DE2436642C3 - Bildverstärkerröhre mit zylindrischen Elektroden und mit justierten Abstützelementen für die Elektroden sowie Verfahren zum Justieren der Abstützelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildverstärkerröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I, wie sie etwa aus der DE-OS 21 44 959 bekannt ist.

Bildverstärker bzw. Bildwandler werden bekanntlich zur Sichtbarmachung von unsichlbaren, etwa Röntgcn- oder Gammastrahlenbildern verwendet. Solche Einrichtungen werden als Bildverstärker angesprochen, weil die Bilder heller erscheinen als auf den ebenfalls bekannten Leuchtschirmen. Solche Bildverstärker werden aber nicht nur alleine, sondern auch im Zusammenhang mit anderen Anordnungen, etwa mit einer Fernsehabtasteinrichtung oder mit weiteren Verstärkeranordnungen (Kaskade), verwendet.

In Bildverstärkern, bei welchen in einem Vakuumkolben ein elektrostatisches Abbildungssystem angeordnet ist mit zylindrischen Elektroden, denen ein Eingangsschirm (Fotokathode) vor- und ein Ausgangsschirm (Leuchtschirm) nachgeschaltet ist, müssen die Elektroden recht exakt ausgerichtet sein, damit es möglich ist, die an der Fotokathode ausgelösten Elektronenbilder auf dem Ausgangsleuchtschirm einwandfrei abzubilden. Es ist erforderlich, daß sich die Elektroden, die als elektronenoptische Linsen wirksam sind, zu einer brauchbaren elektronenoptischen Abbildungsoptik zusammenfügen. Bei bekannten Einrichtungen können die Elektroden nur mit großem Aufwand justiert werden. Es ist nämlich immer eine zeitraubende und aufwendige Montage erforderlich, weil die Justierelemente möglichst keine losen Teile verursachen dürfen. Solche Teilchen würden sich in der Form schwarzer Punkte auf dem Ausgangsschirm störend bemerkbar machen. Insbesondere bei Röntgenbildverstärkern kann eine solche Störung nicht hingenommen werden, weil sie bei der Untersuchung festzustellende krankhafte Erscheinung verdecken oder vortäuschen kann.

Bei der oben erwähnten bekannten Bildverstärkerröhre werden die vorgenannten Nachteile dadurch weitgehend beseitigt, daß an den Wänden des Kolbens Halterungen angebracht sind, die stiftförmige, in das Kolbeninnere ragende, in der Länge justierte Abstützelemente aufweisen, an deren Enden die Elektroden mit justierten Mulden anliegen. Die Elemente können aber vertauscht sein, indem die Mulden am Abstützelement und an den Elektroden besondere Stützpunkte angebracht sind. Bei dieser Anordnung werden die zusammenzufügenden Teile schon vor dem Zusammenbau außerhalb der Röhre genau bearbeitet. Der Zusammenbau stellt dann nur noch ein einfaches Zusammensetzen dar, ohne da? noct, iusätzlich eine Justierung erfolgen müßte. Dies beschleunigt und vereinfacht die Montage. Außerdem werden für die Befestigung keine Teile mehr benötigt, von denen sich lose Teilchen ablösen könnten.

Bei der bekannten Anordnung ist es aber notwendig, etwa an den Innenwanden des Vakuumkolbens noppenförmige Erhebungen anzubringen, etwa durch Einfügen vorzugsweise gleichgeformter Mctallstifte in Sacklöcher, d. h. in Bohrungen, die in Lage und Tiefe justiert angebracht sind. In einer anderen Ausführung sollen etwa nicht aus Metall bestehende Hattcrungsnoppcn punktförmigc Erhebungen an der Innenwand eines Kolhens aus Glas sein. Diese können durch Abschleifen zentrisch vorbearbeitet, also justiert, werden. Bei der bekannten Ausführung ist also justiertes abtragendes Bearbeiten, d. h. justiertes Bohren bzw. justiertes Schleifen, erforderlich. Außerdem ist im ersten FaII noch zusätzlich das justierte Einsetzen justiert langer Stiften notwendig.

Bei der aus US-PS 35 90 304 bekannten Bildwandlerröhre sind in der Wand des Vakuumkolhcns Halterungen mit durchgehenden öffnungen vorgesehen. Diese Öffnungen befinden sich im Boden von pfannenförmig gestalteten Halterungen. Die durch die öffnungen eingeführten Abstützstifte sind nicht vorjustiert, sondern werden zunächst in Gewindebuchsen der Elektrode eingeschraubt und nach dem Justieren der Elektrode mil den Halterungen verschweißt. Dadurch wird aber eine starre Befestigung erreicht, bei der kein Auslausch einmal eingebrachter Elektroden ohne Zerstörung der

Röhre möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Bildverstärkerröhre gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs I vereinfacht und sicher zu einer justierten Halterung ohne die Anwendung abtragender Bearbeitung zu kommen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen baulichen Maßnahmen und durch d&s im Anspruch 2 gekennzeichnete Verfahren zur Justierung der Abstützungen gelöst.

Durch das Anbringen von Halterungen, die mit durchgehenden rohrförmigen öffnungen versehen sind und bei denen Abstülzelemente mit den Rändern der rohrförmigen öffnungen vakuumdicht verbunden sind, ist es möglich, zur Justierung der Abstützelemente eine Justiervorrichtung in den Vakuumkolben einzubringen und lösbar mit ihm zu verbinden, so daß die Abstützelemente in den rohrförmigen öffnungen der Halterungen bis zu den durch die Justiervorrichtung vorgegebenen Stellungen vorgeschoben werden und mit den Rändern der rohrförmigen öffnungen vakuumdicht verbunden werden können. Nach dieser Methode kommt man ohne justierte abtragende Bearbeitung der Stützpunkte aus. Selbstverständlich können die eigentlichen Stützpunkte in Umkehrung auch an den Elektroden vorgesehen sein und die entsprechenden Mulden an den Enden von Stiften, so daß auch die Mulden justiert in den Kolben eingeführt und dort fixiert werden können.

Weitere Ausgestaltungen der Bildverstärkerröhre nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 6 gekennzeichnet.

Vorteile der Erfindung werden nachfolgend in Verbindung mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Röntgenbild verstärker dargestellt,

in der Fig. 2 ein Querschnitt durch diesen Bildverstärker, bei wel.hem eine Justiervorrichtung angedeutet ist.

in der Fig. 3 ein zugleich als elektrische Kontaktierung ausgebildetes Abstützelement einer Halterung für Elektroden,

in der F i g. 4 eine abgewandelte Halterung und

in der Fig.5 eine in einem Glaskolben einsetzbare Halterung, bei welcher der Stützpunkt ein Napf ist.

In der Fig. 1 ist als Ausschnitt die eine Hälfte eines Längsschnitts durch einen Röntgenbildverstärker gezeichnet. Darin ist mit 1 ein strahlendurchlässiges Eingangsfenster bezeichnet, welches mit einem ringförmigen metallenen Kolbenteil 2 an seinem Rand 3 vakuumdicht verschmolzen ist. Hinter dem Fenster 1 liegt eine Fotokathode 4, die in bekannter Weise aus einem kartenförmigen Leuchtschirm besteht, der an seiner Innenseite eine Fotoemissionsschicht trägt. Auf die Kathode 4 folgen Elektroden 5 und 6 sowie eine Anode 7 und ein Abschlußleuchtschirm 8, der vor dem Fenster 9 liegt, welches den Vakuumkoiben des Bildverstärkers dicht abschließt.

Die Elektroden 5 und 6 sind in den Halterungen If und 12 am Kolben fixiert. Die Anode liegt am endseitigen Rahmen 13, der mit einer Abschlußkappe 14 verschweißt ist, die das Fenster 9 trägt. Der Kolben des Bildverstärkers bes'eht an seiner Außenseite von Strahleneingang her gesehen aus dem Fenster 1, dem ringförmigen Teil 2, und eitxm isolierenden Ringteil 16, welches das Metallteil 2 mit dem Ansatzteil 13 vakuumdicht verbindet. Das Fenster 3 und das Metallteil 2 werden vakuumdicht miteinander verbunden, nachdem die Elektroden 4, 5 und 6 eingebaut sind. Der Einbau der Anode 7 mit dem Schirm 8 erfolgt durch die am Ende des Kolbens im Ansatz 13 verbleibende öffnung.

Bei der Sichtbarmachung von Röntgenbildern fallen die Röntgenstrahlen durch das Fenster 1 in den Bildverstärker ein. In bekannter Weise werden diese im Eingangsschirm (Fotokathode) umgesetzt in Elektronen. Diese werden anschließend mittels der über die Gleichstromquellen 18,19 und 20 angelegten Spannungen auf den Schirm 8 abgebildet. Dort rufen sie ein hell leuchtendes sichtbares Bild hervor. Dieses kann durch das Fenster 9 hindurch beobachtet werden. Bei der vorliegenden Ausbildung, bei welcher die Fotokathode 4 einen Durchmesser von 170 mm hat und bei welcher der Röntgenleuchtstoff Cäsiumjodid ist, weiches mit Natrium aktiviert wurde, und dem eine Fotokalhodenschicht aus Cäsium-Antimon zugeordn?' ist, betragen die Spannungen der Stromquellen 18 bis SQ 250 V, ! kV und 25 kV. Es erübrigt sich, weiter auf die Wirkungsweise des Bildverstärkers einzugehen, weil diese an sich völlig bekannt ist.

Sowohl die Halterung 11 als auch diejenige, die mit 12 bezeichnet ist, sind im Kolben mittels einer in Fig.2 angedeuteten Justiereinrichtung 21 ausgerichtet. Diese Vorrichtung 21 wird an Haltearmen 22, die auf den Durchmesser des Kolbenteils 2 bzw. für die Elektroden 6 auf denjenigen des Teils 16 abgestimmt sind, an der Innenwand des jeweiligen Teils 2 oder 16 lösbar befestigt. Dadurch kommen die an den Auslegern 23 befindlichen Ausnehmungen 24 in die Positionen, die später die Vertiefungen 35 an den Elektroden 5 bzw. 6 einnehmen sollen. Dann werden in die als Ausstülpungen ausgebildeten rohrförmigen öffnungen 25 in der Wand des Teils 2 des Kolbens die Abstützelemente, die die Form eines Töpfchens 33 mit einem am Boden angebrachten, dem Kolbeninnenraum zugewandten, vorspringenden Stützpunkt haben, so weit eingeführt, bis je-veils die vorliegend in der Form einer Kugel gezeichneten Stützpunkte 27 in die Vertiefungen 24 einrasten, die eine federnde, nicht dargestellt«; Halterung aufweisen. Daraufhin werden die Ränder der Ausstülpungen 25 und diejenigen der Töpfchen 33 vakuumdicht miteinander an der Naht 28 verschweißt. Ebensogut könnte statt der Schweißung auch eine entsprechende dichte Lötung durchgeführt werden. Nach beendeter Justierung wird die Vorrichtung 21 wieder aus dem Kolben herausgenommen und die Elektrode kann eingesetzt werden.

In gleicher Weise erfolgt die Justierung der Halterung 12. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Justiervorrichtung 21 mit entsprechend angepaßten Haltearmen 22 in das Teil 16 eingesetzt wirr¹, daß die rohrförmige öffnung durch das Teil 57 (F i g. 5) aus einer bekannten Anglaslegierung aus Eisen, Nickel und Chrom (Fe, Ni, Cr) geführt ist und daß das Abstützelement die Form eines Stiftes 49' (Fig.5) hat. Die dichte Verbindung erfolgt entlang der bei 58 aneinanderiiegenden Ränder der öffnung im Teil 57 und des Stiftes 49'.

Die Halterung 11 (Fig. 1) weist einen aus einem kugelförmigen Teil gebildeten Stützpunkt 27 auf. Dieser Teil 27 ist über ein Ru!?rchen 29 mit einer Kappe 30 verlötet. Diese sitzt am einen Ende eines Isolierkörpers 31, der seinerseits über ein Röhrchen 32 am Töpfchen 33 angelötet ist. Soweit stimmen das Abstimrnelement der Halterung 11 und das Abstützelement 26 aus Fig. 3

miteinander überein. Auch ihre Wirkungen sind insoweit gleich, als beim Einsetzen der Elektrode 5 diese mit ihren Vertiefungen 35 über die Kugel des Stützpunktes 27 springt. Durch die Festhaltung an drei gleichmäßig über den Umfang der Elektrode 5 bzw. 6 verteilten Halterungspunkten erfolgt eindeutig eine feste Fixierung.

Die in der Fig. 3 dargestellte Abwandlung des Abstützelements der Halterung 11 in Form eines Elements 26 weist über die Konstruktion von 11 nach F i g. I hinaus eine Durchbohrung 36 des Isolierkörpers 31 auf. Durch diese Bohrung 36 ist das Röhrchen 29 hindurchgeführt, so daß am anderen Ende das überstehende Teil 37 herausragt. Dieses ist am Ende des ebenfalls verlängerten Teils 38 des Isolierkörpers 31 vakuumdicht verlötet, so daß der Verschluß des Kolbens gewährleistet ist. Am verlängerten Teil 37, welches an seinem Ende ebenfalls vakuumdicht verschweißt ist. kann der Anschluß der Leitung 39 der Verbindung 40 zwischen den Stromquellen 18 und 19 angeschlossen werden, so daß sich eine sonst gegebenenfalls erforderliche, gesondert durch die Wand des Kolbens durchzuführende Kontaktierung erübrigen kann.

In der F i g. 4 ist eine abgewandelte konstruktive Lösung der Halterung 11 gezeichnet. Dabei ist in die Ausstülpung 25 des metallenen Kolbenteils 2 ein Röhrchen 43 eingesetzt und an der Naht 44 vakuumdicht eingeschweißt. In dieses Röhrchen ist ein rohrförmiger Isolierkörper 31 an der Anstoßstelle 46 vakuumdicht verlötet. In dieses ist dann das Röhrcher 47 an der Naht 48 dicht eingelötet, in welchem der al; Abstützelement dienende Stift 49 geführt ist, der wie die Halterung 11 (Fig. I) an seiner Spitze als Stützpunkt 27 eine Kugel trägt. Nach dem Einjustieren durch Verschieben des Stiftes 49, an dessen einem Ende an der Naht 51 die Kugel des Stützpunktes 27 angelötet ist erfolgt nach entsprechendem Abschneiden, wie durch 52 angedeutet, ein vakuumdichtes Fixieren. Dadurch erhält die Kugel als Stützpunkt 27 eine fixierte Lage und kann genauso benutzt werden wie bei 11 von Fig. 1.

Die in Fig. 5 dargestc lie Halterung 12 ist ir Umkehrung der anderen Elemente, die in den Fig.: und 4 dargestellt sind, so ausgebildet, daß die halternde Vertiefung 35' am inneren Ende des als Stift 49 ausgebildeten Abstützelementes angeordnet ist unc eine als Stützpunkt 27' dienende Kugel an einei Elektrode 6. Diese Umkehrung stellt an und für sich keine Veränderung der Anordnung dar.

Bei der Ausbildung nach F i g. 5 ist in die Wand de? gläsernen Teils 16 ein aus einer Einschmelzlegierunj (Fe. Ni. Cr) bestehendes Teil 57, welches eine rohrförmige Öffnung besitzt, eingesetzt. In die Öffnung von 57 ist der als Abstützelement dienende Stift 4? länesverschiebbar eingefügt. Lr ist in der bereits in dei F i g. 2 angedeuteten Weise justiert und mittels einer VerschweiOung 58 vakuumdicht fixiert. Auch diese Halteruf.g führt, wie leicht einzusehen ist. zu einer sicheren und einfachen Fixierung der Elektroden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Bildverstärkerröhre mit einem Vakuumkolben, in welchem ein elektrostatisches Abbildungssystem mit zylindrischen Elektroden, ein Eingangsschirm (Fotokathode) und ein Ausgangsschirm angeordnet sind und in dessen Wänden Halterungen angebracht sind, die stiftförmige, in das Kolbeninnere ragende, in der Länge justierte Abstützelemente aufweisen, an deren Enden die zylindrischen Elektroden mit justierten Teilen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (11, 12) mit durchgehenden rohrförmigen öffnungen (25, 47) versehen sind und daß die Abstützelemente (26, 49, 49') mit den Rändern der rohrförmigen öffnungen vakuumdicht verbunden sind.

2. Verfahren zum Justieren der Abstützelemente der Bildverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine justiervorrichtung (21) in den Vakuumkolben eingebracht und lösbar mit ihm verbunden wird, daß die Abstützelemente (26, 49, 49') in den rohrförmigen öffnungen (25, 47) der Halterungen (11, 12) bis zu den durch die Justiervorrichtung (21) vorgegebenen Stellungen vorgeschoben werden und mit den Rändern der rohrförmigen öffnungen (25, 47) vakuumdicht verbunden werden.

3. Bildverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abstützelementen oder an den Elektroden kugelförmige Stützpunkte (27, 27') und an dem jeweils anderen Teil Vertiefungen (35, 35') angebracht sind, in welch*- die kugelförmigen Stützpunkte einrasten.

4. Bildverstärkerröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus Metall bestehenden Kolbenwand die durchgehenden rohrförmigen öffnungen der Halterungen durch Ausstülpungen (25) der Kolbenwand gebildet sind und daß die Abstützelemente aus Töpfchen (33) bestehen, an deren Boden in den Innenraum des Kolbens vorspringende Isolierkörper (31) angebracht sind, die am Ende die kugelförmigen Stützpunkte (27) tragen.

5. Bildverstärkerröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (31) durchbohrt sind und daß in die Bohrung eine Stromzuführung eingesetzt ist (F i g. 3).

6. Bildverstärkerröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus einem in die Kolbenwand eingesetzten, mit der rohrförmigen öffnung versehenen Teil (47, 57) und aus einem Stift (49,49') als Abslützelement besieht (F i g. 4 und 5).