DE135841C

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Publication number: DE135841C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 21g.CLASS 21g.

Die Erzeugung von Röntgenstrahlen verlangt einen hochgespannten Gleichstrom. Von der negativen Elektrode der Röntgenröhre werden Kathodenstrahlen ausgesendet, die auf eine Gegenelektrode fallen, die aus Platin oder einem ähnlichen Schwermetall hergestellt ist. Je nach der Höhe des Vacuums in der Röhre besitzen die Kathodenstrahlen ein verschiedenes Entladungspotential. Bei der Umwandlung der Kathodenstrahlen auf der Antikathode in Röntgenstrahlen werden aus den Kathodenstrahlen Röntgenstrahlen erzeugt, deren Durchdringungsfähigkeit vom Entladungspotential der Kathodenstrahlen abhängig ist. Je höher das Entladungspotential ist, um so gröfsere Durchdringungsfähigkeit besitzen die Röntgenstrahlen. Zu mechanischen Zwecken sind vortheilhaft nur Röntgenstrahlen verwendbar, deren Durchdringungsfähigkeit eine bestimmte obere Grenze nicht überschreitet. Besitzen die Röntgenstrahlen eine höhere Durchdringungsfähigkeit, so werden Knochen und Weichtheile zu contrastlos durchleuchtet und es gehen die Einzelheiten im Bilde verloren.The generation of X-rays requires a high voltage direct current. Of the negative electrode of the X-ray tube, cathode rays are emitted, which are aimed at a Falling counter electrode, which is made of platinum or a similar heavy metal. Depending on the level of the vacuum in the tube, the cathode rays have a different one Discharge potential. When converting the cathode rays on the anticathode into X-rays are generated from the cathode rays X-rays, their penetration ability depends on the discharge potential of the cathode rays. The higher the discharge potential, the greater the penetration capacity own the x-rays. Advantageously, only X-rays can be used for mechanical purposes, because they can penetrate them does not exceed a certain upper limit. If the X-rays have a higher penetration ability, so bones and soft parts are shone through without contrast, and the details go lost in the picture.

Der zur Erzeugung geforderte hochgespannte Gleichstrom ist auf elektrostatischem Wege nur mit Schwierigkeiten zu erhalten und man hat diese Erzeugungsart in der Technik fast nie angewendet. Man ist vielmehr darauf angewiesen, den nothwendigen Strom auf elektrodynamischem Wege herzustellen. Das Verfahren dazu ist kurz folgendes:The high voltage direct current required to generate it is electrostatic To get ways only with difficulty and one has this kind of generation in the technology almost never used. Rather, one is dependent on the necessary electricity to produce electrodynamic ways. The procedure for doing this is briefly as follows:

Der Strom irgend einer Elektricitätsquelle von niedriger oder mittlerer Spannung durchläuft der Reihe nach die Feldwicklungen eines Elektromagneten und eine Unterbrechungsvorrichtung. Bei eintretendem Stromschlufs steigt der Strom allmählich bis zu dem Werthe an, der durch die Ohmischen Widerstände des Kreises und durch die Gebrauchsspannung bedingt ist. Im Momente der Stromöffnung reifst der Strom event, unter Verwendung geeigneter Hülfseinrichtungen mit grofser Geschwindigkeit ab. Man erhält dadurch im Eisen einen relativ langsamen Anstieg der Magnetisirung und einen rapiden Abfall. Ist aber die wirkende elektromotorische Kraft selbst relativ hoch, so ist auch die Zeitdauer des Anstieges eine sehr schnelle. Die Curven, welche den zeitlichen Verlauf der Magnetisirungswerthe beim Anstieg und Abfall darstellen , verlieren an Unsymmetrie. Die gelieferte Sekundärspannung ist ein vergröfsertes Spiegelbild der primären Stromcurve. Ist die Selbstinduction im primären Kreise grofs, die wirkende elektromotorische Kraft dagegen klein, so wird der Stromanstieg nur langsam erfolgen. Die von der Sekundärspule gelieferte Spannung wird daher beim Stromschlufs klein sein, bei der . Stromöffnung dagegen sehr hoch. In seiner Wirkung kommt dieser Sekundärstrom einem unterbrochenen, hochgespannten Gleichstrom gleich, da die Spannung beim Stromschlufs nicht genügend ist, die immerhin bedeutenden Widerstände im Sekundärkreise zu überwinden. Ist die Primärspannung hoch, so wird sekundär während des Stromschlusses und der Stromöffnung eine ihrer Gröfsen-The current passes through any source of electricity of low or medium voltage in turn the field windings of an electromagnet and an interrupting device. In the event of an electric circuit the current rises gradually up to the value given by the ohmic resistances of the circle and is conditioned by the operating voltage. At the moment of power opening if the current ripens, with the use of suitable auxiliary devices at great speed away. This gives a relatively slow rise in magnetization and a rapid fall in iron. is but the acting electromotive force itself is relatively high, so is the length of time of the ascent a very fast one. The curves which show the course of the magnetization values over time when showing rise and fall, they lose their asymmetry. The secondary voltage supplied is an enlarged one Mirror image of the primary current curve. If the self-induction is great in the primary circle, If the electromotive force is small, the increase in current will only take place slowly. The voltage supplied by the secondary coil will therefore be small in the event of an electrical circuit, at the . Current opening, on the other hand, is very high. This secondary current comes into its own equal to an interrupted, high-voltage direct current, since the voltage in the event of a power failure it is not enough to overcome the significant resistance in the secondary circuit. If the primary voltage is high, so one of its sizes becomes secondary during the current connection and the current opening

Ordnung nach nicht besonders verschiedene Spannung inducirt werden. Der Strom wird sich daher als Wechselstrom in einer eingeschalteten Röntgenröhre ausgleichen. Praktisch hat der eben geschilderte Vorgang viele Nachtheile im Gefolge, da die Röntgenröhre unter der Wirkung des Wechselstromes stark leidet, indem eine unnöthig grofse Energie vergeudet wird, deren Wärmewirkung die Elektroden der Röhre in Mitleidenschaft zieht. Man hat infolge dessen auch Mittel und Wege gesucht, um diesem Uebelstand in wirksamer Weise zu begegnen. Es ist natürlich, dafs der Fall des Wechselstromdurchgangs um so eher eintreten wird, je niedriger das Vacuum der Röhre ist, um so Weniger durchdringungsfähige Röntgenstrahlen man erzeugen will, d. h. je geringer der innere Widerstand der Röhre ist. Unter dem Namen der Walter-Schaltung ist ein Schaltverfahren bekannt, welches darin gipfelt, dafs man die Selbstinduktion der Primärspule vergröfsert und die Betriebsspannung durch Abzweigungen verringert. Diese Schaltung hat technisch viele schwere Nachtheile. Erstens zeigt eine stark geänderte Selbstinduktion eine Rückwirkung auf den Unterbrecher, zweitens — und darin liegt der Hauptmangel — wird durch die Abzweigung eine ungeheure Strommenge in Wärme umgewandelt, während nur ein verschwindend kleiner Theil der verbrauchten Energie für den Betrieb nutzbringend gemacht wird. Eine Verbesserung der Verhältnisse ist dadurch zu erreichen, dafs statt des Gleichstomes Wechselstrom zum Betrieb angewendet wird, der dann mit einem s)>-nchiOn arbeitenden Unterbrecher unterbrochen wird. Wird der Stromschlufs an die Stelle der Wechselstromcurve gelegt, wo sie die Nulllinie passirt, so wird der Stromanstieg, wofern die Wechselstromcurve eine Sinuslinie ist, sowie der Anstieg der Magnetisirung ebenfalls annähernd sinoidal erfolgen. Die resultirende Sinuslinie hat eine geringere Neigung gegen die Abcisse, namentlich im Anfang der Curve, als die Logarithme, nach der der Anstieg eines Gleichstroms erfolgt. Wechselstrom steht für den Betrieb aber nur vereinzelt zur Verfügung.In order not to be induced by particularly different voltages. The stream will therefore equalize each other as an alternating current in a switched-on X-ray tube. Practically the process just described has many disadvantages in its wake, since the X-ray tube suffers greatly from the action of the alternating current, in that an unnecessarily large amount of energy is wasted, the thermal effect of which affects the electrodes of the tube. As a result of this, ways and means have been sought to more effectively remedy this evil Way to counter. It is natural that the case of the passage of alternating current is so much the sooner the lower the vacuum of the tube, the less permeable it will occur X-rays one wants to generate, d. H. the lower the internal resistance of the tube. Under the name of the Walter circuit a switching process is known which culminates in the fact that one uses self-induction the primary coil is enlarged and the operating voltage is reduced by branches. Technically, this circuit has many serious disadvantages. First, one shows strong changed self-induction a reaction on the interrupter, secondly - and in it is the main shortcoming - the branch generates an enormous amount of electricity in Heat is converted, while only an infinitesimally small part of it is consumed Energy is made useful for operation. There is an improvement in the ratios can be achieved by using alternating current for operation instead of direct current who then works with a s)> - nchiOn Breaker is interrupted. If the electric circuit takes the place of the alternating current curve is placed where it passes the zero line, the current rise, if the alternating current curve is a sine line, and the increase in magnetization is also approximately sinoidal. The resulting sine curve has a lesser inclination towards the abcissa, especially at the beginning of the curve, than the Logarithms according to which a direct current increases. Alternating current stands for However, operation is only available occasionally.

In Folgendem soll ein Schaltverfahren beschrieben werden, das es ermöglicht, bei jeder beliebigen Gebrauchsspannung und Stromart eine Variation der Klemmspannung im Induktor in weiten Grenzen zu erreichen.In the following, a switching method is to be described that enables each any usage voltage and type of current a variation of the clamping voltage in the inductor achievable within wide limits.

Das Verfahren ist folgendes:The procedure is as follows:

Ein Hülfstransformator mit variabler Windungszahl, sowohl der Primär- wie Sekundärspule wird in die Leitung eingeschaltet, derart, dafs der eine Pol der Leitung direct zur Primärspule des Transformators geführt wird.An auxiliary transformer with a variable number of turns, both for the primary and secondary coil is switched into the line in such a way that one pole of the line directs to the Primary coil of the transformer is performed.

Der andere Pol der Leitung geht zu der Unterbrechungsvorrichtung und von der Unterbrechungsvorrichtung zum Ende der Primärwicklung des Transformators. Vermittelst Ableitung von den Primärwindungen kann die Windungszahl und damit die Selbstinduktion der Primärspule je nach Bedürfnifs verändert werden. Die Sekundärspule ist mit einem Ende direct an die Primärspule des Induktors angeschlossen. Das andere Ende der Induktor-Primärspule geht ebenfalls zu einer Contact einrichtung, die nach Belieben mehr oder weniger Windungen der Sekundärspule des Transformators einzuschalten gestattet. Die Verhältnisse der Selbstinduktion aller dreier Spulen können bequem so gewählt werden, dafs der Funkeninduktor bei einer beliebigen Netzspannung eine beliebig verkleinerte oder vergröfserte Nutzspannung erhält. Da der Nutzeffect des Transformators, der nur eine geringe Selbstentmagnetisirung zu haben braucht, sehr hoch gewählt werden kann, so geht bei dieser Betriebsart keine Energie in Abzweigwiderständen verloren. Sollen zur feineren Regulirung noch Widerstände eingeschaltet werden, so kann in die Hauptleitung ein Widerstand eingeführt werden, der bei hohem Ohmischem Widerstand nur geringe Drahtquerschnitte und eine kleine Abkühlungsfläche zu besitzen braucht, da ein hoher Energieverlust in ihm nicht stattfindet. Der Betrieb wird daher aufserordentlich ökonomisch. Die Abstufungsfähigkeit ist.sogrofs, dafs selbst bei einem grofsen Funkeninduktor mit hoher sekundärer Windungszahl eine Röntgenröhre von niedrigstem Vacuum ohne jede Spur von Wechselstromerscheinungen betrieben werden kann, ein Vortheil, der bei der früheren Betriebsart nur auf Kosten eines ungeheuren Stromverbrauches zu erzielen war. Der Hülfstransformator, der die gesammte Energie, die verbraucht wird, umsetzt, mufs natürlich eine den Verhältnissen angepafste Gröfse besitzen. Ebenso gut kann der Transformator auch mit einer Wickelung . als sogenannter Spartransformator ausgeführt werden.The other pole of the line goes to and from the breaker to the end of the primary winding of the transformer. By means of derivation from the primary windings, the Number of turns and thus the self-induction of the primary coil changed depending on needs will. One end of the secondary coil is directly connected to the primary coil of the inductor connected. The other end of the inductor primary coil also goes to a contact device, which allows more or less turns of the transformer's secondary coil to be switched on at will. the The self-induction ratios of all three coils can be conveniently chosen so that that the spark inductor has an arbitrarily reduced or increased useful voltage. Since the beneficial effect of the transformer, which is only one needs to have low self-demagnetization, very high can be chosen, so goes at In this operating mode, no energy is lost in branch resistors. Shall for finer regulation If resistors are switched on, a resistor can be installed in the main line are introduced, which with high ohmic resistance only small wire cross-sections and needs to have a small cooling area because of a high energy loss does not take place in it. The operation is therefore extremely economical. the Gradeability is so great that even with a large spark inductor it has a high secondary number of turns an X-ray tube of the lowest vacuum without any trace of AC phenomena can be operated, an advantage of the earlier operating mode could only be achieved at the expense of enormous electricity consumption. The auxiliary transformer, who converts all the energy that is consumed, of course, needs one Have the size adapted to the circumstances. The transformer can also work just as well a winding. be designed as a so-called autotransformer.

Fig. ι zeigt die Schaltung mit Transformator mit getrennten Wickelungen. Es bedeuten darin B eine beliebige Stromquelle, U die Unterbrechungsvorrichtung, C einen dazu parallel geschalteten Condensator, W einen Regulirwiderstand, D¹ die Primärwickelung des Hülfstransformators, d^l die Regeleinrichtung zum Abschalten von Windungen, D'² die Sekundärspüle'des Transformators, d² die Regulirvorrichtung an dieser und endlich P die Primärspule des Funkeninduktors.Fig. Ι shows the circuit with transformer with separate windings. B any current source, U the interruption device, C a capacitor connected in parallel, W a regulating resistor, D ¹ the primary winding of the auxiliary transformer, d ^l the regulating device for switching off windings, D ' ² the secondary sink' of the transformer, d ² the regulating device on this and finally P the primary coil of the spark inductor.

Fig. 2 stellt 'die Schaltung in wenig veränderter Form dar, in dem nur der Transformator durch einen Spartransformator mitFig. 2 shows' the circuit in a little changed form, in which only the transformer through an autotransformer with

Claims

only one winding D is replaced, to which the two contact devices D ¹ for the primary circuit and D ² for the secondary circuit are connected.

Patent-A ν Proverbs:

i. Circuit for operating spark inductors for X-ray generation, marked by an auxiliary transformer, the primary circuit of which in the usual way connected to the power source with the interposition of an interruption device is, while its secondary circuit is applied directly to the poles of the primary coil of the inductor, and thus allows the Primary coil of the inductor with any against the mains voltage

increased or decreased usage voltage irritate.

An embodiment of the transformer for regulating the operating voltage of Spark inductors according to the circuit given in claim ι, characterized by the variability of its primary and secondary numbers of turns, for the purpose of the terminal voltage of its secondary coil to be able to change against that of his primary coil at will.

Another embodiment of the transformer for operating spark inductors with a winding that has double conductors, such that one of the operating circuit can be enlarged or reduced at will Voltage can be removed.

For this purpose ι sheet of drawings.