-
Einrichtung zum Schutze von Röntgenröhren gegen Uberlastung Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Schutze von Röntgenröhren gegen Überlastung.
-
Bei derartigen Einrichtungen ist es bekannt, nach Einstellung einer
der drei Betriebsgrößen Röhrenspannung U, Röhrenstrom I und Belastungszeit
t die Einstellung der anderen beiden Größen außerhalb eines eine Überlastung
ausschließenden Bereiches durch mechanische Mittel erkennbar oder unmöglich zu machen.
Bei diesen bekannten Einrichtungen ist ein umfangreiches und kompliziertes mechanisches
Verstellsystem erforderlich, um eine Überlastung anzuzeigen bzw. zu vermeiden.
-
Demgegenüber besteht die Überlastungsschutzeinrichtung gemäß der Erfindung
aus einer Wheatstoneschen Widerstandsbrücke, von deren Widerständen drei entsprechend
der veränderbaren Einstellung von Röhrenstrom bzw. Röhrenspannung bzw. Belastungszeit
veränderbar sind, wobei eine Stromrichtungsumkehr im Nullzweig der Brücke zur Anzeige
und/oder Verhinderung der Überlastung benutzt ist. Zur Abschaltung der Röntgenröhre
kann in den Brückennullzweig ein polarisiertes Relais oder ein nicht polarisiertes
Relais in Reihe mit einem Gleichrichter eingeschaltet sein.
-
Bekanntlich läßt sich die Grenzbelastung einer Röntgenröhre in ein
räumliches Koordinatensystem, in dem auf jeder Koordinatenachse je eine der drei
Betriebsgrößen aufgetragen ist, als Belastungsfläche einzeichnen, die erfahrungsgemäß
mathematisch als Produkt dreier je von einer Betriebsgröße abhängiger monotoner
Funktionen f (U) # g (I) # h (t) = const, darstellbar ist.
Für die Brückenwiderstände läßt sich daher auf Grund einfacher Überlegungen folgende
Regel angeben: Zwei in der Brücke einander gegenüberliegende Widerstände müssen
je für sich umgekehrt proportional je einer der Funktionen g (I) bzw.
h (t) und der dritte proportional der Funktion f (U)
gesteuert werden,
während der vierte in Abhängigkeit voti einem Quotienten zu wählen ist, der im Zähler
aus dem Produkt der Proportionalitätskonstanten der dem Röhrenstrom und der Belastungszeit
zugeordneten Brückenwiderstände und im Nenner aus dem Produkt der Flächenkonstante
(const) und der Proportionalitätskonstanten des der Röhrenspannung zugeordneten
Widerstandes besteht, wie nachfolgend noch an Hand von in der Zeichnung als Schaltbilder
dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert ist.
-
In der Fig.1 sind mit 1 und 2 die beiden Pole einer Gleichspannungsquelle,
mit 3 ein polarisiertes Relais und mit 4, 5, 6 und 7 vier veränderbare Ohmsche Widerstände
in Wheatstonescher Brückenschaltung bezeichnet. Von diesen Widerständen ist der
Widerstand 4 gemäß dem Ausdruck ß/g (I) mit der Regelvorrichtung für den
Röhrenstrom 1, der Widerstand 5 entsprechend dem Ausdruck a - f (U) mit der
Regelvorrichtung für die Röhrenspannung U, der Widerstand 6 gemäß dem Ausdruck y/h
(t) mit der Regelvorrichtung für die Belastungszeit (t) veränderbar, während
der Widerstand 7 mit dem Wert (ß # y)/ (a - const) zum Abgleich der Brücke dient;
wobei a, ß, y die Proportional,i.tätskonstanten der einzelnen Widerstände
und const die Belastungsflächenkonstante bedeutet. Die Brücke ist so justiert, daß
sie an der Belastungsgrenze abgeglichen ist, die Punkte 8 und 9 also gleiches Potential
aufweisen. Das Abweichen von der Belastungsgrenze führt zur Aufhebung des Brückengleichgewichtes,
so daß ein Potentialunterschied zwischen 8 und 9 besteht, der einen Stromfluß durch
das polarisierte Relais 3 hervorruft. Beim Überschreiten der Belastungsgrenze ist
das Potential bei 9 höher als bei 8, und demzufolge fließt ein elektrischer Strom
von 9 nach 8, und das Relais 3 wird betätigt. Durch das Ansprechen des Relais 3
wird, wie nicht näher dargestellt, die Speisestromquelle für die Röntgenröhre abgeschaltet
und/ oder ein optisches oder akustisches Signal gegeben. Sind die Betriebswerte
kleiner als die zulässigen Betriebswerte gewählt, so weist umgekehrt 8 ein höheres
Potential als 9 auf, und der Strom fließt von 8 nach 9, ohne das Relais 3 zu betätigen.
-
Bei Röntgenapparaten, bei denen gleichzeitig mit einem Wähler zwei
der drei Betriebsgrößen gemeinsam eingestellt werden, z. B. Wähler für das Milliampere-Sekundenprodukt
(mAs) oder für die Röhrenleistung (kW) vorgesehen sind, brauchen nur zwei mit den
Regelvorrichtungen für die entsprechenden Betriebsgrößen
gekuppelte
Widerstände vorhanden sein. Die anderen beiden Widerstände der Brücke werden dann
zur Eichung verwendet. Sie können auch zu einem einzigen Eichwiderstand vereinigt
sein.
-
Sind bei einem Röntgenapparat nur je ein Wähler für das mAs-Produkt
und die Röhrenspannung vorhanden, so ist der Widerstand 4 mit dem mAs-Wähler und
der Widerstand 5 mit dem Röhrenspannungswähler ,gekuppelt, und die Widerstände 6
und 7 stellen zwei Eichwiderstände dar.
-
Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit 10 und
11 die beiden Pole einer Gleichspannungsquelle, mit 12 ein polarisiertes Relais
bezeichnet. Zwei Widerstände der Brücke sind zu einem Eichwiderstand 13 vereinigt.
Der Widerstand 14 ist hierbei mit dem Röhrenleistungswähler und der Widerstand
15 mit dem Belastungszeitwähler gekuppelt. Besitzt ein Röntgenapparat mehrere
Arbeitsplätze, so hat der Eichwiderstand eine der Anzahl der Arbeitsplätze entsprechende
Anzahl von fest einstellbaren Werten, die, um die Widerstandsbrücke den unterschiedlichen
Belastungsgrenzen der verschiedenen Röntgenröhren anpassen zu können, mit dem Arbeitsplatzwähler
einstellbar sind.