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Betriebseinrichtung für Röntgenröhren mit einer von einem Unterbrecher beeinflussten
Hochspannungsquelle.
Bei Betriebe von Röntgenröhren mit einer von einem Unterbrecher beeinflussten Hochspannungsquelle wird die bei Unterbrechung des in der Primräspule fliessenden Stromes in der Hochspannungsspule entstehende Öffnungsspannung der Röhre zugeführt, während die beim Schliessen des Primärstromkreises entstehende Schliessungsspannung von verkehrter Richtung möglichst herabgesetzt und von der Röhre ferngehalten wird. Der Unterbrecher hat demgemäss die Aufgabe zu erfüllen, den Primärstrom möglichst langsam ansteigen zu lassen und möglichst rasch auszuschalten. Bei Verwendung der üblichen Unterbrecherarten, insbesondere der Quecksilberunterbrecher, tritt die Funkenbildung bei Öffnen des Stromkreises störend in Erscheinung.
Gemäss der Erfindung wird eine vollkommen funkenlose Unterbrechung des Primärstromes und zugleich eine vereinfachte Betriebsweise dadurch erzielt, dass vor der Primärwicklung der Hochspannungsquelle eine Elektronenstrahlröhre angeordnet ist, deren zwischen Elektronenquelle- und Anode liegende Zwischenelektrode durch eine Schaltvorrichtung wechselweise solche Potentiale erhält, dass der Elektronenstrom zur Anode abwechselnd plötzlich unterbrochen und (zweckmässig langsam ansteigend) wiederhergestellt wird.
Die Ausführung kann dabei vorteihaft in der Weise erfolgen, dass zur Unterbrechung des Primärstromkreises der Hochspannungsquelle eine umlaufende Schaltvorrichtung verwendet wird, die den Teil eines als Spannungsteiler dienenden und an die Niederspannungsquelle angeschlossenen Widerstandes kurzschliesst, von dem das Potential für die Zwischenelektrode abgenommen wird.
Durch die Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. An Stelle der Öffnung eines Stromkreises, die ja infolge der Funken-und Lichtbogenbildung mit grossen Nachteilen sowohl hinsichtlich der Abnutzung des Unterbrechers wie auch hinsichtlich des erzielten zeitlichen Stromverlaufes im Primärkreis verbunden ist, tritt der zu keiner Funkenbildung Anlass gebende Stromschluss. Der Stromschliesser selbst braucht nur für sehr geringe Stromstärken und Spannungen bemessen zu werden, da er nur einen Widerstand kurzschliesst, dem ein sehr hoher Widerstand vorgeschaltet ist. Der Nutzstromkreis enthält ausser der Elektronenstrahlröhre und der Primärspule der Hochspannungsquelle keinerlei regelbare Widerstände, da die Stromstärke durch Ändern des Glühzustandes der Heizkathode oder durch Ändern des Potentials der Zwischenelektrode geregelt wird.
Ferner fallen die bei den bisherigen Unterbrecherarten unbedingt erforderlichen Kondensatoren parallel zur Unterbrechungsstelle und damit die-beim Durchschlagen auftretenden Missstände fort. Endlich lässt sich die Form der Stromkurve im Primärkreis weitgehend beherrschen. Man kann den Vorgang des langsamen Anschwellen und plötzlichen Abreissens durch einfache Regelung elektrischer Grössen in jeder gewünschten Weise erfolgen lassen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall des Betriebes der Einrichtung mit Gleichstrom schematisch dargestellt.
An das Gleichtromnetz n sind in Reihe die Primärspule p eines Induktors und die Elektronenstrahlröhre U geschaltet.'Die Röhre u besteht aus einem möglichst weitgehend
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entlüfteten Gefäss g mit zwei Hauptelektroden der Glühkathode k und der wassergekühlten
Anode a. Im Raum zwischen diesen beiden Elektroden k und a ist noch eine gitterförmige oder gelochte Zwischenelektrode z eingebaut. Die Anode a ist an dem einen Pol der Primär- spule p des Induktors i angeschlossenen und ein Pol der Glühkathode k an die Netzleitung n1.
Die Glühkathode k wird von dem Gleichstrom des Netzes n durchflossen, indem das nicht an das Netz angeschlossene Netz über einen hohen Vorschaltwiderstand w an die andere
Netzleitung na angelegt ist. Ferner sind parallel zur Röhre u und Primärspule p zwei
Widerstände wu, wu in Reihe geschaltet. An diese zusammenstossenden Widerstände ist die
Zwischenelektrode z dauernd angeschlossen. Gleichzeitig ist aber die Zwisehenelektrode z über einen umlaufenden Nadelschalter s mit der Netzleitung Mi bzw. mit dem Netzende des Widerstandes wl verbunden.
Der umlaufende Schalter s wird zweckmässig mit ver- änderbarer Stromschlussdauer ausgeführt, indem der Anschlusspunkt der Zwischenelektrode z auf dem Widerstand W1 verschiebbar ist, so dass der zwischen Glühkathode und Zwischen- elektrode z eingeschaltete Widerstand W1 veränderlich ist.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Ist der umlaufende Schalter s geöffnet, so hat die Gitter-oder Lochelektrode z ein bestimmtes Potential zwischen denen der Glühkathode k und der Anode a, das sich aus dem Verhältnis der Widerstände wl, M'a ergibt. Dies bedingt eine bestimmte Stromstärke im
Unterbrecher u. Schliesst sich nun der umlaufende Schalter s, so erhält das Gitter z das
Potential der Glühkathode k. Der Elektronenstrom zwischen dieser und der Anode a wird dadurch augenblicklich angehalten. Beim Umlaufen des Schalters s wiederholt sich dies Spiel ununterbrochen.. Durch Schliessen des Schalters s wird der Primärstromkreis unterbrochen, durch Öffnen des Schalters wird er geschlossen.
Das Verhältnis der Öffnungs-und Schliessungs-. zeiten lässt sich durch entsprechende Bemessung der Länge der Kontaktsegmente des Schalters s regeln. Es lässt sich auch die Einschaltung der Röhre u so verzögern, dass der Primärstrom nur verhältnismässig langsam ansteigt, z. B. dadurch, dass nicht plötzlich der gesamte
Widerstand wl an die Zwischenlektrode z gelegt wird. Den gleichen Zweck kann man auch erreichen, indem man den die Glühkathode k speisenden Heizstrom langsam anschwellen lässt.
Die während der vollständigen Unterbrechung des Schalters s in der Schaltröhre u herrschende Stromstärke lässt sich auch durch Regeln des Widerstandes w im Heizstromkreis beeinflussen.
Statt einer Elektronenstrahlröhre u kann man auch mehrere parallel schalten.
Die beschriebene Anordnung lässt sich ohne weiteres auch für den Betrieb mit Wechsel- strom verwenden. Hierzu ist nur erforderlich, dass der umlaufende Schalter von einem
Synchronmotor angetrieben wird.
Statt eines umlaufenden Schalters kann natürlich auch ein andersartigen, z. B. vibrierender
Schalter verwendet werden.
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