-
Röntgenapparat mit einer Röhrenstromeinstellvorrichtung Die Erfindung
betrifft einen Röntgenapparat mit einer Röhrenstromeinstellvorrichtung und hat eine
einfache Abstimmung der Röhrenstromregelvorrichtung auf die jeweilig in den Apparat
eingebaute Röhre zum Ziel. Der Abgleich der Stromeinstellvorrichtung läßt sich nämlich
nicht bereits bei der Herstellung des Röntgenapparates allein im Hinblick auf die
in diesem Apparat einheitlich verwendete Röhrentype vornehmen, weil die die Abhängigkeit
des Röhrenstromes von der angelegten Röhrenheizspannung wiedergebenden Emissionskurven
verschiedener Röhren der gleichen Type voneinander abweichen. Der endgültige Abgleich
der Stromeinstellvorrichtung soll auf möglichst einfache Weise und ohne großen Zeitaufwand
durchführbar sein, da er in der Regel, z. B. beim Auswechseln einer Röhre, am Aufstellungsort
des Apparates vorgenommen werden muß.
-
Die Erfindung geht davon aus, daß sich die Emissionskurven verschiedener
Röntgenröhren der gleichen Type im allgemeinen nur durch ihre Absolutwerte, dagegen
nur unwesentlich in ihrer grundsätzlichen Gestalt unterscheiden. Hat man es daher
erreicht, daß die Stromeinstellvorrichtung für eine beliebige Röhre einer bestimmten
Röhrentype angepaßt ist, d. h. daß die erzielten Röhrenstromwerte mit den jeweils
zugeordneten Werten der Einstellskala übereinstimmen, so genügt es, zur Anpassung
der Stromeinstellvorrichtung an eine Röhre bzw. an eine Glühkathode mit anderer
Emissionskurve jeweils bei zwei Punkten der Einstellskala, z. B. den beiden Endpunkten,
eine exakte Übereinstimmung zwischen eingestellten Skalenwerten und gemessenen Röhrenstromwerten
zu erzielen. Die Abweichungen bei den anderen Skalenwerten halten sich dann wegen
des mit der Eichröhre nahezu übereinstimmenden grundsätzlichen Verlaufs der Emissionskurve
in erträglichen Grenzen.
-
Erfindungsgemäß läßt sich eine einfache Abstimmung der Röhrenstromeinstellvorrichtung
auf die jeweils in den Röntgenapparat eingebaute Röntgenröhre dadurch erreichen,
daß dem mit der Röhrenstromeinstellung veränderbaren Regelwiderstand ein einstellbarer
Vorwiderstand und ein einstellbarer Parallelwiderstand zugeordnet sind.
-
Es ist zwar bereits bekannt, die Röhrenstromeinstellvorrichtung eines
Röntgenapparates in der Weise an die Charakteristik einer Röntgenröhre anzupassen,
daß in jeder Endstellung eines betriebsmäßig an Hand einer Skala einstellbaren Regelwiderstandes
einer von zwei Eichwiderständen auf den der jeweiligen Endstellung entsprechenden
Betriebswert abgeglichen wird. Dieses bekannte Verfahren hat aber den Nachteil,
daß sich der mit dem einen Eichwiderstand eingestellte Betriebswert beim Abgleich
des zweiten Eichwiderstandes wieder ändert, so daß der erste Eichwiderstand dann
nochmals nachgestellt werden muß. Die abermalige Änderung dieses ersten Eichwiderstandes
ändert dann wieder den mit dem zweiten Eichwiderstand abgeglichenen Betriebswert
usf., so daß man sich auf diese Weise den exakten Einstellungen nur asymptotisch
nähern kann. Bei der Eichung der erfindungsgemäßen Anordnung ist dagegen der Parallelwiderstand
für den Röntgenröhrenstrom nicht vrirksam, wenn der betriebsmäßig regelbare Widerstand
auf Null herabgeregelt ist. Stellt man in dieser Stellung den Vorwiderstand entsprechend
dem maximalen Röhrenstrom ein, so ändert sich die für diesen Stromwert erzielte
Abstimmung der Einstellvorrichtung beim nachträglichen Verändern des Parallelwiderstandes
nicht mehr.
-
Die oben angestellten Überlegungen bezüglich der Emissionskurven verschiedener
Röhren der gleichen Type gelten bei handelsüblichen Röntgenröhren auch noch für
die Emissionskurven zweier verschiedener Röhren oder der beiden Glühkathoden einer
Doppelfokusröhre. Auch hier genügt es für eine praktisch brauchbare Stromeinstellvorrichtung,
wenn die Regelkurve mit nur zwei Punkten der Emissionskurve exakt übereinstimmt.
Um auch bei einem Röntgenapparat mit mehreren wahlweise anschaltbaren Röntgenröhren
bzw. Glühkathoden die vorbeschriebene Einstellvorrichtung benutzen zu können, ist
beim Gegenstand der Erfindung eine entsprechende Anzahl von einstellbaren Anzapfungen
für die beiden einstellbaren Widerstände (Vor- und Parallelwiderstand) vorzusehen,
die mit der Umschaltung des Röntgenapparates auf die zugeordnete Röhre bzw. Glühkathode
in den Heizkreis einschaltbar sind.
-
Die Röhrenstromstärke einer Röntgenröhre ist nicht eindeutig durch
die Heizstromstärke bestimmt, sondern sie steigt außerdem noch mit der Röhrenspannung
an. Zur Kompensation dieses Effektes, der auf den sogenannten Durchgriff der Röntgenröhre
zurückzuführen ist, ist es bekannt, in den Heizkreis der Röntgenröhre einen entsprechend
den Änderungen der Röhrenspannung
veränderbaren Widerstand einzuschalten.
Die Steuerung dieses Kompensationswiderstandes erfolgt dabei durch eine mit dem
Hochspannungsregler gekuppelte Regelvorrichtung. Es ist ferner bekannt, bei einem
Röntgenapparat mit mehreren wahlweise anschaltbaren Röntgenröhren mit dem Wechsel
einer Röhre auch den wirksamen Kompensationswiderstand zu verändern, indem das Übersetzungsverhältnis
eines Übertragers geändert wird, durch den der Kompensationswiderstand in den Heizkreis
eingekoppelt ist.
-
Für die Regelvorrichtung nach der Erfindung wird eine konstruktiv
sehr einfache und dabei ausreichend genau arbeitende Durchgriffskompensationsvorrichtung
vorgeschlagen, die darin besteht, daß in den Heizkreis ein mit der Hochspannungseinstellvorrichtung
veränderbarer Widerstand mit einem für Justierzwecke einstellbaren und mit der Röhren-
bzw. Glühkathodenumschaltung veränderbaren Parallelwiderstand eingeschaltet ist.
Die elektrischen Eigenschaften dieser Schaltungsanordnung, die auch unabhängig von
der beschriebenen Stromeinstellvorrichtung benutzt werden kann, sollen an Hand der
Fig. 1 und 2 erläutert werden.
-
In der Fig. 1 ist die aus dem mit der Röhrenspannung veränderbaren
Widerstand 1 und denn Parallelwiderstand 2 bestehende Kompensationsschaltung dargestellt.
Der elektrische Widerstand der Kombination beträgt
worin r1 und Y2 die Widerstandswerte der Widerstände 1 und 2 darstellen und X den
Bruchteil des jeweils wirksamen Widerstandswertes des Widerstandes 1 bedeutet. Führt
man noch für das Verhältnis den Ausdruck K ein, so beträgt der Gesamtwiderstand
der Kombination den Wert
. Die Funktion ist in
der Fig. 2 für verschiedene Werte von
dargestellt. Man erkennt daraus, daß sich nur für einen unendlich großen Parallelwiderstandswert
bei linearer Änderung des Widerstandes 1 eine lineare Änderung des Gesamtwiderstandes
erzielen läßt. Für endliche Werte von r1 und r2 nimmt der Gesamtwiderstand bei Vergrößerung
von r1 zunehmend schwächer zu, und zwar um so schwächer, je kleiner der den absoluten
Regelbereich bestimmende Parallelwiderstand 2 ist. Eine derartige Regelcharakteristik
ist für die Kompensation des Durchgriffs geeignet. Je größer der Durchgriff, desto
größer ist die erforderliche Korrektur, desto größer ist auch der auszuregelnde
Widerstandswert und um so linearer soll der Regelverlauf in Abhängigkeit von der
Hochspannungseinstellung sein.
-
In der Fig.3 ist die Schaltungsanordnung eines Röntgenapparates mit
den Merkmalen der Erfindung dargestellt. Die Röntgenröhre 3 erhält von einem Vortransformator
4 über einen Hochspannungstransformators eine durch den Schalter 6 veränderbare
Röhrenspannung zugeführt. Als Spannungsquellen für die beiden Glühkathoden der Röntgenröhre
(Doppelfokusröhre) 3 dienen die Heiztransformatoren 7 und 8, deren Primärspulen
durch den Schalter 9 wahlweise an einen Spannungskonstanthalter 10 anschaltbar sind.
In der für beide Heizkreise gemeinsamen Stromzuführungsleitung ist die aus den Bauteilen
11 bis 21 bestehende Stromeinstellvorrichtung und die aus den Bauteilen 22 bis 26
bestehende Durchgriffskompensationsvorrichtung angeordnet. Die Einstellung des Röhrenheizstromes
erfolgt an Hand einer Skala 11 durch Kurzschließen eines mehr oder weniger großen
Teils des Widerstandes 12 mit Hilfe des Kontaktes 13. Zur Justierung der Einstellvorrichtung
für die dem Transformator 7 zugeordnete Glühkathode wird der Widerstand 12 durch
den Kontakt 13 kurzgeschlossen und dann der Abgriff 14 des Vorwiderstandes 15 derart
verstellt, daß der gemessene Röhrenstrom mit dem auf der Skala 11 angezeigten Strcmwert
übereinstimmt. Da in diesem Falle der Parallelwiderstand 16 nicht wirksam ist, ändert
sich die erzielte Übereinstimmung beim nachträglichen Verändern des Parallelwiderstandes
16 nicht. Danach wird der Kontakt 13 in seine andere, in der Figur untere Endlage
gebracht und nunmehr der Parallelwiderstand 16 durch den Abgriff 17 wiederum derart
eingestellt, daß der jetzt gemessene Röhrenstrom mit dem auf der Skala 11 angezeigten
Stromwert übereinstimmt. Für die dem Transformator 8 zugeordnete Glühkathode verfährt
man nach Umschaltung der zu diesem Zweck gemeinsam zu betätigenden Schalter 9, 18
und 19 in entsprechender Weise durch Verstellen der Abgriffe 20 und 21. Die vorgenannten
Justierungen «-erden zweckmäßig bei einem kleinsten Hochspannungswert vorgenommen,
bei dem der mit dem Einstellschalter 6 gekoppelte regelbare Widerstand 22 auf Null
heruntergeregelt ist, so daß die Durchgriffskompensation noch nicht zur Wirkung
kommt. Bei dem höchsten einstellbaren Hochspannungswert wird dann der Parallehviderstand
23 durch den Abgriff 24 bzw. 25 derart verstellt, daß auch bei dieser eingestellten
Hochspannung, zweckmäßig bei einem mittleren Stromwert, die -Übereinstimmung zwischen
gemessenem Röhrenstrom und Skalenanzeige gewährleistet ist. Ein mit den Schaltern
9, 18, 19 gekoppelter Schalter 26 bewirkt die Umschaltung der Anzapfungen 24, 25
. bei der Umschaltung der Glühkathoden.