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Einrichtung zum Betrieb von Entladungsröhren mit Glühkathode, insbesondere Röntgenröhren.
Es sind Einrichtungen zum Betrieb von Röntgenröhren bekannt, bei denen aus Gründen der-
Vereinfachung und Verbilligung der Fabrikation der Hochspannungstransformator und der Heizstromtransformator für die Glühkathodenröntgenröhre einen gemeinsamen Eisenkern aufweisen, so dass beim Einschalten der Hochspannung gleichzeitig auch der Heizstrom eingeschaltet wird.
Bei diesen Einrichtungen ist durch die Höhe der Primärspannung des Hoehspannungstransformators sowohl die Höhe der Röhrenspannung als auch die Höhe der Heizspannung und damit die Temperatur des Glühfadens bestimmt. Um die Röhrenstromstärke zu steigern, muss man somit die Primärspannung des Hochspannungstransformators erhöhen, wodurch gleichzeitig die Sekundärspannung des Hochspannungstransformators, d. h. die Röhrenspannung, ansteigt. Allerdings steigt die Sekundärspannung wegen des Spannungsabfalles im Transformator weniger an als die Primärspannung.
Ein Zahlenbeispiel zeigt die Verhältnisse am deutlichsten. Bei einer Sekundärspannung des Hochspannungstransformators von 60 k V soll die am Glühfaden liegende sekundäre Heizspannung 6 Volt und der Röhrenstrom 5 mA betragen. Um eine Röhrenstromstärke von 50 ml zu erzielen, muss die Heizspannung von 6 Volt auf 9 Volt, d. h. um 50%. erhöht werden. Man muss also die Primärspannung des Hochspannungstransformators ebenfalls um 50% erhöhen.
Dadurch erhöht sich einerseits die sekundäre Heizspannung von 6 Volt auf 9 Volt und anderseits die sekundäre Hochspannung von 60 k V auf 90 kV. Da der Spannungsabfall im Transformator bei Steigerung der Röhrenstromstärke von 5 auf 50 mA ungefähr mit 15% der Anfangsspannung angesetzt werden kann, beträgt die Sekundärspannung des Hochspannungstransformators bei 50 m. Röhrenstrom 90-9 = 81 kV.
Im allgemeinen ist es erwünscht, dass die Röhrenspannung, d. h. die Sekundärspannung des Hochspannungstransformators, sieh nicht ändert, wenn die Röhrenstromstärke erhöht wird. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, den Spannungsabfall im Transformator absichtlich so zu erhöhen, dass er den Spannungsanstieg bei Erhöhung der Primärspannung und damit auch der Röhrenstromstärke eben ausgleicht. Eine solche absichtlich Verschlechterung des Transformators bringt aber noch den wesentlichen Nachteil mit sich, dass infolge des starken Spannungsabfalles im Transformator der Unterschied zwischen der belasteten und der unbelasteten Halbwelle in unerwünschter Weise stark vergrössert wird.
Ein annäherndes Konstantbleiben der Röhrenspannung bei Anstieg der Röhrenstromstärke lässt sich ohne Nachteil gemäss der Erfindung dadurch erzielen, dass mindestens in die eine der beiden Heizstromzuleitungen ein veränderlicher Widerstand von solcher Beschaffenheit eingeschaltet wird, dass sein Widerstandswert mit steigender Stromaufnahme abnimmt. Ein derartiger Widerstand, beispielsweise eine hochgesättigte Drosselspule, hat die Eigenschaft, dass er bei steigender Stromstärke immer ungefähr dieselbe Spannung aufnimmt, da sein Widerstandswert mit steigender Stromstärke abnimmt.
Die Wirkungsweise des Widerstandes wird an Hand des genannten Zahlenbeispiels und der Figur deutlich.
Der Hochspannungstransformator a mit der Primärwicklung b, der Sekundärwicklung c und der Heizstromwicklung d speist die Röntgenröhre e. In der einen Heizstromzuleitung zum Glühfaden fliegt
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fadens bei 5 nvl Röhrenstromstärke 6 Volt und bei 50 m. A. 9 Volt beträgt, so muss die Heizstromwicklung eine Spannung von 14 + 6 = 20 Volt bei 6 mol und 14 + 9 = 23 Volt bei 50 en. liefern. Die Erhöhung der Heizspannung und damit auch der Primärspannung des Hochspannungstransformators bei Anstieg der
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Hochspannungserzeugers die Röhrenspannung bei Erhöhung der Röhrenstromstärke praktisch konstant bleibt.
Falls es erwünscht ist, kann die Drosselspule g auch so bemessen werden, dass die Röhrenspannung bei Erhöhung der Röhrenstromstärke in geringem Masse ansteigt oder abfällt.
Da im allgemeinen die Röhrenspannung in der belasteten Halbwelle selbst annähernd konstant bleibt, ist die Erhöhung der Primärspannung des Hochspannungstranformators der Erhöhung der
Spannung an der Heizstromwieklung d unmittelbar proportional. Ein primärseitig eingebauter Spannung- messer kann somit unmittelbar in Milliampere geeicht werden. Da, wie aus dem angeführten Zahlenbeispiel hervorgeht, die Spannungsänderung nur etwa 15% beträgt, empfiehlt sich die Verwendung eines Mess- instrumentes mit unterdrücktem Nullpunkt.
Bei konstanter Röhrenspannung und einer bestimmten Röhrenstromstärke darf die Belastungsdauer der Röhre einen durch die Belastungsfähigkeit der Röhre bestimmten maximalen Wert nicht überschreiten. Diese maximal zulässige Belastungsdauer wird mit steigender Röhrenstromstärke kleiner.
Da bei der Einrichtung gemäss der Erfindung die Röhrenspannung annähernd konstant gehalten wird, so entspricht jedem Wert der Röhrenstromstärke eine zugehörige maximal zulässige Belastungsdauer.
Es ist deshalb zweckmässig, die Einrichtung so zu bauen, dass bei jedem Wert der Röhrenstromstärke die bei diesem Wert maximal zulässige Belastungsdauer am Zeitrelais eingestellt wird. Dies lässt sich in einfacher Weise dadurch erzielen, dass die Vorrichtung zur Regelung der Primärspannung des Hochspannungstransformators mit dem Zeitrelais mechanisch oder elektrisch in entsprechender Weise gekuppelt wird.
Bei einer Einrichtung mit mehreren Spannungsstufen schaltet man zweckmässigerweise bei Erhöhung oder Erniedrigung der Spannung einen Teil der Heizstromwicklung oder der Drosselspule ab bzw. zu ; gleichzeitig muss die in Milliampere geeichte Skala des Messinstrumentes, vorzugsweise zwangläufig. ausgewechselt werden.
In manchen Fällen kann die Anordnung eines Widerstandes gemäss der Erfindung auch bei solchen Einrichtungen vorteilhaft sein, bei denen der Hochspannungstransformator und der Heizstromtransformator voneinander getrennt angeordnet sind.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Einrichtung zum Betrieb von Entladungsröhren mit Glühkathode, insbesondere Röntgenröhren, bei welcher der Hochspannungstransformator und der Heizstromtransformator einen gemeinsamen Eisenkern aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in die eine der beiden Heizstromzuleitungen zur Glühkathode ein veränderlicher Widerstand von solcher Beschaffenheit eingeschaltet ist, dass sein Widerstandswert mit steigender Stromaufnahme abnimmt.