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Einrichtung zum kurzzeitigen Betrieb von Röntgenröhren.
Zur Erzielung sehr kurzer Schaltzeiten bei Röntgenapparaten werden, wie bekannt, Gitterröhren verwendet, bei denen durch Änderung der Gitterspannung der Röhrenstrom ohne Verzögerung ein-und ausgeschaltet wird. Für die Unterdrückung des Röhrenstromes ist eine negative Gitterspannung in Höhe von einigen Prozent der Röhrenspannung erforderlich. Für das Fliessen des Stromes genügt es im allgemeinen, das Gitter auf Kathodenpotential zu bringen, andernfalls kann eine positive Gitterspannung leicht erreicht werden, beispielsweise kann sie von einem Spannungsteiler, der zwischen den Polen der Hochspannung liegt, abgenommen werden.
Für die Erzeugung einer negativen Gitterspannung bedarf es jedoch einer besonderen Aufladevorrichtung. Da das Einschalten des Röhrenstromes von der Primärseite des Röntgenapparates aus durch Betriebsschalter, Zeitrelais od. dgl. erfolgt, ist es ferner erforderlich, die Aufladevorrichtung so zu gestalten, dass sie ohne Verzögerung durch einen primären Schaltvorgang in bzw. ausser Tätigkeit gesetzt werden kann.
Gemäss der Erfindung wird für die Betätigung der Aufladevorrichtung ein Wechselstrom höherer Frequenz verwendet, der den in dem Apparat fliessenden niederfrequenten Wechselströmen und den Gleichströmen überlagert wird. Ein solcher Strom kann mittels Kondensatoren, die gegen die Hochspannung isolieren, von der Primärseite auf die Sekundärseite des Röntgenapparates übertragen werden.
Die Frequenz des zu überlagernden Wechselstromes wird zweckmässig so gewählt, dass er mittels der Kapazität der an dem Röntgenapparat von vornherein vorhandenen Kondensatoren, Wanddurehführungen, Hochspannungstransformatoren und insbesondere der Heizstromtransformatoren übertragen werden kann und ferner keine Veranlassung zu Telephonie-und Rundfunkstörungen geben kann. Ausserdem muss die Frequenz des zu übellagernden Wechselstromes gegenüber dem niederfrequenten Netzstrom so gross sein, dass die Verzögerung durch den Einschaltvorgang des hochfrequenten Stromes für die Schaltzeiten des Röntgenapparates vernachlässigt werden kann.
Die neue Einrichtung ist ihrer Schaltungsanordnung nach in den Fig. 1, 3,4 und 5 in vier Ausführungsbeispielen wiedergegeben. Die Fig. 2 zeigt ein Ausfiihrungsbeispiel eines Heizstromtransformators nebst Schaltungsanordnung.
Gemäss Fig. 1 ist der Kreis für den hochfrequenten Wechselstrom durch die Kondensatoren Cl und C2 und die Selbstinduktionsspule D geschlossen. Der Generator für den hochfrequenten Wechselstrom
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spannungsseite. Die Kondensatoren Cl und C2 isolieren gegen die Hochspannung. Durch die an der
Spule D liegende, durch die Schwingung erzeugte Wechselspannung wird über das Ventil V2 der Kondensator Cg aufgeladen. Die positiv aufgeladene Seite des Kondensators Cg ist mit der Kathode des
Gitterventils V1 verbunden und die negative Seite mit dem Gitter. Sobald also der Hochfrequenzgenerator auf der Primärseite in Tätigkeit gesetzt wird, wird das Gitter der Ventilröhre V1 negativ aufgeladen.
Wird der Apparat abgeschaltet, so entlädt sieh der Kondensator #3 über den Widerstand V1 und das Gitter nimmt Kathodenpotential an. Eine etwa erforderliche positive Gitterspannung kann dem Spannungsteiler W2 entnommen und über den Widerstand Wg dem Gitter der Ventilröhre V1 zugeführt werden.
Der Spannungsteiler W2 überbrückt die beiden von dem Hochspannungstransform,tor ausgehenden und die Röntgenröhre F speisende Leitungen LI, L2.
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Als Kapazität Ci und C, kann in verhältnismässig einfacher Weise der für die Heizung der Glüh- fäden der Ventile V und F erforderliche Heizstromtransformator Verwendung finden, wenn er als
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und Bg die Kapazität Cg (Fig. 1).
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist an die Spule D ein Aufladeapparat in der an sich bekannten Liebenow-Greinacher-Schaltungsanordnung mit den Ventilen Vu, va und mit den Kondensatoren Cg, 04 angeschlossen. In entsprechender Weise können alle bekannten Gleichrichterschaltungsanordnungen ausgeführt werden.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig, 4 ist die sekundärseitige Spule vermieden. Der Wechsel- spannungsgenerator bildet hier mit den Kapazitäten Cl und C2 und der Ventilröhre V2 die bekannte
Villard'sche Spannungs-Verdoppelungsschaltungsanordnung. Da die von dieser Schaltungsanordnung gelieferte Gleichspannung pulsiert, so muss für die Aufladung des Kondensators Cs noch ein weiteres
Ventil Va vorgeschaltet werden.
Statt einen kontinuierlichen hochfrequenten Wechselstrom zu verwenden, der, solange er fliesst, das Gitter negativ auflädt und nach dessen Abschalten die negative Gitterspannung durch einen Wider- stand abgeleitet wird, kann man auch durch einen einzelnen (hochfrequenten) Spannungsstoss das Gitter aufladen und durch einen andern entladen. In Fig. 5 bilden die Kondensatoren Cj, C und Ca und das
Ventil V1 eine der Villard-Schaltungsanordnung ähnliche Kombination. Geht von der Primärseite aus ein negativer Stromstoss in der Richtung C'i, Ca, 71, C2, so werden die Kondensatoren Cl, Ca und C2 aufgeladen, wobei durch den hochohmigen Widerstand W ein kleiner Nebenschlussstrom fliesst.
Ist der
Stromstoss abgeklungen, so ist der Kondensator Ca derart geladen, dass seine positive Seite mit der Kathode und seine negative Seite über den Widerstand W mit dem Gitter des Ventils V, verbunden ist. Das Gitter ist also negativ aufgeladen. Die Entladung des Gitters geht in der Weise vor sieh, dass ein negativer
Stromstoss über die (als Kondensatordurehführungen ausgebildeten) Heizstromtransformatoren C, C ;, Ce und die Ventile V4, Vs, VB des Röntgenapparates (in dem vorliegenden Fall ein Drehstromapparat mit Graetz'scher Gleichrichterschaltungsanordnung) und über die Kondensatoren Ca und Ci geleitet wird.
Dieser Stromstoss gelangt nur in dasjenige der Ventile V4, Vs, VB, das gerade stromdurehflossen ist, während bei den andern die entgegengesetzt gerichtete Spannung des Horhspannungstransformators T einen Stromübertritt verhindert.
Durch den eben beschriebenen Stromstoss wird der Kondensator Ce entladen und somit das Gitter- potential gleich dem Kathodenpotential. Die für die Aufladung des Gitters erforderlichen Gleich- spannungsstösse erhält man beispielsweise dadurch, dass ein Kondensator über einen stark gedämpften
Stromkreis entladen wird, während die Amplituden der nächstfolgenden Stromstösse sehr stark ab- geklungen sind.
In manchen Fällen können die Röntgenröhre und die ihr vorgeschaltete Ventilröhre miteinander vereinigt werden, also z. B. die Röntgenröhre ein Gitter zwischen Glühkalthode und Antikathode erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum kurzzeitigen Betrieb von Röntgenröhren mit einem mindestens ein Gitter aufweisenden Glühkathodensteuerventil, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerstrom ein (iiber ein
Ventil gleichgerichteter) Wechselstrom hoher Frequenz dient.