Vorrichtung zum Untersuchen von Stoffen mit Hilfe von Röntgenstrahlen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung zum Untersuchen von Stoffen mit Hilfe von Röntgenstrahlen.
Zum Untersuchen von Stoffen, zum Bei spiel bezüglich der Struktur von Kristallen, werden oft Röntgenstrahlen benutzt. Werden kristallinische Stoffe von Röntgenstrahlen einer bestimmten Wellenlänge getroffen, so werden diese Strahlen zurückgeworfen auf eine Weise, die von dem Bau der Kristalle abhängig ist. Man kann diese zurückgewor fenen Strahlen auf einer photographisch emp findlichen Platte auffangen und,das auf ihr gebildete Bild entwickeln. Aus diesem Bild kann man sich dann eine Vorstellung über die Struktur der Kristalle des untersuchten Stoffes bilden.
Die für diese Untersuchung verwendeten ,Einrichtungen sind naturgemäss sehr verwickelt.,Sie umfassen eine oder meh rere Röntgenröhren und einen oder mehrere Apparate zur Herstellung von photogra phischen Aufnahmen. Das Ganze ist in einem metallenen Kasten enthalten, dessen Wände keine Röntgenstrahlen durchlassen und zum Beispiel aus Blei hergestellt sind, um den Austritt von Röntgenstrahlen zu verhindern. Ausserhalb dieses Kastens sind in der Regel ein Transformator zum Liefern der erforderlichen Hochspannung und eine Kühlvorrichtung zur Ableitung der beim Betrieb entwickelten Wärme angeordnet.
Oft ist ferner eine Pumpeinrichtung vorhanden, -die zum Aufrechterhalten eines genügend hohen Vakuums in der Röhre oder den Röh ren dient. Die. photographischen Apparate sind bei einer solchen Anlage während des Betriebes unzugänglich, sofern man nicht, um sie bedienen zu können, -den Kasten öffnet. Es besteht daher bei den eben be schriebenen Vorrichtungen die Gefahr, daf unter Hochspannung stehende Leiter be rührt werden.
Die Vorrichtung zum Untersuchen von Stoffen mit Hilfe von Röntgenstrahlen ge mäss der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, .d:ass sich innerhalb einer während, des Betriebes zu erdenden metallenen Hülle eine Röntgenröhre befindet, deren Aussenwand ei nen gegen beide Elektroden isolierten metalle- nen'Teil hat, der,den Antikathodenspiegel um schliesst und mit der metallenen Hülle der Vorrichtung mechanisch und elektrisch ver bunden ist, welche Hülle zugleich einen Transformator umschliesst,
der -die erforder liche Hochspannung für die Röhre liefert.
Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass an der metallenen Hülle mindestens ein Apparat zur Herstellung von röntgen photographischen Aufnahmen, zweckmässig beweglich, befestigbar ist.
Die Vorrichtung kann ferner einen elek trischen Motor mit Ventilator enthalten, mit- telst dessen die Ableitung der beim Betrieb in der Antikathode entwickelten Wärme er leichtert werden kann.
Die Röntgenröhre, die sich zum Gebrauch in einer Vorrichtung gemäss der Erfindung eignet, besitzt eine Aussenwand, die einen gegen beide Elektroden isolierten metallenen Teil hat, der den Antikathodenspiegel um schliesst und mit mindestens zwei - Fenstern versehen sind, die Röntgenstrahlen durch lassen.
Die Zeichnung veranschaulicht einen lot rechten Schnitt einer leicht transportablen Vorrichtung zur Untersuchung von Stoffen mit Hilfe von Röntgenstrahlen, welche ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes bildet. Die abgebildete Vorrichtung gewährt Schutz vor unerwünschtem Röntgen- strahlenaustritt und ist derart ausgestaltet, dass die Gefahr, dass unter Hochspannung stehende Teile während des Betriebes der Röhre berührt werden, ausgeschlossen ist.
Sie enthält Apparate zur Herstellung der photographischen Aufnahmen, welche fort während zugänglich sind und arbeitet mit einer permanentgeschlossenen Röntgenröhre, bei deren Betrieb demnach keine Pumpvor- richtung verwendet wird.
In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Röntgenröhre, deren Aussenwand einen gegen beide Elektroden der Röhre isolierten metal lenen Teil 2 hat, der imstande ist, die von der Antikathode ausgehenden Röntgen strahlen zu absorbieren, und mit mehreren Fenstern 3 aus einem Röntgenstrahlen durch lassenden .Stoff versehen ist. Die gläsernen Teile 4 und 5 der Röntgenröhre sind von einer metallenen Hülle umgeben, :die aus den Teilen 6 und 7 besteht, deren Ränder 8 und 9 an den metallenen Teil 2 der Röntgenröhre anschliessen, so dass letzterer eine Fortsetzung der metallenen Aussenwand der Vorrichtung bildet. Zur Erleichterung einer festen, me chanischen Verbindung können die metal lenen Hüllen 6 und 7 an die Röhrenwand geschraubt sein.
Durch diese Einrichtung wird. erzielt, dass .die Gefahr einer Berührung von Teilen, die während des Betriebes unter hoher Spannung stehen, beseitigt ist, wäh rend es möglich ist, die Apparate zum Her stellen von Röntgenphotographien ausserhalb .der Vorrichtung und dennoch in der unmittel baren Nähe,der Röhre anzuordnen. Zwei von diesen photographischen Apparaten 10 und 11 sind in. der Zeichnung dargestellt. Es können Kameras nach dem System Debye und S'eherrer oder Bohlin oder andere ge eignete Apparate sein.
Zweckmässig sind sie an der Aussenwand der Vorrichtung beweglich befestigt. Bei der in der Zeichnung dargestell ten Befestigungsweise können .die Kameras, nachdem sie ein wenig a.ngehobenworden sind, nach aussen umgeklappt werden. Ausser der Röntgenröhre enthält die Vorrichtung einen Transformator 12, der ganz unten gleichfalls innerhalb der metallenen Hülle .angeordnet ist und .durch sein Gewicht verhütet, dass das Ganze umkippt.
Dieser Transformator, der zum Liefern der für den Betrieb erforder lichen Hochspannung dient, ist zweckmässig ganz von Öl umgeben, Eine Platte 13 aus isolierendem .Stoff schliesst den :Raum, in dem sich der Transformator befindet, oben ab. Die Primärwicklung des Transformators kann mit Hilfe eines Satzes von Kontakt stiften 14 über eine Schnur 15 an eine Weehselstrom@quelle angeschlossen werden. Die sekundären Pole ides Transformators sind mit Kontakten 16 und 17 verbunden.
Anden Kontakt 17, der zweipolig ist, ist der Glühfaden angeschlossen, während der Kon takt<B>1.6</B> über ein äusseres Kabel 18 .mit der Antikathode verbunden ist. Der Zuführungs leiter 19 hat zwecks Erzielung :einer guten Wärmeableitung einen grossen Durchmesser. Das Kabel 18 ist von einer metallenen Hülle umgeben, die, mit der Aussenwand der Vor richtung in elektrischer Verbindung steht. An .dieser Aussenwand kann mittelst der Klemme 20 eine Erdverbindung befestigt werden, so dass die Wand -der Vorrichtung, sowie die metallene Hülle -des Kabels 18 Erdpotential besitzen und somit ohne irgend welche Gefahr berührt werden können.
Das Kabel kann an der Vorrichtung gemäss der in der Patentschrift zum Patent Nr. 135591 beschriebenen Weise befestigt sein, so dass der Speisestrom des Transformators nicht fliessen kann, bevor das Kabel mit seinen beiden Enden an die Vorrichtung angeschlos sen worden ist, was zur Sicherheit des Be dienungspersonals wesentlich beiträgt. Zur Förderung der Ableitung der beim Betrieb in der Antikathode entwickelten Wärme ist oben an der Vorrichtung ein Elektromotor ?1 mit Ventilator vorgesehen. Auch andere Kühlvorrichtungen können bei der beschrie benen Vorrichtung angewendet werden. So kann zum Beispiel der über den Teil 4 hinausragende Teil des Stromzuführungs- leiters 19 sich in Öl befinden und dieses <B>01</B> durch Wasser gekühlt werden.
Man kann zu diesem Zweck idie Röhre 1 mit der Anti kathode nach unten gerichtet in die Vorrich tung einsetzen, so da.ss sich der Stromzufüh- rungsleiter 19 in demselben Ölraum befindet, wie der Transformator.
Da. die Hauptteile der Vorrichtung von einer einzigen Hülle beschränkter Ab messungen eingeschlossen werden, lässt sich die ganze Vorrichtung leicht versetzen und kann sie in einfacher Weise zum Beispiel auf einen Tisch gestellt werden. Mittelst Handgriffen 22, deren einer in gestrichelten Linien angegeben ist, kann die Vorrichtung transportiert werden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Einrichtung derart, dass die Röntgen- röhre leicht durch eine andere ersetzt wer den kann, was besonders vorteilhaft ist, wenn verschiedene Aufnahmen mit verschie denen Frequenzen, bezw. verschiedenem Antikathodenmaterial gemacht werden sol len. Wenn man eine in der Wandung vor gesehene Klappe 28 öffnet, kann man den Kontakt 17 erreichen und die Verbindung von der Glühkathode mit der Sekundär wicklung des Transformators aufheben. Wenn, wie dargestellt, mit der Klappe 23 eine Kontaktvorrichtung 24 verbunden ist, die dafür sorgt, dass der primäre Stromkreis des Transformators unterbrochen bleibt, so lange die Klappe geöffnet ist, können die Kontakte 16 und 17 so lange sie unter Span nung stehen, nicht berührt werden.
Bei ge öffneter Klappe 23 kann das Kabel an der obern Seite und gegebenenfalls die elek trische Verbindung des Ventilatormotors ge löst werden, worauf der obere Teil 6 der metallenen Hülle abgenommen werden kann. Man kann jetzt die Röntgenröhre aus der Vorrichtung herausnehmen und durch eine andere ersetzen. Die Vorrichtung kann -dann wieder in umgekehrter Reihenfolge der Vor gänge zusammengesetzt werden, worauf sie wieder zum Gebrauch fertig ist.
Die Röhren für eine Vorrichtung gemäss der Erfindung können mit Röntgenstrahlen durchlassenden Fenstern, zum Beispiel aus Lindemanglas, versehen sein, die nicht porös sind und aus denen während des Betriebes praktisch keine Gase frei werden. Bei Ver wendung von Röhren mit Glühkathode, bei welchen man derartige Vorkehrungen gegen Verschlechterung des Vakuums getroffen hat, ist der Anschluss der Röhren an eine Pumpeinrichtung entbehrlich.
Device for examining substances with the aid of X-rays. The invention relates to a device for examining substances with the aid of X-rays.
X-rays are often used to examine substances, for example with regard to the structure of crystals. If crystalline materials are hit by X-rays of a certain wavelength, these rays are reflected back in a way that depends on the structure of the crystals. These reflected rays can be collected on a photographically sensitive plate and the image formed on it can be developed. From this picture one can then form an idea of the structure of the crystals of the substance being examined.
The facilities used for this investigation are naturally very complex. They include one or more X-ray tubes and one or more apparatus for producing photographic recordings. The whole thing is contained in a metal box, the walls of which do not let X-rays through and are made, for example, of lead to prevent the escape of X-rays. A transformer to supply the required high voltage and a cooling device to dissipate the heat developed during operation are usually arranged outside this box.
Often there is also a pumping device which serves to maintain a sufficiently high vacuum in the tube or tubes. The. Photographic apparatus are inaccessible during operation in such a system unless the box is opened in order to be able to operate them. There is therefore the danger with the devices just described that high-voltage conductors will be touched.
The device for examining substances with the aid of X-rays according to the invention is characterized in that there is an X-ray tube inside a metal shell that is to be earthed during operation, the outer wall of which is a metal insulated from both electrodes. Has part that encloses the anticathode mirror and is mechanically and electrically connected to the metal shell of the device, which shell also encloses a transformer,
which supplies the required high voltage for the tube.
The device can be set up in such a way that at least one apparatus for the production of X-ray photographic recordings, expediently movable, can be attached to the metal shell.
The device can also contain an electric motor with a fan, by means of which the dissipation of the heat developed in the anticathode during operation can be facilitated.
The X-ray tube, which is suitable for use in a device according to the invention, has an outer wall which has a metal part which is insulated from both electrodes and which encloses the anticathode mirror and is provided with at least two windows that allow X-rays to pass through.
The drawing illustrates a perpendicular right section of an easily transportable device for examining substances with the aid of X-rays, which forms an embodiment of the subject matter of the invention. The device shown provides protection against undesired X-ray radiation and is designed in such a way that the risk of parts under high voltage being touched during operation of the tube is excluded.
It contains apparatus for the production of the photographic recordings, which are continuously accessible and works with a permanently closed X-ray tube, which means that no pumping device is used during operation.
In the drawing, 1 denotes an X-ray tube, the outer wall of which has a metal lenen part 2, which is insulated from both electrodes of the tube and which is able to absorb the X-rays emanating from the anticathode, and is provided with several windows 3 from an X-ray through lassenden .Stoff is. The glass parts 4 and 5 of the X-ray tube are surrounded by a metal shell, consisting of parts 6 and 7, the edges 8 and 9 of which adjoin the metal part 2 of the X-ray tube, so that the latter forms a continuation of the metal outer wall of the device . To facilitate a firm, mechanical connection, the metal sleeves 6 and 7 can be screwed to the tube wall.
Through this facility will. achieved that .the risk of touching parts that are under high voltage during operation, is eliminated, while it is possible to use the apparatus for making X-ray photographs outside .der the device and yet in the immediate vicinity, the tube to arrange. Two of these photographic apparatuses 10 and 11 are shown in the drawing. It can be cameras based on the Debye and S'eherrer or Bohlin system or other suitable devices.
They are expediently movably attached to the outer wall of the device. With the fastening method shown in the drawing, the cameras can be folded outwards after they have been lifted a little. In addition to the X-ray tube, the device contains a transformer 12, which is also located at the bottom within the metal shell and, due to its weight, prevents the whole thing from tipping over.
This transformer, which is used to supply the high voltage required for operation, is expediently completely surrounded by oil, a plate 13 made of insulating .Stoff closes the: space in which the transformer is located at the top. The primary winding of the transformer can be connected to a Weehselstrom @ source using a set of contact pins 14 via a cord 15. The secondary poles of the transformer are connected to contacts 16 and 17.
The filament is connected to the contact 17, which has two poles, while the contact <B> 1.6 </B> is connected to the anticathode via an external cable 18. The feed conductor 19 has a large diameter for the purpose of achieving: good heat dissipation. The cable 18 is surrounded by a metal sheath which is in electrical communication with the outer wall of the device. An earth connection can be attached to this outer wall by means of the clamp 20, so that the wall of the device and the metal sheath of the cable 18 have earth potential and can thus be touched without any danger.
The cable can be attached to the device according to the manner described in the patent specification for patent no. 135591, so that the feed current of the transformer cannot flow before the cable has been connected to the device with both ends, which for the safety of the Operating personnel makes a significant contribution. To promote the dissipation of the heat developed in the anticathode during operation, an electric motor? 1 with a fan is provided at the top of the device. Other cooling devices can also be used in the device described. For example, the part of the power supply conductor 19 protruding beyond the part 4 can be in oil and this <B> 01 </B> can be cooled by water.
For this purpose, the tube 1 can be inserted into the device with the anti-cathode pointing downwards, so that the power supply conductor 19 is located in the same oil space as the transformer.
There. The main parts of the device are enclosed by a single envelope of limited dimensions, the whole device can be easily moved and it can be easily placed on a table, for example. The device can be transported by means of handles 22, one of which is indicated in dashed lines.
As can be seen from the drawing, the device is such that the X-ray tube can easily be replaced by another, which is particularly advantageous when different recordings with different frequencies, respectively. different anti-cathode material should be made. If you open a flap 28 seen in the wall before, you can reach the contact 17 and cancel the connection of the hot cathode with the secondary winding of the transformer. If, as shown, a contact device 24 is connected to the flap 23, which ensures that the primary circuit of the transformer remains interrupted as long as the flap is open, the contacts 16 and 17 cannot as long as they are under voltage be touched.
When the flap 23 is opened, the cable on the upper side and, if necessary, the electrical connection of the fan motor can be solved, whereupon the upper part 6 of the metal shell can be removed. You can now remove the X-ray tube from the device and replace it with another. The device can then be reassembled in the reverse order of the operations, whereupon it is ready for use again.
The tubes for a device according to the invention can be provided with X-ray permeable windows, for example made of Lindemang glass, which are non-porous and from which practically no gases are released during operation. When using tubes with a hot cathode, in which such precautions have been taken against deterioration of the vacuum, the connection of the tubes to a pumping device is unnecessary.