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Schaltungsanordnung zum Abschalten einer mit pulsierender Anodenspannung
gespeisten Röntgenröhre Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Abschalten
einer mit pulsierender Anodenspannung arbeitenden Röntgenröhre mit Belichtungsautomat,
bei der der Einfluß des den üblichen Schaltschützen anhaftenden Schaltverzuges auf
die Belichtungsdauer unwirksam gemacht wird.
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Es ist bekannt, Röntgenröhren durch Belichtungsautomaten zu steuern,
die die Röhre nach Auftreffen einer bestimmten Bestrahlungsdosis automatisch abschalten.
Solche Einrichtungen arbeiten bei verhält-. nismäßig langen Belichtungszeiten einwandfrei.
Bei kürzer werdender Belichtungszeit fällt die Strahlungsdosis immer mehr ins Gewicht,
die die Röntgenröhre in der Zeitspanne zwischen dem Auftreten des Abschaltsignals
des Belichtungsautomaten und dem verzögernden Ansprechen des Schaltschützes abgibt.
Ein »Vorhalten« durch kürzere Einstellung des Belichtungsautomaten ergibt nur bei
Gleichspannungsbetrieb reproduzierbare Werte, speist man dagegen die Röntgenröhre
mit Wechselspannung, was aus Preisgründen vorzuziehen ist, so ergeben sich für die
»Vorhaltezeit« im allgemeinen keine definierten Dosiswerte, da die Vorhaltezeit
in unkontrollierbarer Weise strahlungslose Pausen und Zeitabschnitte wechselnder
Strahlungsintensität umfassen kann.
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Gemäß der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen
zur Abschaltung einer mit pulsierender Anodenspannung gespeisten Röntgenröhre mittels
eines Schaltschützes, das eine gewisse Trägheit bzw. Schaltverzögerung aufweist,
und die mit einer Strahlungsmeßeinrichtung arbeiten, die nach Empfang einer einstellbaren
Strahlungsdosis ein Abschaltsignal liefert, dadurch vermieden werden, daß zwischen
das Schütz und die Strahlungsmeßeinrichtung ein so einjustierter, einstellbarer
Verzögerungskreis eingeschaltet ist, daß das Zeitintervall zwischen dem Auftreten
des von der Strahlungsmeßanordnung gelieferten Steuersignals und dem Abschalten
der Röntgenröhre durch das Schütz eine ganze Anzahl von Perioden der pulsierenden
Anodenspannung beträgt. Bei einer doppelweggleichgerichteten Anodenspannung entspricht
eine Periode dann einer Halbwelle der speisenden Wechselspannung.
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Durch diese Maßnahmen wird also gewährleistet, daß zwischen dem Abschaltsignal
des Belichtungsautomaten und der tatsächlichen Abschaltung der Röntgenröhre von
letzterer eine ganz definierte Strahlungsmenge abgegeben wird, die bei der Einstellung
des Belichtungsautomaten berücksichtigt werden kann, so daß sich definierte Belichtungszeiten
ergeben. Dadurch ist es auch bei sehr kurzen Belichtungszeiten möglich, mittels
automatisch abschaltenden Belichtungsautomaten reproduzierbare Werte zu erhalten.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Abschalten
der Röntgenröhre, ferner eine Schaltungsanordnung für die Energieversorgung der
Röntgenröhre und die Zeitmeßeinrichtung zur Steuerung der Energielieferung entsprechend
den gemessenen Belichtungszeiten; Fig. 2 ist eine Teildarstellung der in Fig. 1
enthaltenen Schaltungsanordunng; Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Anordnung
zur Erfüllung derselben Aufgabe wie mit der Anordnung nach Fig. 2; Fig.4 ist ein
Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.
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Die Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordung mit einer gewöhnlichen
Röntgenröhre 11 mit Kathode 12 und Anode 13 in einem Vakuumkolben 14. Die Kathode
kann eine Glühkathode sein und ist über Leitungen 15 an eine äußereEnergiequelle
angeschlossen. Die Anodenzuleitung ist mit 16 bezeichnet.
Die Röntgenstrahlen
entstehen durch Elektronenaufprall an der Anode 13, wenn zwischen Kathode und Anode
eine Spannung liegt. Die Röntgenstrahlen sind mit 17 bezeichnet.
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Zum Betrieb der Röhre 11 werden die Anodenzuleitung 16 und
eine der Kathodenzuleitungen 15 mit der Sekundärwicklung 18 eines Hochspannungstransformators
19 verbunden, und zwar entweder unmittelbar, wenn die Röhre als ihr eigener Gleichrichter
arbeiten soll, oder über eine Gleichrichterschaltung 20, wenn der Röhre eine durch
Doppelwegjeichrichtung gewonnene Spannung zugeführt werden soll. Die Primärwicklung
21 des Transformators 19 kann an die Sekundärwicklung 22 eines Vortransformators
23 angeschlossen werden. Dessen Primärwicklung 24 liegt an einer geeigneten Spannungsquelle
25 vorzugsweise über: einen Ausschalter 26. Mittels eines verstellbaren Abnehmers
27 läßt sich die zwischen Anode und Kathode liegende Spannung regeln. Zur Heizung
der Kathode 12 können die Leitungen 15 an eine Sekundärwicklung 28 vorzugsweise
mittels eines einstellbaren Abnehmers 29 angeschlossen werden.
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Zum Ein- und Abschalten der Röntgenröhre ist ein Relaisschalter 30
vorgesehen, der eine Betätigungsspule 31 und Kontakte 32 enthält, die an einer geeigneten
Stelle in das Stromversorgungssystem eingeschaltet werden können, vorzugsweise zwischen
die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22. Die Kontakte 32 werden bei Erregung
der Spule 31 geschlossen.
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Die Röntgenstrahlung 17 kann zur therapeutischen Bestrahlung eines
Patienten 33 dienen, der auf einem Behandlungstisch 34 im Strahlengang liegt. Die
Röhre kann auch zur Herstellung eines Röntgenbildes des Patienten 33 oder eines
anderen Objektes dienen, wenn man einen Röntgenfilm 35 vorzugsweise in einer lichtdurchlässigen
Kassette 36 unterhalb des Patienten 33 anbringt, so daß der Film von den den Patienten
durchsetzenden Strahlen belichtet wird. Dabei kann in an sich bekannter Weise eine
Bucky-Blende 37 vor der Kassette angebracht sein.
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Bei solchen therapeutischen Bestrahlungen oder Aufnahme von Röntgenbildern
ist es erwünscht, die Gesamtdosis der dem Patienten während der Belichtung zugeführten
Röntgenstrahlen genau zu messen und die Belichtung dann zu beenden, wenn eine bestimmte
Dosis dem Patienten zugeführt worden ist. Dies gilt insbesondere bei Röntgenaufnahmen,
um Filme von optimaler Dichte zu erhalten. Die genaue Bestimmung der Dosis ist auch
für Therapiezwecke von Bedeutung, insbesondere, wenn die gewünschte Exposition in
der Nähe der zulässigen Exposition des behandelten Objektes liegt.
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Im Interesse der Genauigkeit soll die Filmexposition und die therapeutische
Bestrahlung in Einheiten der Röntgendosis im Expositionsintervall gemessen werden
und nicht durch die Expositionszeit. Bisher hat man zur Messung der Expositionszeit
die Spannung an der Röntgenröhre und ihre Heizleistung sehr genau eingestellt, um
eine Röntgenstrahlung von gewünschter Intensität zu erzeugen, und hat dann die Strahlung
während einer gewissen Dauer wirken lassen. Eine solche Belichtung kann durch Erregung
der Spule 31 während einer bestimmten Zeit unter Steuerung durch einen mechanischen
Zeitmesser nach Art der USA.-Patentschrift 2 325 860 geschehen, der seine Kontakte
32 während dieser Zeit schließt und sie nach Ablauf dieser Zeit öffnet. Um die Nachteile
der mechanischen Bemessung von Belichtungszeiten zu vermeiden, ist es bekannt, Mittel
vorzusehen, welche die den Patienten 33 durchsetzende Dosis messen und die Belichtung
abzubrechen, wenn eine bestimmte Dosis erreicht ist. Zu diesem Zweck werden röntgenstrahlenempfindliche
Mittel an geeigneter Stelle im Wege der Strahlung 17 angebracht. Wie Fig. 1 zeigt,
können diese Mittel unterhalb des Patienten 33 angebracht werden. Dabei können die
zur Anzeige der Röntgenstrahlen dienenden Mittel aus einem Detektor 38 bestehen,
der ein kristallines und röntgenstrahlenempfindliches Halbleitermaterial, z. B.
Cadmiumsulfid oder Quecksilbersulfid oder Cadmiumselenid, enthält. Diese kristallinen
Halbleitermaterialien haben einen Widerstand. der genau proportional der einfallenden
Strahlungsintensität schwankt. Ein Detektor 38 aus diesem Material kann daher in
einem geeigneten Integrationssystem zur genauen Messung der den Patienten 33 durchsetzenden
Dosis dienen.
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Der Detektor 38 ist an ein elektrisches übertragungssystem 39 zur
Betätigung des Schalters 30 angeschlossen. Das System 39 enthält einen Belichtungszeitmesser
40, der die Meßweite des Detektors 38 integriert und dadurch die gesamte im Belichtungsintervall
gelieferte Dosis mißt sowie eine Belastungseinrichtung 41 betätigt, die den Relaisschalter
30 zur Abschaltung der Röntgenröhre 11 bei Beendigung der Belichtungszeit steuert.
Zu diesem Zweck enthält das System 39 außer dem Belichtungszeitmesser
40 und der Belastung 41 eine gittergesteuerte Gasentladungsröhre 42 mit Kathode
43, Anode 44 und Steuergitter 45. Kathode und Anode dieser Röhre liegen gemäß Fig.
1 und 2 in einem Ausgangskreis, der eine geeignete Spannungsquelle 46 und die Belastung
41 enthält, welche aus der Betätigungsspule 47 eines normalerweise geschlossenen
Relaisschalters 48 besteht.
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Das Steuergitter 45 der Röhre wird mit dem Belichtungszeitmesser 40
verbunden, welcher den Stromdurchgang durch diese Röhre normalerweise sperrt und
ihn erst einleitet, wenn eine bestimmte Strahlungsdosis während der Exposition erreicht
ist. Belichtungszeitmesser dieser Art mit einem Detektor 38 sind beispielsweise
in der USA.-Patentschrift 2 401289 beschrieben.
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Der Belichtungszeitmesser 40 enthält einen integrierenden Kondensator
und eine geeignete Vorspannungsquelle sowie normalerweise geschlossene Schalter
49 und 50, welche den Kondensator und Teile der Vorspannungsquelle normalerweise
abschalten und eine negative Vorspannung von bestimmter Größe an das Gitter 45 legen,
um die Röhre 47 normalerweise zu sperren.
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Die Röhre 42 mit ihrem Steuergitter zwischen Kathode und Anode dient
zur Speisung der Belastung 41 aus der Spannungsquelle 46, wenn die
Spannung zwischen Gitter und Kathode einen kritischen Wert erreicht, wenn das Gitter
z. B. um 2 V negativ gegenüber der Kathode 43 wird. Solange die negative Spannung
am Gitter 45 größer ist als der kritische Wert, bleibt die Röhre gesperrt. Über
die Kontakte 49 und 50 wird dem Gitter 45 aus der Vorspannungsquelle im Zeitmesser
40 eine größere negative Vorspannung als die Zündspannung zugeführt.
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Durch Öffnung der Kontakte 49 und 50 kommt der Zeitmesser
in Betrieb. Dann wird sein Integrationskondensator mit dem der Strahlung proportionalen
Aufladestrom geladen, der dem Kondensator durch
den Detektor 38
zugeführt wird. Wenn der Kondensator geladen wird, wird die negative Vorspannung
am Gitter 45 bis auf die kritische Spannung der Röhre erniedrigt. Der Zeitmesser
40 kann so eingestellt werden, daß die Röhre 42 gezündet wird, wenn eine bestimmte
Energiemenge nach der Schließung des Schalters 30 und der gleichzeitigen Öffnung
der Kontakte 49 und 50 emittiert worden ist.
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Mit der Röhre 42 wird die Röntgenröhre 11 gesteuert. Zu diesem Zweck
wird ein Relaisschalter 51 mit einer Betätigungsspule 52, einem normalen offenen
Kontakt 53 und den normalerweise geschlossenen Kontakten 49 und 50 benutzt. Der
Relaisschalter 51 enthält ferner die normalerweise offenen Kontakte 54 bis 56 und
einen normalerweise geschlossenen Kontakt 57. Durch Erregung der Spule 52 werden
die normalerweise geschlossenen Kontakte 49 und 50 geöffnet, um den Zeitmesser
40 betriebsbereit zu machen, und der Kontakt 57 wird ebenfalls geöffnet.
Die Kontakte 49, 50 und 57 bleiben nach ihrer öffnung geöffnet, bis die Spule 52
bei oder nach Beendigung der Belichtungszeit wieder entregt wird. Umgekehrt schließen
die Kontakte 53, 54, 55 und 56 bei Erregung der Spule 52 und bleiben geschlossen,
solange diese Spule erregt ist.
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Die Spule 52 wird an die Spannungsquelle 25 über einen normalerweise
offenen Schalter, vorzugsweise einen Druckknopfschalter 58, angeschlossen. Um die
Röntgenröhre 11 in Betrieb zu setzen, wird der Schalter 58 geschlossen. Dadurch
wird die Spule 52 erregt und öffnet die Kontakte 49, 50 und 57, während sie die
Kontakte 53 bis 56 schließt. Der normalerweise offene Schalter 53 liegt im Anodenkreis
der Röhre 42 in Reihe mit der Spannungsquelle 46 und der Betätigungsspule 47. Der
normalerweise offene Schalter 54 liegt in einem Kreis, der vom einen Pol
59 einer Gleichstromquelle 60 über die Spule 31 und einen Steuerschalter
61 zur anderen Klemme 62 der Spannungsquelle 60 führt. Der Schalter 61 ist vorzugsweise
eine Dreipolröhre mit dem Steuergitter 63, das über einen Kondensator 64 und ein
verstellbares Potentiometer 65 mit der Kathode verbunden ist.
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Die Schließung des Schalters 55 vervollständigt den Anodenkreis einer
Gasentladungsröhre 66 zwischen den Klemmen 59 und 62 der Spannungsquelle 60 über
einen Widerstand 67. Die Röhre 66 enthält eine Anode 68, eine Kathode 69 und ein
Steuergitter 70. Der Verbindungspunkt der Kathode 69 mit dem Widerstand 67 ist mit
dem Gitter 63 der Röhre 61 über den normalerweise geschlossenen Kontakt 48 und einen
Widerstand 71 verbunden.
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Die Kontakte 56 und 57 werden zur Anlegung einer Vorspannung an das
Gitter 70 der Röhre 66 benutzt. Zu diesem Zweck wird über einen an die Spannungsquelle
25 angeschlossenen Transformator 72 mit einer Sekundärwicklung 73 mit Mittelanzapfung
eine Spannung an ein Potentiometer 74 gelegt, das ebenfalls eine Mittelanzapfung
besitzt, die über einen Widerstand 75 und einen Kondensator 76 an den beiden Außenklemmen
der Sekundärwicklung 73 liegt.
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Die Schaltung enthält ferner eine Gleichrichterbrücke mit zwei Widerständen
77 und 77' und zwei Dioden 78 und 78', wobei jeder Widerstand mit seiner einen Klemme
mit einer Diode verbunden ist und die anderen Klemmen sowohl der Dioden als der
Widerstände miteinander verbunden sind. Die mit den Dioden verbundenen Klemmen der
Widerstände 77 und 77' sind an den Abgriff des Potentiometers 74 bzw. an den Mittelkontakt
der Wicklung 73 angeschlossen. Die Dioden 78 und 78' können über den normalerweise
geschlossenen Kontakt 57 mit der Kathode der Röhre 66 verbunden werden. Sie können
ferner mit der einen Seite des normalerweise offenen Kontaktes 56 verbunden werden,
der mit seiner anderen Kontakthälfte an einer Klemme 79 liegt. Diese Klemme ist
über einen Kondensator 80 und einen parallel dazu liegenden Widerstand 81 mit der
Kathode verbunden und außerdem über einen Widerstand 82 mit den Widerständen 77
und 77'. Das Steuergitter 70 ist ferner über einen Widerstand 83 ebenfalls mit diesen
Widerständen verbunden.
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Die beschriebene Schaltung liefert eine gut gefilterte Gleichspannung
für die Speisung des Schalters 30 unter Steuerung durch den Röhrenschalter 61 und
durch die Röhre 66. Der Schalter 30 enthält vorzugsweise mehrere in Serie geschaltete
Kontakte 32 zur Erhöhung seiner Abschaltstromstärke. Wegen der Benutzung einer Gleichspannung
für die Speisung des Schalters 30 arbeitet der Schalter bei der Schließung und Öffnung
gleichförmig, da die magnetischen Kräfte innerhalb der Periode der Wechselspannung
stets gleich sind. Wenn das magnetische Feld stets gleich stark ist, beansprucht
der Aufbau und der Zusammenbruch des Feldes gleiche Zeiten, so daß die Ansprechdauer
des Schalters konstant ist, da auch die Trägheit und die Federkraft praktisch konstant
sind.
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Das Netzteil 60 enthält einen Doppelweggleichrichter in Grätzschaltung,
der mit einer geeigneten Wechselspannung gespeist wird. Die Gleichspannung wird
einem Filter mit den Widerständen 84 und 85 und dem Kondensator 86 zugeführt. Die
Schaltröhre 61 führt normalerweise keinen Strom. Daher bleibt nach Schließung des
Schalters 54 der Kreis zur Erregung der Spule 31 durch die Röhre 61 geöffnet. Durch
die Schließung des Kontaktes 55 wird jedoch der Netzteil 60 in den Anodenkreis der
Röhre 66 eingeschaltet, die jedoch gesperrt bleibt, bis ihre Gitterkathodenspannung
einen zur Zündung der Röhre ausreichenden Wert annimmt. Zu diesem Zweck wird elektrische
Energie über den Transformator 72 dem Widerstand 75 und Kondensator 76 zugeführt,
welche gleich große Wechselstromwiderstände besitzen. Die Spannung, die am Verbindungspunkt
des Widerstandes 75 und des Kondensators 76 auftritt, ist daher um 90° gegen die
Spannung an den äußeren Transformatorklemmen gedreht.
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Das Potentiometer 74 hat vorzugsweise einen viel höheren Widerstand
als der Widerstand 75 und der Kondensator 76. An dem Schleifkontakt des Potentiometers
74 tritt daher eine Wechselspannung gegenüber dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung
auf, die gegenüber der Klemmenspannung der Sekundärwicklung entsprechend der Einstellung
des Schleifkontaktes phasenverschoben ist. Die Phasenverschiebung beträgt 90° an
der Mittelanzapfung, 180° an dem kondensatorseitigen Ende des Potentiometers und
0° an dem widerstandseitigen Ende. Durch Einstellung des Potentiometers kann man
also eine Wechselspannung abgreifen, die phasenverschoben gegenüber der an der Transformatorsekundärwicklung
auftretenden Spannung ist.
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Die abgegriffene Spannung wird den Widerständen 77 und 77' zugeführt,
die vorzugsweise gleich groß sind und als eine in der Mitte angezapfte Wechselspannungsquelle
für die Dioden 78 und 78' wirken.
Die den Dioden zugeführte Wechselpannung
wird daher doppelseitig gleichgerichtet. Daher werden gleichgerichtete Spannungsimpulse
über den normalerweise geschlossenen Kontakt 57, dem Filterkondensator 80 und den
Filterwiderständen 81 und 82 zugeführt. Die Spannung am Widerstand 82 ist somit
die ungefilterte doppelseitig gleichgerichtete Spannung VT, die in Fig. 4 gestrichelt
dargestellt ist. Solange der Kontakt 57 geschlossen bleibt. ist die Spannung verhältnismäßig
klein, was vor der Betätigung des Relais 51 durch Schließung des Schalters 58 der
Fall ist. Wenn der Schalter 58 betätigt wird und die Kontakte 56 und 57 sich schließen
bzw. öffnen, tritt die Spannung (Fig. 4) sofort mit erheblich größerer Amplitude
am Widerstand 82 auf.
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Solange der Kontakt 57 geschlossen bleibt, wird der größere Teil der
Ausgangsgleichspannung der Gleichrichter 78 und 78' an den Widerstand 81 und den
Kondensator 80 gelegt, so daß der Kondensator mit der in Fig. 1 eingetragenen Polarität
stark aufgeladen wird. Die Spannung V, am Gitter der Röhre 66 ist die Summe der
Spannungen am Widerstand 82 und am Kondensator 80. Vor der Betätigung des Relais
51 ist diese Spannung stark negativ, wie in Fig. 4 durch die ausgezogene
Kurve dargestellt ist. Wenn die Kontakte 56 und 57 schließen bzw. öffnen, wird die
Ladespannung vom Kondensator 80 durch öffnung des Kontaktes 57 abgetrennt und dieser
Kondensator über den Widerstand 81 entladen. Diese Entladung geht nach der in Fig.4
durch die gestrichelte Kurve angedeuteten Exponentialfunktion vor sich.
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Nach der Schließung des Kontaktes 56 wird die Ausgangsspannung der
Gleichrichter 78 und 78" lediglich noch an den Widerstand 82 angelegt, so daß eine
doppelseitig gleichgerichtete Spannung VT, die in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet
ist, an diesem Widerstand liegt. Der Augenblickswert der Spannung V" zwischen Gitter
und Kathode der Röhre ist somit die Summe der Spannungen am Widerstand 82 und Kondensator
80. Diese Spannung wird nach der Betätigung des Relais 51 immer positiver, da sich
der Kondensator entlädt, und zündet daher die Röhre, sobald deren Zündspannung erreicht
wird. Diese Zündung kann jedoch erst dann eintreten, wenn die doppelseitig gleichgerichtete
Spannung an den Gleichrichtern den Nullwert erreicht. Die Röhre wird deshalb erst
bei der Spannung Null gezündet, damit der Schalter 30 ebenfalls erst dann geschlossen
wird, wenn die an der Röntgeneinrichtung liegende Wechselspannung Null ist, so daß
zu hohe Einschaltströme vermieden werden.
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Da der Schalter 30 wegen der Gleichstromschaltung zeitlich stets gleich
anspricht, kann man durch Einstellung des Potentiometers 74 den Zeitpunkt der Stromzuführung
zur Spule 31 genau einstellen, so daß die Schalterkontakte 32 bei Nulldurchgang
der Wechselspannung geschlossen werden.
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Wenn die Röhre 66 stromdurchlässig wird, so liefert sie Gleichstrom
an den Widerstand 67, und an diesem tritt dann der in Fig. 1 angedeutete Spannungsabfall
auf. Die am Widerstand 67 erzeugte Spannung wird dem Gitter 63 der Schaltröhre 61
zugeführt, und zwar über den normalerweise geschlossenen Kontakt 48 und den Spannungsteiler
64, 65 und 71, so daß die gitterseitige Belegung des Kondensators 64 positiv gegenüber
der Kathode wird und die Röhre 61 Strom zu führen beginnt. Dadurch wird die Gleichspannungsquelle
60 an die Erregerspule 31 angeschlossen.
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Nach der Schließung des Schalters 61 werden die Kontakte 32 mit der
normalen Zeitverzögerung des Schalters 30 geschlossen, die etwa 1/0o Sekunde oder
zwei Impulslängen der gleichgerichteten Wechselspannung von 60 Hz beträgt. Da die
Ansprechverzögerung des Schalters 30 immer konstant ist, kann durch Einstellung
des Potentiometers 74 eine Schließung der Kontakte 32 genau im Nulldurchgang der
Wechselspannung erreicht werden.
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Nach der Schließung der Kontakte 32 kommt die Röntgenröhre 11 in Betrieb,
und der Detektor 38 betätigt somit den Zeitmesser 40, um die Röhre 42 im richtigen
Zeitpunkt für die Beendigung der Belichtungszeit durch Öffnung der Kontakte 32 zu
zünden. Wenn die Röhre 42 gezündet ist und Strom führt, so erregt sie die Spule
47 der Belastung 47 über den normalerweise geöffneten Kontakt 53, der dann geschlossen
ist. Durch Speisung der Spule 47 wird der normalerweise geschlossene Kontakt
48 geöffnet. Diese Öffnung findet aber erst mit der Ansprechverzögerung statt, die
bei geeigneter Bemessung einige. tausendstel Sekunden betragen kann.
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Man sieht, daß bei kürzer werdender Belichtungszeit der mittels des
Zeitmessers 40 gemessene Teil immer kleiner gegenüber der festen Zeitverzögerung
wird, die bis zur Abschaltung der Röntgenröhre noch verstreicht. Wenn beispielsweise
wie bisher die Ansprechverzögerung der Schalteinrichtung etwa 1/0o Sekunde beträgt,
bei einer gesamten Belichtungszeit von 1/1o Sekunde, so ist der Teil der Belichtungszeit,
der tatsächlich vom Zeitmesser 40 gemessen wird, 5/oo Sekunden oder SO °/o der gesamten
Dauer. Wenn die Expositionszeit jedoch 1/4o Sekunde beträgt, so ist der gemessene
Teil nur 1/12o Sekunde und ein Drittel des gesamten Intervalls. Wenn die Ansprechverzögerung
auf die Dauer einer Halbperiode vermindert werden könnte, d. h. von llao auf 1/12o
Sekunden, so würde der gemessene Teil der Expositionszeit selbst bei einer so kurzen
Gesamtbelichtung wie 1/4e Sekunde noch 66,7'°/o der Gesamtzeit betragen, und die
Genauigkeit würde wesentlich verbessert werden.
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Mittels der in Fig. 1 dargestellten Schaltung kann die gesamte Verzögerung
vom Augenblick der Zündung der Röhre 42 bis zur Öffnung der Kontakte 32 bis auf
etwa die Dauer einer Halbperiode, d. h. bis auf 1/12o Sekunden, reduziert werden.
Die gesamte Ansprechverzögerung ist natürlich gleich der Summe der Verzögerungen
des Relais 41, der Entladedauer im Gitterkreis der Schaltröhre 61 und der Ausschaltverzögerung
des Schalters 30.
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Die Öffnungsdauer des Schalters 30 hängt natürlich von der mechanischen
Trägheit dieses Schalters und der Dauer des Feldaufbaues in der Spule 31 ab. Der
Schalter 30 kann in üblicher Weise so ausgebildet werden, daß die mechanische Verzögerung
etwa 6 Millisekunden beträgt. Wenn die Röhre 42 zündet, schaltet der Kontakt 48
die Spannungsquelle 60 vom Gitter der Röhre 61 ab, so daß die Gitterspannung nahezu
augenblicklich auf einen die Röhre sperrenden Wert sinkt, da die Zeitkonstante des
Kondensators 64 und des Potentiometers 65 sehr klein ist. Die Schaltröhre 61 wird
also innerhalb etwa 1l2 Millisekunde stromlos. Das elektromagnetische Feld des Schalters
30 bricht innerhalb etwa derselben Dauer zusammen. Wenn man auf diese Weise den
Feldzusammenbruch
des Schalters 30 auf 1!2 Millisekunde reduziert
und einen Relaisschalter 41 mit einer öffnungsverzögerung von weniger als 2 Millisekunden
verwendet, so kann die gesamte Verzögerung auf etwa 8,3 Millisekunden oder 1/12o
Sekunden, d. h. auf die Dauer einer Halbperiode, reduziert werden.
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Das Potentiometer 65 dient zur Einstellung des Zeitintervalls, das
zwischen der Öffnung des Kontaktes 48 und dem Stromloswerden der Schaltröhre
61
verstreicht. Die Verzögerung kann auch durch einen einstellbaren Widerstand
parallel zur Relaisspule 31 bewirkt werden, der in bekannter Weise den Feldzusammenbruch
verzögert.
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Die gesamte Abschaltzeit des Systems wird so eingestellt, daß der
Schalter 30 genau eine Halbwelle nach dem Ansprechen des Zeitmessers 40 öffnet.
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Bei der Schaltung nach Fig. 3 liegt im Anodenkreis der Röhre
42 ein mit einem Widerstand 87 in Serie geschalteter Arbeitskontakt
53. Der normalerweise geschlossene Kontakt 48 der Fig. 1 ist durch einen normalerweise
offenen Kontakt 48' ersetzt, dessen Betätigungsspule 47' zwischen die Anode
der Röhre 42 und Erde über einen Widerstand 88 und einen einstellbaren Widerstand
89 geschaltet ist. Wenn das Relais 51 betätigt wird und den Kontakt 53 schließt,
so wird die Spule 47' aus der Spannungsquelle 46 erregt und schließt den
Kontakt 48' für die Dauer der Belichtungszeit. Wenn die Röhre 42 zur Beendigung
der Belichtungszeit zündet, so fällt die Anodenspannung von etwa 100 auf etwa 10
V ab, und die Röhre bildet daher annähernd einen Kurzschluß der Widerstände
88 und 89 und der Spule 47'. Der Widerstand 88 und der Widerstand
89 bilden eine Zeitkonstante entsprechend dem Verhältnis von Induktivität zu Widerstand
dieses Kreises. Das magnetische Feld der Spule 47' bricht daher zusammen, und der
Kontakt 48' wird innerhalb einer durch die Einstellung des Widerstandes 89 bestimmten
Dauer geöffnet. Die Dauer des Feldzusammenbruchs kann durch den Widerstand 89 eingestellt
werden und dadurch eine einstellbare Verzögerungszeit für die Betätigung des Kontaktes
48' geschaffen werden.
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Man kann somit die Einzelverzögerungen in der ganzen Schaltung einstellen,
so daß die Ausschaltdauer genau eine Halbperiode später als die im Zeitmesser 40
gemessene Zeit endet.