Рентгеновский экспонометр Советский патент 1981 года по МПК H05G1/28 

Изобретение относится к экспонометрам для медицинских рентгенодиагно стических аппаратов. Известен рентгеновский экспонометр, содержащий ионизационную камеру с интегрирующим конденсатором, усилитель постоянного.тока, источник изменяющегося и измерительного напряжений, реле задержку, запоминающий конденсатор и пороговое устройство с исполнительным реле tilНедостатками такого устройства являются значительная инерционность (не более 1с) во время подготовки экспонометра к работе, что ограничивает точность измерения экспозиции, а также сложность конструкции и необходимость применения специального устройства для нейтрализации токов утечки интегрирующего конденсатора. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является рентге новский экспонометр, содержащий иони зационную камеру, соединенный с ней интегрирукядий конденсатор, истоковый повторитель напряжения, подключенный к интегрирующему конденсатору, делитель напряжения, соединенные с ним последовательно усилитель, запоминаю щий конденсатор и дифференциальный компаратор f23. Недостатком известного устройства является наличие токов утечки интегрирующего конденсатора по поверхностному сопротивлению изоляции входного устройства, которые при увеличении влажности окружающей среды возрастают на 2-3 порядка. Кроме того, при увеличении времени подготовки (времени экспонирования) при специальных медицинских исследованиях возрастает погрешность экспозиции,вызванная разрядом запоминающего конденсатора. Цель изобретения - повышение точности за счет снижения влияния на результаты измерения -изменений окружающей среды. Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновский экспонометр, содержащий ионизационную , соединенный с ней интегрируиший конденсатор, истоковый повторитель напряжения, подк.пюченный к интегрирующему конденсатору, делитель напряжения, соединенные с ним последовательно усилитель, запоминающий конденсатор и дифференциальный компаратор, введены эмиттерный повторитель напряжения, база которого соединена с истоком истокового повторителя напряжения, а эмиттер через диод подключен к его i стоку, образуя цепь положительной обратной связи, и вторые последовательно соединенные усилитель и запоминающий конденсатор, включенные между делителем напряжения и вторым входом дифференциального компаратора. На чертеже схематически показан предлагаемый рентгеновский экспонометр,

Рентгеновский экспонометр содержит

ионизационную камеру 1 и интегрирующий конденсатор 2, которые через контакт 3 реле подключены к базе истокового повторителя 4 напряжения. В цепь истока повторителя 4 включен резистор 5, а в цепь стока - резистор 6 и диод 7. К истоку истокового повторителя 4 напряжения подключена база эмиттерного повторителя 8 напряжения, эмиттер которого через диод 7 подключен к сто ку повторителя 4, образуя цепь положительной обратной связи. Экспонометр также содержит делитель 9 напряжения, к которому подключены параллельные цепи из последовательно соединенных усилителей 10 и 11 и запоминающих конденсаторов 12 и 13. Последние через контакты 14 и 15 реле подключены ко входам дифференциального компаратора 16.

Устройство работает следуквдим образом.

При включении экспонометра размыкаются контакты 3, 14 и 15 реле. Под действием рентгеновского излучения ток ионизационной камеры 1 заряжает интегрирующий конденсатор 2, напряжение которого передается с помощью истокового повторителя 4 и эмиттерного повторителя 8 на делитель 9 напряжения, регулирующий чувствительность экспонометра в зависимости от требуемой плотности почернения и згщанной чувствительности рентгеновской пленки Напряжение с делителя 9 поступает на входы усилителей 10 и 11, на выходах которых образуются в противофазб два усиленных сигнала. Эти сигналы через запоминающие конденсаторы 12 и 13 поступгиот на входы дифференциального компаратора 16. При достижении порога срабатывания на выходе компаратор 16 вырабатывается сигнал на отключен рентгенодиагностического аппарата. После окончания экспозиции контакты 3, 14 и 15 реле возвращаются в исход ное положение.

В качестве истокового повторителя напряжения можно использовать , например, полевой транзистор типа КПЗ05, нормальных условиях входной ток полевого транзистора составляет/ 10 и определяется изоляцией затвора. В условиях же повышенной влажности, например до 95% при , ток утечки ПО поверхности изоляции транзистора значительно возрастает между затворо

и стоком. Это объясняется тем, что выводы стока и затвора расположены достаточно близко друг от друга (на расстоянии 1 мм) и между ними приложена большая разность потенциалов (напряжение питания стока составляет например, 12В) . Такая конструкция транзистора не позволяет применить охранное кольцо вокруг затвора.

В предлагаемом устройстве этот недостаток устранен следующим образом.

Напряжение истока полевого транзистора относительно его затвора регулируют резистором 5 до величины -0,6 В, тогда как на его стоке напряжение составляет +0,6 В. Это вызвано тем, что падение напряжения на диоде 7 и на переходе база - эмиттер повторителя 8 напряжения является величиной постоянной, равной 1,2 В, и не зависящей от напряжения на затворе . Нормальный режим работы повторителей 4 и 8 напряжения обеспечивае резистор 6. Величина сопротивления резистора 6 в этом случае в 3-4 раза меньше величины сопротивления резистора 5. Так как выводы стока и истока расположены на одинаковом расстоянии от затвора, то напряжения этих электродов компенсируют ток утечки затвора, за счет чего достигается уменьшение тока утечки на 2-3 порядк по сравнению с известным устройством

Погрешность экспозиции, связанная с увеличением времени экспонирования вызвана разрядкой запоминающего конденсатора 12 через собственную изоляцию и входным током компаратора 16.

Введение вторых усилителей 11 и запоминающего конденсатора 13 привод к тому, что на входе дифференциального компаратора 16 полезные сигналы складываются, а изменения напряжений обусловленных разрядкой запоминаклцих конденсаторов и входными токами компаратора, вычитаются, что позволяет значительно увеличить время экспонирования.

Наличие двух усилителей 10 и 11 позволяет в 2 раза повысить чувствительность экспонометра, так как в этом случае увеличивается суммарный динамический диапазон усилителя, который необходим для компенсации теплового дрейфа входного элемента экспнометра.

Предлагаемое устройство позволяет получить погрешность экспозиции не более 1% при значительном увеличении времени экспонирования и влажности окружающей среды (до 95%) . Это дает возможность использовать экспонометр при работе рентгенодиагностических аппаратов как в стационарных ренгеновских кабинетах, так и в полевых условиях.

Автоматическое отключение аппарат исключает необходимость делать пробные и повторные снимки. Тем самым повышается производительность труда, экономятся фотоматериалы и химические реактивы, снижается расход электроэнергии.

Формула изобретения

Рентгеновский экспонометр, содержащий ионизационную камеру, соединенный с ней интегрирующий конденсатор, истоковый повторитель напряжения, подключенный к интегрируюгдему конденсатору, делитель напряжения, соединенные с ним последовательно усилитель, запоминающий конденсатор и дифференцигшьный компаратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет снижения влияния на результаты измерения изменений окружающей среды, в него введены эмиттерный повторитель напряжения, база которого соединена с истоком истокового повторителя напряжения, а эмиттер через диод подключен к его стоку, образуя цепь положительной обратной связи, и вторые последовательно соединенные усилитель и запоминающий конденсатор, включенные между делителемнапряжения и вторым входом дифференциального компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 543213, кл. Н 05 G 1/28, 1974.

2.Elgsrom Н. An Automatic Exposu5re Control System for X-Ray Diagnostic. - Philips Technical Review,

V. 27, 1966, № 3/4, p. i 2-107 (прототип) .