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Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren.
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röhrenantikathode gegenüber dem durch ein Magnetfeld ablenkbar gemachten Kathodenstrahlenbündel beweglich ist.
Bei diesen bekannten Einrichtungen ist es von Nachteil, dass die Grösse der Ablenkung des Kathodenstrahlenbündels-die, wie bekannt, sowohl von der Stärke des ablenkenden Magnetfeldes, als auch von der Geschwindigkeit der abzulenkenden Kathodenstrahlen, mithin auch von der die Kathoden- strahlen erzeugenden Spannung abhängt-während des Betriebes schwankt, was insbesondere dann unerwünscht und von Nachteil ist, wenn die Röntgenröhre für diagnostische Zwecke Verwendung finden soll.
Dieser Nachteil ist bei der neuen Einrichtung dadurch beseitigt, dass der die Ablenkung des Kathodenstrahlenbündels bewirkende Stromkreis mit dem Röntgenröhrenstromkreis so verbunden ist,
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der ruhenden Teile der Einrichtung ungefähr beibehält. Dies kann, z. B. bei dem Betrieb der Röntgenröhre mit Wechselstrom oder bei dem sogenannten Halbwellenbetrieb, dadurch erreicht werden, dass der Stromkreis des ablenkenden Magnetfeldes mit dem Röntgenröhrenstromkreis mittels eines Transformators oder eines rotierenden Umformers entsprechend verbunden ist. Bei dem Betrieb mit Gleich- spannung kann eine halbselbsttätige oder selbsttätige Schaltvorrichtung, etwa eine zwangläufige Koppelung zwischen dem Regelschalter für die Röhrenspannung und demjenigen für das Magnetfeld, die erwünschte Angleichung herbeiführen.
Da es sich bei dem Gegenstand der Erfindung darum handelt, dem das ablenkende Magnetfeld erzeugenden Strom in jedem Augenblick eine der jeweiligen Betriebsspannung der Röntgenröhre entsprechend Stärke zu geben und ferner darum, den Effektivwert des ablenkenden Stromes in Abhängigkeit von der Effektivspannung an der Röntgenröhre zu bringen, findet gemäss der Erfindung, da Röntgenröhren nur in einer Richtung für den elektrischen Strom durchlässig sind, auch zur Speisung des Ab-
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Röntgenröhre liegenden Spannung möglichst weitgehend übereinstimmt. Ausserdem erfolgt gleichzeitig mit der Einstellung der gewünschten Hochspannung (etwa vom Schalttisch aus) auch die Einstellung des bei dieser Röhrenspannung erforderlichen Stromes für den Ablenkungsmagneten.
Wie Versuche
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erzeugende Strom eine lineare Funktion der Röhrenspannung ist.
Ausführungsbeispiele der neuen Einrichtung sind ihrer Schaltungsanordnung nach in den Fig. 1-7 dargestellt.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. l wird die Spannung, welche die Einrichtung zur Erzeugung
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entnommen und über den Autotransformator 3 dem Gleichrichter 4 zugeführt. 5 ist der Heizstromtransformator für die Glühkathode des Gleichrichters. Im Gleichstromkreis des Gleichrichters liegen
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Apparateschützes enthaltenden Stromkreis nur so lange geschlossen hält, als durch den Magneten Strom fliesst.
Dadurch ist ein Belasten der Röntgenröhre ohne Ablenken des Brennfleckes unmöglich gemacht. Eine ähnliche Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn, wie es bei Einrichtungen ohne Stufentransformator der Fall ist, die den Gleichrichter speisende Spannung an einem Teil oder an den Enden der Primärspule, oder an einem Teil der Sekundärspule des Hochspannungstransformators entnommen wird.
In Fig. 2 ist eine entsprechende Schaltungsanordnung für Einrichtungen zum Betriebe mit Drehstrom dargestellt. Die Bezugszeichen in dieser Figur entsprechen den Bezugszeichen in Fig. 1.
Bei den bisher erläuterten Schaltungsanordnungen ist zwar, da dem Autotransformator 3 für Gleichrichter die gleiche Spannung zugeführt wird wie der Primärwicklung des Hochspannungstrans-
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spannungstransformator entsprechend berücksichtigt ist. Als Spannungsquelle für die Einrichtung zur Erzeugung des Ablenkungsstromes dient hier die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators 2. Durch den Transformator 3 wird der Gleichrichter 4, dessen Glühkathode durch den Heizstromtransformator 5 geheizt wird, gespeist. ImGleiehstromkreis liegt wieder der Ablenkungsmagnet 6 und die Spule des Relais 7.
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Schalter 9 des im Gleichstromkreis liegenden Widerstandes 10 mechanisch gekuppelt.
Der Autotrans- formator 3, der den Gleichrichter 4 speist, ist unmittelbar an das Wechselstromnetz angeschlossen.
5 ist der Gleichstromtransformator für die Glühkathode des Gleichrichters. Im Gleichstromkreis liegt ausser dem Regulierwiderstand 10 der Ablenkungsmagnet 6 und die Spule für das Relais 7. Diese
Schaltungsanordnung bietet den Vorteil, dass der Gleichstrom im Ablenkungsmagneten nicht der Hoch- spannung proportional sein muss, sondern genau in die erforderliche Abhängigkeit von der Hochspannung gebracht werden kann. Dasselbe lässt sich erreichen, wenn man mit dem Schaltorgan für die Hoch- spannung einen auf der Wechselstromseite des Gleichrichters liegenden Regulierwiderstand oder Stufen- transformator kuppelt.
Noch nicht berücksichtigt ist bei den erläuterten Einrichtungen die Forderung, dass der Strom im Ablenkungsmagneten auch in der Phase mit der Hochspannung an der Röntgenröhre übereinstimmen muss. Da dieser Magnet eine vorwiegend induktive, die Röntgenröhre eine Ohmsche Belastung ist, eilt die Stromphase im Ablenkungsmagneten der in der Röntgenröhre nach. Um diese Nacheilung auszugleichen, können in den Zuleitungen zum Gleichrichter Mittel, z. B. ein Drehtransformator, vorgesehen werden, um der der Einrichtung zur Erzeugung des Stromes für den Ablenkungsmagneten zugeführten
Spannung eine entsprechende Voreilung zu geben.
Bei den Einrichtungen, bei denen Wechselspannung verwendet wird, kann auch der Transformator des Gleichrichters derart an das Drehstromnetz angeschlossen werden, dass die ihm zugeführte Spannung derjenigen des Hochspannungstransformators in der Phase vorauseilt. Durch Vorschalten von Drosselspule kann dann eine genaue Phasenabgleiehung erreicht werden.
Eine beim Betrieb der Röntgenröhre mit konstanter Gleichspannung verwendbare Schaltunganordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Durch den Drehstromsynchronmotor 11 wird der Gleichstrom- Nebenschlussgenerator 12 mit konstanter Tourenzahl angetrieben. Der Erregerwicklung 13 des Generators wird eine von der (etwa am Sehalttiseh) eingestellten Hochspannung abhängige Spannung zugeführt. Vorteilhaft benutzt man dazu die am Kilovoltmeter 14 (des Sehalttisches) liegende Spannung, welche durch den Trockengleichrichter 15 gleichgerichtet wird.
Da zur Erzeugung konstanten Gleichstromes der Erregerwicklung eine konstante Spannung zugeführt werden muss, empfiehlt es sich, die Pulsationen der der Erregerwicklung zugeführten gleichgerichteten Spannung durch einen Kondensator 16 auszu- gleichen. j ist ein fest eingestellter Ausgleichswiderstand. Im Gleichstromkreis des Generators liegt der Ablenkungsmagnet 6 und die Spule für das Relais 7. Wie Versuche ergeben haben, kann diese Sehaltungsanordnung nicht nur bei konstanter Gleichspannung, sondern auch bei gleichgerichtetem Drehstrom Verwendung finden.
Eine ähnliche Sehaltungsanordnung ist in Fig. 6 wiedergegeben. Durch den Synehronmotor 11 wird der Wechselstrom-Synehrongenerator 12 mit konstanter Tourenzahl angetrieben. Die Spannung für die Erregerwicklung des Synchrongenerators wird, ebenso wie bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 5, vorteilhaft der Spannungsquelle für das Kilovoltmeter 14 entnommen und durch den Gleichrichter 15 und den Kondensator 16 in konstante Gleichspannung verwandelt. 17 ist wieder ein fest einstellbarer Ausgleiehswiderstand. Der in der Ständerwicklung j ! 3 des Synchrongenerators erzeugte Wechselstrom wird durch den Gleichrichter 4, dessen Glühkathode durch den Transformator 5 geheizt wird, gleichgerichtet. Im Gleichstromkreis liegt wieder der Ablenkungsmagnet 6 und die Spule des
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In den Fig. 1, 3,4 und 6 sind mit Wechselstrom betriebene Einrichtungen, ihrer Schaltung- anordnung nach, dargestellt. Entsprechende Schaltungsanordnungen sind, wie Fig. 2 es zeigt, auch für Drehstromapparate möglich. Bei den in Fig. 1-4 und in Fig. 6 wiedergegebenen Schaltung- anordnungen können statt der dargestellten Glühkathodengleichrichter auch andere Gleichrichter, beispielsweise Trockengleichrichter, verwendet werden.
Eine weitere Schaltungsanordnung, die es gestattet, den Strom für den Ablenkungsmagneten mit verhältnismässig einfachen Mitteln von der Röntgenröhrenspannung abhängig zu machen, ist in
Fig. 7 dargestellt. 18, 19 und 20 sind hier die Hochspannungs-und Heizstromanschlüsse einer beliebigen
Röntgenapparatur. Die Röntgenröhre 21 ist, wie üblich, unter Zwischenschaltung der Messinstrumente 22 und 23 für Heizstrom und Röhrenstrom an die Spannungsquelle angeschlossen. Parallel zur Röntgenröhre 21 liegen in Reihe der Widerstand 24, das Kilovoltmeter 14, der Ablenkungsmagnet 6 und der Widerstand 25. Parallel zur Spule des Ablenkungsmagneten ist vorteilhaft der Kondensator 26 oder ein Ohmscher Widerstand eingeschaltet.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass das ablenkende Magnetfeld gleichzeitig mit dem Ein-und Ausschalten der Hochspannung entsteht und wieder verschwindet, so dass nicht die im Augenblick des Ein- und Ausschaltens erzeugten langsamen Kathodenstrahlen auf die Glaswand der Röntgenröhre abgelenkt werden. Ausserdem ist es möglich, durch geeignete Bemessung und Schaltung der vorgeschalteten Widerstände 24 und 25 der Spule des Ablenkungsmagneten ein beliebiges, zwischen Antikathoden-und Kathodenpotential liegendes Potential zu erteilen.
Man kann also je nach Wunsch dieser Spule Erdpotential geben oder aber das Potential der Spule so wählen, dass die elektrische Beanspruchung der Röhrenglaswandung zwischen den Magnetpolen und dem Entladungsraum auf ein Minimum gebracht und damit die Gefahr elektrischer Durchschläge beseitigt wird. Endlich ergibt sich noch die Möglichkeit, mit dem in den Magnetstromkreis geschalteten Messinstrument 14, das in diesem Fall zweckmässig in Kilovolt geeicht ist, die an der Röntgenröhre liegende Hochspannung zu messen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren, bei welcher das Kathodenstrahlenbündel gegen- über der Röntgenröhrenantikathode durch ein Magnetfeld ablenkbar ist, gekennzeichnet durch eine solche Verbindung des die Ablenkung bewirkenden Stromkreises mit dem Röhrenstromkreis, dass das Kathodenstrahlenbündel bei jedem Wert der Röhrenbetriebsspannung seine Lage bezüglich der ruhenden Teile der Einrichtung mindestens ungefähr beibehält.