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'Appareil à rayons X muni de dispositifs de réglage de la charge d'un tube à rayons X.
Il est d'usage d'équiper les dispositifs de réglage de la charge d'un tube à. rayons X d'organes permettant de choisir la durée de la charge, la tension du tube et l'intensité du cou- rant dans le tube. A cet effet, l'appareil à rayons X comporte une minuterie, un auto-transformateur et un organe de réglage de l'intensité du courant de chauffage. Dans les grands appareils, qui permettent d'alimenter au choix plusieurs tubes à rayons X, les organes précités'sont complétés par un dispositif pour passer d'un¯tube à un autre (sélecteur de foyer). Pour choisir les ré- glages des sélecteurs de.charge, on consulte un nomogramme de charge dont on déduit, après le réglage de deux des sélecteurs de charge, la position du troisième.
Cet agencement n'exclut pas les
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erreurs et il se peut que, dans le cas d'un réglage erroné des sélecteurs de charge, le tube soit surchargé et de ce fait, endommagé, Aussi est-il désirable de prévoir des dispositions qui empêchent la surcharge du tube.
Il est déjà connu d'équiper à cet effet un appareil à rayons X d'un interrupteur de protection qui. coupe le courant du tube dès que l'intensité maximum est dépassée. Cette disposi- tion coupe la charge du tube pendent la dure désirée;, de sorte qu'elle n'assure pas un bon résultat.
Il existe en outre des dispositifs dans lesquelsla surcharge du tube est enipêch4e par le fait que l'une des trois possibilités de réglage, en général celle servant au réglage de l'intensité du courent dans le tube, est accouplée eux deux autres, l'intensité du courant dans le tube est donc automati- auement réglée à la valeur requise. Ces dispositifs sont très compliquéssurtout lorsque l'appareil doit permettre un grand nombre de réglages.
Dans d'autres formes d'exécution connues;, la charge du tube résultant des positions des sélecteurs est indicuée de fa- çon visible avant la fermeture du circuit de courant principale ce qui permet de contrôler le réglage exact de la charge. Ce contrôle est facilité par le fait que l'appareil indioue aussi la charge maximum admissible. On utilise aussi un dispositif qui, les sélecteurs de charge étant réglés de manière que la charge admissible soit dépassée, empêche la fermeture du circuit du courant du tube.
L'invention concerne un dispositif qui permet de choi- sir, entre les limites déterminées par le;= nomogramme de charge du tube à rayons X, les positions des sélecteurs de charge et qui empêche l'emploi d'une combinaison de réglages propre à. provoquer une charge tombant hors des valeurs admissibles d'après-
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le nomogramme. Suivant.
l'invention, dans un dispositif de ré- glage de la charge d'un tube à rayons X, muni d'organes pour le réglage de la durée de la charge, de la tension du tube et de l'intensité du courant dans le-tube, les organes de réglage sont accouplés à des dispositifs auxiliaires dont on prélève des tensions qui sont respectivement proportionnelles au loga- rithme de la charge maximum admissible, au logarithme de la tension réglée et au logarithme de l'intensité du courant ré- glée. Ces tensions auxiliaires sont combinées entre elles de manière à fournir une tension résultante qui constitue une mesure de la différence entre la charge réglée et la charge maximum admissible.
La tension résultante peut être appliquée à un dispositif qui coupe le circuit de courant principal et qui empêche la fermeture de ce circuit lorsque la charge réglée dépasse la valeur maximum admissible.
Le dispositif conforme à l'invention peut comporter en outre un instrument dont l'indication constitue une mesure de la tension résultante et qui indique visiblement l'écart entre la charge réglée. et la charge maximum admissible. Il suffit d'éta- lonner l'instrument en mas, pour que son indication constitue en même temps une mesure du noircissement de la plaque photo- graphique lors de la réalisation d'une radiographié:¯.
Les tensions auxiliaires peuvent se combiner de diver- ses manières pour fournir la tension résultante. La tension qui correspond au logarithme du nombre de kilovolts, peut être déduite de la.tension correspondant au logarithme de la charge maximum admissible exprimée en wa.tts, la tension différentielle et une tension proportionnelle au logarithme du réglage en milliampères, sont appliquées en opposition à l'organe qui contrôle la commande de l'appareil. On peut aussi appliquer à cet organe une tension correspondant au logarithme de la durée de la charge, ce qui fournit des tensions proportionnelles au
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logarithme du nombre de mAs choisi et du nombre de mAs maximum admissible.
La description du dessin, annexé, donn à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig.l est un schéma du montage qui permet d'obtenir et de combiner les diverses tensions auxiliaires.
La fig.2 est un schéma d'un montage de relais nui fait office de dispositif de protection contre la surcharge du tube.
La. fig.3 est un schéma de connexion de l'instrument indicateur.
La fig.4 montre les échelles d'un tel instrument pour l'indication du nombre de mAs.
Les figs.5a et 5b forment ensemble le schéma de montage pour l'utilisation de plusieurs tubes; ce montage comporte un sélecteur de tube.
Sur la fig.l;, un transformateur auxiliaire T1, qui peut êtrede dimensions restreintes, comporte un enroulement primai- re 1, alimenté en courantalternatif, de préférence par un sec- teur à tension stabilisée. Ce transformateur comporte quatre enroulements secondaires 2, 3, 4 et 5 dont les enroulements 2 et 2 ainsi que 4 et 5 sont montés en série. Chaoue enroulement secondaire comporte un certain nombre de prises oui sont conju- guées avec des bras de commutation 6, 7, 8 et 9 qui sont connec- tés dans le même ordre de succession au sélecteur de tension, à la minuterie, au sélecteur d'intensité et à la minuterie.
Le bras de commutation 6 est relié au noeud des enroulements 4 et 5, tandis que chacun des autres bras de couplage est relié à deux contacts de trois paires de contact 10-10', 11-11' et 12-12'.
Le bras de commutation 7 est relié aux contacts 10 et 11, le bras 8, aux contacts 10' et 12 et le bras 9, aux contacts 11' et 12'.
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Les prises de la bobine 2 sont choisies de manière que la tension prélevée à l'aide du bras 6,.dont la. position est déterminée par celle du sélecteur de tension, soit propor- tionnelle au logarithme de la tension choisie. Les prises de la bobine 3 sont choisies de manière que la tension prélevée à l'aide du bras 7 dont. la position est.déterminée par le réglage de la minuterie, soit proportionnelle au logarithme du nombre maximum de kilowatts admissibles que peut supporter le tube pour la durée de charge choisie. Pour chaque tube, il existe une ré- lation déterminée entre la charge maximum admissible, c'est-à- dire le produit de la tension et de l'intensité du courant, et la durée de la charge, relation qui peut être déduite du nomo- gramme de charge.
Les prises de la bobine 4 sont choisies de manière que la tension prélevée à l'aide du bras 8, dont la position est déterminée par le réglage de l'intensité, soit proportionnelle au logarithme du nombre de milliampères choisi.
Les prises de la bobine 5 sont telles que les tensions pré- ,levées à l'aide du bras 9, dont la position est déterminée par le réglage de la minuterie, soit proportionnelle au logarithme de la durée de charge réglée à l'aide de la minuterie. La gamme de tensions pour les séries de dérivations des quatre grandeurs choisies à savoir kilovolts,.,kilowatts, milliampères et secon- des, est proportionnelle au logarithme du rapport de la valeur maximum à la valeur minimum de ces grandeurs.
La différence des deux tensions prélevées des enroule- 'ments 2 et 3, est proportionnelle au logarithme du nombre de kilowatts maximum admissible pour la durée fixée., diminué du logarithme du nombre de kilovolts ehoisi'et est donc propor- tionnelle au logarithme de'l'intensité de courant maximum ad- missible pour la durée et'du nombre de kilovolts choisis.
De cette tension on déduit la tension qui est propor- tionnelle au logarithme du nombre de milliampères choisi et la
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différence de ces tensions est appliquée aux bornes 10, 10'. A nombre de milliampères croissant, cette tension devient nulle et se déphase ensuite de 180 lorsque l'intensité du courant atteint la valeur maximum admissible et la dépasse. L'inversion de phase s'utilise pour empêcher l'enclenchement de l'appareil lorsque le nombre de milliampères réglé dépasse la valeur maxi- mum admissible, fait dont il sera Question par la suite.
On peut obtenir de manière très simple une indication des valeurs admissibles et des valeurs réglées exprimées en mAs.
A la tension déduite de la manière précitée, par les bras 6 et, 7, des bobines 2 et 3, on ajoute une tension de même phase qui est proportionnelle au logarithme de la durée de la charge (logarithme s) et qui provient de la bobine 5 dont elle est pré- levée par le bras 9. La somme de ces tensions peut se prélever des bornes 11 et 11', et est proportionnelle au logarithme de mAs admissible. On obtient une tension proportionnelle au logarithme du nombre de mAs choisi en ajoutant les tensions qui sont prélevées, par les bras 8 et 9, des bobines 4 et 5 et cette somme peut se prélever des bornes 12 et 12'.
La tension obtenue aux bornes 10 et 10' est appliquée à la grille et à la cathode d'un tube électronique 13 (fig.2).
Le conducteur de grille comporte une résistance limiteuse 14, tandis qu'un tube à néon 15 fait en sorte que la tension de grille n'acquière pas une valeur trop élevée. D'un. potentiomè- tre 16, alimenté par l'enroulement secondaire 17 d'un transfor- mateur T2, on prélève une tension alternative de grille régla- ble. L' enroulement primaire 18 du transformateur T2 est bran- ché sur une source de courant alternatif dont la tension est de préférence stabilisée; cette source peut être la même que celle sur laquelle est branché l'enroulement primaire du trans- mateur T1. La tension anodique du tube 13 est fournie par l'en- roulement secondaire 19 qui est relié à l'anode par l'intermé-
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diaire d'une bobine de relais 20.
La bobine 20 est shuntée par un condensateur 21, pour empêcher la vibration de l'armature .du relais. Le relais 20 commande un organe de contact 22, normale- ment ouvert, qui est monté en .série avec la bobine,d'un inter- rupteur principal automatique à commande électromagnétique. Cet interrupteur n'est pas .représenté sur le dessin. Le circuit du courant anodique du tube 13- est agencé de manière que la ten- sion anodique soit en phase avec la tension- de grille lorsque le montant de milliampères toléré dépasse le nombre de milliampères, réglé. Si.cette condition est satisfaite, le tube laissera passer du courant : bobine 20 est excitée, les contacts 22 sont fer- més et on peut procéder à une radiographie.
Cependant lorsque le nombre de milliampères réglé dépasse le nombre toléré, la tension de grille et la tension anodique sont décalées de 180 : le tube ne laisse pas passer le courant, les contacts 22 restent ouverts et il n'est pas possible de fermer l'interrupteur prin- cipal de l'appareil. La bobine 20 peut aussi commander un second dispositif de contact 23, -inséré dans le circuit de courant d'une lampe de signalisation.
De cette manière on obtient qu'une coopération avec un montage à relais tel que représenté sur la fig.2, le montage're- présenté sur la fig.l empêche la mise en fonctionnement de l'appareil à rayons X lorsque les réglages choisis de kV, mA et minuterie sont tels que le tube à rayons X serait surchargé. Le montage à relais empêche non seulement une surcharge, mais il fournit aussi une indication visuelle dont on peut déduire si les positions des sélecteurs de charge constituent une combinai- son admissible ou non. En outre, dans le montage repr'ésenté sur la fig.l, on dispose, aux bornes 11, 11' et 12, 12', de tensions que l'on peut appliquer à des instruments indicateurs pour lire le nombre maximum admissible de mAs et le nombre choisi de mAs.
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Les valeurs mAs peuvent être indiquées par des appa- reils à cadre mobile dans un. montage redresseur, de préférence à échelle logarithmique. En générale le nombre de tensions aue l'on peut obtenir aux bornes 11, 11' et 12, 12' pour toutes les positions possibles des trois sélecteurs de kW, mA et temps sera plus grand que le nombre correspondant aux combinaisons de valeurs de réglage utilisable dans la. pratique médicale. Pour que l'on puisse tirer tout le parti possible de la gamme de me- sure des instruments, ceux-ci peuvent fonctionner à couple cons- tant négatif. Ce couple peut s'obtenir par l'emploi d'un montage redresseur différentiel ou par l'effet mécanique d'un ressort, éventuellement par deux bobines qui effectuent le même mauve- ment et dont l'une n'a aucune tension de polarisation.
La gamme de mesure pratique se trouve par exemple entre 10 et 1200 mAs.
La fig.3 montre 'un montage pour un circuit redresseur à employer dans le cas d'un seul appareil de mesure. La tension alternative variable, disponible aux bornes 11, 11' ou 12, 12' est appliquée à un redresseur 24, et à un redresseur 25 on applique une tension alternative constante de manièreà obtenir une tension de polarisation constante. Les courants des deux circuits redresseurs sont amenés à l'appareil de mesure 26. La tension alternative constante peut se prélever d'une tension alternative stabilisée utilisée pour l'alimentation des enrou- lements primaires des transformateurs T1 et T2.
Les deux appareils de mesure dont l'un indique le nom- bre de mAs maximum admissible et l'autre, le nombre de mAs réglé, peuvent être disposés dans un boîtier commun, les aiguilles se déplacent sur la même échelle et étant disposées aux deux côtés de cette échelle ce qui permet de lire immédiatement non seule- ment les valeurs relatives, mais aussi les valeurs absolues.
La. fig.4 montre une forme d'exécution d'un tel appareil
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de mesure. Sur cette figure, l'indication supérieure provient de la tension qui est proportionnelle au logarithme du produit mAs admissible, tandis que la partie inférieure de l'échelle est balayée par l'aiguille de.l'appareil de mesure qui réagit sur une tension proportionnelle au logarithme du produit mAs réglé. La disposition relative des aiguilles montre si le mAs réglé ou bien le mAs maximum admissible a la plus grande valeur, donc si la charge choisie se trouve dans le domaineede l'admissible ou non, de sorte que l'on peut constater immédiatement un réglage erroné.
De plus, on voit dans quelle mesure on se rapproche du réglage admissible.
Il va de soi qu'outre ou au lieu de l'appareil indica- teur décrit, on peut utiliser un appareil de mesure étalonné en pour cents; dans ce cas,'une indication, par exemple "100%" ou "1" correspond à la charge maximum de l'appareil. Cet appareil de mesure peut réagir sur la tension obtenue. aux bornes 10, 10' et qui fait-en même temps office de tension de grille du tube à décharge 13. Bi 'cette tension est appliquée par l'intermédiaire d'un système redresseur approprié, il se peut aussi que la ten- sion soit nulle pour une charge de 100%.
Dans les appareils à rayons X, utilisés successivement avec des tubes à rayons X différents et qui comportent à cet effet un sélecteur de foyer, on peut utiliser le montage repré- senté sur la fig. 5. Dans ce montage, il est.préférable de déri- ver la tension proportionnelle au logarithme du nombre'de kilo- watts maximum admissible non pas de la bobine 3 du transforma- teur T1, mais d'utiliser un certain nombre de potentiomètres qui sont branchés sur des tensions constantes prélevées de la bobine de transformateur et de dériver de ces potentiomètres les ten- sions requises. Pour chaque tube à rayons X est prévu un poten- tiomètre individuel qui est mis en circuit par le sélecteur de foyer.
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Sur les figs.5 et 5b, le transformateur T1 comporte un enroulement primaire 1 et trois enroulements secondaires 26, 27 et 28. L'enroulement secondaire 26 fournit les tensions de déri- vation oui correspondent aux positions du sélecteur de kilo- volts et du sélecteur de kilowatts et remolit r'onc le même offi- ce que les bobines 2 et 3 de la fig.l. L'enroulement27 assume de le même manière les fonctions des bobines 4 et 5, car il fournit la tension correspondant aux réglages du sélecteur de mA et de la minuterie.
L'enroulement 28 est un enroulement auxiliaire oui permet d'utiliser la même série de prises pour la minuterie que pour les deux circuits de l'appareil de mesure des mAs.
. 1'enroulement 26 comporte un certain nombrede prises 29 auxquelles correspond un bras de commutation 30 actionn' par le sélecteur de kilovolts. Les prises 29 et le bras de commutation 30 assument la même fonction que la bobine 2 et le brps de com- mutation 6 sur la fig.l, de sorte que toute description serait superflue.
L'enroulement 26 comporte en outre un certain nombre de prises reliées à un certain nombre de potentiomètres 32, 33, 34 et 35. Chaque potentiomètre est reli de préfrence, en divers points à l'enroulement 26 afin de diminuer la chute de tension provoquée per le courant dans l'appareil de mesure oui indique le produit mAs admissible. Chaque potentiomètre 32, 33, 34, 35 com- porte une série de prises auxquelles correspondent des brasde commutation 36, 37, 1,8,et 39.
Ces bras de commutation sont com- mandés par la minuterie, de sorte que chaque jeu de prises et le bras de commutation correspondant remplit la même fonction Que l'enroulement 3 et le bras de commutation 7 dans le montage re- présenté sur la fig.l. Les bras de commutation 36, 37, 38 et 39 sont reliés aux contacts d'un commutateur de position 40 dont le bras de commutation est accouplé au sélecteur de foyer, de sorte que la. sélection d'un tube déterminé assure la mise en circuit
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du potentiomètre correspondant. Sur la figure, ce potentiomètre est indiqué par 33. Le bras de commutation 40 du commutateur de positions est relié aux bornes.10 et 11.
L'enroulement 27 comporte.deux jeux de prises et remplit la fonction des bobines 8 et 9 de la fig.l. A l'une de ces séries de prises 41, correspond le bras de commutation 42 actionné par le sélecteur de milliampères. Ce bras est relié aux bornes 10' et 12, cette dernière connexion s'effectuant par l'intermédiaire de l'enroulement auxiliaire 28 qui fournit une tension alterna- tive constante utilisée pour la correction de l'échelle pour la tension qui se produit aux bornes 12 et 12'.
L'autre jeu de prises 43 de l'enroulement 27 est relié aux contacts d'un commutateur de position dont le bras de commu- tation 44 est solidaire de la minuterie. Ce bras de commutation est relié aux bornes 11' et 12'.
Par analogie avec le schéma de montage montré sur la fig.l, la tension aux bornes 10 et 10' indique la différence entre le logarithme du nombre de mA admissible et du logarithme du nombre de mA réglée Cette tension peut être appliquée à un montage de relais tel que décrit (fig.2). Tout comme sur la fig.l, la tension aux bornes 11 et Il-' est proportionnelle au logarithme ' du nombre de mAs admissible et la tension aux.bornes 12 et 12' est proportionnelle au nombre de mAs réglé. Ces tensions peuvent être appliquées à des appareils de mesure de mAs, comme il a été mentionné précédemment au sujet des figs.3 et 4.