DE1564093A1

DE1564093A1 - Roentagenstrahlerzeuger

Info

Publication number: DE1564093A1
Application number: DE1966H0060890
Authority: DE
Inventors: Haruyuki Kusagaya; Shigeo Sato; Shigenobu Yanaka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1966-04-27
Filing date: 1966-10-28
Publication date: 1970-11-26
Also published as: DE1564093B2; US3511996A; GB1136789A

Description

Patentanwälte 8l-.li.858P 28.10 „1966

Dipl.-In.r-. R. Beetz u.
Dipl.- ine;. Lemprecht

München 22, Sleinsdorfstr. 10

HITACHI , LTD., Tokyo (Japan)

Röntgenstrahlerzeuger

Die Erfindung bedient sich auf einen Röntgenstrahlerzeuger, insbesondere einen industriellen, tragbaren Röntgenstrahlerzeuger, bei dem die Röntgenstrahlröhre mit einer Impulsspannung betrieben wird, wodurch Gewicht und Abmessungen des Gerätes verkleinert werden.

Bei einem tragbaren Röntgenstrahlerzeuger zur zerstörungsfreien Prüfung von Metallen sind üblicherweise im selben Gehäuse eine Röntgenstrahlröhre und ein zur Zuführung der Leistung dienender Hochspannungstransformator angeordnet. Die Eigengleichrichterwirkung der Röntgenstrahlröhre wird dazu benutzt, daß nur die positive Halbwelle einer vom Hochspannungstransformator zuügführten sinusförmigen Viechseispannung zur Erzeugung der Röntgenstrahlen Verwendung findet. Die Härte oder Eindringtiefe von mittels einer solcnen Röntgenstrahlröhre erzeugten Röntgenstrahlen riängt nun jedoch bekanntlich im allgemeinen vonr Augenblickswert eier der Röhre zugeführten Plattenspannung ab. Mit Spannungen unter 4o kV lassen sich kaum harte Röntgenstrahlen erzeugen, die eine Eisenplatte oder ähnliche Gegenstände durchdringen können. Eine solche Niederspannungskomponente, die zur Erzeugung der Röntgenstrahlen mit der gewünschten Eindringfähigkeit nicht beiträgt, ist daner bei einem industriellen Röntgenstrahlerzeuger,

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bei dem nur harte Röntgenstrahlen erwünscht sind, überflüssig.

man
Aus diesem Grunde speist/in derartigen Fällen Röntgenstrahlröhren mit einer impulsförmigen Hochspannung, die somit keine Niederspannungskomponenten enthält.

Ein durch eine derartige Impulsspeisung erzielter Vorteil besteht darin, daß die von der Röntgenstrahlröhre verbrauchte elektrische Leistung verringert werden kann, und daß außerdem eine Verminderung des Temperaturanstieges der Röntgenröhre im Betrieb möglich ist. Da der magnetische PIuS durch den Eisenkern eines Hochspannungstransformators dem Integral der Eingangsspannung proportional ist, kann man auf diese Weise auch den magnetischen Fluß durch den Eisenkern gegenüber dem Fall reduzieren, bei dem als Eingangsspannung eine Sinuswelle Verwendung findet. Bei gleichem magnetischen Fluß kann man die Abmessungen des Eisenkernes verringern und die Windungen kompakter ausführen. Aus den beiden erwähnten Gründen lassen sich die Abmessungen und das Gewicht eines Röntgenstrahlgenerators weiter verringernο

Bekannte Röntgenstrahlerzeuger mit impulsweiser Speisung sind nach dem in Fig« I dargestellten Prinzip aufgebaut. Bei dieser Schaltung sind eine Gleichspannungsquelle, eine Schaltröhre und ein Impulsformerkreis so kombiniert, daß eine Impulsspannung erzeugt wird, die durch den Hochspannungstransformator hochgespannt und der Röntgenstrahlröhre zugeführt wird. Bei dieser Schaltungaanordnung wird jedoch der Hochspannungstransformator durch den Eingangsimpuls gleichstrommagnetisiert. Der

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Querschnitt des Kernes muß daher verhältnismäßig groß werden, um eine Sättigung des Kernes zu vermeiden. Da ferner für die Impulserzeugung eine Gleichspannungsquelle erforderlich ist, bereitet es Schwierigkeiten, das Gerät leicht und mit kleinen Abmessungen herzustellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Röntgenstrahlerzeuger zu entwickeln, der bei gleicher Belastbarkeit ein wesentlich geringeres Gewicht und wesentlich kleinere Abmessungen als die bisher bekannten Ausführungen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der durch diesen Widerstand fließende Strom zur umgekehrten Erregung des Hochspannungstransformators dient und hierdurch eine Gleichstrommagnetisierung des Kernes dieses Hochspannungstransformators verhindert«

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines bekannten Röntgenstrahlerzeugers mit impulsweiser Speisung;

Fig. 2 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Röntgenstrahlerzeugers;

Fig. j5 ein Schaltbild eines beim erfindungsgemäßen

Röntgenstrahlerzeuger benutzten Triggerkreises;

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Pig. 4 ein Diagramm der an den einzelnen Schaltungspunkten des Triggerkreises gemäß Pig. 3 auftretenden Spannungen;

Fig. 5 ein Diagramm der mit der Einrichtung gemäß Fig. 2 erzielten Impulsform;

Pig. 6 und 7 Schaltbilder von zwei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung;

Fig. 8 bis 10 Diagramme von gemessenen Spannungsformen einer Röntgenröhre des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlerzeugers;

Fig.11 und 12 Diagramme, die die Abhängigkeit des

Scheitelwertes der Röntgenrohrspannung zu Beginn eines Impulses von der Impulserzeugerphase und vom Röntgenröhrenstrom zeigen;

Fig. 15 und ]4 zwei weitere Ausführungsbeispiele der

erfindungsgemäßen Einrichtung (mit Elementen zur Einstellung der Impulsphase zwecks Verhinderung einer anomalen Spannung zu Beginn eines Impulses).

In Fig. 1 ist eine bekannte Ausführung eines Impulserzeugers veranschaulicht, der eine Gleichspannungsquelle 1, eine Schaltröhre 2 und einen zur Impulsformung dienenden Kreis 3 enthält. Der hier erzeugte Impuls wird über einen Hochspannungstransformator 4 der Platten-Kathodenstrecke einer Röntgenstrahlröhre zugeführt. Bei einer solchen Ausführung wird der Eisenkern des

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Hochspannungstransformators 4 durch eine Gleichspannungskomponente eines Eingangsimpulses magnetisch polarisiert; die Ausgangsspannung des Transformators ist durch die Sättigung des Kernes begrenzt.

Erfindungsgemäß wird daher als Impulserzeuger ein oder mehrere Gleichrichter mit Steuerelektrode verwendet, beispielsweise ein gesteuerter Siliziumgleichrichter. Dieser Steuergleichrichter dient zur Beseitigung einer. Niederspannungskomponente, die bei Erzeugung von Röntgenstrahlen aus der positiven Halbwelle einer von einer üblichen Wechselstromquelle zugeführten Sinusnalbwelle keinen wirksamen Beitrag liefert. Erfindungsgemäß wird daher nur der um den Scheitel liegende Teil der Sinuswelle der Primärwicklung des Hochspannungstransformators in Form eines Impulses zugeführt. Der in der Sekundärwicklung induzierte Hochspannungsimpuls wird dann in Vorwärtsrichtung zwischen Platte und Kathode der Röntgenstrahlröhre gelegt. Zwischen der Primärseite des Hochspannungstransformators und der handelsüblichen Wechselstrornquelle ist ein Widerstand mit geeignet gewähltem Wert vorgesehen, der parallel zu einem der gesteuerten Gleichrichter geschaltet ist, so daß über diesen Widerstand ein Erregerstrom umgekehrter Richtung dem Hochspannungstransformator zugeführt wird, wenn die negative Halbwelle der Eingangs-Sinuswelle vornanden ist, so daß eine Gleichstrommagnetisierung des Transformatorkernes verhindert wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden

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näher erläutert. Bei der Schaltung gemäß Fig. 2 enthält der HoGhspannungstransformator 4 eine Primärwicklung 41 und eine Sekundärwicklung 42. Die Enden der Sekundärwicklung 42 sind mit der Platte 51 bzw. der Kathode 52 einer Röntgenstrahlröhre verbunden» Zwischen die Primärwicklung 4l und die handelsübliche Wechselstromquelle ist ein Impulserzeuger geschaltet, der gesteuerte Gleichrichter SCR₁, SCRg, einen Kondensator 7, Gleichrichter 8,9 und Widerstände 10,11 enthält.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Triggerkreises veranschaulicht, der den gesteuerten Gleichrichtern SCR, und SCRp einen Zündimpuls zuführt. Dieser Triggerkreis enthält einen Schaltungsteil l4 zur Erzeugung eines Zündimpulses für SCR,. Der Eingang dieses Schaltungsteiles 14 wird über einen Tranformator 12 und einen Gleichrichter- und Phasenschieberteil 13 gespeist. Weiterhin enthält der Triggerkreis gemäß Fig. 5 einen Verzögerungsteil 15 und einen Phasenumkehrteil l6. Der zur Erzeugung des Zündimpulses dienende Schaltungsteil 14 ist auch dem Steuergleichrichter SCR₂ zugeordnet. Mit 18 ist eine negative Speisespannungsquelle für den Triggerkreis bezeichnet.

Die Sekundärspannung des Transformators 12 wird im Phasenschieberkreis, der einen Kondensator 19 und einen Widerstand 20 enthält, in ihrer Phase verschoben. Dann erfolgt eine Vollwellengleichrichtung mit einem Gleichrichter 21. Die Ausgan^sspannung gelangt als negatives Potential an die Klemmen des Widerstandes Da gleichzeitig ein Kondensator 24 über einen Gleichrichter ?3

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geladen wird, wird das Potential im Punkte a auf den Viert der Ladespannung am Kondensator 24 vergrößert, so daß sich das in Fig. 4 unter E_n dargestellte Potential ergibt. Nur die positive Komponente dieser Spannung erscheint am Ausgang der Gleichrichter 25 und wird vom Anschluß b als Zündimpuls dem Steuergleichrichter SCR, zugeführt. Der Verzögerungskreis 15 enthält einen bekannten Multivibrator mit Transistoren 26,27 und gibt am Anschluß d ein Rechtecksignal mit der in Figo 4 (E.) dargestellten Wellenform ab, wenn ein positiver Impuls über den Gleichrichter 25 hinzuePführt-wird. Die Phase dieses Rechtecksignales wird durch den Transistor 28 umgekehrt. Das auf diese Weise erhaltene Signal E wird durch den Zündimpulserzeuger 17 umgeformt, der einen Transistor 29, Kondensatoren 30,31, Widerstände 52,33,34 und Gleichrichter 35>36 enthält. Der am Anschluß g auftretende Impuls wird als Zündimpuls dem Steuergleichrichter SCRg zugeführt und ist - wie Fig. 4 (E ) zeigt - um eine bestimmte Zeitspanne verzögert.

Die Wirkungsweise des in Fig» 2 veranschaulichten Röntgenstrahlerzeugers, der durch den Triggerkreis gemäß Figo 3 gesteuert wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Diagramm gemäß Fig. 5 erläutert. Beim Auftreten eines Zündimpulses am Ausgangsanschluß b des Triggerkreises wird der Steuergleichrichter SCR, bei einem bestimmten Phasenwinkel Θ., gezündet (dieser. Phasenwinkel sei als Impulserzeuger-Phasenwinkel bezeichnet). Dieser Phasenwinkel Θ., liegt in der ersten Hälfte der positiven

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Halbwelle der sinusförmigen Eingangsspannung E_Q. Ist der Steuergleiohrichter SCR, leitend, so wird der Kondensator 7 über den Gleichrichter 9 und den Widerstand 11 geladen. Der Steuergleichlichter SCRp wird durch einen Zündimpuls gezündet, der vom Ausgangsanschluß g des Triggerkreises bei einem bestimmten Phasenwinkel ©p in der zweiten Hälfte der positiven Halbwelle abgegeben wird (dieser Phasenwinkel wird als Impulsunterbrecher-Phasenwinkel bezeichnet). Die Ladespannung des Kondensators 7 wird dann dem Steuergleichrichter SCR, als Gegenspannung zugeführt, so daß die Stromleitung in SCR, unterbrochen wird. In der Zeitspanne zwischen Θ, und ©2 erfolgt eine Belastung mit positivem Potential über SCR,. Verschwindet die positive Halbwelle der Eingangsspannung, so wird die Stromleitung in SCRp unterbrochen. Während der folgenden negativen Halbwelle sind SCR₁ und SCR₂ ausgeschaltet; die Belastung wird über den Gleichrichter 8 und den Widerstand mit einer umgekehrten Spannung versorgt. Durch geeignete Wahl der Phase der Zündimpulse für SCR, und SCRp erhält die dem Hochspannungstransformator 4 zugeführte Eingangsspannung die Form E₁ gemäß Fig.5··DBr zwischen Θ, und θρ liegende Teil der positiven Halbwelle der sinusförmigen Spannung wird durch den Transformator 4 mit erhöhter Spannung in Vorwärtsrichtung zwischen Platte und Kathode der Röntgenstrahlröhre 5 gelegt, so daß sich Röntgenstrahlen mit der gewünschten Eindringfähigkeit ergeben. Während der negativen Halbwelle der Eingangsspannung wird der Transformator durch einen über den Widerstand 10 fließenden Strom umgekehrt erregt, so daß eine Gleichstrommagnetisierung des Kernes

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verhindert wird. Der Widerstand 10 ist zusammen mit dem Gleichrichter ο parallel zum Steuergleichrichter SCR, geschaltet, so daß dieser Widerstand nur die negative Halbwelle der Eingangsspannung hindurchläßt, während die positive Halbwelle-durch den Gleichrichter 8 gesperrt wird. Der Wert des Widerstandes ist so gewählt, daß die in der positiven Halbwelle schraffierte Fläche in ihrer Größe etwa der schraffierten negativen Halbwelle entspricht; auf diese Weise wird die Gleichspannungskomponente der Eingangsspannung unterdrückt. Wie aus Pig. 5 hervorgeht, ist die dem Transformator während der negativen Halbwelle zugeführte Eingangsspannung kleiner als die Eingangsspannung des Transformators in der positiven Halbwelle, was auf den Spannungsabfall im Widerstand 10 durch einen Strom in umgekehrter Richtung zurückzuführen ist. Der Widerstand 10 dient daher auch zur "Verringerung des in umgekehrter Richtung fließenden Stromes, um zu gewährleisten, daß in derjenigen Halbwelle, in der die Röntgenstrah1-rb'hre nicht leitend ist, keine zu starke Gegenspannung an die Röhre gelangt, die eine Gefahr für die Isolation der Einrichtung darstellen könnte.

Weitere Ausführungsbeispiele eines Hochspannungs-Impulsgenerators sind in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht. Gemäß Fig. enthält der Impulserzeuger einen gesteuerten Gleichrichter SCR, der durch einen positiven oder negativen Torimpuls gezündet und gesperrt wird (wie dies beispielsweise in der Zeitschrift "Electro-technology" Oktober 1963, Seiten-62 bis 72'beschrieben ist). Dieser Steuergleichrichter SCR und der eine Anschluß einer

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Reihenschaltung, die auf einem Gleichrichter 8 und einem Widerstand 10 (parallelgeschaltet zum Steuergleichrichter SCR) besteht, sind an eine übliche Wechselstromquelle 6 angeschlossen. Der andere Anschluß der Reihenschaltung ist mit der Primärspule 4l eines Hochspannungstransformators verbunden. Der Steuergleichrichter SCR wird durch einen positiven Impuls gezündet, der dem Toranschluß G beim Phasenwinkel θ., in der ersten Hälfte der positiven Halbwelle der sinusförmigen Eingangsspannung E (Fig. 5) zugeführt wird» Die Sperrung des Steuergleiehrichters SCR erfolgt durch einen dem Toranschluß G beim Phasenwinkel ©₂ in der zweiten Hälfte der positiven Halbwelle zugeführten negativen Impuls» Auf diese Weise wird nur der im Bereich des Scheitels liegende Teil zwischen Θ, und θρ der Sinushalbwelle als Impulsspannung der Primärwicklung des Hochspannungstransformators zugeführt; in der negativen Halbwelle, in der SCR gesperrt ist, ist der Transformator 4 durch einen Strom über den Widerstand 10 umgekehrt erregt.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 verwendet zwei übliche gesteuerte Gleichrichter, von denen SCR, in Reihe mit der Primärwicklung 4l eines Hochspannungstransformators geschaltet ist, während der andere Steuergleichrichter SCR₂ parallel zur Primärwicklung Kl liegt. Indem SCR₁ bei einem Phasenwinkel ©.jier in der ersten Hälfte der positiven Halbwelle von der Wechselstromquelle 6 gelieferten Sinuswelle liegt, gezündet wird, erhält die Primärwicklung 4l des Hochspannungstransformators zunächst ein Potential. Wenn dann SCRp beim Phasenwinkel θ₂ gezündet wird, der in der zweiten Hälfte der positiven Halbwelle liegt, wird die Primär-

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wicklung 4l kurzgeschlossen und dadurch das Potential beseitigt. Während'der negativen Halbwelle der Eingangsspannung sind SCR, und SCRg eingeschaltet und es fließt ein Erregerstrom im umgekehrten Sinne über den Gleichrichter 8 und den Widerstand 10 durch die Primärwicklung 4.1. Auf diese Weise erhält man einen Impuls der Wellenform gemäß B¹Xg. 5. Die Schaltung gemäß -Figo 7 enthält noch einen Schutzwiderstand yj zur Begrenzung des KurζSchlußstromes.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann man die durch die RöntgenstrahlrÖhre verbrauchte elektrische Leitung und die durch die Röhre erzeugte Wärmemenge verringern gegenüber einer Ausführung, bei der eine Sinuswelle direkt hinzugeführt wird. Auf diese Weise kommt man auch zu einer Verkleinerung der Abmessungen des Hochspannungstransformators, da erfindungsgemäß eine Niederspannungskomponente der Eingangsspannung, die zur Röntgenstrahlerzeugung nicht beiträgt, auf der Primärseite des Hochspannungstransformators abgeschnitten wird, so daß nur der im Bereich des Scheitels liegende Teil der Sinuswelle als Hochspannungsimpuls der RöntgenstrahlrÖhre zugeführt wird.

Da eine Gleichspannungsquelle, wie sie bei der Ausführung gemäß Fig. 1 Verwendung findet, nicht benötigt wird, kann eine Eingangspannung direkt von einer üblichen Wechselstromquelle abgenommen werden« Nachdem ferner eine Gleichstrommagnetisierung des Eisenkernes eines Hochspannungstransformators dadurch verhindert wird, daß der Transformator mit der negativen Halbwelle eier Einjjangsspannung umgekehrt erregt wird, kann man eine große magnetische Flußänderung im Kern ohne Sättigung zulassen und auf

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diese Weise die Abmessungen des Hochspannungstransformators weiter verringern. Durch die erfindungsgemäße Lösung erhält man somit einen industriellen Röntgenstrahlgenerator von kleinen Abmessungen, geringem Gewicht und einer bisher unerreichten, leichten Tragbarkeit. Es sei beispielsweise ein industrieller Röntgenstrahlerzeuger mit einer Belastbarkeit von 200 KV und 4 mA betrachtet. Bei einer üblichen Ausführung mit Einspeisung von Wechselstrom liegt das Gewicht eines Hochspannungsgenerators mit Röntgenstrahlröhre und Hochspannungstransformator bei etwa 52 kg; das Gewicht der Steuereinrichtung beträgt etwa 18 kg, woraus sich ein Gesamtgewicht von etwa 70 kg ergibt. Erfindungsgemäß beträgt dagegen das Gewicht des Hochspannungsgenerators nur etwa J>Q kg, das Gewicht der Steuereinrichtung einschließlich der Steuergleichrichter und des Zubehörs etwa 20 kg und das Gesamtgewicht somit 58 kg. Man erreicht daher eine GewichtsveriLngerung von etwa 20 %. Liegen Größe und Gewicht im selben Bereich, so liefert eine bekannte Ausführung gemäß Pig. I durch die Sättigung des Kernes nur einen Ausgangsstrom von etwa 1 mA, während man erfindungsgemäß mit einem Gerät gleicher Größe und gleichem Gewicht einen Ausgangsstrom von etwa 4 mA erzielt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Wellenformen, wie sie mit einer Röntgenstrahlröhre mit Einrichtungen gemäß Fig. 2 und J> erzielt werden. Die Fig. 8a bis 8b zeigen Wellenforrnen für O₁ = 0,lj$1T, 0,1!3Τί, 0,17iiu bzw. 0,2iC (wobei der Strom der Rütgenstrahlrümv konstant auf 5 inA gehalten wird). Die Fig. 9a bis 9c seifen Wellenformen der Spannung: der Röntgenstrahlröhre, wenn dor oU'oai

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auf 1 ηώ, 5 rnA bzw» 5 mA eingestellt wird (wobei der Phasenwinkel O₁ konstant mit 0,17 "tu festgehalten wird). In beiden Fallen wurde die maximale Röhrenspannung E _QV auf 200 KV und

max " ρ

die Frequenz der Speisespannungsquelle auf 50 Hz eingestellt.

Wenngleich eine Rechteckwelle als Röntgenstrahlröhrenspannung ideal ist, so zeigt sich doch in der Praxis, daß an der Sekundärseite des Transformators infolge von Nebeninduktivitäten und Streukapazitäten eine anomale Spannung (wie in der Fig. 8 und 9-dargestellt) auftritt, wenn SCR, (Fig. 2) eingeschaltet ist und daß der Scheitelwert E (θ,) dieser anomalen Spannung von diesem Phasenwinkel Q₁, dem Röhrenstrom und dem · Wert von E abhängt.

Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen dem Impulserzeuger-

Phasenwinkel e^und dem Relativwert E (θ-Υ/Ε^ . Fig. 12 zeigt 1 i^ max

die Beziehung zwischen dem Röhrenstrom und dem Ausdruck

. Aus diesen Darstellungen ergibt sich, daß sich der Scneitelwert Ε(θ,) der anomalen Spannung vergrößert, wenn sieh der Phasenwinkel Θ, dem Wert "ΐ£/2 nähert, falls der Röhrenstrom konstant gehalten wird, und daß sich der Scheitelwert vergrößert, wenn bei konstantgehalten^em Phasenwinkel der Röhrenstrom zurückgeht .

Man kann daher ohne Schwierigkeit einen Impulserzeuger-Priaaeriwlnkel zur Erzielung einer optimalen Wellenform (vgl. Fig. 9c) bei einem bestimmten Wert des Röhrenstromes wählen. Wenn

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jedoch der Impulserzeuger-Phasenwinkel θ ^ konstant gehalten wird, kann eine Erscheinung auftreten, wonach sich eine anomale Spannung zu Beginn eines Impulses vergrößert, wie in den Fig. 9a und 9b dargestellt, wenn der Röhrenstrom künstlich vergrößert wird oder wenn sich der Röhrenstrom durch einen unvorhergesehenen Einfluß ändert, beispielsweise durch eine Änderung der Arbeitsspannung der Speisespannungsquelle. Sin derartiger Einfluß beschädigt nicht nur die Isolation der Vorrichtung, sondern beeinträchtigt auch die Röntgenstrahlerzeugung durch die Vergrößerung der Wellenformverzerrung. Diese Erscheinung kann daher bei der Benutzung des Gerätes gewisse Schwierigkeiten bereiten.

Zur Lösung dieses Problemes kann eine Einrichtung vorgesehen werden, die die Zündphase des zwischen die Primärwicklung des Hochspannungstransformators und die handelsübliche Wechselstromquelle geschalteten Steuergleichrichters so einstellt, daß der Impulserzeuger-Phasenwinkel vorverlegt wird, wenn sich der Röhrenstrom verringert, entsprechend einer Änderung des gewählten Röhrenstromes oder einer Änderung des Röhrenarbeitsstromes.

Dieser Effekt sei anhand des Wellenformdiagrammes der Röhrenspannung näher erläutert. In Fig. 10 ist mit A die Wellenform einer Röhre bezeichnet, wenn der Röhrenstrom 5 mA und der Phasenwinkel G₁ = 0,17^, beträgt. B zeigt die Wellenform der Röhrenspannung, wenn der Röhrenstrom 1 mA und der Phasenwinkel O₁ ¹ - 0,171Γ beträgt. C veranschaulicht schließlich die Röhrenspannung, wenn der Röhrenstrom 1 mA und der Phasen-

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Winkel θ, = O,lj51i7 beträgt. Wie aus diesen Darstellungen hervorgeht, kann bei einer Verringerung des Röhrenstromes die Vergrößerung der anomalen Spannung zu Beginn des Impulses und die verstärkte Wellenformverzerrung unterdrückt werden, wenn der Impulserzeuger-Phasenwinkel entsprechend, beispielsweise von Q^ nach 6' verschoben wird. Vergrößert sich der Röhrenstrom, so kann eine Röhrenspannung mit einer der Rechteckwelle nahekommenden gewünschten Wellenform aufrechterhalten werden, indem die Impulserzeugerphase verzögert wird. Bei einer Änderung des Phasenwinekels Θ, ist es erwünscht, zur Konstanthaltung der Impulsbreite gleichzeitig den Impulsunterbrecher-Phasenwinkel θρ mit zu ändern.

Fig. 15 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Einstellung des Impulserzeuger-Phasenwinkels entsprechend der Änderung eines gewählten Röhrenstromwertes. Bei dieser Schaltungsanordnung ist eine Verbindung 40 zwischen einem Wärmeregler 39* der mit der Primärwicklung des Röntgenstrahl fade ntransformators 58 verbunden ist, und einem einstellbaren Widerstand 20 vorgesehen, der den einen Zweig einer Reaktanzbrücke eines Phasenschieberkreises 1J5 bildet. Der Wert des Widerstandes 20 wird entsprechend dem durch den Heizregler 59 eingestellten Wert des Röhrenstromes reguliert und bestimmt die Phase des dem Triggerkreis. 4^5 zugeführten Wechselstrom-Eingangssignales. Wie bei der Beschreibung der Fig. 3 bereits erläutert wurde, wird die Phase eines vom Triggerkreis 43 erzeugten Zündimpulses durch die Phase des Wechselstrom-Eingangs-

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signales bestimmt. Auf diese Weise ändert sich die Phase des Zündimpulses, der vom Triggerkreis 4-3 den Steuergleichrientern SCR₁, SCRp gemäß Fig. 2 (die den Hochspannungsimpulsgenerator 44· bilden) zugeführt wird, entsprechend dem Wert des gewählten Röhrenstromes ο Der Impulserzeuger-Phasenwinkel Θ·, und der Impulsunterbrecher-Phasenwinkel θρ von SCR, werden daher auf den für den jeweiligen Röhrenstrom optimalen Wert eingestellt.

Fig. 14- zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Einstellung des Impulserzeuger-Phasenwinkels entsprechend der Änderung des Röhrenarbeitsstromes. Die Schaltungsanordnung vergleicht die am.Widerstand 45 durch den Röntgenröhrenstrom abfallende Spannung mit einer Bezugsspannung einer Konstantspannungsquelle 4-6. Ein etwaiges Differenzsignal wird mittels eines Wechselrichters in einen Wechselstrom umgeformt und über einen Verstärker 4-8 der Steuerspule 50 eines Balanc-Motors 49 zu^gführt. Wird die Erregerspule 53 des Motors 49 mit einer konstanten Spannung gespeist, so wird die Phase der der Steuerspule 50 zugeführten Spannung umgekehrt, je nachdem ob die ermittelte Spannungsdifferenz positiv oder negativ ist. Der Motor 49 dreht sich daher in der einen oder anderen Richtung. Wird durch den Motor 49 ein veränderliches Element des Phasenschieberkreises Ip betätigt, so kann man die Phase des Zündimpulses, der in gleicher Weise wie beim Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. Ij5 vom Triggerkreis 4-J den gesteuerten Gleichrichtern des Hochspannungsimpulü^enerators 44 /,UjA'l'üiu't wird, verschieben und die automatische Eliu;teilung des Impulse rueu. ;or-Pha;jen\vinkc U entsprechend dem Rünt.'jenröhrenstroin vornehmen.

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Claims

l^/Höntgenstraiilerzeuger, der durch eine Impuls spannung gespeist v.ird und einen Hochspannungstransformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung enthält, v;obei die beiden Enden der Sekundärwicklung mit der Platte und der Kathode einer Röntgenstralilrönre verbunden sind, wobei ferner wenigstens ein gesteuerter Gleicnrichter vorhanden ist, der ein zwischen einer handelsüblichen Wechselstromquelle und der Primärwicklung des Hochspannungstransformator vorhandenes' Wechselstrom-Eingangssignal einleitet und unterbricht, wobei weiterhin die zur Röntgenstrahlerzeugung nicht v.'esentlich beitragenden Niederspannungskomponent«n aus der positiven Halbwelle der Röntgenstrahlröhre in Vorv/ärtsrlchtung zugeführten Wechselstrom-Eingangsspannung entfernt v/erden, so daß nur der im Bereich des Scheitels der Sinuswelle liegende Spannmittel! der Primärspule des Hochspannungstransformator« in Form eines Impulses zugeführt wird, wobei weiterhin der leitende Zustand des bzw. der Steuergleichrichter so gesteuert 7/ira, daß oine etwa rechteckige Spannungswelle der Röntgenstrahlrönre zugeführt wird, und wobei schließlich zwischen der Primärv.iciclurig des Hochspannungstrarisformators und der Wechselspannung-Spelrjotjpaiinungüquelle ein Widerstand geschaltet ist, der parallel zu einem der Gteuergleichrichter liegt und nur während er negativen Halbwello der WechselSpannung-Eingangsspannung leitend ist, α a d u r c h g e k e 'η π ζ e i c h η e t , daß der durch diesen Widerstand (lö) fließende Strom zur urngekehrten Erregung οίο.'; Hoch.spaiinungstransformators (^) dient und hierdurch eine Gi.eichrjtromma/',rietisierurig dos Kernes dieses Hochspanrmngstransi'ormator'.s verhindert.

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2. Röntgenstrahleraeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündphasenwinkel des bzw. der zwischen der handelsüblichen Wechselspannung-Speisespannungsquelle und der Primärwicklung des Hochspannungstransforniators vorgesehenen Steuergleichrichter derart einstellbar ist, daß bei einer Verringerung 'des Stromes der Röntgenstrahlröhre der Impulserzeuger-Phasenwinkel der der Röntgenstrahlröhre zugeführten Impulsspannung im voreilenden Sinne verstellt wird.

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