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PEhficTlo Nhsi12iTs AUX APPARBILS ET AUX IJQUlPEL#KTS pour RAYOUS-X, -
La présente invention vise des perfectionnements aux appareils et aux équipements pour rayons-X.
L'invention couvre), en première ligne,, une combinaison avantageu- se d'un tube générateur de rayons-X, avec son système d'alimentation électrique, grâce à laquelle la concentration des électrons sur 1 anode est automatiquement
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commandée ou réglée au cours du fonctionnement pour fournir les mai11aurs'résul- tats.
Jusqu'ici, il a été d'usage de construire les tubes de rayons X de telle façon que les chocs des électrons, ou rayons cathodiques sur la pièce formant anode ou anticathode, se localise sur un spot focal de surface invariable
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Seule une certaine quantité d'énergie peut être utilisée avec sé- curité pour une étendue donnée de spot focal, et si on en imposait davantage au tube, le métal de l'anede pourrait être fondu ou même vaporisé, ce qui au- rait pour effet de détériorer ou même de détruire le tube générateur de rayons X.
Pour assurer aux radiographies de grandes qualités de "définition" c'est-à-dire obtenir que les détails y soient nettement définis, il est né- cessaire que les dimensions du spot focal soient faibles. Mais lorsqu'on dé- sire un grand débit de rayons X, il est nécessaire de faire un sacrifice de "définition" plus ou moins prononcé, puisqu'un spot focal de plus grandes dimensions doit être obligatoirement utilisé pour éviter tout surchauffage de l'appareil' Etant donné que les conditions auxquelles doit satisfaire l'opé- rateur radiegraphe, pour le contour des radiographies et l'intensité de la production.des rayons X, sont variables, il était d'usage, pour les opérateurs bien équipés de conserver en réserve sous la main, prêts à servir, plusieurs types de tubes à rayons X,
destinés à fonctionner les uns avec un petit spot focal, les autres avec un spot de plus grandes dimensions-
Ceci posé, l'invention fournit un équipement perfectionné de rayons X grâce auquel les dimensions du spot focal, ou tâche émettrice sur l'anticathode, sont déterminées automatiquement, de telle sorte qutavec un accroissement d'énergie, les dimensions du spot focal sont augmentées dans une proportion correspondante, et inversement, ce qui permet à l'opérateur radiographe de disposer constamment des conditions de concentration focale les plus favorables' Cantonnement à une réalisation préférée de l'invention, un dis- positif de concentration électrostatique, dans un tube à rayons X de type thermionique,
est relié à un circuit contenant une source de potentiel qui peut varier automatiquement en fonction de l'énergie traversant le tube à rayons X, de façon à commander ou à régler de manière désirée la concentra- tion focale
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple, et dans lesquels :
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La Figure 1 représente schématiquement un équipement à rayons x, conforme à l'invention, comprenant un tube à vide thermionique relié à un tube à rayons X, de manière qu'une chute de potentiel variable dans le tube à vide est utilisée pour charger la pièce qui assure la concentration désirée
La Figure 2 est un schéma relatif à une variante dans laquelle le tube à vide est remplacé par un transformateur électrique.
La Figure 3 est une coupe de détail de la cathode d'un tube à vide conforme à l'invention*
La Figure 4 est le schéma d'un autre équipement conforme à l'in- vention, comportant un rhéostat double pour régler simultanément la décharge dans le tube à rayons X et la concentration de cette décharge.
La Figure 5 est un schéma relatif à une autre variante, compor- tant un dispositif magnétique de concentration
Enfin, la Figure 6 représente une variante comportant le réglage de l'étendue du spot par variation de l'intensité et de la tension du courant fourni au tube L'équipement représenté .figure 1 comprend un tube générateur à rayons X comportant une ampoule 1 munie de renflements opposés et contenant une anode 2 et une cathode 3 (représentée schématiquement) de construction analogue à celle des électrodes utilisées couramment dans certains types de tubes à rayons X.
L'anode est constituée par une masse de métal très réfractaires de préférence en tungstène, et la tige d'anode 4 est scellée dans un support 5.
La cathode, qui est représentée en détail Figure 3, comprend un filament 6 enroulé en hélice ou en spirale, de préférence en tungstène' Ce filament est relié, à une extrémité, à un conducteur 7, et à son autre ex- trémité, à une bague 8 reliée à un conducteur 9. Les conducteurs de cathode sont seellés dans un pied 10 et se dirigent vers des dispositifs de contacts extérieurs, non représentés'
Le filament cathodique 6 est enveloppé par un dispositif de con- centration comprenant une pièce tubulaire 11 en forme de coupe qui est sup- portée par des conducteurs 12-12 qui, à leur tour, sont montés sur un tube métallique fendu 13 porté par le tube de verre 14 formant avec le pied 10 une saillie dans le renflement cathodique de l'ampoule.
Un conducteur 15, venant en contact avec le tube 13, est scellé à travers l'ampoule du tube à rayons X
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sur un circuit extérieur qui sera défini plus loin.
Les conducteurs cathodiques 7 et 9 sont reliés par des fils 16 et
17 à 1'enroulement secondaire 18 d'un transformateur 19, grâce auquel un courant de chauffage est fourni pour maintenir la cathode à une température propice à l'émission des électrons.
Pour engendrer des rayons X, un courant est fourni par l'enrou- lement secondaire à haute tension d'un transformateur principal 20, par l'in- termédiaire d'un redresseur ou d'un transmetteur mécanique 21 do construction appropriée- ; Les transformateurs 19 et 20 prennent tous deux l'énergie alimen- tant leurs enroulements primaires, sur les lignes à courant alternatif 22.
Le circuit d'alimentation 23 du transformateur 19 contient une résistance de réglage 24. Le circuit d'alimentation 25 du transformateur 20 contient un interrupteur représenté en 26'
Un tube à vide 87'est monté dans le circuit 34-28 entre lo trans- formateur 20 et le filament cathodique 6' La cathode 30 du tube 27 est reliée par un cirouit 31, à l'enroulement secondaire 32 qui peut être bobiné sur le noyau du transformateur 19, de même que l'enroulement 18, ou bien encore con- necté de manière quelconque appropriée, de façon à être influencé par les mê- -mes variations de tension que l'enreulement 18. La circuit 31 contient une résistance réglable 33.
Il convient d'observer que le tube à vide 27 est monté en série avec le tube à rayons X, dans le circuit à haute tension 34 qui reçoit le courant pour produire les rayons X. L'impédance, et en conséquence la chute de tension, dans un tube à vide thèrmionique, varie inversement avec la tem- pérature de la cathode, jusqu'à la valeur de saturation de l'émission élec- tronique de la cathode.
La polarisation négative qui est fournie à la pièce de concen- tration focale 11 par la connexion du circuit 15-28 contentant le tube à vide 27, avec cette pièce, est rendue suffisamment grande pour entraîner une con- vergence ou une mise au point par concentration focale des rayons cathodiques sur le spot focal (tâche émettrice sur l'anti-cathode) avec l'étendue la plus favorable pour un courant générateur de rayons X à la'limite inférieure de la portée de fonctionnement du tube à rayons X.
Lorsqu'on désire un courant de fonctionnement plus intense pour
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le tube à rayons X, la température de la cathode 6 doit être élevée. On y pour- voit en réduisant la résistance 24 dans le circuit primaire du transformateur
19, ce qui a pour effet d'élever la température du filament 30 du tube à vide
27 en même temps que d'abaisser la chute de tension dans le tube à vide.
La polarisation négative du dispositif de concentration est ré- duite par l'abaissement de la chute de tension dans le tube à vide, et en con- séquence avec une absorption d'énergie plus grande dans le tube à rayons X, le spot focal est automatiquement accru-
Par un réglage convenable de la résistance 33 dans le circuit cathodique du tube 27, et par une adaptation de la géométrie du tube à rayons X et du tube'à vide, pap rapport à l'émissivité de leurs filaments cathodiques, l'accroissement d'étendue du spot focal peut être amené à varier en fonction d'un accroissement du courant traversant le tube à rayons X, de manière à four- nir constamment le spot le plus favorable avec une énergie absorbée quelconque,
Pour adapter, de manière encore plus précise et plus appropriée,
' les constantes du tube à vide 27 à celles du tube à rayons X, de façon à obte- nir une variation de dimensions précisa du spot focal répondant à la variation du courant passant dans le tube à ra:ons X, il peut être désirable d'ensérer, dans la ligne 28, une résistance à l'endroit désigné en 29 de la fig.6.
La Figure 2 représente un équipement légèrement modifiât,'dans lequel est prévu un transformateur 35 dans le circuit de charge 36-37 du dis- positif de misehau point. Ce transformateur comprend un enroulement secondaire 38 relié au circuit 36-37 conduisant au dispositif de mise au point Il et au filament cathodique 6.
Une résistance élevée 39 est de préférence reliée en dérivation sur l'enroulement secondaire 38, en vue de tenir compte des fluctuations ou impulsions brusques pouvant se produire dans le circuit à haute tension 36-37.
Un enroulement secondaire réglable 40 pour le transformateur 35. est monté an opposition avec l'enroulement 38' cet enroulement 40 étant connec- té par les conducteurs 41, 42 et 37 en série avec le tube à rayons X et avec le transformateur principal à haute tension 20.
Comme précédemment, on utilise un transformateur 43 de chauffage de filament muni d'une résistance réglable 24 dans son circuit primaire et prenant l'énergie sur la circuit 22 courant alternatif.
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La tube à rayons X est du type auto-redresseur, c'est-à-dire que seules des ondes à polarité unique traversant le tube à rayons X, tandis que les ondes à polarité opposée sont supprimées par les caractéristiques al- ternatives du tube.
Les conditions de circuit sont proportionnées par un ajustage des spires effectives de l'enroulement 40, ainsi que par le construction géométri- que du tube à rayons X, de sorte qu'avec une énergie absorbée faible, l'aire du spot focal soit maintenue aussi petite que le permet la sécurité de fonctionne- ment-
Si on le désire, on peut prévoir une résistance réglable 44 dans le circuit primaire du transformateur 33, en vue de déterminer les dimensions du spot dans les conditions de courant minimum et maximum, de telle façon qu'el- les suivent les variations du courant.
Pour comprendre le mécanisme de fonctionnement, on peut supposer que l'intensité augmente dans les tubes à rayons X, et par conséquent dans l'enroulement 40. Il en résulterait une augmentation d'intensité dans le cir- cuit de l'enroulèment 45 , et par conséquent une chute de tension plus grande dans la résistance 44. Par suite de cette chute, la tension dans le circuit 36-37 diminuerait, et ;la dimensions du spot augmenterait. Inversement, toute baisse de courant dans le tube à rayons X entraînerait vne augmentation du po- tentiel de polarisation dans le circuit 36-37 et une plus grande définition de la tâche focale dans le tube à rayons X.
Lorsqu'on réduit la température de la cathode en diminuant la résistance 24 montée dans le circuit primaire du transformateur 43, un courant accru traverse alors le tube à rayons X et, en conséquence, l'enroulement série 40
Etant donné que les enroulements 38 et 40 sont enroulés en oppo- sition, le ogurant accru passant par 1'enroulement 40 produit une diminution de tension dans 11 enroulement 38 et, en conséquence, il abaisse la polarisation du dispositif de mise au point 11, ce qui entraîne un accroissement de l'aire du spot focal.
;En définitive, l'équipement de la Figure 2,qui est analogue à. celui représenté Figure 1, fonctionne de telle faqon que l'aire du ppot focal est automatiquement accrue lorsque le courant traversant le tube à rayons X est accru.
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L'équipement représenté Figure 2 est celui qui convient dans le cas d'un tube à rayons X du type àuto-redresseur, comme celui que représente le dessin.
Dans la varianta de la Figure 4, un rhéostat 25 est prévu'dans le circuit de chauffage 16-17 du filament alimenté en courant alternatif par un transformateur 19 lui-même alimenté par le circuit 22, par l'intermédiaire d'un rhéostat 24, comme décrit en regard de la Figure 1.
Dans le circuit 17-46-15, entre la cathode du tube à rayons X et le dispositif 11 est insérée aussi une résistance variable 47 formant rhéos- tat. Des contacts mobiles 48 et 49 sont montés sur un support coulissant commun 50,'et grâce à ces organes les valeurs des résistances 46 et 47 peuvent être modifiées simplt@nément.
Le tube à'rayons X reçoit le courant à haute tension venant du transformateur 20, par l'intermédiaire d'un redresseur mécanique 21 et d'un circuit secondaire 34 à haute tension.
Dans les deux équipements représentés Figures 1 et 4, un autre redresseur quelconque, par exemple un appareil de type thermionique ou élec- trolytique, peut être substitué au redresseur mécanique 21.
D'autre part, si on le désire, le système redresseur peut être supprimé complètement dans le cas où la tube à rayons X est du type auto- redresseur.
Dans l'équipement représenté Figure 4, lorsque la résistance 46 montée dans le circuit de chauffage du filament, est réduite, ce qui a pour effet d'augmenter l'émissiti@é électronique de la cathode, dans ce cas, la va- leur de la résistance 47 est alors réduite en même temps- Il en résulte une réduction de la polarisation négative du dispositif 11, qui élargit le spot cathodique, en même temps que se produit un accroissement de courant à travers le tube à rayons X- Dans*l'équipement représenté Figure 5, unebobine de concentra- tion magnétique 54 entoure le tube à rayons X et sert à réaliser une concentra- tion focale du courant spatial passant entre la cathode et l'anode du tube à rayons x.
La bobine magnétique 54 est reliée à l'enroulement secondaire du transformateur 55 dont l'enroulement primaire est relié à la ligné 22 en série avec la résistance variable 56. Dans le circuit d'alimentation 57 de la bobine 54 est monté le secondaire d'un transformateur 58./
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L'enroulement primaire de ce transformateur 58 ost monté en série avec l'en- roulement secondaire d'un transformateur d'alimentation 20 à haute tension, par le circuit 59, et en conséquence, il reçoit le courant qui passe à travers le tube à rayons X.
L'enroulement secondaire du transformateur 58 est relié en oppo- sition avec 1'enroulement secondaire du transformateur 55, de telle sorte qu' un accroissement du courant traversant le tube à rayons X produit une réduction da courant traversant la bobine 54:-
Le filament du tube a rayons X est alimenté en courant de chauf- fage par l'enroulement secondaire d'un transformateur 19, qui est alimenté par la ligne 22, par 11 intermédiaire d'une résistance variable 24, comme déjà dé- crit en regard des autres figures du dessin-
Lorsque le courant traversant'la bobine 54 augmente, la conver- gence du courant électronique ou des rayons cathodiques est accrue' en d'au- tres termes, la distance focale du tube à rayons X est réduite.
Inversement, une réduction du courant traversant;la bobine 54 a pour effet de réduire la concentration dans le tube à rayons X.
Au cours du fonctionnement de l'équipement représenté Fig. 5, lorsque le courant traversant le tube à rayons X est accru, par exmeple à la suite d'une réduction de la valeur de la résistance 24 entraînant le chauffage de la cathode à une température plus élevée, l'accroissement résultant du cou- rant traversant l'enroulement primaire du transformateur 58 entraîne un accrois sèment de la tension opposée à la tension appliquée à l'enroulement secondaire du transformateur 55 et produit une réduction résultante du courent traversant le circuit d'alimentation 57 de la bobine 54- Cela a pour effet d'étendre le spot sur l'anticathode
Il convient d'observer que la bobine 54 doit être placée sur l'ampoule 1, dans la direction longitudinale,
de manière à assurer la meilleure concentration pour toute la gamme des courants utilisés dans le tube à rayons X.
Le système représenté Figure 6 est analogue à celui de la Figure 1, mais il comporte, en plus des dispositifs sensibles aux intensités de cou- rant, des moyens de réglage du spot suivant les variations de la tension sous laquelle le tube est alimenté-
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Le transformateur 60 concourt avec le transformateur 32 au chauf- fage du filament 30. L'enroulement 18, qui fournit le courant de chauffage, ne doit pas subir l'effet des variations de tension qui surviennent dans la ligne d'alimentation, car, en pareil cas, l'intensité du courant traversant le tube à rayons X, varierait de façon irrégulière suivant la tension de la ligne.
Un dispositif stabilisateur, représenté à titre d'exemple sous la forme d'une ré- sistance, est adjoint dans ce but à l'installation'
Cependant, le tube à rayons X obéit aux variations de tension de la ligne pour l'intensité ou la dureté des rayons X produits, et ces variations s'accompagnent de variations de température du spot* L'étendue de se spot varie en conséquence suivant les dispositions qu'on va décrire' Le primaire du trans- -formateur 60 est monté de façon à recevoir le courant de la source 22. Dans le cas considéré, des conducteurs 61 et 62 le relient en série avec le primaire du transformateur 20, le secondaire étant relié par les conducteurs ;SI en série avec le secondaire 32, et les enroulements étant branchés de manière à agir dans le même sens.
Quand il se produit une élévation ou une chute de tension dans la ligne 82,'il lui correspond dans le circuit 31 une variation qui influe sur l'émission électronique du filament 30 dans le même sens Par exem- ple, une augmentation du potentiel d'alimentation, et d'autre part (sous l'ef- fet d'une augmentation de l'émission électronique du filament 30) une diminu- tion de la chute de potentiel à travers le tube 27- La chute de potentiel en- tre le dispositif de concentration 11 et la cathode 6, étend le spot focal et, par conséquent, donne une plus grande surface pour l'énergie plus grande da bombardement de l'anode' En cas de chute de tension, l'inverse se produit et le spot devient plus petit et plus nettement défini- En définitive,
dans un sens comme dans l'autre, les dimensions du spot se règlent suivant les varia- tions de l'énergie- Il est, d'autre part, bien entendu que les moyens, dispo- sitions et applications ci-dessus décrits, en détail et à titre d'exemple, n'ont aucun caractère limitatif et qu'on peut s'en écarter sans sortir du cadre de l'invention'
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PEhficTlo Nhsi12iTs AUX APPARBILS AND IJQUlPEL # KTS for RAYOUS-X, -
The present invention relates to improvements in X-ray apparatus and equipment.
The invention covers), in the first line, an advantageous combination of an X-ray generator tube, with its power supply system, thanks to which the concentration of electrons on 1 anode is automatically.
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controlled or adjusted during operation to provide the results.
Until now, it has been customary to construct X-ray tubes in such a way that the shocks of electrons, or cathode rays on the part forming an anode or anticathode, are localized on a focal spot of invariable surface.
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Only a certain amount of energy can be safely used for a given focal spot extent, and if more were put on the tube, the metal in the anede could be melted or even vaporized, which would result in effect of damaging or even destroying the X-ray generator tube.
In order to ensure that the radiographs have high “definition” qualities, that is to say to obtain that the details are clearly defined therein, it is necessary that the dimensions of the focal spot be small. But when a high output of X-rays is desired, it is necessary to make a more or less pronounced sacrifice of "definition", since a focal spot of larger dimensions must necessarily be used to avoid any overheating of the lens. apparatus' Since the conditions which the radiograph operator must satisfy, for the contour of the radiographs and the intensity of the production of the x-rays, are variable, it was customary for well-equipped operators to keep in reserve on hand, ready to use, several types of x-ray tubes,
intended to work some with a small focal spot, others with a larger spot -
This being said, the invention provides improved X-ray equipment whereby the dimensions of the focal spot, or emitting spot on the anticathode, are automatically determined, so that with increased energy the dimensions of the focal spot are increased. in a corresponding proportion, and vice versa, which allows the radiographer operator to constantly have the most favorable focal concentration conditions. Restriction to a preferred embodiment of the invention, an electrostatic concentration device, in a tube with X-rays of thermionic type,
is connected to a circuit containing a source of potential which can vary automatically as a function of the energy passing through the x-ray tube, so as to control or adjust the focal concentration as desired
The new features and advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and to the accompanying drawings, given simply by way of example, and in which:
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Figure 1 schematically shows x-ray equipment, according to the invention, comprising a thermionic vacuum tube connected to an x-ray tube, so that a variable potential drop in the vacuum tube is used to charge the vacuum tube. piece that ensures the desired concentration
Figure 2 is a diagram relating to a variant in which the vacuum tube is replaced by an electrical transformer.
Figure 3 is a detail sectional view of the cathode of a vacuum tube according to the invention *
Figure 4 is a diagram of another piece of equipment according to the invention, comprising a double rheostat for simultaneously adjusting the discharge in the x-ray tube and the concentration of this discharge.
Figure 5 is a diagram relating to another variant, including a magnetic concentration device
Finally, Figure 6 shows a variant comprising the adjustment of the extent of the spot by varying the intensity and voltage of the current supplied to the tube The equipment shown. Figure 1 comprises an X-ray generator tube comprising a bulb 1 provided with opposite bulges and containing an anode 2 and a cathode 3 (shown schematically) of similar construction to that of the electrodes commonly used in certain types of x-ray tubes.
The anode is formed by a mass of highly refractory metal, preferably tungsten, and the anode rod 4 is sealed in a support 5.
The cathode, which is shown in detail in Figure 3, comprises a filament 6 wound in a helix or spiral, preferably of tungsten. This filament is connected, at one end, to a conductor 7, and at its other end, to a ring 8 connected to a conductor 9. The cathode conductors are secured in a foot 10 and go towards external contact devices, not shown '
The cathode filament 6 is enveloped by a concentrator comprising a tubular cup-shaped piece 11 which is supported by conductors 12-12 which, in turn, are mounted on a split metal tube 13 carried by the tube. glass tube 14 forming with the foot 10 a projection in the cathodic bulge of the bulb.
A conductor 15, coming into contact with the tube 13, is sealed through the bulb of the x-ray tube
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on an external circuit which will be defined later.
The cathode conductors 7 and 9 are connected by wires 16 and
17 to the secondary winding 18 of a transformer 19, whereby a heating current is supplied to maintain the cathode at a temperature suitable for the emission of electrons.
To generate x-rays, current is supplied by the high voltage secondary winding of a main transformer 20, through a rectifier or mechanical transmitter 21 of suitable construction; The transformers 19 and 20 both take the energy feeding their primary windings, on the alternating current lines 22.
The supply circuit 23 of the transformer 19 contains an adjustment resistor 24. The supply circuit 25 of the transformer 20 contains a switch shown at 26 '.
A vacuum tube 87 'is mounted in the circuit 34-28 between the transformer 20 and the cathode filament 6' The cathode 30 of the tube 27 is connected by a cirouit 31, to the secondary winding 32 which can be wound on. the core of the transformer 19, as well as the winding 18, or alternatively connected in any suitable manner, so as to be influenced by the same voltage variations as the winding 18. The circuit 31 contains a adjustable resistance 33.
It should be observed that the vacuum tube 27 is mounted in series with the x-ray tube, in the high voltage circuit 34 which receives the current to produce the x-rays. The impedance, and consequently the voltage drop , in a thermionic vacuum tube, varies inversely with the temperature of the cathode, up to the saturation value of the electronic emission of the cathode.
The negative bias which is supplied to the focal focusing piece 11 by the connection of the circuit 15-28 containing the vacuum tube 27, with this piece, is made large enough to cause convergence or focus by focal concentration of the cathode rays on the focal spot (emitting spot on the anti-cathode) with the most favorable extent for an X-ray generating current at the lower limit of the operating range of the X-ray tube.
When a higher operating current is desired for
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x-ray tube, the temperature of cathode 6 should be high. This is accomplished by reducing resistance 24 in the primary circuit of the transformer.
19, which has the effect of raising the temperature of the filament 30 of the vacuum tube
27 at the same time as lowering the voltage drop in the vacuum tube.
The negative bias of the concentrator is reduced by lowering the voltage drop in the vacuum tube, and as a result with greater energy absorption in the x-ray tube, the focal spot is automatically increased-
By suitable adjustment of resistance 33 in the cathode circuit of tube 27, and by adaptation of the geometry of the x-ray tube and of the vacuum tube, in relation to the emissivity of their cathode filaments, the increase in d The extent of the focal spot can be varied with an increase in the current passing through the x-ray tube, so as to constantly provide the most favorable spot with any absorbed energy,
To adapt, even more precisely and more appropriately,
'the constants of the vacuum tube 27 to those of the X-ray tube, so as to obtain a precise dimensional variation of the focal spot responding to the variation of the current passing through the X-ray tube, it may be desirable to enclose, in line 28, a resistor at the location designated at 29 in fig.6.
Figure 2 shows slightly modified equipment in which a transformer 35 is provided in the load circuit 36-37 of the tuner. This transformer comprises a secondary winding 38 connected to the circuit 36-37 leading to the focusing device II and to the cathode filament 6.
A high resistor 39 is preferably branched off on the secondary winding 38, to account for sudden fluctuations or pulses that may occur in the high voltage circuit 36-37.
An adjustable secondary winding 40 for transformer 35 is mounted in opposition to winding 38 'this winding 40 being connected by conductors 41, 42 and 37 in series with the x-ray tube and with the main transformer at high. voltage 20.
As before, a filament heating transformer 43 provided with an adjustable resistor 24 in its primary circuit and taking the energy on the alternating current circuit 22 is used.
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The x-ray tube is of the self-rectifying type, that is, only waves of single polarity passing through the x-ray tube, while waves of opposite polarity are suppressed by the alternate characteristics of the tube. .
The circuit conditions are proportioned by an adjustment of the effective turns of the winding 40, as well as by the geometric construction of the x-ray tube, so that with a low absorbed energy, the area of the focal spot is maintained. as small as safe operation allows
If desired, an adjustable resistor 44 can be provided in the primary circuit of transformer 33, in order to determine the dimensions of the spot under minimum and maximum current conditions, so that they follow the variations of the current. .
To understand the mechanism of operation, one can assume that the intensity increases in the x-ray tubes, and therefore in the winding 40. This would result in an increase in intensity in the circuit of the winding 45, and therefore a greater voltage drop across resistor 44. As a result of this drop, the voltage in circuit 36-37 would decrease, and the spot size would increase. Conversely, any drop in current in the x-ray tube would cause an increase in the bias potential in circuit 36-37 and greater definition of the focal spot in the x-ray tube.
When the temperature of the cathode is reduced by decreasing the resistor 24 mounted in the primary circuit of the transformer 43, an increased current then flows through the x-ray tube and, consequently, the series winding 40
Since the windings 38 and 40 are wound in opposition, the increased ogurant passing through the winding 40 produces a decrease in voltage in the winding 38 and, therefore, lowers the bias of the focusing device 11. which results in an increase in the area of the focal spot.
; Finally, the equipment of Figure 2, which is similar to. that shown in Figure 1, operates in such a way that the area of the focal point is automatically increased when the current through the x-ray tube is increased.
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The equipment shown in Figure 2 is that which is suitable in the case of an x-ray tube of the self-rectifying type, such as that shown in the drawing.
In the variant of Figure 4, a rheostat 25 is provided in the heating circuit 16-17 of the filament supplied with alternating current by a transformer 19 itself supplied by the circuit 22, via a rheostat 24 , as described next to Figure 1.
In the circuit 17-46-15, between the cathode of the X-ray tube and the device 11 is also inserted a variable resistor 47 forming a rheostat. Movable contacts 48 and 49 are mounted on a common sliding support 50, and thanks to these members, the values of resistors 46 and 47 can be modified simply.
The X-ray tube receives the high voltage current coming from the transformer 20, through a mechanical rectifier 21 and a secondary circuit 34 at high voltage.
In the two pieces of equipment shown in Figures 1 and 4, any other rectifier, for example a thermionic or electrolytic type device, can be substituted for the mechanical rectifier 21.
On the other hand, if desired, the rectifying system can be completely omitted in the case where the x-ray tube is of the self-rectifying type.
In the equipment shown in Figure 4, when the resistor 46 mounted in the heating circuit of the filament, is reduced, which has the effect of increasing the electronic emissivity of the cathode, in this case the value resistance 47 is then reduced at the same time - This results in a reduction in the negative bias of the device 11, which widens the cathode spot, at the same time as an increase in current occurs through the x-ray tube - In * With the equipment shown in Figure 5, a magnetic concentrating coil 54 surrounds the x-ray tube and serves to achieve a focal concentration of the space current passing between the cathode and anode of the x-ray tube.
The magnetic coil 54 is connected to the secondary winding of the transformer 55, the primary winding of which is connected to the line 22 in series with the variable resistor 56. In the supply circuit 57 of the coil 54 is mounted the secondary of a transformer 58./
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The primary winding of this transformer 58 is mounted in series with the secondary winding of a high voltage power supply transformer 20, through circuit 59, and consequently receives the current which passes through the tube. X-ray.
The secondary winding of transformer 58 is connected in opposition to the secondary winding of transformer 55, so that an increase in the current through the x-ray tube produces a reduction in the current through the coil 54: -
The filament of the X-ray tube is supplied with heating current by the secondary winding of a transformer 19, which is supplied by line 22, through a variable resistor 24, as already described in look at the other figures in the drawing
As the current through the coil 54 increases, the convergence of the electron current or of the cathode rays is increased, in other words, the focal length of the x-ray tube is reduced.
Conversely, a reduction in the current through; the coil 54 has the effect of reducing the concentration in the x-ray tube.
During the operation of the equipment shown in Fig. 5, when the current through the x-ray tube is increased, for example as a result of reducing the value of resistor 24 causing the cathode to be heated to a higher temperature, the resulting increase in current passing through the primary winding of transformer 58 causes an increase in voltage opposite to the voltage applied to the secondary winding of transformer 55 and produces a resulting reduction in the current passing through power supply circuit 57 of coil 54. effect of extending the spot on the anticathode
It should be noted that the coil 54 must be placed on the bulb 1, in the longitudinal direction,
so as to ensure the best concentration for the whole range of currents used in the x-ray tube.
The system shown in Figure 6 is similar to that of Figure 1, but it comprises, in addition to devices sensitive to current intensities, means for adjusting the spot according to the variations in the voltage under which the tube is supplied.
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The transformer 60 works together with the transformer 32 to heat the filament 30. The winding 18, which supplies the heating current, must not be subjected to the effect of the voltage variations which occur in the supply line, because, in such a case, the intensity of the current passing through the x-ray tube would vary irregularly according to the voltage of the line.
A stabilizer device, shown by way of example in the form of a resistor, is added for this purpose to the installation.
However, the x-ray tube obeys variations in line voltage for the intensity or hardness of the x-rays produced, and these variations are accompanied by variations in spot temperature. * The extent of this spot varies accordingly depending on the arrangements which will be described 'The primary of the transformer 60 is mounted so as to receive the current from the source 22. In the case considered, conductors 61 and 62 connect it in series with the primary of the transformer 20, the secondary being connected by the conductors; SI in series with the secondary 32, and the windings being connected so as to act in the same direction.
When there is a rise or fall in voltage in line 82, there is a corresponding change in circuit 31 which affects the electronic emission from filament 30 in the same direction. For example, an increase in the potential d. 'power supply, and on the other hand (under the effect of an increase in the electron emission of the filament 30) a decrease in the potential drop across the tube 27- The potential drop between the concentration device 11 and the cathode 6, extends the focal spot and, therefore, gives a larger surface for the greater energy da bombardment of the anode. In the event of a voltage drop, the reverse occurs and the spot becomes smaller and more clearly defined.
in one direction as in the other, the dimensions of the spot are regulated according to the variations of the energy. It is, on the other hand, of course that the means, arrangements and applications described above, in detail and by way of example, are in no way limiting and that one can depart from them without departing from the scope of the invention '