transformators 9. Eine Gleichrichterschaltung 11 bewirkt die Gleichrichtung der Ausgangsgröße des Transformators 10 und legt die gleichgerichtete Ausgangsgröße zwischen Kathode 12 und Anode 13 der Röntgenröhre 2 an. Ein Rotor 14 ist drehbar auf der Anode 13 angeordnet. Mit 15 ist ein an diesem Rotor befestigtes Ziel (Target) bezeichnet. Eine Feldwicklungsvorrichtung 16 ist um die Röntgenröhre 2 herum vorgesehen. Ein Kondensator 19 ist mit einer der beiden Windungen 17 und 18 verbunden, die miteinander parallelgeschaltet sind, wobei dann, wenn eine Wechselspannung an die Feldwicklungsvorrichtung 16 angelegt wird, Ströme unterschiedlicher Phasen durch diese Windungen 17 und 18 fließen und darinnen ein Drehfeld erzeugen, so daß der Rotor 14 und Target 15 dadurch verdreht werden.

Ein Inverter 20 dient zur Umwandlung der Gleichstromausgangsgröße der Speicherzelle 6 in Wechselstrom und zur Anlegung dieses Wechselstroms oder dieser Wechselspannung an die Feldwindungsvorrichtung 16.

Eine Stabilisierschaltung 21 dient zur Regulierung der Ausgangsspannung der Speicherzelle 7 in einer bestimmten Beziehung mit der Ausgangsspannung des Transformators 9. Ein Inverter 22 dient zur Umwandlung der Ausgangsgröße der Stabilisierschaltung 21 in eine Wechselstromgröße und zum Erhalt einer Wechselspannung für das Heizen des Fadens 23 der Röntgenröhre 2. Ein Transformator 24 dient zum Abschalten einer von der Gleichrichterschaltung 11 angelegten Hochspannung.

Eine Steuerschaltung 25 dient zur Steuerung dieser Inverter 8, und 22.

Eine Kompensatorschaltung 26 dient zur Überwachung der Spannung der Speicherzelle 6 und zur Änderung der Verbindung der Klemmen der Primärwicklung des Transformators 9 zu einer Klemme einer Windung mit einer kleineren Anzahl von Windungen, um so einen

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Abfall der Ausgangsgröße dieses Transformators dann zu verhindern, wenn die Spannung der Speicherzelle auf einen niedrigeren Pegel als einen vorbestimmten Pegel abgefallen ist.

27^ra₁ und 27a₂ sind Kontakte nicht gezeigter Relais, die durch die Schließwirkung eines (nicht gezeigten) Fertigschalters erregt, welch letzterer dann geschlossen ist, wenn das Röntgengerät verwendet wird. Handschalter 28 und 29 werden eingeschaltet, wenn das Röntgengerät verwendet wird.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der in Fig. 2 gezeigten Steuerschaltung 25. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 27a₂ einen Kontakt eines (nicht gezeigten) Relais, welches durch die Schließwirkung eines (nicht gezeigten) Fertigschalters erregt wird, der dann geschlossen wird, wenn das Röntgengerät verwendet wird. Eine Oszillatorschaltung 31 dient zum Erhalt eines Wechselstromsignales, welches als die Quelle eines Steuersignals dient, um den Faden zu erhitzen und das Target zu verdrehen, wobei rechteckige Wellenimpulse von 240 Hz entstehen. Eine Frequenzteilerschaltung 32 dividiert die Frequenz der Ausgangsgröße der Oszillatorschaltung 31 und leitet zyklische Impulse ab, in denen alternativ ein Impuls mit 120 Hz zur Erhitzung des Fadens und ein Impuls mit einem Leistungsfaktor von 50% und 60 Hz zur Verdrehung des Targets erscheint. Eine Treibersignalbildungsschaltung 33 und eine Invertertreiberschaltung 34 dienen zum Antrieb des Invertes 22 zur Erhitzung des Fadens. Mit Bezugszeichen 35 bzw. 36 ist eine Treibersignalformschaltung bzw. eine Invertertreiberschaltung bezeichnet für den Betrieb eines Inverters 20 für die Drehung des Targets. Mit 37 sind Mittel bezeichnet, um die Treibersignalformschaltungen 33 und 35 in einen inoperativen Zustand nur für die anfänglichen 0,05 Sekunden zu bringen, wenn die Oszillatorschaltung 31 durch das Schließen des Kontakts 27a., gestattet wird.

Ein Belichtungsschalter 40 wird einer Schließoperation zur Zeit der Röntgenstrahlenemission unterworfen. Eine Oszillatorschaltung 41 dient zur Ableitung eines Wechselstromsignals,

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welches als die Quelle des Steuersignals des Inverters 8 dient, der in der Hauptleistungsquellenschaltung für die Emission der Röntgenstrahlen vorgesehen ist, und wobei periodische Impulse von 1000 Hz mit Rechteckwellengestalt erhalten werden. Eine Zeitsteuerschaltung 39 dient zur Verzögerung des Starts der Oszillatorschaltung 41 nur für die Zeitspanne (1,8 Sekunden), während welcher der erhitzte Faden 2 3 und das Drehtarget 15 einen brauchbaren Zustand nach Schließen des Kontakts 27a., erreicht haben. Diese Oszillatorschaltung 41 wird nur dann betätigt, wenn eine Ausgangsgröße von der Zeitsteuerschaltung 39 vorliegt, und wenn der Kontakt 40 sich in seinem geschlossenen Zustand befindet.

Eine Frequenzteilerschaltung 42 dient zum Erhalt von alternativ auftretenden zweizyklischen Impulsen (500 Hz) mit einem Tastverhältnis von 50% aus den zyklischen Impulsen, die die Ausgangsgröße der Oszillatorschaltung 41 sind. Eine Treibersignalformschaltung 43 und eine Invertertreiberschaltung 44 sind zur Ansteuerung des Inverters 8 vorgesehen. Eine Schaltung 45 dient zur Verzögerung des Starts des anfänglichen Treibersignals. Eine Fadenstromdetektorschaltung 46 dient zur Abschaltung der Treibersignalformschaltung 43, wenn kein Fadenstrom vorhanden ist oder wenn ein in einer Richtung gerichteter Strom vorhanden ist.

Als nächstes seien die konkreten Ausführungsbeispiele der Schaltungen gemäß den Fig. 2 und 3 beschrieben. Fig. 4 ist ein Schaltbild eines konkreten Ausführungsbeispiels der Kompensatorschaltung 26. In Fig. 4 sind gleiche Teile mit den gleichen in Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet.

Auf der Sekundärseite des für die Regulierspannung vorgesehenen Transformators 9 ist ein von Hand betätigbarer Drehschalter vorgesehen, um die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung zu ändern, wobei der Schalter aus festen Kontakten 61, 62, und 63 sowie einem beweglichen Kontakt 64 besteht, wohingegen die Primärseite einen normalerweise geschlossenen Kontakt 60b und einen normalerweise offenen Kontakt 60a eines Relais 6O besitzt, um

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die Anzahl der Windungen der Primärwicklung zu ändern. Ein Widerstand 52 und eine Zenerdiode 53 dienen zum Erhalt einer konstanten Bezugsspannung. Ein Widerstand 54 und ein veränderbarer Widerstand 55 dienen zum Erhalt von Werten einer geteilten Ausgangsspannung der Speicherzelle 6. Eine Vergleichsschaltung 56 dient zum Vergleich der Bezugsspannung V₁ und einer Spannung V, die von der Ausgangsklemme des veränderlichen Widerstands 55 erhalten wurde, wobei eine Ausgangsgröße mit einem hohen Pegel dann auftritt, wenn V₁> V. Ein Schalttransistor 57 wird durch die Ausgangsgröße dieser Komparatorschaltung 56 leitend gemacht. Ein Relais 60 mit Kontakten 6Oa₁ und 60b dient zur Änderung der Anzahl der Windungen der Primärwicklung des Transformators 9 und besitzt einen selbsthaltenden Kontakt 60a«. Ein Kontakt 58 liegt zwischen Relais 60 und Transistor 57 und ist während der Rontgenstrahlenemission geöffnet.

Fig. 5 zeigt das Verhalten der Spannung V an den Klemmen der Speicherzelle 6 der Fig. 4. Auf der Abszisse ist die Zeit und auf der Ordinate die Klemmenspannung aufgetragen. A repräsentiert die Ladungsperiode, B repräsentiert die Entladungsperiode ohne Last, und C repräsentiert die Entladungsperiode. Die gestrichelte Linie d im Abschnitt C gibt den Abfallzustand der Klemmenspannung an, wenn ein großer Strom augenblicklich, wie bei einer Rontgenstrahlenemission, fließt. V₁ repräsentiert eine Bezugsspannung, welche einen Wechsel in der Anzahl der Windungen der Primärwicklung des Transformators 9 anfordert, und V₂ repräsentiert eine Minimalspannung, welche das Aufhören der Entladung der Speicherzelle fordert.

Aus Fig. 5 erkennt man, daß bei einer Belastung, wie der Emission von Röntgenstrahlen die Spannung der Speicherzelle vor dem Anlegen einer solchen Last oberhalb derjenigen Klemmenspannung lag, die eine Detektierung erfordert, wohingegen infolge des Anlegens dieser Last die Klemmenspannung auf einen Pegel abfällt, der niedriger liegt als die Klemmenspannung, die detektiert werden muß. Diese Tatsache umfaßt die Notwendigkeit,über die Emission der Röntgenstrahlen hinweg den Zustand der Spannung unmittelbar vor der Emission der Röntgenstrahlen aufrechtzuerhalten.

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Als nächstes sei die Arbeitsweise der in Fig. 4 gezeigten Schaltung beschrieben.

Die Klemmenspannung der Speicherzelle 6 wird vor der Röntgenstrahlenemission durch die Vergleichsschaltung 56 mit der Bezugsspannung verglichen, die erzeugt wird durch Widerstand 52 und Zenerdiode 53, und zwar durch die Widerstände 54 und 55. Im Falle, daß die Klemmenspannung V kleiner ist als die Bezugsspannung V₁ der Fig. 5, wird der Transistor 57 durch die Ausgangsgröße der Vergleichsschaltung 56 eingeschaltet, und das Relais 60 wird erregt, so daß der Kontakt 60b geöffnet wird, wohingegen die Kontakte 6Oa₁ und 60a„ geschlossen sind. Infolge dieser Wirkungen wird die Anzahl der Windungen der Primärwicklung des Transformators 9 mit einer einzigen Windung reduziert, so daß die Ausgangsspannung am sekundären Abgriff selbst dann kompensiert wird, wenn die Klemmenspannung der Speicherzelle fällt.

Der Kontakt 58 wird auch während der Röntgenstrahlenemission offengehalten. Wenn jedoch die Klemmenspannung V niedriger ist als die Bezugsspannung V₁, wie oben erwähnt, so wird deshalb, weil das Relais 60 unmittelbar vor der Röntgenstrahlenemission betätigt wird, die Wirkung dieses Relais durch den Kontakt 6Oa2 selbst gehalten, selbst wenn der Kontakt 58 geöffnet ist. Auch im Falle, wo die Klemmenspannung V höher ist als die Bezugsspannung V₁, wird das Relais 60 nicht betätigt. Wenn ferner die Klemmenspannung während der Röntgenstrahlenemission, wie durch die gestrichelte Linie d in Fig. 5 gezeigt, abfällt, so wird das Relais 60 nicht betätigt, da der Kontakt 58 während der Röntgenstrahlenemission offen ist.

Die an den eine einzige Wicklung aufweisenden Transformator 9 angelegte Eingangsspannung während der Röntgenstrahlenemission wird gleich der in Fig. 5 durch Linie e gezeigten Spannung. Die Spannung wird in einem solchen Fall jedoch im wesentlichen proportional zur Klemmenspannung, gezeigt durch die ausgezogene Linie, sein, wo es keine Ladung gibt, wenn der Laststrom konstant ist. Aus dieser Tatsache ergibt sich, daß es zur Bewirkung einer Kompensation der sich durch den Klemmenspannungsab-

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fall ergebenden Röntgenröhrenspannung effekt ist, die Klemmenspannung zur Zeit des Nichtladens zu messen.

Fig. 6 zeigt ein Schaltdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. Mit 8 ist eine Inverterschaltung in der Hauptleistungsquellenschaltung bezeichnet. Ferner ist ein eine einzige Wicklung aufweisender Transformator 9 für die Regelung der Spannung vorgesehen. Bei diesem Beispiel wird anstelle der Änderung der Windungszahl der Primärwicklung des eine einzige Wicklung aufweisenden Transformators 9 ein Widerstand 69 mit der Primärseite des Transformators 9 verbunden, um einen entsprechenden Spannungsabfall in dem Falle zu erzeugen, daß die Klemmenspannung höher ist als die festgestellte (detektierte) Spannung, um so die Kompensation der Röntgenröhrenspannung auszuführen, hervorgerufen durch den Klemmenspannungsabfall der Speicherzelle, und v*ia.ic durch Kurzschließen entgegengesetzt liegender Klemmen des Widerstands 69 durch den Kontakt 60a des Relais im Falle, daß die festgestellte Spannung der Speicherzelle einen Pegel niedriger als die Bezugsspannung erreicht hat. Es sei bemerkt, daß der Kontakt 60a entsprechend einer Steuerung ähnlich der Fig. 4 und den dort gegebenen Erläuterungen betätigt wird. Sowohl bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 als auch 6 wird eine feinere Kompensation der Röntgenröhrenspannung möglich, wenn die Kompensationsschaltung 26 mehrfach vorgesehen ist und die aus Elementen 52 bis 58, 60 und 60a„ besteht, um so einen mehrstufigen Wechsel der Anzahl der Windungen der Primärwicklung des Transformators 9 zu bewirken.

Fig. 7 zeigt eine entsprechend dem obigen Prinzip ausgebildete Schaltung, um die Rontgenstrahlenemission dann zu stoppen, wenn die Klemmenspannung der Speicherzelle die in Fig. 5 gezeigte untere Bezugsgrenzspannung V„ erreicht hat. Es sei bemerkt, daß die Teile, die mit dem gleichen Bezugszeichen wie die Teile der Fig. 4 bezeichnet sind, solche Teile bezeichnen, welche die gleichen Funktionen besitzen, wobei ferner diejenigen Teile, die keine direkte Beziehung mit der vorliegenden Erläuterung haben, weggelassen sind.

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Gemäß Fig. 7 dienen ein Widerstand 6 6 und ein veränderbarer Widerstand 67 zur Teilung der Speicherzellenspannung, um eine Spannung zum Vergleich mit der unteren Bezugsgrenzspannung V₂ zu erhalten. Diese Schaltung ist derart angeordnet, daß ein Relais 70 durch eine Schaltung 68 betätigt wird, die zur Feststellung der unteren Grenzspannung der Speicherzelle dient, wobei die Anordnung ähnlich zu der in der Kompensatorschaltung der Fig. 4 verwendeten Anordnung insofern ist, als ein normalerweise geschlossener Kontakt 70b des Relais 70, der zwischen Speicherzelle 6 und dem Inverter 8 liegt, geöffnet ist, um dadurch die Röntgenstrahlenemission zu stoppen. Es sei bemerkt, daß dieser Relaiskontakt 70b zwischen der Inverterschaltung 8 und dem Transformator 9 eingesetzt werden kann oder zwischen dem Transformator 9 und dem die hohe Gleichspannung erzeugenden Kreis 10.

Bei den Schaltungen der Fig. 4 und 6 ist, wie oben bemerkt, die Anordnung derart getroffen, daß die Klemmenspannung der Speicherzelle unmittelbar vor der Röntgenstrahlenemission detektiert wird, und daß dann, wenn der festgestellte oder detektierte Wert kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, der Abgriff zur Regulierung der Spannung derart geändert wird, daß die Leistungsversorgungsspannung auf ihrem Voremissionspegel gehalten wird, so daß man eine Röntgenstrahlenfotografie mit gleichförmiger optischer Dichte zur Zeit der Durchführung der Röntgenfotografie erhält. Zudem ist die Schaltung der Fig. 7 derart ausgestattet, daß dann, wenn die Klemmenspannung der Speicherzelle weiter abgefallen ist, die Röntgenstrahlenemission gestoppt wird. Daher hat dieses Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß die Zerstörung der Speicherzelle infolge übermäßiger Entladung verhindert werden kann, und demgemäß kann dieses Ausführungsbeispiel als optimal für ein Röntgengerät der Bauart betrachtet werden, welche einen Akkumulator (Speicherzelle) als Leistungsquelle benutzt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die in Fig. 3 gezeigte Zeitsteuerschaltung 39 eine Schaltung, welche arbeitet, um einen Kondensator 74 aufzuladen, und zwar durch den durch Widerstand 75 und

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einen veränderbaren Widerstand 76 bei geschlossenem Kontakt 27a fließenden Strom, wobei dann, wenn nach dem Ablauf einer Zeit von ungefähr 1,8 Sekunden die Spannung des Kondensators 74 6 Volt, eine Zenerspannung der Zenerdiode 77, übersteigt, ein Gate- oder Tor-Strom durch den Thyristor 78 fließen kann, so daß dieser leitend gemacht wird, wodurch der Basisstrom des Transistors 79 aufhört zu fließen, um dadurch die Ausgangsgröße a auf ein hohes Niveau zu bringen.

Wie in Fig. 9 gezeigt, weist die Oszillatorschaltung 41 der Fig. 3 folgende Elemente auf. Ein Relais 8G, welches bei geschlossenem Belichtungsschalter 40 erregt ist. Ferner sind vorgesehen: Relaiskontakte 80a und 80b, ein Widerstand 81, ein veränderbarer Widerstand 82 und ein Kondensator 83, die gemeinsam eine Integrationsschaltung bilden, ein programmierbarer Uni-Junction-Transistor 84, der dann, wenn die Spannung des Kondensators 83 einen vorbestimmten Pegel erreicht, diesen Kondensator 83 entlädt, eine Diode 85, die dann, wenn der Ausgang einer Zeitsteuerschaltung 39 auf einem niedrigen Pegel gehalten wird, die Aufladung des Kondensators 83 selbst dann verhindert, wenn der Kontakt 80a sich im geschlossenen Zustand befindet, einen Temperaturkompensationswiderstand 86 und Verstärkertransistoren 87 und 88. Diese Oszillatorschaltung 41 kommt in Betrieb auf der Basis,daß die Ausgangsgröße a der Zeitsteuerschaltung einen hohen Pegel erreicht hat nach Vergehen von 1,8 Sekunden darauffolgend auf das Schließen des Kontakts 27a~ zur Erzeugung am Ausgang b eines Impulses mit einem kleinen Tastverhältnis von 1000 Hz in dem Zustand, daß das Relais 80 erregt und sein Kontakt 80a geschlossen ist, wohingegen der Kontakt 80b geöffnet ist.

Eine Frequenzteilerschaltung 42 ist mit einem JK-Flip-Flop aufgebaut, welches die Ausgangsgröße b der Oszillatorschaltung 41 als Eingangsgröße in der Form eines Taktimpulses verwendet, und diese Frequenzteilerschaltung erzeugt Rechteckwellenimpulse mit einem Tastverhältnis von 50% als Ausgangsgrößen c und d, die alternativ einen hohen Pegel (EIN) und einen niedrigen Pegel (AUS) aufweisen (vgl. Fig. 10).

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Eine Treibersignalformschaltung 43 weist einen monostabilen Multivibrator 91 auf, ausgestattet mit einem Kondensator 93 und einem veränderbaren Widerstand 92 zur Einstellung einer Zeit t , und zwar dazu, um eine Ausgangsgröße e auf einen niedrigen Pegel nur für die in Fig. 10 gezeigte Zeitspanne t zu bringen, nachdem die Ausgangsgröße b der Oszillatorschaltung

41 einen hohen Pegel (EIN) bekommen hat. Die Schaltung 43 weist ferner folgende Elemente auf: ein NAND-Gatter 95, welches als Eingangsgrößen diese Ausgangsgröße e des monostabilen Multivibrators 91 und die Ausgangsgröße c der Frequenzteilerschaltung

42 verwendet, ein NAND-Gatter 96, welches als seine Eingangsgröße die Ausgangsgröße e des monostabilen Multivibrators 91 und die Ausgangsgröße d der Frequenzteilerschaltung 42 verwendet, Dioden 97a und 97b, mit deren Kathodenseite die Ausgangsgröße a der Zeitsteuerschaltung 39 verbunden ist und nut deren Anodenseite NAND-Gatter 95 bzw. 96 verbunden sind; Dioden 98a und 98b, deren Kathodenseite der Ausgang h eines monostabilen Multivibrators 101 einer Zeitsteuerschaltung 45 (die im folgenden beschrieben wird) verbunden ist, und mit deren Anordenseite die NAND-Gatter 95 bzw. 96 verbunden sind, Dioden 99a und 99b, mit deren Kathodenseite ein Ausgang i der Zeitsteuerschaltung 45 verbunden ist und mit deren Anodenseite NAND-Gatter 95 bzw. 96 verbunden sind, und schließlich Dioden 100a und 1OOb, mit deren Kathodenseite der Ausgang j der Fadenstromdetektorschaltung verbunden ist und mit deren Anodenseite die NAND-Gatter 95 bzw. 96 in Verbindung stehen.

Die Zeitsteuerschaltung 45 ist eine Schaltung zur Verzögerung für eine Zeitspanne t- (vgl. Fig. 10), die langer ist als die erwähnte Zeit t , die Zeitsteuerung, mit der die Ausgangsgröße g eines NAND-Gatters 96 der Treibersignalformschaltung 43 einen niedrigen Pegel erhält, wenn eine anfängliche der Ausgangsgrößen b der Oszillatorschaltung 41 daran angelegt wird. Diese Zeitsteuerschaltung 45 weist folgende Elemente auf: einen monostabilen Multivibrator 101 (ausgerüstet mit einem Kondensator 1O3 und einem veränderbaren Widerstand 102 zur Einstellung der Zeit t₁), um den Q-Ausgang (h) auf einen niedrigen Pegel zu bringen

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und um den Q'-Ausgang auf einen hohen Pegel zu bringen, und zwar für eine Zeitdauer t.., nachdem die Ausgangsgröße b der Oszillatorschaltung 41 den "EIN"-Zustand (hoher Pegel) erreicht hat; einen Thyristor 104, der durch die Q'-Ausgangsgröße dieses monostabilen Multivibrators 101 leitend gemacht wird (es sei jedoch bemerkt, daß es zum Leitendmachen dieses Thyristors 104 erforderlich ist, daß ein lichtempfangender Transistor 1O6, der einen Fotokoppler mit einer lichtemittierenden Diode 105, vorgesehen in der Oszillatorschaltung 41 bildet, leitend gemacht wird, wenn diese Diode 105 Licht emittiert), und einen Ausgangstransistor 107, der nichtleitend gemacht wird, wenn dieser Transistor 104 und der lichtempfangende Transistor 106 leitend gemacht wird.

Ein Inverter 8a, wie er im Beispiel der Fig. 11 verwendet wird, hat folgende Ausbildung: Leitungen 110 und 111 sind mit entgegengesetzten Klemmen eines Spannungsreguliertransformators 9 verbunden, Thyristoren 112 und 113 sind mit den Leitungen 110 bzw. 111 verbunden, und fünf parallelgeschaltete Transistoren 115a bis 115e sind mit einem Leiter 114 verbunden, der sich vom Mittelpunkt der Wicklung des Transformators 9 aus erstreckt.

Der Grund für die Verbindung von fünf Transistoren mit der Leitung 114 besteht darin, daß leicht verfügbare Transistoren 115a bis 115e ausgelegt für den Nennstrom von 50 A für den Maximalstrom von 200 A verwendet werden, der durch den Transformator 9 fließt. Wenn Transistoren, ausgelegt für einen Nennstrom größer als 200Averwendet werden, so kann auch nur ein Transistor anstelle der erwähnten Transistoren 115a bis 115e verwendet werden.

Von einer Invertertreiberschaltung 44 zum Treiben dieses Inverters (Wechselrichters) 8a ist ein Teil in Fig. 11 und ein weiterer Teil in Fig. 12 gezeigt. Die Buchstaben 1, m, η, ο und ρ geben an, wie diese beiden Zeichnungen miteinander zu verbinden sind. In den Fig. 11 und 12 bezeichnen die Bezugszeichen 120 und 121 Fotokoppler, die dann arbeiten, wenn die Ausgangsgröße des erwähnten NAND-Gatters 95 ein niedriges Niveau erhält, und die

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Bezugszeichen 122 und 123 bezeichnen Fotokoppler, die dann arbeiten, wenn die Ausgangsgröße des NAND-Gatters 96 ein niedriges Niveau bekommt. Die lichtempfagenden Transistoren der Fotokoppler 120 und 122 sind parallelgeschaltet, um dann zu arbeiten, wenn einer von ihnen leitend wird, der Transistor 124 leitend gemacht wird, so daß die Transistoren 115a bis 115e demgemäß leitend gemacht werden. Wenn der Fotokoppler 121 in Betrieb geht und wenn demgemäß der Transistor 125 leitend gemacht wird, so fließt ein Strom durch einen Impulstransformator 127, und auf der Basis der Bedingung, daß die Transistoren 115a bis 115e somit in einen leitenden Zustand gebracht werden, wird der Thyristor 113 leitend gemacht. Wenn andererseits der Fotokoppler 123 betätigt wird, und wenn somit der Transistor 126 leitend gemacht wird, so fließt.ein Strom zu einem Impulstransformator 128, und auf der Basis der Bedingung, daß die Transistoren 115a bis 115e dadurch in ihren Arbeitszustand gebracht werden, wird der Thyristor 112 leitend gemacht. Demgemäß fließen infolge der Tatsache, daß die Ausgangspegel der NAND-Gatter 95 und 96 alternativ einen niedrigen Pegel, wie in Fig. 10 gezeigt, erhalten, alternativ ein Strom i.. und ein Strom i₂ infolge der Ausgangsspannungen +E und -E des Hauptleistungsquellenakkumulators 6 zur Wicklung des Transformators 9.

Als nächstes sei die Fadenstromdetektorschaltung 46 unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. Mit der Primärwicklung eines zwischen einem Fadenheizinverter 22 und einem Faden 23 angeordneten Transformators 24 ist in Serie mit einem Widerstand 130 mit einem kleinen Widerstandswert geschaltet. Die Spannung an den Klemmen dieses Widerstandes, die durch den Fadenheizstrom hervorgerufen wird, wird an lichtemittierende Dioden 131 und angeschaltet, die mit entgegengesetzten Polaritäten parallel zueinander geschaltet sind. Lichtempfangende Transistoren 133 und 134 bilden Fotokoppler mit diesen lichtemittierenden Dioden bzw. 132 und sind miteinander parallel zwischen die Klemmen der Leistungsquelle geschaltet. Die Kollektorspannungen dieser Transistoren 133 und 134 werden durch Glättungsschaltungen 135 bzw. 136 geglättet, und die sich ergebenden geglätteten Spannungen

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werden an invertierende Gatter 138 bzw. 137 angelegt. Die Ausgangsseiten dieser invertierenden Gatter 138 und 137 sind kurzgeschlossen, und wenn sich daher der Ausgang einer dieser invertierenden Gatter auf einem niedrigen Pegel oder Niveau befindet, so befindet sich die Ausgangsgröße j dieser Fadenstromdetektorschaltung 46 auf einem niedrigen Pegel. Nur dann, wenn die Ausgänge dieser beiden invertierenden Gatter 138 und 137 sich auf einem hohen Pegel befinden, wird die Ausgangsgröße j einen hohen Pegel besitzen.

Es sei nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 13 im einzelnen die Oszillatorschaltung 31, die Frequenzteilerschaltung 32, die Gate-Signalformschaltungen 33 und 35 und die Zeitsteuerschaltung 37 beschrieben. Die Oszillatorschaltung 31 ist im wesentlichen in der gleichen Weise ausgebildet wie die Oszillatorschaltung 41 gemäß Fig. 9. Diese Oszillatorschaltung weist eine Integrierschaltung auf, die ihrerseits gebildet wird durch einen Widerstand 140, einen variablen Widerstand 141 und einen Kondensator 142, einen programmierbaren Uni-Junction-Transistor 143, einen temperaturkompensierenden Widerstand 144 und Verstärkertransistoren 145 und 146, wobei am Ausgang q ein zyklischer Impuls mit einem kleinen Tastverhältnis und 240 Hz erhalten wird.

Die Frequenzteilerschaltung 32 besteht aus zwei JK-Flip-Flops 150 und 151, die in Serie geschaltet sind. Vom JK-Flip-Flop 150 werden Signale r und s mit 120 Hz abgeleitet, die abwechselnd "EIN" sind und ein Tastverhältnis von 50% besitzen. Vom JK-Flip-Flop 151 werden Signale t und u mit 60 Hz und einem Tastverhältnis von 50% abgeleitet, und sie werden alternierend "EIN".

Die Schaltung 33 zur Erzeugung eines Gate-Signals des Inverters (Wechselrichters) zur Erhitzung eines Fadens besteht aus: einem monostabilen Multivibrator 160 zum Empfang der Signale r und s und zur Verhinderung der Überlagerung dieser Signale zur Verhinderung des Kurzschlusses des Inverters, NAND-Gatter 161 und 162 unter Verwendung der Ausgangsgrößen r und s des JK-Flip-Flops 150 als die Eingangsgrößen von einem der NAND-Gatter und

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- yr-

unter Verwendung der Ausgangsgröße ν des monostabilen Multivibrators 160 als Eingangsgröße des anderen dieser NAND-Gatter, und Dioden 163 und 164, deren Kathoden gemeinsam mit der Zeitsteuerschaltung 37 verbunden sind und deren Anoden mit den NAND-Gattern 161 bzw. 162 in Verbindung stehen.

Die Gate-Signal-Formschaltung 34 zur Bildung von Gate-Signalen des Inverters 20 zur Verdrehung des Targets besitzt eine Anordnung ähnlich der der Schaltung 33. Diese Schaltung 34 ist wie folgt aufgebaut: ein monostabiler Multivibrator 170 zur Verhinderung der Überlagerung der Signale t und u, geliefert von den Q'-Ausgängen des JK-Flip-Flops 150 zur Verhinderung des Kurzschlusses des Inverters 20, NAND-Gatter 171 und 172, welche die Ausgangsgröße w dieses monostabilen Multivibrators 170 als die Eingangsgröße von einem dieser NAND-Gatter verwenden und die die Signale u und t als die Eingangsgrößen der anderen dieser NAND-Gatter benutzen, und Dioden 173 und 174, deren Kathoden mit der Zeitsteuerschaltung 37 verbunden sind und deren Anoden mit den NAND-Gattern 171 bzw. 172 verbunden sind.

Die Zeitsteuerschaltung 37 besteht aus einem Kondensator 180 und einer Diode 181. Dieser Kondensator 180 wird durch die an ihn gelieferten Ströme aufgeladen, und zwar nach dem Fließen in die NAND-Gatter 161 und 162 und dem Hindurchlauf durch die ■ Dioden 163 und 164 und auch durch die daran angelegten Ströme nach dem Fließen in die NAND-Gatter 171 und 172 und dem Durchlaufen der Dioden 173 und 174, wobei dann, wenn die Spannung dieses Kondensators 5 Volt übersteigt, die NAND-Gatter 161 und 162, 171 und 172 in ihren Betriebszustand gebracht werden.

Bei dieser Schaltung ist die Zeit nach dem Schließen des Kontakts 27a₂, gezeigt in Fig. 3, bis zu der Zeit, wo die NAND-Gatter 161, 162, 171 und 172 in ihren Betriebszustand gebracht werden, derart eingestellt, durch Einstellung der Elemente, wie beispielsv/eise der Zeitsteuerschaltung 37, daß die erwähnte Zeit 0,05 Sekunden beträgt, was die Zeitspanne vom Starten der Oszillatorschaltung 31 bis zum stabilen Betrieb ist.

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Der Fadenheizinverter 22, wie in Fig. 14 gezeigt, ist eine Parallelschaltung aus einer Serienschaltung eines Thyristors 191 und eines Transistors 192 und einer Serienschaltung eines Thyristors 193 und eines Transistors 194. An diesen Inverter 22 ist eine Ausgangsspannung V_n der in Fig. 2 gezeigten Stabilisierschaltung 21 angelegt. Die Invertertreiberschaltung 34 ist als in eine Schaltung 34a und 34b aufgeteilt dargestellt. Die Schaltung 34a weist folgende Komponenten auf: einen Fotokoppler 200, der dann in Betrieb kommt, wenn ein Ausgang X₁ des NAND-Gatters 161 einen niedrigen Pegel erhält, einen Transistor 201, der leitend gemacht wird durch die Wirkung des Fotokopplers 200, Transistoren 202 und 203, die leitend gemacht werden durch das Leiten des Transistors 201, und einen Impulstransformator 204. Diese Schaltung 34a ist derart angeordnet, daß die Transistoren 202 und 203 dann leitend gemacht werden, wenn der Ausgang X₁ des NAND-Gatters 161 einen niedrigen Pegel erhält und damit zusammen wird der Transistor 194 leitend gemacht und auch der Impulstransformator 204 wird erregt, so daß ein Gate oder Zündstrom zum Thyristor 191 fließt und dieser leitend gemacht wird. Andererseits besitzt die Schaltung 34b einen Fotokoppler 210, der dann leitend gemacht wird, wenn ein Ausgang x„ des NAND-Gatters 162 ein niedriges Niveau erhält; ein Transistor 211 wird durch die Wirkung des Fotokopplers 210 leitend gemacht; Transistoren 212 und 213 werden durch das Leiten des Transistors 211 leitend gemacht, wobei schließlich noch ein Impulstransformator 214 vorhanden ist. Diese Schaltung 34b ist derart angeordnet, daß sie im Betriebszustand ist, daß die Transistoren 212 und 213 leitend gemacht werden, wenn die Ausgangsgröße x„ des NAND-Gatters 162 einen niedrigen Pegel bekommt, und zusammen damit der Transistor 192 leitend gemacht wird, so daß der Impulstransformator 214 erregt wird, und daß dadurch ein Gate-Strom zum Thyristor 191 fließt, so daß dieser leitend gemacht wird. Demgemäß fließt infolge der Tatsache, daß die Ausgänge der NAND-Gatter 161 und 162 alternativ einen niedrigen Pegel erhalten, ein Wechselstrom zum Transformator, so daß der Faden 23 erhitzt wird. Es sei bemerkt, daß +V₃ die Spannung des Akkumulators (Speicherzelle) repräsentiert, die direkt von einer HilfsSpeicherzelle (Akkumulator) 7 angelegt wird.

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2t

Die Invertertreiberschaltung 36 und der Inverter (Wechselrichter) 20 werden durch die Ausgangssignale der NAND-Gatter 171 und 172 betätigt und sind in ähnlicher Weise ausgebildet, so daß die Darstellung und Beschreibung hier weggelassen werden kann.

Als nächstes sei die Arbeitsweise der Schaltung der Erfindung gemäß Fig. 8, 9 und 11 bis 14 beschrieben. Die in Fig. 13 gezeigte Schaltung ist, wie sich im Zusammenhang mit Fig. 3 ergibt, derart ausgebildet, daß durch das Schließen des Relaiskontakts 27a„, der durch die Schließwirkung des Fertigschalters betätigt wird, eine Spannung des Hilfsakkumulators angelegt wird (vorzugsweise eine Spannung, welche die stabilisierte Spannung dieses Akkumulators repräsentiert). Wenn, wie in Fig. 15 gezeigt, der Kontakt 27a^zur Zeit t_Q geschlossen ist, und wenn demgemäß eine in Fig. 15(1) gezeigte Spannung an die Oszillatorschaltung angelegt ist, so ist der Ausgang der Oszillatorschaltung 31 von solcher Art, daß er in seinem Anfangszustand weder die Höhe der Welle noch die Frequenz sich in einem konstanten Zustand, wie in Fig. 15(2) gezeigt, befindet. Wenn die Inverter 20 und 22 in einem solchen Zustand betätigt werden, so könnte sich ein Kurzschluß in diesen Invertern 20 und 22 entwickeln. Daher wird im Anfangszustand gestattet, daß die durch die NAND-Gatter 161, 162, 171 und 172 fließenden Ströme zum Kondensator 180 der Zeitsteuerschaltung 37 durch Dioden 163, 164, 173 und 174 zur Aufladung dieses Kondensators fließen, und daß am Ende einer Zeitspanne t (0,05 Sekunden), wo die Ausgangsgröße der Oszillatorschaltung 31 stabilisiert wird, diese NAND-Gatter in ihren Betriebszustand gebracht werden.

Andererseits ist die in Fig. 8 gezeigte Zeitsteuerschaltung 39 derart ausgebildet, daß ihre Schaltungskonstante in der Weise eingestellt ist, daß am Ende der 1,8 Sekunden nach dem Schliessen des Kontaktes 27a₂ der Ausgang a ein hoher Pegel ist. Dies repräsentiert eine Zeit, die erforderlich ist für Target 15, um mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit (ungefähr 3250 Umdrehungen pro Minute) zu rotieren, und auch eine Zeit,

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2?

die erforderlich ist, damit der zu erhitzende Faden 23 eine Temperatur im wesentlichen nahe einem konstanten Niveau erreicht.

Dadurch, daß man die Anordnung derart trifft, daß eine hohe Spannung an die Röntgenröhre erst angelegt werden kann, nachdem das Target veranlaßt wurde, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zu verdrehen und der Röntgenstrahl erst dann auf das Target auftrifft, wird das Schmelzen des Targets verhindert. Ferner wird erreicht, daß dann, wenn eine hohe Spannung an die Röntgenröhre angelegt wird, der Faden bereits auf die erforderliche Temperatur erhitzt ist, so daß eine stabile Röntgenstrahlenemission erfolgt und auch eine übermäßig hohe Spannung zwischen den Klemmen der Röntgenröhre verhindert werden kann.

Die Ausgangsgröße a der Zeitsteuerschaltung 39 wird an die Kathode der Diode 85 der in Fig. 9 gezeigten Oszillatorschaltung und auch die Kathoden der Dioden 97a und 97b der Treibersignalformschaltung 43 angelegt.Demgemäß wird selbst dann, wenn der Belichtungsschalter 40 innerhalb 1,8 Sekunden nach Schließen des Kontakts 27a„ geschlossen wird und demgemäß das Relais 80 erregt und der Kontakt 80a geschlossen und der Kontakt 80b geöffnet wird, gestattet, daß der zum Widerstand 81 und zum veränderbaren Widerstand 82 fließende Strom zur negativen Seite durch die Diode 85 fließt, so daß demgemäß der Kondensator 83 nicht geladen wird. Demgemäß wird die Oszillatorschaltung 41 innerhalb 1,8 Sekunden nach Schließen des Kontakts 27a₂ nicht schwingen. Ferner besteht die Befürchtung, daß die Eingänge c und d zu den NAND-Gattern 95 und 96 einen hohen Pegel in einem solchen Augenblick erreichen, wo eine Leistungsquellenspannung an die in Fig. 9 gezeigte Schaltung angelegt wird, und zwar durch die Schließwirkung des Kontakts 27a2· Solange jedoch die Ausgangsgröße a der Zeitsteuerschaltung 37 auf einem niedrigen Pegel verbleibt, können die den NAND-Gattern 95 und 96 eingegebenen Ströme über die Dioden 97a und 97b fließen, so daß die Ausgänge f und g der NAND-Gatter 95 und 96 auf dem hohen Pegel verbleiben. Demgemäß wird der Inverter 8a niemals betätigt.

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Beim Vergehen der 1,8 Sekunden nach der Schließzeit des Kontakts 27a_o beginnt die Zeitsteuerschaltung 41 unmittelbar die Schwingung im Falle, daß der Belichtungsschalter 40 geschlossen ist. Wenn der Belichtungsschalter 40 nach dem Vergehen der 1,8 Sekunden geschlossen ist, so beginnt die Zeitsteuerschaltung ihre Oszillatorwirkung bei dieser Schließzeit. Durch die Tatsache, daß nach dem Beginn dieser Oszillatorwirkung die Q-Ausgangsgröße h des monostabilen Multivibrators 101 einen niedrigen Pegel erhält für die Zeit t₁ (t„> t ) von der Zeit an, wo der erste Impuls b ausgegeben wird, besitzt die Ausgangsgröße g des IJAND-Gatters 56 eine abfallende Zeit, die um t. vom Aufbau der Ausgangsgröße b der Osziliatorschaltung 41 verzögert, v/ie dies im einzelnen in Fig. 10 dargestellt ist. Somit hat diese Ausgangsgröße eine Zeitperiode mit einem niedrigen Pegel kurzer als bei einem darauffolgenden Impuls.

Dadurch, daß man nur den anfänglichen Impuls kurzer macht, wie oben erläutert, können die folgenden Vorteile erhalten wereen: Fig. 16(1) zeigt die Weilenform der Ausgangsgröße während der anfänglichen Betriebsperiode (die gestrichelte Linie gibt den Fall an, v/o keine Verzögerung im Treiber- oder Ansteuersignal des Wechselrichters wie beim Stand der Technik auftritt, wohingegen die ausgezogene Linie den Fall repräsentiert,wo eine Verzögerung von t₁ von der Aufbauzeit t der anfänglichen Ausgangsgröße b der Oszillatorschaltung erfindungsgemäß vorliegt). Fig. 16(2) zeigt die Ausgangswellenform der Gleichrichterschaltung 11, wenn die Verzögerungszeit t ist. Fig. 16(3) zeigt die Ausgangswelienform der Gleichrichterschaltung 11, wenn die Verzögerungszeit v/ie bei der Erfindung t., ist. Aus Fig. 16 erkennt man, daß gemäß dem konventionellen System ein überschwingen Q erzeugt wird. Im Falle der vorliegenden Erfindung wird das Leiten des Inverters ira anfänglichen HaliDzyklus verzögert, und es ist möglich, dieses Überschwingen Q zu eliminieren. Das Eliminieren dieses übsrschwingens Q wird erreicht durch Verzögern des Spannungsaufbaus durch die Widerstände der Leiter und Kabel der Transformatoren 9 und 10 und auch durch die Wirkung der schwimmenden Kapazitäten, die in diesen Drähten und Kabeln vorhanden sind. Im Falle der Ankunft des zweiten von darauffolgenden Impulsen wird die hohe Spannung der Gleichrichterschaltung 11 nicht

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Jf

vollständig auf Null abgesenkt durch die Wirkung der erwähnten schwimmenden Kapazitäten, und demgemäß wird keine unnormal hohe Spannung im Ausgang dieser Gleichrichterschaltung erzeugt. Es ist demgemäß möglich, das Risiko des Entstehens eines dielektrischen Durchbruchs der Röntgenröhre od.dgl. infolge einer unnormal hohen Spannung zur Zeit des Anlegens der anfänglichen Spannung an die Röntgenröhre zu vermeiden, und somit wird die Lebensdauer der Röntgenröhre usw. verlängert.

Es sei bemerkt, daß die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 101 derart angeordnet ist, daß sie durch einen veränderbaren Widerstand 102 verändert werden kann, so daß es möglich ist, eine Zeitkonstante zu erhalten, die mit der verwendeten Geräteart zusammenpasst. Es ist demgemäß, wie in Fig. 16(3) gezeigt, möglich, die maximale Wellenhöhe der Spannungen in den entsprechenden Zyklen zu vergleichförmigen.

Der Transistor 107 arbeitet, so daß nur dann, wenn der Thyristor 104 leitend gemacht ist und wenn der Belichtungsschalter 40 geschlossen ist und wenn der lichtempfangende Transistor 1.06 leitend gemacht ist, der Transistor 107 die Kathoden der Dioden 99a und 99b auf einem hohen Pegel hält und daß in anderen Fällen diese Kathoden auf einem niedrigen Pegel gehalten werden, so daß die Ausgabe von fehlerhaften Gate-Impulsen von den NAND-Gattern 95 und 96 verhindert wird* was die Sicherheit erhöht.

Der in Fig. 11 gezeigte Inverter 8a besteht aus Thyristoren 112 und 113 und Transistoren 115a bis 115e, die gleichzeitig arbeiten. Es ist somit, verglichen mit dem Fall, wo diese Transistoren durch Thyristoren ersetzt sind, möglich, die Entwicklung eines extremen Abfalls der Gleichstromleistungsquellenspannung zur Zeit der Ladung zu verhindern oder auch eine Veränderung des Laststroms oder ein Ausfall bei Änderung der Stromflußlinie infolge externer Gründe eine Stabilisierungswirkung des Inverters vorzusehen. Ferner ist auch die durch den monostabilen Multivibrator 91 eingestellte Zeit t derart vorgesehen, daß sie ausreicht, um den Inverter zu veranlassen, daß

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er nur arbeitet, wenn genug Zeit vorhanden ist, um die Thyristoren 112 und 113 in ihren AUS-Zustand zu bringen. Ferner kann durch geeignete Änderung dieser Zeit t gleichzeitig die Regulierung der an die Last zu liefernden Leistung ausgeführt werden. Ferner hat ein Inverter (Wechselrichter), der eine Kombination aus Transistoren und Thyristoren ist, den Vorteil, daß, verglichen mit einem Inverter nur aus Thyristoren, der Stromflußlinienänderungskondensator und die Stromflußlinienänderungsdrossel nicht erforderlich sind, und daß demgemäß der Inverter ein geringes Gewicht besitzt.

Es ist ebenfalls möglich, anstelle des in Fig. 11 gezeigten Inverters 8a einen Inverter gemäß der Anordnung von Fig. 14 vorzusehen, d.h. eine Parallelschaltung aus zwei Sätzen von Schaltungen, deren jede eine Serienschaltung von Thyristoren und Transistoren ist. Die Anordnung gemäß Fig. 11 hat jedoch den Vorteil, daß die Anzahl der Bauelemente klein ist.

Ferner wird erfindungsgemäß ein Akkumulator verwendet, der die Leistungsquelle zur Lieferung von Leistung an die Röntgenröhre ist, und gesondert davon ist der Akkumulator vorgesehen, der als Leistungsquelle für die Steuerschaltung dient. Daher ist die Steuerschaltung nicht dem Effekt der Spannung des Akkumulators für die Röntgenröhre ausgesetzt, eine Spannung, die eine beträchtliche Veränderung während der Röntgenstrahlenemission erfährt, und somit kann diese Steuerschaltung eine stabilisierte Steuerwirkung ausführen. Wenn man ferner eine Stabilisierschaltung zur Stabilisierung der Ausgangsspannung des Hilfsakkumulators vorsehen will, so ist es möglich, dies durch eine vereinfachte Anordnung mit niedrigen Kosten zu tun.

Die in Fig. 12 gezeigte Fadenstromdetektorschaltung 46 ist derart operativ, daß im Falle eines Stromflusses mit nur einer Richtung zum Faden 23 oder im Falle, daß überhaupt kein Strom zu diesem Faden fließt, diese Schaltung 46 dazu dient, die Ströme hereinzuziehen, die den NAND-Gattern 95 und 96 über die Dioden 100a und 100b eingegeben werden, um dadurch diese NAND-

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Gatter 95 und 96 inoperativ zu machen (abzuschalten). Daher wird in einem Zustand, wo der Faden 23 nur etwas oder gar nicht geheizt wird, der Inverter 8a nicht angesteuert, und demgemäß wird keine hohe Spannung an die Röntgenröhre 2 angelegt. Mit einer Anordnung der oben beschriebenen Art kann man im Falle einer nicht vollständigen Erhitzung des Fadens einen unnormalen Anstieg der Spannung an den Klemmen der Röntgenröhre 2 verhindern, einer Spannung, die sich dann entwickeln würde, wenn eine hohe Gleichspannung angelegt wird, während der Faden nur wenig oder gar keine Wärme erzeugt, auf welche Weise der dielektrische Durchbruch der Röntgenröhre 2 unterdrückt werden kann.

Anstelle der Fadenstromdetektorschaltung 46 gemäß Fig. 12 ist es möglich, eine Schaltung gemäß Fig.17 zu verwenden. Die Schaltung gemäß Fig. 17 ist derart angeordnet, daß ein Gleichstromdetektor 300 in Serie mit der Primärwicklung des mit dem Faden verbundenen Transformators 24 liegt, und daß die Ausgangsgröße durch einen Gleichrichter 301 gleichgerichtet wird, und daß die Ausgangsgröße dieses Gleichrichters 301 durch einen Kondensator 302 und einen Widerstand 303 geglättet wird, wobei die Spannung an diesem Kondensator 302 zwischen Basis und Emitter eines Transistors 304 über einen Widerstand 305 angelegt wird, und daß ein Relais 306 in Serie mit diesem Transistor 304 geschaltet ist, und daß ein normalerweise offener Kontakt 306a des Relais mit der Leistungsquellenlinie oder -leitung des Inverters 8 verbunden ist.Wenn es erwünscht ist, daß dann, wenn der durch den Transformator 24 fließende Strom, d.h. der Fadenstrom, sich unterhalb eines bestimmten Pegels befindet, oder wenn es ein Halbwellenstrom ist, der Transistor 304 nicht leitend gemacht wird, so kann dies verwirklicht werden durch eine Auswahl der Bauelemente dieser Schaltung. Es ist daher möglich, den Inverter 8 abzuschalten zu einem Zeitpunkt unvollständiger Erhitzung oder bei gar nicht vorhandener Erhitzung des Fadens, um auf diese Weise den Durchbruch des Dielektrikums der Röntgenröhre zu verhindern.

- Patentansprüche -

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Claims (13)

1. Patentansprüche

   \\J Röntgengerät der Akkumulatorbauart mit einem Akkumulator (Speicherzelle) und einem Wechselrichter zum Umwandeln der Ausgangsgröße des Akkumulators in einen Wechselstrom, gekennzeichnet durch einen Spannungsreguliertransformator zum Regulieren der Ausgangswechselspannung des Wechselrichters,einen Spannungserhöhungstransformator(10) zum Erhöhen der sich ergebenden regulierten Spannung, einen Gleichrichter (11) zum Gleichrichten einer Ausgangsgröße des Spannungserhöhungstransformators, eine Röntgenstrahlenröhre zum Emittieren von Röntgenstrahlen, wenn die Ausgangsspannung des Gleichrichters zwischen Anode und Kathode der Röntgenstrahlröhre angelegt wird, und eine Kompensatorschaltung zum automatischen Verhindern eines Abfalls einer an die Röntgenstrahlenröhre angelegten Spannung infolge eines Spannungsabfalls des Akkumulators.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensatorschaltung eine Akkumulatorspannungsdetektorschaltung zum Feststellen einer Spannung des Akkumulators aufweist, ferner eine Bezugsspannungserzeugungsschaltung vorhanden ist und ein Komparator zum Vergleichen einer Bezugsspannung, die eine Ausgangsgröße der Bezugsspannungserzeugungsschaltung ist, mit einer Ausgangsspannung der Akkumulatorspannungsdetektorschaltung, wobei schließlich Spannungsreguliermittel durch eine Ausgangsgröße des Komparators betätigt werden.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsreguliermittel folgendes aufweisen: ein durch eine Ausgangsgröße des Komparators betätigtes Relais, welches eine Selbsthaltwirkung ausüben kann, und Relaiskontakte zur Änderung der Abgriffe verbunden mit der Primärseite des Spannungsreguliertransformators .

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   INSPECTED
4. 4. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel zum Abtrennen einer Ausgangsgröße des Komparators zum Relais während des Aussendens der Röntgenstrahlen durch die Röntgenröhre.
5. 5- Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sperrschaltung zur ünmöglichmachung des Anlegens einer Spannung an die Röntgenröhre dann, wenn die Spannung des Akkumulators eine nichtbrauchbare minimalspannung erreicht hat.
6. 6. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung folgendes aufweist: eine untere Grenzspannungseinstellschaltung zum Einstellen einer brauchbaren unteren Grenzspannung des Akkumulators, einen Komparator zum Vergleichen der unteren Grenzspannung mit einer Ausgangsspannung der Akkumulatorspannungsdetektorschaltung und ein Relais zum Abtrennen der Hauptleistungsquellenschaltung durch einen Ausgang des Komparators.
7. 7. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter folgendes aufweist: Thyristoren verbunden mit zwei Leitungen, die jeweils die entgegengesetzten Klemmen der Primärwicklung des Spannungsreguliertransformators und einen der Pole des Akkumulators verbinden, und wobei mindestens ein Transistor eine vorbestimmte Stromkapazität besitzt und mit einer Leitung verbunden ist, die vom Mittelpunkt der Primärwicklung zum anderen der Pole der Speicherzelle (Akkumulator) führt.
8. 8. Röntgengerät der Akkumulatorbauart mit einem Akkumulator und einem Inverter zum Umwandeln der Ausgangsgröße des Akkumulators in einen Wechselstrom, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: einen Spannungsreguliertransformator zum Regulieren einer Aus-

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   gangswechselspannung des Inverters, einen Spannungserhöhungstransformator zum Erhöhen der sich ergebenden regulierten Spannung, einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Ausgangsgröße des Spannungserhohungstransformators, eine Röntgenröhre, welche Röntgenstrahlen dann emittiert, wenn eine Ausgangsspannung des Gleichrichters an Anode und Kathode der Röntgenröhre angelegt wird,, und eine Zeitsteuerschaltung zur Verzögerung der Treiber- oder Ansteuerimpulse des Inverters für eine entsprechende Zeitspanne nur für den anfänglichen Impuls.
9. 9. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Inverter zum Erhalt eines Wechselstroms zum Heizen des Fadens der Röntgenröhre, einen Inverter zum Erhalt eines Wechselstroms zur Drehung eines Targetziels der Röntgenröhre, und eine Zeitsteuerschaltung zum Starten des Erzeugens eines Treibersignals des Inverters der Hauptleistungsquellenschaltung für die Emission von Röntgenstrahlen am Ende einer erforderlichen Zeitspanne darauffolgend auf das Starten der Inverter.
10. 10. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Oszillatorschaltung betätigt durch eine Ausgangsgröße der Zeitsteuerschaltung und durch ein Schließsignal eines Belichtungsschalters, eine Frequenzteilerschaltung zum Erhalt eines Rechteckwellenimpulses mit einem Tastverhältnis von 50% aus einer Ausgangsgröße der Oszillatorschaltung, und eine Schaltung zur Bildung der Ansteuerung des Inverters der Hauptleistungsquellenschaltung aus einer Ausgangsgröße der Frequenzteilerschaltung.
11. 11. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Betätigung des Inverters zum Erhalt eines Wechselstroms zum Erhitzen des Fadens und zum Erhalt eines Wechselstroms zum Drehen des Targetziels der Röntgenröhre, wo-

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    bei folgendes vorgesehen ist: eine Oszillatorschaltung/ eine Frequenzteilerschaltung zum Erhalt eines Rechteckwellenimpulses mit einem Tastverhältnis von 50% aus einer Ausgangsgröße der Oszillatorschaltung, eine Treibersignalformschaltung zum Erhalt eines Treibersignals der entsprechenden Inverter, und eine Zeitsteuerschaltung zum Starten der Treibersignalformschaltung am Ende einer vorbestimmten Zeitspanne von der Startzeit der Oszillatorschaltung aus.
12. 12. Röntgengerät der Speicherzellenbauart mit einer Speicherzelle und einem Wechselrichter zum Umwandeln einer Ausgangsgröße dieser Speicherzelle in einen Wechselstrom, gekennzeichnet durch einen Spannungsreguliertransformator zum Regulieren einer Ausgangswechselspannung dieses Wechselrichters, einen Spannungserhöhungstransformator zum Erhöhen der sich ergebenden regulierten Spannung, einen Gleichrichter zum Gleich- ■ richten einer Ausgangsgröße des Spannungserhöhungstransformators, eine Röntgenröhre, welche Röntgenröhren emittiert, wenn eine Ausgangsspannung des Gleichrichters an die Anode und Kathode dieser Röntgenröhre angelegt ist,einen Wechselrichter zum Erhalt eines Wechselstroms zum Erhitzens eines Fadens der Röntgenröhre, und einen Wechselrichter zum Erhalt eines Wechselstroms zum Drehen eines Targetziels der Röntgenröhre/ eine Steuerschaltung zur Steuerung der entsprechenden Wechselrichter und einen Hilfsakkumulator zur Lieferung einer Leistung an die erwähnte Steuerschaltung.
13. 13. Röntgengerät der Akkumulatorbauart mit einem Akkumulator sowie einem Wechselrichter zum Umwandeln einer Ausgangsgröße dieses Akkumulators in einen Wechselstrom, gekennzeichnet durch einen Spannungsreguliertransformator zum Regulieren einer Ausgangswechselspannung dieses Wechselrichters, einen Spannungserhöhungstransformator zur Erhöhung der sich ergebenden regulierten Spannung, einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Ausgangsgröße des Spannungserhöhungstransformators, eine Röntgenstrahlenröhre, welche Röntgenstrahlen dann emittiert, wenn eine Ausgangsspannung des Gleichrichters an Anode und Kathode

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    der Röntgenröhre angelegt ist, und eine Fadenstromdetektorschaltung zur Detektierung des Fadenstroms der Röntgenröhre und zum Stoppen des Anlegens einer Spannung an die Röntgenröhre dann, wenn der festgestellte Strom ein reduzierter Strom oder Null ist.

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