DE2249365A1

DE2249365A1 - Roentgenroehre

Info

Publication number: DE2249365A1
Application number: DE2249365A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dorow
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-10-09
Filing date: 1972-10-09
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2249365C3; DE2249365B2

Description

Röntgenröhre Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit strichförmigem Brennfleck und einer rechteakigen Blende, die in Richtung der Anode der Gltihkathode vorgeschdltet und mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden ist. Anordnungen derartiger Blenden in Röntgenröhren werden bekanntlich dazu benutzt, einen scharfen kleinen Bronnfleck zu erzeugen, um die Strahlungsquelle klein zu erhalten, so daß mit dieser hergestellte Röntgenaufnahmen hohe Zeichenschärfe aufweisen.
Bei den bekannten Röntgenröhren geht man davon aus, daß es wünschenswert ist, für jede beliebige Belastung dem Brennfleck die kleinstmögliche Ausdehnung zu geben, die sich aus der Belastung der Röhre ableitet, die eine bestimmte Mirdestgröße des Brennflecks erfordert Um eine selbsttätige Steuerung zu erhalten, die sich selbsttätig in Abhängigkeit von der angelegten Spannung einstellt, hat man isoliert vcn der Glühkathode eine Sammelvorrichtunb angeordnet und eine Steuervorrichtung für die Kathodenstrahlen derart, daß die Steuervorrichtung mit der Glühkathode über eine einen Spannungsunterschied erzeugende Vorrichtung, z.B. einen Widerstand, derart verbunden ist, daß die Größe des erzeugten Brennflecks durch den Spannungsunterscbied zwischen der Sammelvorrichtung und der Steuervorrichtung selbsttätig geregelt wird.
Bei derartigen Anordnungen, bei denen immer die rechtec;ge Blende aus einem Teil hergestellt ist, ergibt sich der Nachteil, daß zwar die Längsseiten der Blende immer die vorhergeschene Verkleinerung bzw. Vergrößerung des strichförmigen Brennflecks ergeben. Anders verhält es sich aber mit den schmalen Endseiten des Brennflecks, die sich nicht in dem gewünschten Ausmaß verschieben.
Die zu lösende Aufgabe bestelit darin, einfache Mittel anzugebe, mit welchen sowohl die Längsseiten als auch die Schmalseiten bei Veränderungen der Brennfleckgröße in ihrer Relation zueinander wenigstens angenähert erhalten bleiben.
Erfindungsgemäß ist eine Röntgenröhrz mit strichförmigem Brennfleck und einer Blende, die in Richtung der Anode der Glühkathode vorgeschaltet und mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenseiten voneinander getrennt und an unabhängig voneinander regelbare Spannungen gelegt sind. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß bei ausreichender Foblssierung der Brennfleckbreite auch die Fokussierung der Länge hinreichend einstellbar ist. In aller Regel reicht es aus, die parallel zueinanderliegenden Seiten paarweise an regelbare Sparlltlngen zu legen. Versuche, die zur Erfindung führten, haben ergeben, daß sich ein Brennfleck von 0,36 nun Breite mittels seitlicher Blendenteil? an die gemeinsam eine negative Spannung von ca.
200 V gelegt ist, ohne weiteres auf eine Breite zon 0,1 mm bis 0,08 mm verkleinern läßt. Die Länge des Brennflecks wird mit 200 V jedoch nur um 0,035 mm verkleinert und bleibt damit Weit über der bei 0,15 mm liegenden zulässigen Toleranzgrenze. Aus diesem Meßergebnis wurde die Erkenntnis abgeleitet, daß die Fokussierungsspannung, die zur Einstellung der Brennfleckbreite benutzt ist, unabhängig von der einstellbar sein sollte, die zur Fokussierung der Brennflecklänge verwendet wird. Bei 90 kV ergibt sich im Regelfall eine ausreichelde Quer fokuss erung mit einem Potential in der Größenordnung von -200 bis -400 V und längs in einer Grôßenordnung von -700 bis -900 ÄT. Röntgenröhren, die eine erfindungsgemäß veränderbare Blende aufweisen, können dann sowohl als Mikrofokusröhre als auch als Kinoröhre mit normalem 20 kW- oder auch 30 kW-Brennfleck verwendet werden oder als solche, die universell einsetzbar sind.
Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo es darauf ankommt, bei Röntgenröhren die Brennfleckgröße zu verändern, wenn diese. unterschiedliche Längen- und Breitenverhältnisse aufweist. Sie ist zweifellos nicht an die Rechteckform gebunden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.
In der Fig. 1 ist teilweise im-Sctmitt und teilweise schematisch die Erfindung im Zusammenhang mit einer Drehanoden-Röntgenröhre dargestellt und in den Fig. 2 und 3 die Seitenansicht und die Draufsicht der erfindungsgemäß mit Blenden versehenen Glühkathode.
In der Fig. 1 ist mit 1 die Drehanoden-Röntgenröhre bezeichnet, deren Kathodenanordnung 2 die beiden Glühkathoden 3 und 4 auf weist, deren Wendel sich in gleicher Ebene aneinander anschliessen. Diese Wendel liegen in einem Metallblock 5 in einer Nut 6, deren seitliche Kanten 7 und 8 die längs der Wendeln verlaufenden Blendenteile darstellen. Die Endbegrenzungen der Wendeln stellen die Umbiegungen 9 und 10 der isoliert in den Block 5 eingeführten Blechteile 11 und 12 dar. An der Aneinanderstoßstelle der Wendeln 3 und 4 liegt ebenfalls isoliert in dem Block 5 eingefügt der Draht 13 in der Ebene, in welcher die Umbiegungen 9 und 10 liegen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, stel]en somit die Umbiegungen 9 und 10 sowie der Draht 13 und die Kanten 7 und 8 eine Blendenvorrichtung dar, welche der Glühkathode, die aus den Wendeln 3 und 4 besteht, in Richtung der Anode 14 vorgeschaltet ist. In vorliegendem Beispiel ist die Anode 14 der Teller der Drehanoden-Röntgenröhre 1, der mittels des Rotors 15 und eines außen an die Röhre 1 anlegbaren Stators (der nicht dargestellt ist) in Drehbewegung versetzt werden kann.
In Abänderung des Ausführungsbeispiels kann auch nur vor der Glühwendel 3 die isolierte Längenfokussierung angebracht seit, mit Blech 11, Umbiegung 9 und Draht 13. Dies hat'den Vorzug eines einfacheren Aufbaues und es ist vorteilhaft bei Röntgenröhren, bei denen nur die Steuerung des kleinen Brennflecks interessiert.
Der Betrieb der Röhre 1 erfolgt mittels des Röntgenapparates 16, der mit einem Netzanschluß 17 versehen ist. Er enthält neben den bekannten Schaltmitteln zur Einstellung der Aufnahmegröße auch die für vorliegende Anordnung wichtigen, Über Transformatoren etc. von der Netzspannung (17) abgeleiteten Spannungen.
Mittels des angedeuteten Gleichspannungserzeugers 18 wird die Röntgenröhre 1 in Betrieb gesetzt, d.h. es wird über die Leitungen 19 und 20 zwischen dem Stutzen 21 und der Mittelzuführung 22 der beiden Wendeln 3 und 4 die erforderliche Hochspannung von z.B. 80 kV angelegt. Im vorliegenden Fall wird die Wendel 3 durch Einschaltung einer Heizspannung von ca. 5 V zwischen den Leitungen 20 und 23 zum Glühen und dadurch zur Aussendung des angedeuteten Elektronenstrahlbündels 24 angeregt, welches beim Auftreffen auf die Anode 14 das Röntgenstrahlenbündel 25 auslöst. Zur Begrenzung der Größe des Auftrefflecks des Bündels 24 auf der Anode 14, d.h. des Brennflecks, wird an dem Körper 5, d.h. an die Kanten 7 und 8, eine gegenüber der Glühkathode auf einem Potential von ca. 200 V~ liegende Spannung angelegt, mittels der Anordnung 26, die den Transformator 27, den Gleichrichter 28 und eine entsprechende Glättungseinrichtung enthält. Die erforderliche Wechselspannung wird dem Röntgenapparat 16 entnommen. Bei dem Transformator handelt es sich um eine nochspannungssichere Ausführung zur Trennung der Hochspannungsseite von der Niederspannungsseite. Der Eisenkern diescs Transformators liegt an der Erdung 29. Die Anlegung der negativen Spannung von ca. 850 V gegenüber der Glühkathode an den Schmalseiten der Blende erfolgt mittels des Apparates 30. Dieser enthält ebenfalls einen Transformator 31, der keine Erdung aufweist, weil der Transformator mit seinen Wicklungen direkt bzw. über den Gleichrichter 32 mit der Leitung 37 und 39 über Leitung 20 an Hochspannungspotential liegt. Er ist hochspannungssicher in einem Ölgefäß, in welchem z.B. auch die Röntgenröhre sitzt, eingebaut. Außerdem enthält der Apparat 30 einen Gleichrichter 32, einen Schalter 33 sowie ein Relais 34 mit einem einstellbaren Widerstand 35. Das Relais 34 mit dem Kontakt (Schalter) 33 (vgl die gestrichelt gezeichnete Verbindung 34') r j dient dabei dazu, die Fokussierungsspannung bei Nichtgebrauch der Fokussierung abzuschalten; der einstellbare Widerstand erlaubt es, das Relais bei einem bestimmten Strom anzIehen zu lassen. Die erforderliche Wechselspannung wird dem Röntgenapparat 16 über die Leitungen 20 und 36 entnommen, über dieleitungen 37 und 38.
Dabei wird die Wechselspannung auf 6 V gehalten, so daß der anliegende Strom nicht dazu ausreicht, die Wendel 4 zum für die Erzeugung von Röntgenstrahlen ausreichenden Emittieren von Elektronen zu bringen. Die so zwischen der Umbiegung 9 und dem Draht 13 anliegende Spannung bewirkt die Fokussierung der Länge des Brennllecks. Beim Abschalten der Fokussierung schließt der durch den Schalter 33 symbolisierte Kontakt das Relais 34 t und der Widerstand 4G wirkt als Lastwiderstand.
In analoger Weise kseen eine Fokussierung der Länge und der Breite des Brennflecks erfolgen, wrnn in geeigneter Weise die Wendel 4 in Betrieb genommen wird. Nach Ausschaltung des Drahtes 13 kann mit den Kanten 7 und 8 sowie den Umbiegungen 9 und 10 auch die Fokussierung des von beiden Wendeln 3 und 4 ausgehenden Elektronenstrahls erfolger.
Als Regelung ist im Sinne der Erfindung auch eine Einstellung etwa zur einmaligen Justierung zu verstehen.

Claims

Patentansprüche

Röntgenröhren mit strichförmigem Brennfleck und einer Blende, die in Richtung der Anode der Gluhkathode vorgeschaltet und mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden ist, d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t, ,- daß die Blendenseiten voneinander getrennt und an unabhängig voneinander regelbare Spannungen gelegt sind.
2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß-bei Verwendung einer rechteckigen Blende an die parallel zueinander liegenden Seiten paarweise regelbare Spannungen gelegt sind.
3. Röhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Röhrenspannung in der Größenordnung von 90 k7 die parallel zur Längsausdehnung der Glühkathode liegenden Blendenteile auf einem Potential in der Größenordnung von -200 bis -400 V und die quer zu diesen liegenden kurzen Blendenteile in einer Größenordnung von -700 b s -900 V gegenüber der Glühkathode liegen.
4. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren sich aneinander anschließenden Gltihkathoden. von unterschiedlicher Länge auch an den aneinander liegenden Anschlußteilen der GlubRathode Blendenteile liegen, welche etwa die Form eines Drahtes haben, der den Spalt überspannt, der zwischen den längs der Glühkathode liegenden Blendenteilen verbleibt.
5. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren sich aneinander anschließenden Wübkathc'den nur eine an einem Ende der Anordnung liegenden Kathode an den beiden Längsseiten und am freien Ende an regelbaren Spannungen liegende Blendenteile zugeordnet sind.

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