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Sicherheitssehaltung für RöntgenallinhmepM mit Drehitnodenrohren.
Röntgenröhren mit Drehanode sind meistens mit einem elektromagnetischen Stator versehen, der das Drehfeld zum Antrieb der Anode erzeugt. Da dieser Stator das Röhrengewicht erhöht, ist es vorteilhaft, ihn möglichst klein zu bemessen. Die Abmessungen können um so kleiner gehalten werden, je kurzer die Dauer der Belastung ist. Der Statorstrom, der die Drehanode antreibt, im folgenden kurz" Triebstrom" genannt, braucht nur so lange zu fliessen, dass eine Aufnahme bei voller Drehzahl der Anode gerade gemacht werden kann. Wenn der Triebstrom stets sofort nach der Aufnahme aus- geschaltet wird, so dass die unvermeidliche Erwärmung des Stators so kurz wie möglich dauert, kann 'man mit einem sehr kleinen Stator auskommen.
Dies wird erfindungsgemäss durch eine Sicherheitsschaltung ermöglicht. Bei dieser Schaltung wird der Triebstrom gleichzeitig mit dem Heizstrom der Kathode oder etwas später geschlossen und nach einer bestimmten Zeit selbsttätig wieder unterbrochen. Die Zeit, während der der Triebstrom eingeschaltet bleibt, muss ausreichen, um die Anode auf ihre volle Drehzahl kommen zu lassen und anschliessend daran eine Röntgenaufnahme zu machen.
Die Aufnahme darf nicht getätigt werden, bevor die Anode mit betriebsmässiger Geschwindigkeit rotiert. Darum enthält die Schaltung Mittel, welche ein zu frühes Einschalten des Anodenstromes (des Entladungsstromes der Röntgenröhre) verhindern. Es ist hiezu ein Hemmnis für das Fliessen des
Anodenstromes vorgesehen, das kurz nach dem Schliessen der Heiz-und Triebströme aufgehoben wird und vor dem Unterbrechen des Triebstromes oder gleichzeitig mit diesem wieder selbsttätig zustande- kommt.
Für die Verwirklichung dieser Sicherheitsschaltung gibt es mancherlei Möglichkeiten. Der
Triebstrom kann z. B. durch einen Zeitschalter bedient werden, der eine bestimmte Zeit nach seiner
Einschaltung selbsttätig geöffnet wird und auch zum Aufheben und Wiederherstellen des Hemmnisses für das Fliessen des Anodenstromes kann ein besonderes Relais konstruiert werden. Solehe Relais können gegebenenfalls mit Entladungsröhren, z. B. gasgefüllten Dreielektrodenröhren arbeiten. Die
Schaltung wird ganz einfach, wenn sie mit Quecksilberröhrenschaltern ausgestattet wird. Derartige
Schalter können so ausgeführt werden, dass sie mit einer vorherbestimmten Verzögerung ein-und ausschalten.
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 und 2 die Schaltschemen für zwei Ausführungsbeispiele der Sicherheitssehaltung nach der Erfindung.
In Fig. 1 sind fünf untereinander gekoppelte Schalter 1-5 vorgesehen. Diese können als an sich bekannte Queeksilberschaltröhren (wie z. B. in den Fig. 3 und 4 dargestellt) ausgebildet sein.
Im folgenden wird zwischen der Ruhestellung (Stellung vor der Betätigung) und der Arbeitsstellung (bei Durchführung einer Aufnahme) unterschieden.
Schalter 1 liegt im Primärkreis des Heizstromtransformators 6, der zum Speisen der Glühkathode 7 einer Röntgenröhre 8 dient.
Schalter 2 und. 3 liegen in Reihe. Sind sie beide geschlossen, so kann vom Wechselstromnetz 10 aus ein Strom zu einem Transformationsgerät 11 fliessen. Dieses Gerät liefert Drehstrom für den dreiphasig gewickelten Stator 12, der das Drehfeld zum Rotieren der Drehanode 9 erzeugt.
Schalter 4 und 5 liegen ebenfalls in Reihe. Über sie kann der Betätigungsstrom eines im Regelapparat 13 befindlichen Zeitrelais fliessen, das zum zeitweisen Inbetriebsetzen des Hochspannungstransformators 14 dient. Der Apparat J. 3 ist mit Mitteln zur Einstellung der Betriebsspannung und
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der Belichtungszeit versehen. Es können selbstverständlich zwischen dem Transformator 14 und der
Röhre 8 die gebräuchlichen Ventile vorgesehen sein.
Schalter 1 ist in der Ruhestellung geöffnet und ist so ausgeführt, dass er beim Übergang in die
Arbeitsstellung sofort den Strom zum Heiztransformator 6 schliesst und diesen beim umgekehrten
Vorgang sofort unterbricht.
Schalter 2 arbeitet auf gleiche Weise wie Schalter 1. Schalter 3 ist in der Ruhestellung geschlossen und wird beim Übergang zur Arbeitsstellung in seine Ausschaltstellung gebracht, unterbricht aber den durch Schalter. 2 geschlossenen Strom nicht sofort, sondern unter Einwirkung einer Verzögerung- einriehtung erst nach einer bestimmten Zeitspanne, z. B. fünfzehn Sekunden. Während dieser Zeit bleibt der Triebstrom eingeschaltet. Danach wird er unterbrochen, wodurch verhindert wird, dass sich der
Stator zu hoch erhitzt. Dieser kann somit klein gehalten werden. Schalter 4 ist in der Ruhestellung geöffnet, wird aber beim Übergang zur Arbeitsstellung nicht sofort, sondern mit einer gewissen Ver- zögerung geschlossen, die so gewählt wird, dass die Kathode 7 gerade richtig angeheizt ist, wenn die
Drehanode 9 ihren Anlauf beendet hat.
Diese Verzögerung kann beispielsweise eine Sekunde betragen.
Schalter 5 ist von demselben Typ wie Schalter. 3, ist also wie dieser in der Ruhestellung geschlossen und unterbricht den Strom des Zeitrelais 1 : ; mit einer Verzögerung, die ebenso gross wie die Verzögerung des Schalters 3 oder etwas kleiner ist.
Wenn die Schalter aus Quecksilberröhrchen bestehen, ist es am einfachsten, sie alle auf derselben Kippwelle 15 zu montieren. Diese Welle wird z. B. durch eine Magnetspule 16 bewegt. Eventuell kann man über den Schalter, der zum Schliessen des Stromes durch diese Spule dient, den Primärstrom des Transformators 6 fliessen lassen, so dass Schalter 1 weggelassen werden kann.
Der Schalter 4 kann die Form der in Fig. 3 dargestellten Quecksilberröhre besitzen. Beim Rechtskippen dieser Röhre fliesst das Quecksilber langsam aus dem Raume 17 durch das enge Röhrchen 18 in den Raum 19 hinein. Es dauert einige Zeit, bis der Quecksilberspiegel im Raume 19 so hoch gestiegen ist, dass er die beiden Kontakte 20 und 21 überdeckt. Die Schaltröhren können für beliebige Verzögerungen bemessen werden. Beim Kippen nach links fliesst das Quecksilber rasch aus dem Raume 19 durch die Tülle : 22 in den Raum 7'/zurück und wird die Verbindung der Kontakte sofort unterbrochen.
Die Schalter 3 und a können von einer Quecksilberröhre gebildet werden, welche die in Fig. 4 angegebene Form besitzt. Diese unterscheidet sich von der Röhre nach Fig. 3 durch die Anordnung der Kontakte. Die Kontakte 23 und 24 sind derart angeordnet, dass die Verbindung zustande kommt, sobald sich der Raum 17 mit Quecksilber füllt. Beim Rechtskippen erfolgt die Ausschaltung mit Ver- zögerung, da das Quecksilber einige Zeit braucht, um durch das enge Röhrchen 18 abzufliessen.
So lange die Schalter 4 und 5 beide geschlossen sind, kann durch einen mit Hilfe des Handschalters 27 eingeschalteten Hilfsstrom ein im Regelapparat. H befindlicher Betriebssehalter betätigt und hiedureh der Anodenstrom geschlossen werden. Damit der Bedienende weiss, wieviel Zeit ihm noch für die Aufnahme zur Verfügung steht, ist mit dem Arbeitsstromkreis des Zeitrelais eine elektrische Stoppuhr 28 verbunden, die auf Null steht, solange einer der beiden Schalter 4 und 5 den Strom unterbricht, und zu laufen anfängt, sobald diese Schalter beide geschlossen sind. Eine Glühlampe.' ? dient ferner als Anzeige dafür, dass die Schaltung betriebsbereit ist. Es können mit dieser Schaltung gezielte Aufnahmen gemacht werden. Z.
B. kann, wenn die Verzögerung der Schalter 3 und 5 zwanzig Sekunden und die des Schalters 4 zwei Sekunden beträgt, eine Aufnahme mit einer Belichtungszeit bis einer Sekunde noch siebzehn Sekunden nachdem die Lampe 29 zu glühen angefangen hat, gemacht werden.
Braucht man nicht einen für die Aufnahme geeigneten Augenblick abzuwarten, so kann der Schalter 27 schon vorher, z. B. gleichzeitig mit dem Schalter 30 zum Betätigen der Spule 16 geschlossen werden.
Die Aufnahme beginnt dann sofort nachdem im Schalter 4 die Verbindung zustande gekommen ist.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Ausführung der Schaltung nach Fig. 1. Es sind hier die Schalter 1,.' !
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des Triebstromes dient hier auch zum Ein-und Ausschalten des Heizstromes. In der Stellung I sind diese Ströme ausgeschaltet, in der Stellung II sind sie eingeschaltet. Im Heizstromkreis ist der Regelwiderstand 26 angegeben. Ferner dient zur Unterbrechung des Triebstromes der mit Verzögerung ausschaltende Schalter 3, der ausserdem auch-über den mit Verzögerung einschaltenden Schalter 4-
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Das Schaltgerät 25 kann eine dritte Stellung III einnehmen für die Durchleuchtung. Eine direkte Verbindung. 32 vom unteren Netzpol zum Regelapparat 13 macht die Einschaltung des Anodenstromes während einer beliebig langen Zeit möglich. Der Glühstrom wird über einen Begrenzungund Regelwiderstand 31 geschlossen. Gegebenenfalls kann eine weitere Verbindung 83 mit Begrenzungwiderstand 34 vorgesehen werden, um die Anode 9 bei der Durchleuchtung in langsamer Drehung m halten, wobei der Stator nur mit einer für den Dauerbetrieb zulässigen Energie belastet wird.
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