DE69020953T2 - Röntgenstrahlungsmessgerät. - Google Patents

Röntgenstrahlungsmessgerät.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Röntgenstrahlungsmeßgerät zum Detektieren der von einer Röntgenstrahlungsquelle emittierten Röntgenstrahlen, mit wenigstens zwei Detektoren, wenigstens zwei Röntgenstrahlungsabsorbierende Filter, die zwischen der Röntgenquelle und den Detektoren angeordnet werden können, und verschiedene Durchlässigkeitsfaktoren haben, Verstärkerschaltungen zum Verstärken der von den Detektoren zu erzeugenden Meßsignale, Abtastmitteln zum Abtasten der Ausgangssignale der Verstärkerschaltungen, und einer arithmetischen Einrichtung zum Bestimmen der Stärke und der Energie der Röntgenstrahlung aus den Meßsignalen, wobei jeder der Detektoren einen Szintillationskristall enthält, mit dem eine Photodiode optisch gekoppelt ist.
  • Ein Röntgenstrahlungsmeßgerät dieser Art ist in EP-A-0 045 156 beschrieben. In diesem Patent ist ein Röntgenstrahlungsmeßgerät beschrieben, mit dem Strahlungseigenschaften einer Strahlungsquelle, insbesondere einer Röntgenstrahlungsröhre, gemessen werden kann. Röntgenstrahlung wird in einer Röntgenstrahlungsröhre durch Anstrahlen einer Anode mit einem Elektronenstrahl erzeugt. Die Höchstenergie der Röntgenstrahlung wird durch die Höchstspannung bestimmt, mit der die Elektronen in der Röntgenstrahlungsröhre beschleunigt werden, so daß die Beschleunigungsspannung der Röntgenröhre aus dem Strahlungsspektrum der Röntgenstrahlung bestimmbar ist. Wenn die Röntgenstrahlungsquelle zum An strahlen von Objekten verwendet wird, wird die im Objekt ankommende Strahlungsdosis nicht nur durch die Dauer der Bestrahlung, sondern auch durch die Strahlungsenergie bestimmt. Die Strahlungsenergie ist von dem Spitzenwert der Beschleunigungsspannung abhängig, die oft impulsförmig ist. Wenn für die Erzeugung Röntgen- oder Fluoroskopbildern Patienten bestrahlt werden, ist genaue Übereinstimmung zwischen der eingestellten Beschleunigungsspannung und der momentan in der Röntgenstrahlungsröhre vorhandenen Spannung erforderlich, um eine qualitativ hohe und sichere Abbildung zu erhalten, unter Berücksichtigung der nachteiligen Effekte hoher Strahlungsdosen im menschlichen Körper und der Beeinflussung des Abbildungskontrasts durch die Energie der Röntgenstrahlung. Zu diesem Zweck ist Kalibrierung des spitzen Werts der eingestellten Beschleunigungsspannung, im weiteren mit kVp bezeichnet, in regelmässigen Zeitabständen erforderlich. Da die Beschleunigungsspannungen einige zehn kV in einer Röntgenstrahlungsröhre betragen, ist direkte Messung der Beschleunigungsspannung schwierig. Wennn ein Verhältnis zwischen der Energie der Röntgenstrahlung und dem kVp-Wert benutzt wird, kann ein kVp-Wert mittelbar von der Messung des Spektrums der Röntgenstrahlung abgeleitet werden. Wenn ein Filter angestrahlt wird, wird ein Strahlungsbündel u.a. durch den photoelektrischen Effekt und durch Compton-Streuung geschwächt, diese Wechselwirkungen zwischen Röntgenstrahlung und Materie sind dabei von der Energie der Röntgenstrahlung abhängig. Wenn ein Röntgenstrahlungsbündel mit einer Stärke Io ein Objekt mit einer Dicke d in der Bestrahlungsrichtung erreicht, geht von dem Objekt ein Bündel mit einer Stärke I aus, worin I = Ioexp(-u(E).d). Hier ist u(E) der energieabhängige lineare Abschwächungskoeffizient. Für eine große Auswahl von Werkstoffen ist die Änderung von u(E) abhängig von der Energie auf Basis von Messungen genau bekannt. Wenn ein Strahlungsbündel mit einer Starke Io auf zwei Filter mit einer verschiedenen Dicke d&sub1; bzw. d&sub2; landet, erzeugt der Logarithmus des Quotienten der hinter den Filtern detektierten Strahlungsintensitäten einen Wert für u(E).(d&sub2;-d&sub1;). Für den gefundenen linearen Abschwächungskoeffizienten kann ein zugeordneter Energiewert des Röntgenstrahlungsbündels in einer Tabelle oder in einer graphischen Darstellung aufgesucht werden.
  • Neben der Messung der Strahlungsenergie kann bei pulsiertem Betrieb der Röntgenstrahlungsquelle die Impulsform ebenfalls aus den Detektorsignalen bestimmt werden. Dieser Vorgang liefert u.a. Information über den Betrieb des Beschleunigungsspannungsgenerators. Eine andere wichtige zu bestimmende Menge ist die von der Quelle ausgelieferte Gesamtdosis. Diese Dosis wird in Röntgen gemessen, wobei ein Röntgen dem Strahlungsbetrag entspricht, der 2,08 10&sup9; Ionenpaaren je cm³ Luft bei Normaldruck und Normaltemperatur erzeugt. Dies entspricht einer Energieabscheidung von 0,85 10&supmin;²Jkg&supmin;¹. Für die Messung der kVp-Werte der Röntgenstrahlungsquelle genügt es, wenn ein Höchstwert für die von den Detektoren erzeugten Signale detektierbar ist, so daß die Messung des kVp-Werts mittels Detektoren ausführbar ist, die durch
  • Photodioden gebildet werden, die mit einem Szintillationskristall optisch gekoppelt sind. Die niedrige Umsetzung von Licht in ein elektrisches Signal in den Photodioden und die diesbezüglichen niedrigen Ströme in der Größenordnung von 100 pA beeinträchtigen diese Messungen nicht. Jedoch ist für Dosismessungen eine kräftigere Signalverstärkung oder ein empfindlicher Detektor erforderlich, um auch die Messung niedriger Dosen zu ermöglichen, insbesondere wenn die Röntgenstrahlungsquelle im Fluoroskopbetrieb verwendet wird. Bekannte Röntgenstrahlungsmeßgeräte, beispielsweise nach der Beschreibung in einer Broschüre in der Veröffentlichung von Victoreenn Inc., Cleveland, Ohio, 1985, bezüglich "Nero 6000 B" benutzen eine luftgefüllte Ionisationskammer als Detektor für Dosismessungen, wobei ein Meßstrom davon ein Maß für die Dosisleistung ist, die grundsätzlich in Rs&supmin;¹ gemessen wird. Da der Betrag ionisierter Luft und damit die Empfindlichkeit des Detektors vom Volumen der Ionisationskammer abhängig ist, haben diese Detektoren verhältnismäßig große Abmessungen (einige zehn von cm³). Die Möglichkeit der Verwendung eines derartigen Röntgenstrahlungsmeßgeräts in einem Automationssteuerbetrieb, in dem Dosis und kVp während Fluoroskopie eines Objekts gemessen werden und ihre Meßwerte in einer Steuerschaltung zum Neueinstellen der Röntgenstrahlungsquelle verwendet werden, ist durch die verhältnismäßig großen Abmessungen des Röntgenstrahlungsdetektors nicht sehr gut möglich ohne bedeutende Verzeichnung des Röntgenstrahlungsbildes.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, ein kompaktes und robustes Röntgenstrahlungsmeßgerät zum Messen von Röntgenstrahlungsdosen und von kVp- Werten zu schaffen, das sich zum Messen verhältnismäßig niedriger Dosisleistungen eignet (10 uRs&supmin;¹-10 mRs&supmin;¹).
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein erfindungsgemäßes Röntgenstrahlungsmeßgerät dadurch gekennzeichnet, daß die Photodioden eine Eigenkapazität haben, und daß jede der Verstärkerschaltungen eine Integratorschaltung enthält, die einen Operationsverstärker enthält, wobei ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers nach einem Inversionseingang des Operationsverstärkers durch reinkapazitive Rückkopplung zurückgekoppelt wird, wobei ein erster Schalter, der ein Ein/Ausschalter mit einem geschlossenen und einem geöffneten Zustand ist, zum selektiven Anlegen eines Meßsignals an den Eingang der Integratorschaltung im geschlossenen Zustand und zum
  • Ermöglichen der Speicherung der in der Photodiode erzeugten Ladung in der Eigenkapazität der Photodiode im offenen Zustand vorgesehen ist, die Integratorschaltung einen zweiten Schalter zum selektiven Herstellen eines elektrischen Leitweges parallel zur kapazitiven Rückkopplung enthält, die Abtastmittel einen Speicherkondensator und einen dritten Schalter zum selektiven Anlegen des Ausgangssignals der Integratorschaltung an den Speicherkondensator enthält.
  • Wenn alle Detektoren in Form von Szintillationskristallen aufgebaut sind, mit denen eine Photodiode optisch gekoppelt ist, wird ein kleiner Detektor erhalten, der u.a. dadurch robust ist, daß es keine Ionisationskammer mit einem dünnen und verletzlichen Eintrittsfenster gibt. Außerdem ist für ein erfindungsgemäßes Röntgenstrahlungsmeßgerät der Effekt der Luftfeuchtigkeit und der Umgebungstemperatur auf die Genauigkeit der Messungen des Röntgenstrahlungsdetektors geringer als bei Verwendung einer Ionisationskammer. Die Meßsignale werden direkt ohne vorangehende Verstärkung an den Integrator gelegt. Durch die Verwendung einer kapazitiven Rückkopplung werden Stabilitätsprobleme vermieden, die beispielsweise bei der Verstärkung durch Rückkopplung des Ausgangssignals über einen verhältnismäßig großen Rückkoppelwiderstand zum Erhalten einer hohen Verstärkung auftreten. Die Meßsignale der Photodioden werden über den Rückkoppelkondensator in einer Integrationsperiode (beispielsweise 10 ms) integriert, die durch die Dauer des geschlossenen Zustands des ersten Schalters bestimmt wird, so daß eine Ausgangsspannung des Integrators proportional dem mittleren Detektorstrom ist. Nach dem Öffnen des ersten Schalters kann die an der kapazitiven Rückkopplung akkumulierte Ladung einen Speicherkondensator (Abtast-und-Halte-Kondensator) gelegt, und die kapazitive Rückkopplung kann durch Schließen eines Schalters entladen werden, der zur kapazitiven Rückkopplung parallel geschaltet ist. In dieser Rückstellzeit (beispielsweise 10 us) und in der Abtastzeit (beispielsweise 10 us) wird die Photodiode über ihre Eigenkapazität aufgeladen. Anschließend überträgt im geschlossenen Zustand des ersten Schalters die Photodiode ihre Ladung auf die kapazitive Kopplung.
  • Es sei bemerkt, daß ein Röntgenstrahlungsmeßgerät mit einem Detektor in Form von Szintillationskristallen, die mit Photodioden optisch gekoppelt sind und auch eine Integratorschaltung mit einer kapazitiven Rückkopplung enthalten, ist an sich aus der deutschen Auslegeschrift DE 26 30 961 bekannt.
  • In der erwähnten Auslegeschrift ist beschrieben, auf welche Weise die Meßsignale über einen Rückkoppelkondensator mittels einer Integratorschaltung integriert werden. Das Ausgangssignal der Integratorschaltung ist dem mittleren Eingangsstrom proportional. Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, daß beim Entladen der kapazitiven Kopplung in der Entladungszeit ein Verlust in der von der Photodiode erzeugten Ladung auftritt. Also wird eine genaue Messung der in der Photodiode erzeugten Gesamtladung verhindert.
  • Es sei ebenfalls bemerkt, daß ein Integrator mit einem Schalter an seinem Eingang zum Unterbrechen der Integration an sich aus dem Buch "Halbleiter-Schaltungstechnik" von U. Tietze und Ch. Schenk bekannt ist, 3. Ausgabe, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New Yor, 1974, Abschnitt 10.9.2. Ein Integrator mit einer reinkapazitiven Rückkopplung ist im Buch "Switched Capacitor Circuits" von P.E. Allen et al, Van Nostrand Reinhold Company, New York 1984, S. 90, beschrieben.
  • Wenn die Verstärkerschaltung als integrierte CMOS-Schaltung aufgebaut ist, können Ladungsverluste durch den ersten, den zweiten und den dritten Schalter minimisiert werden, und es kann eine kapazitive Rückkopplung mit hoher Temperaturstabilisation verwirklicht werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgenstrahlungsmeßgeräts ist dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgenstrahlungsmeßgerät eine Lichtquelle zum Exponieren der Photodioden enthält.
  • Da das Szintillationsmaterial keine zeitstabile Ausgangsleistung für die Kalibrierung der Detektoren hat, genügt es, die Photodioden mit der zugeordneten Verstärkerschaltung zu kalibrieren. Bei Verwendung einer Lichtquelle, die einen genau bekannten Lichtbetrag an die Photodiode legt, kann Kalibrierung verhältnismäßig einfach ohne Verwendung einer getrennten Röntgenkalibrierquelle durchgeführt werden. Die mit der Speicherung und dem Transport der Kalibrierquelle verknüpften Probleme werden dabei vermieden und außerdem kann eine Routineprüfung vor der Verwendung des Röntgenstrahlungsmeßgeräts durchgeführt werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Röntgenstrahlungsmeßgeräts ist dadurch gekennzeichnet, daß die arithmetische Einrichtung bei pulsiertem Betrieb der Röntgenstrahlungsquelle Mittel zum Bestimmen einer Impulsfrequenz und einer Impulsbreite durch Fourier-Analyse wenigstens eines der Meßsignale enthält.
  • Für die Messung von Impulsbreiten und Impulsfrequenzen der Beschleunigungsspannung, beispielsweise bei der Durchführung einer schnellen Aufeinanderfolge von Belichtungen (Kinobetrieb), enthält die arithmetische Einrichtung einen Fourier- Algorithmus zum Bestimmen des Leistungsdichtespektrums der Beschleunigungsspannung durch Fourier-Transformation eines der Meßsignale. Die Zeit T und der mittlere Wert Vav der Detektorsignale läßt sich aus dem Leistungsdichtespektrum bestimmen. Die Impulsbreite W ist mit der Beziehung Vmax. W = Vav.T gegeben. Dabei ist Vmax der Höchstwert des Meßsignals.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Röntgenstrahlungsmeßgerät,
  • Fig. 2a und 2b eine graphische Darstellung von in einer Tabelle in der arithmetischen Einrichtung enthaltenen Werte,
  • Fig. 3 eine Integratorschaltung mit einem Rückkoppelwiderstand,
  • Fig. 4 eine Verstärkerschaltung mit einer kapazitiven Rückkopplung, und
  • Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der gemessenen Temperaturabhängigkeit des Röntgenstrahlungsmeßgeräts.
  • In Fig. 1 ist eine Röntgenstrahlungsquelle 2 dargestellt, der von einem Hochspannungsgenerator 5 gespeist wird. In der Röntgenstrahlungsquelle 2 emittiert eine (in der Figur nicht dargestellte) Heizfadenkathode Elektronen, die von der Beschleunigungsspannung derart beschleunigt werden, daß sie eine Anode erreichen, und damit Röntgenstrahlung frei machen. Teile der Röntgenstrahlen bilden ein Bündel 3, das auf ein Filter 1 fällt, wobei die Detektoren 7 und 9 hinter dem Filter bestrahlt werden. Die Detektoren 7 und 9 enthalten einen Szintillationskristall, beispielsweise CDW04, der die Energie der Röntgenstrahlen in Licht umsetzt. Das vom Szintillationskristall emittierte Licht befreit Ladungsträger in den Photodioden, und erzeugt auf diese Weise einen Diodenstrom, der in den Verstärkerschaltungen 11 und 13 verstärkt wird. Das verstärkte Signal gelangt an einen Analog/Digital-Wandler 15, der die digitalisierte Meßsignale an eine arithmetische Einrichtung 17 legt. In der arithmetischen Einrichtung 17 wird eine Energie der Röntgenstrahlung aus dem Verhältnis der Meßsignale der beiden Detektoren bestimmt. Die arithmetische Einrichtung 17 berechnet einen kVp- Wert der Röntgenstrahlungsquelle und eine von der Quelle gelieferte Dosis. Auf der Basis dieser Werte kann die kVp-Einstellung des Beschleunigungsspannungsgenerators 5 korrigiert werden, oder es kann der Beschleunigungsspannungsgenerator nach dem Überschreiten einer Höchstdosis abgeschaltet werden.
  • Die graphische Darstellung nach Fig. 2a stellt eine Tabelle dar, die in der arithmetischen Einrichtung 17 gespeichert ist und Verhältniswerte r der Meßsignale der Detektoren 7 und 9 und die zugeordneten Beschleunigungsspannungen in kVp enthält. In Fig. 2b sind die Umsetzungsfaktoren f (der Reziprokwert der Empfindlichkeit) der Detektoren 7 und 9 abhängig von kVp in uRs&supmin;¹/mV dargestellt. Die Detektorsignale müssen um den Umsetzungsfaktor vervielfacht werden, um einen Wert für die Dosisleistung zu erhalten. Für jedes Verhältnis r der Meßsignale kann ein Umsetzungsfaktor f durch die Kombination der graphischen Darstellung 2a und der graphischen Darstellung 2b gefunden werden.
  • In Fig. 3 ist ein bekannter Strom/Spannungsumsetzer für die Messung kleiner Ströme dargestellt. Zu diesem Zweck wird ein Ausgangssignal eines Operationsverstärkers 25 über einen Rückkoppelwiderstand Rf an den Inversionseingang gelegt. In einer ersten Annäherung ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 25 gleich dem Produkt eines Eingangsstroms und des Rückkoppelwiderstands Rf. Eine Photodiode 26 erzeugt einen Strom, der einer einfallenden Lichtstärke proportional ist und beispielsweise 100 pA betragen kann. Zum Erhalten einer Meßspannung von 1 V am Ausgang des Verstärkers 25 ist ein Rückkoppelwiderstand Rf zum Betrage von 10 GΩ erforderlich. So hohe Widerstände sind schwer verwirklichbar durch Probleme bezüglich der Temperaturstabilität und der Abmessungen. Aus einem Blickpunkt des thermischen Rauschens ist ein möglichst hoher Wert des Rückkoppelwiderstands Rf erwünscht. Da die Standardabweichung Δ des thermischen Rauschens proportional Rf 0,5 ist, sinkt das relative Rauschen in einem Ausgangssignal V&sub0; (proportional Rf) ab, wenn Rf -0,5 ist. Die Photodiode 26 verhält sich als Stromquelle mit einem parallelen Widerstand Rd in der Größenordnung von 10 MΩ und mit einer Parallelkapazität Cd in der Größenordnung von 500 pF. Für einen Wert Rf beispielsweise von 100 MΩ in Kombination mit einem Frequenzgan des Qperationsverstärkers 25 von -6 dB je Oktave ergibt dies eine ziemlich instabile Schaltung. Eine Möglichkeit der Förderung der Stabilität ist die Verbindung eines Rückkoppelkondensators Cf parallel zu Rf, so daß Rf.Cf = Rd.Cd ist. Durch die Verwendung einer reinkapazitiven RUckkopplung statt eines Rückkoppelwiderstands Rf werden Probleme hinsichflich der Stabilität der Schaltung vermieden.
  • In Fig. 4 ist ein Schaltbild einer Verstärkerschaltung dargestellt, der als integrierte CMOS-Schaltung aufgebaut ist und einen Operationsverstärker 31 enthält, dessen Ausgang nach dem Inversionseingang durch vier parallel zu schaltende Kondensatoren 33 rückgekoppelt wird. Die Kondensatoren 33 werden mit einer logischen Schaltung 37 verbunden. Ein Kondensator 49 wird mit dem Ausgang 43 des Verstärkers 31 verbunden. Ein externer Kondensator 50 kann parallel zum Kondensator 49 mit dem Ausgang 43 durch Schließen eines Schalters 51 verbunden werden. Ein Schalter 58 kann durch eine logische Schaltung 60 geschlossen werden, so daß der Kondensator 50 zum Speicherkondensator 47 parallel geschaltet wird. Der Ausgang 43 kann mit einer Pufferschaltung 48 durch das Schließen des Schalters 45 verbunden werden. Der Speicherkondensator 47 wird mit dem Eingang der Pufferschaltung 48 gekoppelt. Ein Ausgangssignal kann aus der Pufferschaltung 48 durch Schließen des Schalters 54 mittels einer Spannung an der Klemme 57 abgeleitet werden. Die Schalter 34 können durch Eingangssignale an Klemmen 35 der logischen Schaltung 37 geschlossen werden. Die Verstärkung des Eingangssignals des Verstärkers 31 ist durch mehr oder weniger Parallelschalten der Kondensatoren 33 einstellbar. Das Meßsignal eines Detektors (in der Figur nicht dargestellt) wird an die Klemme 39 gelegt. Der Schalter 41 kann mittels einer Steuerspannung an der Klemme 38 geschlossen werden, wobei das Eingangssignal über einen oder mehreren Kondensatoren 33 integriert wird. Durch das Schließen des Schalters für eine Integrationszeit T ist das Ausgangssignal am Ausgang 43 des Verstärkers 31 eine Spannung V&sub0;, die proportional dem mittleren Signalstrom Iav entsprechend
  • V&sub0; = Iav.T/Cf ist.
  • Hierin ist Cf der Kapazitätswert der Kombination der Kondensatoren 33. Die Verstärkung kann durch Verlängerung der Integrationszeit T oder durch die Reduktion des Kapazitätswerts Cf durch das Öffnen von einem oder mehreren Schalter 34 erhöht werden. Am Ende einer Integrationszeit wird der Schalter 41 geöffnet und das Signal am Ausgang 43 wird abgetastet und am Speicherkondensator 47 durch das Schließen des Schalters 45 unter der Steuerung eines Signals an der Klemme 56 festgehalten. Danach werden die Kondensatoren 33 durch das Schließen des Schalters 36 entladen, und die Kondensatoren 47 und 50 entladen sich durch das Schließen des Schalters 52. Die Schalter 36, 41 und 45 führen Rauschen in das Signal V&sub0; ein. Die Standardabweichung Δn des Rauschens wird annäherend durch
  • Δn = (3kt/Cf)0,5 gegeben (wobei die Kondensatoren Cd, 47 und 49 viel größer sind als der Kondensator (die Kondensatoren) 33 und das geringe Spannungsrauschen des Verstärkers 31 vernachlässigbar klein sind).
  • Dabei ist t die Temperatur und k die Boltzmannsche Konstante. Die Standardabweichung ist von dem Widerstand der Schalter unabhängig, der sich beim Schließen und Öffnen ändert, und damit unabhängig von der Integrationszeit. Aus dem Signalrauschabstand N geht hervor, daß
  • N = TIav/(3ktCf)0,5
  • Wenn das Spannungsrauschen des Verstärkers 31 nicht vernachlässigbar klein ist, kann der Signalrauschabstand durch Begrenzen der Bandbreite des Verstärkers 31 durch Einschalten des Kondensators 50 über den Schalter 51 verbessert werden.
  • Wenn die Verstärkerschaltung durch Verwendung diskreter Bauteile aufgebaut ist, wird eine große Schaltung mit einer verhältnismäßig hohen Temperaturempfindlichkeit und Suszeptibilität für Rauschen durch Streukapazitäten erhalten. Wenn die Verstärkerschaltung als integrierte Schaltung mit CMOS-Transistoren aufgebaut wird, wird ein Verstärker mit einem sehr geringen Vormagnetisierungsstrom und Offset-Spannung erhalten, wobei die thermische Stabilität der Rückkoppelkapazität sehr hoch ist. In Fig. 5 ist der gemessene Zusammenhang zwischen der Temperatur t und den Detektorsignalen aus einer CMOS-Verstärkerschaltung dargestellt. Die Temperaturänderung wird durch den Szintillationskristall und die Photodiode verursacht. Die Auswirkung des Verstärkers 31 auf die Temperaturänderung ist vernachlässigbar klein. Durch die im wesentlichen lineare Änderung der Verstärkung abhängig von der Temperatur kann beim Bearbeiten der Meßsignale in der arithmetischen Einrichtung 17 Temperaturausgleich gut durchgeführt werden.

Claims (6)

1. Röntgenstrahlungsmeßgerät zum Detektieren der von einer Röntgenstrahlungsquelle (2) emittierten Röntgenstrahlen, mit wenigstens zwei Detektoren (7, 9), wenigstens zwei Röntgenstrahlungsabsorbierende Filter (1), die zwischen der Röntgenquelle und den Detektoren angeordnet werden können, und verschiedene Durchlässigkeitsfaktoren haben, Verstärkerschaltungen (11, 13) zum Verstärken der von den Detektoren zu erzeugenden Meßsignale, Abtastmitteln (45, 47) zum Abtasten der Ausgangssignale der Verstärkerschaltungen, und einer arithmetischen Einrichtung (17) zum Bestimmen der Stärke und der Energie der Röntgenstrahlung aus den Meßsignalen, wobei jeder der Detektoren (7, 9) einen Szintillationskristall enthält, mit dem eine Photodiode (26) optisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodioden (26) eine Eigenkapazität haben, und daß jede der Verstärkerschaltungen (11, 13) eine Integratorschaltung enthält, die einen Operationsverstärker (31) enthält, wobei ein Ausgangssignal des Operationsverstärkers nach einem Inversionseingang des Operationsverstärkers durch reinkapazitive Rückkopplung (33) zurückgekoppelt wird, wobei ein erster Schalter (41), der ein Ein/Ausschalter mit einem geschlossenen und einem geöffneten Zustand ist, zum selektiven Anlegen eines Meßsignals an den Eingang der Integratorschaltung im geschlossenen Zustand und zum Ermöglichen der Speicherung der in der Photodiode (26) erzeugten Ladung in der Eigenkapazität der Photodiode im offenen Zustand vorgesehen ist, die Integratorschaltung einen zweiten Schalter (36) zum selektiven Herstellen eines elektrischen Leitweges parallel zur kapazitiven Rückkopplung (33) enthält, die Abtastmittel einen Speicherkondensator (47) und einen dritten Schalter (45) zum selektiven Anlegen des Ausgangssignals der Integratorschaltung an den Speicherkondensator enthält.
2. Röntgenstrahlungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Rückkopplung zwei oder mehr Kondensatoren (33) enthält, die selektiv parallel geschaltet werden können.
3. Röntgenstrahlungsmeßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, däß die Verstärkerschaltung eine integrierte Schaltung mit CMOS-Transistoren enthalt.
4. Röntgenstrahlungsmeßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Röntgenstrahlungsmeßgerät eine Lichtquelle zum Exponieren der Photodioden enthält.
5. Röntgenstrahlungsmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Lichtemissionsdiode enthält.
6. Röntgenstrahlungsmeßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die arithmetische Einrichtung (17) Mittel zum Bestimmen einer Impulsfrequenz und einer Impulsbreite durch Fourier-Analyse wenigstens eines der Meßsignale in dem pulsierten Betrieb der Röntgenstrahlungsquelle enthält.
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