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Röntgenapparat mit frei einstellbaren Reglern für die Röhrenspannung,
den Röhrenstrom und die Belichtungszeii bzw. das mAs-Produkt Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, für einen Röntgenapparat mit einer Automatik, welche die freie
Einstellung der Röhrenspannung, der Röhrenstromstärke, der Belichtungszeit bzw.
des mAs-Produktes innerhalb der durch das Belastungsnomogramm der Röntgenröhre vorgeschriebenen
Lastgrenzen gestattet, eine einfache Einrichtung zur Kompensation des Apparate-
und Netzspannungsabfalls zu schaffen, die derart wirksam ist, daß die Spannung an
der Röntgenröhre bei Belastung praktisch konstant bleibt.
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Es sind schon Röntgenapparate mit Kompensationseinrichtungen zum Ausgleich
des Spannungsabfalls bekanntgeworden.
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Bei einer solchen bekannten Einrichtung wird bei unabhängiger Regelung
der an die Röntgenröhre gelegten Spannung und des sie durchfließenden Stromes bei
Änderung des Röntgenstromes dafür gesorgt, daß gleichzeitig eine Änderung der Sättigung
oder des Übersetzungsverhältnisses des Hochspannungstransformators durch Regelmittel
erreicht wird, so daß die Spannung den eingestellten Wert behält. Dabei ist der
Regler zur Kompensation des Spannungsabfalls mit dem Regler für den Heizstrom derart
gekoppelt, daß die Primärspannung des Hochspannungstransformators und die Heizstromstärke
im gleichen Sinne verändert werden.
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Eine Einrichtung nach diesem Vorschlag hat den Nachteil, daß bei der
röhrenstromproportionalen Kompensation des Spannungsabfalls nur der Spannungsabfall
des Hochspannungstransformators exakt und der Netzspannungsabfall nur bei einer
Spannungsstufe, bei welcher z. B. die Eichung erfolgte, berücksichtigt werden kann,
so daß die Hochspannung den im Leerlauf eingestellten Wert nicht bei jeder Spannungseinstellung
beibehält.
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Eine andere bekannte Einrichtung sorgt dafür, daß der im Netz durch
andere Verbraucher auftretende Spannungsabfall durch eine dem Netzspannungsabfall
proportionale Zusatzspannung der Primärseite des Transformators zugeschaltet wird,
so daß der Spannungsabfall im Netz an den Primärklemmen des Hochspannungstransformators
nicht mehr wirksam ist.
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Eine andere bekannte Maßnahme beruht auf der Überlegung, daß die Gesamtspannungsabfälle
einer Röntgeneinrichtung sich aus zwei verschiedenen Spannungsabfällen zusammensetzen,
nämlich dem Spannungsabfall im Röntgenapparat und dem Netzspannungsabfall. Der Spannungsabfall
im Röntgenapparat ist z. B. bei Hochspannungstransformatoren mit konstantem Übersetzungsverhältnis
der sekundären Stromstärke, d. h. also der Röntgenröhrenstromstärke, proportional.
Der Netzspannungsabfall dagegen ist um so größer, je größer die dem Netz entnommene
Leistung ist, die der Röhrenleistung praktisch gleichgesetzt werden kann. Auf Grund
der Aufgabenstellung ist dort vorgeschlagen worden, einen Regler vorzusehen, welcher
den der Röntgenröhrenstromstärke proportionalen Spannungsabfall im Röntgenapparat
zwangläufig ausgleicht. Dabei sind die Kompensationsregler mit den entsprechenden
Reglern für die Röhrenleistung und den Röhrenstrom zwangläufig gekoppelt.
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Zur Einstellung der Einrichtungen zur Kompensation des Spannungsabfalls
werden in der Hauptsache Stufenschalter als Schalt- und Regelelemente verwendet.
Daraus resultiert der weitere -Nachteil, daß bei verschiedenen Leistungsstufen,
die entsprechenden Zeitbereichen zugeordnet sind, die Angleichung an die Belastungscharakteristik
der Röntgenröhre durch Regler besonderer Regelcharakteristik Sch-vvierigkeiten bereitet,
so daß es oft nicht möglich ist, die gewünschten bzw. optimalen Belichtungsbedingungen
einzustellen: Bei einem anderen Röntgenapparat mit Einstelleinrichtungen für den
Röntgenröhrenstrom und/oder die Röntgenröhrenspannung sind Kurvenscheiben bzw. Übersetzungen
vorgesehen, die derart gesteuert werden, daß die bei einer Verstellung einer oder
beider Einstelleinrichtungen auftretenden zusätzlichen Änderungen der Röhrenspannung
und/oder des Röhrenstromes wirkungslos gemacht werden. Röntgenapparate nach diesem
Vorschlag erlauben zwar eine
kontinuierliche Einstellung des Röhrenstromes,
aber haben den Nachteil, daß die eingeschalteten Übertragungs- und Rechenglieder
recht kompliziert sind.
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Es ist weiterhin ein Röntgenapparat mit Einstellvorrichtungen für
die Röntgenröhrenspannung und den Röntgenröhrenstrom und mit einem die jeweils eingestellte
Röhrenleistung ermittelnden Organ bekanntgeworden, von dem Regelvorrichtungen, welche
den Spannungsabfall kompensieren, gesteuert werden. Solche Regelvorrichtungen sind
über Kupplungs- und Rechenglieder so untereinander verbunden, daß die auftretenden
Netzspannungsabfälle derart kompensiert werden, daß sie auch für die Hilfskreise
unwirksam sind. Zum anderen berücksichtigen diese Regel- und Recheneinrichtungen
den Spannungsabfall, der durch die Hilfskreise verursacht wird, und gleichen diesen
ebenfalls mit aus. Apparate nach diesem Vorschlag berücksichtigen wohl alle Spannungsabfälle,
sind aber sehr kompliziert und erfordern einen hohen technischen Aufwand zur Sicherstellung
der gewünschten Wirkung.
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Bei einer weiteren bekannten Einrichtung ist von der Erkenntnis ausgegangen
worden, daß bei einem Röntgenapparat mit Spannungsregler am Autotransformator bei
einem bestimmten Verhältnis der netzseitig vor dem Autotransformator liegenden Widerstände
zu den hinter dem Autotransformator liegenden Widerständen der Abfall der Röhrenspannung
über den ganzen Spannungsregelbereich gleich ist, wenn die Röhrenleistung konstant
gehalten wird. Bei entsprechender Dimensionierung der Schaltelemente wird auch hier
der Netzspannungsabfall mit berücksichtigt. Der Spannungsabfall des Röntgenapparates
wird über den ganzen Regelbereich bei Berücksichtigung der im vorhergehenden beschriebenen
Bedingungen ausgeglichen, wenn die Unterspannung des Hochspannungstransformators
um einen gewissen von der Röhrenleistung abhängigen Betrag erhöht wird. Dabei wird
auch der Spannungsabfall in den Gleichrichterröhren, der im allgemeinen nur röhrenstromproportional
ist, mit berücksichtigt. Einer Röntgenröhre können bei verschiedenen Belastungszeiten
diskrete Leistungen aufgedrückt werden. Aus diesem Grunde sind zur Kompensation
des Spannungsabfalls zwei Röhrenstromregler mit besonderer Regelcharakteristik vorgesehen,
wovon der eine mit dem Einstellorgan der Schaltzeit und der andere mit dem Regler
für die Hochspannung zwangläufig gekuppelt ist, so daß z. B. bei Verlängerung der
Schaltzeit der Röntgenröhrenstrom automatisch heruntergeregelt und z. B. bei Verringerung
der Hochspannung der Röhrenstrom entsprechend erhöht wird. Damit ist die Leistung
bei verschieden großer Röhrenspannung konstant und dadurch praktisch nur abhängig
von der entsprechenden Zeiteinstellung. Es wird daher durch die Wahl des Verhältnisses
der Widerstände vor und hinter dem Autotransformator ein nur der Röhrenleistung
proportional gemachter Gesamtspannungsabfall durch einen zwangläufig mit dem Zeit-
und Röhrenstromregier gekuppelten weiteren Regler für eine Zusatzspannung, welche
zur Primärspannung des Hochspannungstransformators hinzugefügt ist, ausgeglichen.
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Röntgenapparate dieser Art sind in ihrem Aufbau relativ einfach. Sie
haben jedoch den Nachteil, daß die Röntgenröhre immer mit konstanter Last, in der
Regel mit ihrer Grenzlast, betrieben werden muß, um optimale Aufnahmebedingungen
zu erhalten. Spezialaufnahmeverfahren, wie die Röntgenkymographie und die Röntgenschichtaufnahmetechnik,
erfordern bestimmte Belichtungsbedingungen, die sich meistens nicht in den Rahmen
der Grenzlastcharakteristik einer Röntgenröhre einfügen lassen. Im allgemeinen wird
die Röntgenröhre bei solchen Aufnahmen nicht mit der Grenzlast betrieben, so daß
zusätzliche Schalt-und Blockierungseinrichtungen bereits für diese routinemäßig
angewandten Methoden vorgesehen werden müssen. Durch diese zusätzlichen Schalter
wird die Übersichtlichkeit von automatisierten Röntgenapparaten nicht erhöht.
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Ein weiterer Nachteil ist der, daß bei der Einstellung verschieden
hoher Röhrenspannungen zwangläufig mit der Änderung des Röhrenstromes bei Verwendung
eines Zeitschalters sich das mAs-Produkt ändert. Diese zwangläufige Abhängigkeit
wirkt sich nachteilig beim Einstellen der Aufnahmebedingungen aus. Sehr unzweckmäßig
ist, daß gute Netze mit geringem innerem Widerstand zur Anpassung der Widerstände
vor und hinter dem Autotransformator durch einen zusätzlichen Ohmschen Widerstand
in ihrem Eigenwiderstand erhöht werden müssen, so daß nicht die der Netzleistung
entsprechende Leistung nutzbar gemacht werden kann.
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Beim Anschluß von Röntgenröhren an einen Röntgenapparat nach diesem
Prinzip muß die Regelcharakteristik der im Heizstromkreis liegenden Widerstände,
welche zwangläufig mit der Einstellung der Aufnahmezeit und der Aufnahmespannung
mitgeregelt werden, der Heiz- und Belastungscharakteristik der Röntgenröhre genau
angepaßt sein. Aus diesem Grunde lassen sich an solchen automatisierten Röntgenapparaten
nur Röntgenröhren bestimmter Charakteristik anschließen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Apparat zu schaffen, der die beschriebenen
Nachteile nicht hat und bei dem in einfacher Weise trotz freier Wahl der Aufnahmebedingungen
der im Apparat und Netz auftretende Spannungsabfall zwangläufig kompensiert wird,
wobei die Röhrenstromstärke bei vorzugsweiser Verwendung eines mAs-Relais zum Schalten
der Aufnahmen in Stufen eingestellt werden kann.
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Die Erfindung geht von einem Röntgenapparat aus, bei dem der Spannungsabfall
im Hochspannungstransformator zwang läufig mit der Änderung des Röhrenstromes und
bei einer einzigen Aufnahmespannung auch der Netzspannungsabfall röhrenstromproportional
- z. B. durch Änderung der Erregung des Hochspannungstransformators - so ausgeglichen
werden kann, daß die Spannung den eingestellten Wert beibehält.
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Die Erfindung geht aus von einem Röntgenapparat mit Reglern für die
Röntgenröhrenspannung, den Röntgenröhrenstrom und die Belichtungszeit bzw. das mAs-Produkt,
bei welchem die Regelung der Hochspannung durch Änderung des übersetzungsverhältnisses
des Hochspannungstransformators voTgenommen wird, und mit einer mit dem Röhrenstrom
zwangläufig verstellbaren Kompensationseinrichtung zur Kompensation des Spannungsabfalls,
der eine dem Röhrenstrom proportionale Korrekturspannung entnommen wird, die sich
zur Primärspannung des Hochspannungstransformators addiert. Das bekannte Prinzip
wird dadurch verbessert und die gestellte Aufgabe gelöst, daß erfindungsgemäß für
jeden einstellbaren Hochspannungswert das Verhältnis der Widerstände im Primärkreis
des Apparates zu denen im Sekundärkreis so bemessen wird, daß bei jedem einstellbaren
Übersetzungsverhältnis durch die einem Zusatztransformator entnommene und dem Röhrenstrom
proportionale, an sich bekannte, sich zur
Grundspannung des Hochspannungstransformators
addierende Korrekturspannung die Hochspannung bei Belastung den im Leerlauf ohne
Zusatzspannung zu erwartenden Wert praktisch beibehält.
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Entsprechend der weiteren Ausbildung der Erfindung wird das Verhältnis
der Widerstände so ausgelegt, daß der spannungsabhängige Anteil des Gleichrichterwiderstandes
ebenfalls selbsttätig mit ausgeglichen ist. Bei gewissen Kristall- bzw. Sperrschichtgleichrichtern,
z. B. Selengleichrichtern, setzt sich der Widerstand in Flußrichtung gewissermaßen
aus zwei Komponenten zusammen, und zwar einmal aus dein stromabhängigen und zum
anderen aus dem spannungsabhängigen Anteil. Das heißt, daß bei einer kleineren Sperrspannung
pro Gleichrichterelement bei konstantem Strom der Spannungsabfall kleiner ist als
bei einer höheren Sperrspannung. Bei Röntgenapparaten üblicher Bauart müssen zum
Ausgleich dieses spannungsabhängigen Widerstandes zusätzliche Mittel vorgesehen
werden. Es ist auch möglich, diesen spannungsabhängigen Anteil des Spannungsabfalls
des Gleichrichters bei Röntgenapparaten mit einer zu jedem Röhrenstrom gehörenden
kV-Skala beim Eichen dieser Skalen zu berücksichtigen. Nachteilig bei einer solchen
Anordnung ist der von dein Röhrenstrom abhängige Charakter der kV-Skalen, so daß
sich für den den Röntgenapparat Bedienenden keine günstige und übersichtliche Einstelltechnik
ergibt.
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Wie bereits gesagt, soll in an sich bekannter Weise ein Hochspannungstransformator
verwendet werden, bei dem die Regelung der Hochspannung durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses
dadurch erfolgt, daß auf der Primärseite bei annähernd konstanter Eingangsspannung
eine verschiedene große Windungszahl eingeschaltet wird. Dabei können Anzapfungen
an der Primärspule mit Stufenschalter oder Spulen mit blank gemachter Windungsbahn
und Kohlerollen zum Regeln der Hochspannung zur Anwendung kommen.
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Bei der Verwendung von Kohlerollen wird eine Windungsbahn mit zwei
Kohlerollen, und zwar die eine zum Regeln der Aufnahme- und die andere zum Regeln
der Durchleuchtungsspannung, vorgesehen.
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Kohlerollen haben bekanntlich den Nachteil, daß die Windungsspannung
für Dauerbetrieb nicht beliebig hoch gesteigert werden kann. Bei einer höheren als
normal zulässigen Windungsspannung tritt eine sich schädigend auswirkende, starke
Erwärmung der Kohlerollen ein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die
Windungsspannung während der kurzzeitigen Röntgenaufnahmen wesentlich, um etwa 50
bis 100°/o, über den für Dauerbetrieb zulässigen Wert erhöht, während für den über
längere Zeit dauernden Durchleuchtungsbetrieb die Windungsspannung so niedrig ausgelegt
wird, daß eine unzulässige Erwärmung der Kohlerollen und der von diesen überbrückten
Windung nicht eintreten kann. Der Hochspannungstransformator mit primärseitiger
Regulierung ist in diesem Falle auch deshalb noch günstig, da mit dem Hinzuschalten
von Windungen sich die Windungsspannung mit dem Herunterregeln der Hochspannung
vermindert, so daß bei den routinemäßig zur Anwendung kommenden Durchleuchtungsspannungen
zwischen 55 und 85 kV eine weitgehende Schonung des Reglers durch die niedrigere
Windungsspannung gewährleistet ist.
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Die höhere kurzzeitig aufgedrückte Windungsspannung beim Aufnahmebetrieb
wirkt sich auf die Abmessungen des Röntgenapparates sehr günstig aus, so daß Röntgenapparate
nach diesem Konstruktionsprinzip bei einer relativ hohen Leistung in ihren Abmessungen
so klein werden, daß der Hochspannungstransformator mit in dem für Vierventil-Röntgenapparate
üblichen Schalttisch untergebracht werden kann.
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Die Spannungsregelbereiche für den Durchleuchtungs- und Aufnahmebetrieb
sind auf Grund der verschieden hohen Windungsspannungen den besonderen Anforderungen
bei der Durchleuchtung und Aufnahme entsprechend angepaßt. Die höchste Spannung
für die Durchleuchtung wird nicht die bei der Aufnahme einstellbare Höhe erreichen.
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Ein weiterer bekannter wesentlicher Vorteil bei Anwendung der primärseitigen
Regelung des Hochspannungstransformators ist der, daß bei einem Röntgenapparat bisheriger
Bauart kein Autotransformator vorgeschaltet zu werden braucht. Bei einem Röntgenapparat
nach der Erfindung braucht aus diesem Grunde der Vortransformator nur zur Deckung
der Leistung ausgelegt zu werden, welche für die Korrektur des röhrenstromproportionalen
Spannungsabfalls erforderlich ist. An diesem Vortransformator ist eine Anzapfung
für eine niedrigere Spannungsstufe vorgesehen. An dieser erfolgt der Anschluß des
Hochspannungstransformators während der Durchleuchtung. Der Ausgleich von IN- etzspannungsschwankungen
wird für den Aufnahme- und Durchleuchtungsbetrieb am Vortransformator vorgenommen.
Bei dem Röntgenapparat nach der Erfindung wird der Vortransformator ebenfalls während
der Röntgenaufnahme höher gesättigt als während des Dauerbetriebes. Die Umschaltung
auf die höhere Sättigung wird daher zweckmäßigerweise vom Hauptschalter des Röntgenapparates,
mit dem die Umschaltung von der Durchleuchtung auf die Aufnahme erfolgt, vorgenommen.
Durch die höhere Sättigung werden die Spannungsabfälle während der Aufnahme geringer.
Den Transformator kann man wegen zu starker Erwärmung und damit gegebenenfalls Gefährdung
der übrigen Bauelemente nicht dauernd mit so hoher Sättigung betreiben.
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Der Netzangleich erfolgt in der Regel dann, wenn am Schalttisch des
Röntgenapparates der Hauptschalter in die Vorbereitungsstellung für die Durchleuchtung
gebracht ist. In diesem Falle ist die Windungsspannung des Vortransformators relativ
klein, so daß ein größerer Weg, d. h. mehr Windungen zum Ausgleich einer bestimmten
Abweichnung von der Netzspannung zu- bzw. abgeschaltet werden müssen, als wenn die
Windungsspannung höher gewählt worden wäre. Während der Aufnahme wird, wie bereits
beschrieben, die Windungsspannung erhöht. Um die hier auftretende Spannungsdifferenz
auszugleichen, ist für die Aufnahme eine zweite Kohlerolle für den Netzausgleich
vorgesehen. Mit dem Einschalten der Aufnahme wird mittelbar oder unmittelbar vor
diesem Vorgang eine Umschaltung auf diese zweite Kohlerolle vorgenommen. Der Antrieb
dieser Rolle erfolgt in bekannter Weise durch ein Seil, welches über eine Antriebsrolle
läuft. Die Antriebsrollen für die Kohlerollen für die Normaleinstellung mit kleiner
Windungsspannung und die Rollen für die Einstellung des Netzausgleichs für den Aufnahmebetrieb
sind auf einer Achse angebracht. Dabei hat die Rolle für die höhere Windungsspannung,
d. h. für den Aufnahmebetrieb, entsprechend der höheren Windungsspannung gegenüber
der für Dauerbetrieb einen kleinen Durchmesser.
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Zur Anpassung an verschiedene Netzwiderstände wird die Sättigung beim
Aufnahmebetrieb verschieden
hoch gewählt. Bei einem Netz mit größerem
Innenwiderstand werden weniger Windungen des Vortransformators während der Röntgenaufnahme
eingeschaltet. Durch diese Maßnahme erwächst der Vorteil, daß der Regler, mit dem
die röhrenstromproportionale Korrektur der Primärspannung zum Ausgleich des Spannungsabfalls
vorgenommen wird, im Lieferwerk eingestellt werden kann. Für bestimmte Leistungsklassen,
z. B. Vierventil-Röntgenapparate, sind für die Netzwiderstände Mittelwerte, die
in der Regel sehr häufig auftreten, festgestellt worden. Bei Abweichungen von diesen
Mittelwerten muß eine am Aufstellungsort entsprechende Anpassung des Röntgenapparates
an den vorgefundenen Netzwiderstand vorgenommen werden. Dies geschieht bei dem Apparat
nach der Erfindung dadurch, daß bei einem Netz mit größerem Innenwiderstand als
normal eine kleinere Windungszahl des Vortransformators und bei einem kleineren
Widerstand eine größere Windungszahl dieses Transformators während der Röntgenaufnahme
eingeschaltet wird. Beim Durchleuchtungsbetrieb stören die Abweichungen vom normalen
Netzwiderstand nicht.
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Die Einstellung der Korrekturspannung im Werk wird bei einer hohen
Röhrenspannung oder eventuell bei der höchsten einstellbaren Röhrenspannung für
die entsprechende Röhrenstromstärke vorgenommen. Die Belastungscharakteristik des
Hochspannungstransformators ist durch das Verhältnis des Widerstandes des Primärkreises
zu dem des Sekundärkreises unter Berücksichtigung der verschiedenen einstellbaren
Cbersetzungsverhältnisse so gewählt, daß durch eine einzige röhrenstromproportionale
Korrekturspannung die Kompensation des Spannungsabfalls über den gesamten Regelbereich
sichergestellt ist.
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Die Beeinflussung des Widerstandsverhältnisses bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen
des Hochspannungstransformators wird in Weiterbildung der Erfindung durch entsprechende
Anordnung und Auslegung der elektrischen Werte der Wicklungen und durch zusätzlich
angebrachte Schubwicklungen vorgenommen. Dabei werden die Werte des Vortransformators
zu denen des Primärkreises addiert. Zur Beeinflussung der Belastungscharakteristik
werden nicht nur die Ohmschen sondern auch die induktiven Widerstände hinzugezogen.
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Bei den weiteren Betrachtungen wird angenommen, daß der nicht regelbare
Teil der Primärspule und die dazugehörigen Sekundärspulen mit Gleichrichtern, z.
B. Selengleichrichtern, auf einem Schenkel des Hochspannungstransformators angeordnet
sind und sich der regelbare Teil der Primärwicklung auf dem anderen Schenkel des
Hochspannungstransformators befindet. Die durch die Aufteilung der Wicklungen auf
zwei Schenkel sehr stark erhöhte Kurzschlußspannung wird durch eine zusätzliche
Ausgleichswicklung (Schubwicklung) eliminiert, wobei der Sekundärkreis, d. h. die
Sekundärspulen, an einem Teil der Windungen fest angekoppelt sind.
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In Abb. 1 ist eine Schaltung wiedergegeben, bei der keine spannungsabhängigen
Gleichrichter in den Sekundärkreis eingeschaltet sind. Die Wicklungen 1 und 2, über
welche konzentrisch die Sekundärspulen geschoben sind, befinden sich auf dem einen
Schenkel und die regelbare Wicklung 3 auf dem anderen Schenkel des Transformators.
Dabei ist die Wicklung 1 der nicht regelbare Teil der Primärspule, die Wicklung
2 die Schubwicklung zur Verminderung der Streuinduktivität, und die Wicklung 3 ist
die regelbare Spule zum Einstellen der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse. Wenn
die Kohlerolle 5 an das rechte Ende der Wicklungen 2 und 3 gestellt ist, liegen
die Wicklungen 2 und 3 parallel, so daß der mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses
auf die Sekundärseite des Transformators bezogene Widerstand kleiner ist, als wenn
die Wicklung 2 nicht vorhanden wäre. Die prozentuale Kurzschlußspannung des Röntgenapparates
bleibt über den ganzen Spannungsbereich praktisch konstant.
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In Abb. 2 wird eine Schaltung gezeigt, die man anwenden wird, wenn
im Sekundärkreis Gleichrichter mit einer gewissen Spannungsabhängigkeit des Spannungsabfalls
in Flußrichtung zur Anwendung kommen. Dabei sind die Wicklungen 1 und 2 auf dem
Schenkel, über welchen die Sekundärspulen geschoben sind, angebracht; die Wicklungen
3 und 4 auf dem anderen Schenkel. Zur Verminderung des induktiven Spannungsabfalls
sind die Wicklungen 2 und 4 parallel geschaltet. Durch entsprechende Anordnung und
Auslegung der Wicklungen kann eine Anpassung an die entsprechende Gleichrichtercharakteristik
vorgenommen werden. Würde man Gleichrichter, z. B. Glühventile, die einen nicht
spannungsabhängigen Spannungsabfall haben, verwenden, dann träte bei Anwendung dieser
Schaltung eine Auslegung der Wicklung nach Gesichtspunkten, wie sie zu einem gewissen
Teil bisher in der Röntgentechnik üblich sind, bei Belastung eine Änderung der Spannung
gegenüber der eingestellten Leerlaufspannung ein. Wie bereits beschrieben, wird
in bevorzugtem Maße die Einstellung der Korrekturspannung zur Kompensation der Spannungsabfälle
bei einem großen Übersetzungsverhältnis, d. h. bei einer relativ hohen Röhrenspannung,
vorgenommen. Bei der hohen Spannung behält die Spannung bei Belastung den im Leerlauf
eingestellten Wert; und bei dem niedrigen Übersetzungsverhältnis steigt die Spannung
durch die entsprechend ausgelegte Charakteristik etwas an, d. h. dann, wenn die
Kohlerolle 5 auf der Spule 3 nach der rechten Seite geregelt wird.
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Die Schaltung nach Abb.3 wird man dann anwenden, wenn Gleichrichter
mit stark spannungsabhängigem Spannungsabfall zur Anwendung kommen sollen. Der nicht
regelbare Teil der Primärspule ist in die Wicklungen 6, 7 und 8 eingeteilt. Durch
diese Maßnahme, d. h. durch die Parallelschaltung, wird der Widerstand der festen
Wicklung bei gleichem Kupferquerschnitt der Einzelwicklungen wie bei den Schaltungen
nach Abb. 1 und 2 entsprechend niedriger. Die Wicklung 3 ist die regelbare Wicklung
und 5 die auf ihr gleitende Kohlerolle. Auf dem einen Schenkel des Transformatorkerns
sind die Wicklungen 6 und 8 mit den nicht gezeichneten Sekundärspulen, auf dem anderen
die Wicklungen 3 und 7 vorgesehen.
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In der Abb. 4 soll nur schematisch der Ausgleich von Netzspannungsschwankungen
am Vortransformator erläutert werden, und zwar unter Berücksichtigung der Bedingung,
daß während der kurzzeitigen Röntgenaufnahme der Vortransformator höher gesättigt
ist als während der Durchleuchtung. Im Dauerbetrieb sind die Schalter 9 und 10 geschlossen.
Damit liegt die Netzspannung zwischen dem linken Ende der Transformatorwicklung
und der Kohlerolle 11. Kurz vor der Aufnahme werden in Abhängigkeit von der Stellung
des Aufnahmeschalters die Schalter 9 und 10 geöffnet und die Schalter 12 und 13
geschlossen, so daß weniger Windungen des Vortransformators eingeschaltet sind.
Die Antriebsseilrolle 14 treibt über das Seil 15 die Kohlerollell. Für den Antrieb
der
Kohlerolle 16 sind drei Antriebsrollen 17, 18 und 19 vorgesehen. Die Anpassung an
die verschieden hoben Netzwiderstände erfolgt durch die Anzapfungen 20 und 21. An
die Anzapfung 22 wird bei normalem Netzwiderstand angeschlossen. Auf den Anschluß
20 wirrt dann umgeschaltet, wenn der Netzwiderstand niedriger ist, als er in der
Regel für die Apparateklasse zu liegen kommt, während der Anschluß an die Anzapfung
21 dann vorgenommen wird, wenn der Anschluß an ein Netz mit höherem Netzwiderstand,
als er normalerweise ist, erfolgt. In der Praxis wird man einige Anzapfungen mehr
vorsehen, als hier im Beispiel gezeigt wurde. Um den Netzausgleich nach Umschaltung
auf die Anzapfungen 20 bzw. 21 noch genau genug vornehmen zu können, ist eine der
anderen Antriebsrollen 17 bzw. 19 an Stelle der Rolle 18 durch Längsverschiebung
auf der Achse 23 einzusetzen.
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In Abb. 5 ist ein Röntgenapparat in der Schaltung nach der Erfindung
prinzipiell dargestellt. Die Röntgenröhre 24 ist mit je einem Pol an je eine Einphasenbrückenschaltung
25 und 26 angeschlossen. Die anderen Seiten der Brückenschaltungen sind entweder
direkt oder über die Instrumente 27 geerdet. Vorteilhaft bei dieser Schaltung ist,
daß für die Meßinstrumente keine Gleichrichter und auch keine zusätzlichen Mittel
zur Kompensation des kapazitiven Blindstromes vorgesehen werden müssen, um beim
Durchleuchtungsbetrieb vom im geerdeten Schalttisch eingebauten Meßinstrument den
tatsächlich über die Röntgenröhre fließenden Strom zu messen. Bei den bisher bekannten
Röntgen-Diagnostikapparaten sind in den meisten Fällen solche Kompensationseinrichtungen
eingebaut. Die Sekundärspulen 28 sind über den feststehenden Teil der Primärspule
1 und über der Ausgleichswicklung 2 angeordnet, während auf dem regelbaren Wicklungsteil
3 der Regler für die Durchleuchtungsspannung 29 und der Regler für die Aufnahmespannung
30 angebracht sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb.5 ist die gleiche Transformatorschaltung,
wie sie in Abb. 1 gezeigt ist, wiederholt. Die Schalter 9, 10 und 31 sind beim Dauerbetrieb
des Vortransformators bzw. bei der Durchleuchtung geschlossen, während die Schalter
12, 13 und 32 bei der Aufnahme oder kurz vorher je nach der Schaltung des Apparates
geschlossen werden. Die Anzapfungen 20, 21 und 22 dienen zum -Anpassen an die verschiedenen
Netzwiderstände. Die Umschaltung wird durch Umschalten des Stufenschalters 33 oder
durch Umklemmen vorgenommen. Der mit Anzapfungen versehene Widerstand 34 ist in
den Heizkreis der Röntgenröhre eingeschaltet. Durch Betätigung des Schalters 35
wird durch den Widerstand 34 die gewünschte Röhrenstromstärke eingestellt. Durch
zwangläufige Kupplung des Schalters 35 mit dem Schalter36 wird röhrenstromproportional
die Korrektur der Nutzspannung vorgenommen. Es wird, wie aus dem Schaltbild zu ersehen,
bei einer höheren Stromstärke der regelbaren Wicklung 3 über die Kohlerolle 30 eine
höhere Spannung zugeführt.
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Das Erfindungsprinzip ist auch bei sekundär regulierten Röntgenapparaten
anwendbar.