DE296464C - einrichtung zum betriebe von roentgenroehren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren, insbesondere solchen mit Glühkathode. Die Härte der von neueren Röhren dieser Art gelieferten Röntgenstrahlung hängt im wesentlichen nur von der Röhrenspannung und ihre Intensität außerdem von der Stärke des die -Röhre durchfließenden Stromes ab. Dementsprechend ist eine Regelung der Härte unabhängig von der Inten-

io. sität möglich, sofern nur die die Röhre speisende Hochspannungsquelle ihre Spannung auch bei Änderung der Stärke des ihr entnommenen Stromes beibehält. Es ist. daher der naheliegende Weg eingeschlagen worden, Hochspannungsquellen großer Leistungsfähigkeit zu verwenden, deren Spannung in weiten Grenzen von der Stärke der ihnen entnommenen Ströme unabhängig ist. Zur Speisung der Röhren dienen deshalb vorzugsweise Hoch-Spannungstransformatoren, deren Bauart und insbesondere deren Impedanzen so bemessen sind, daß der durch starke Belastung auf der Hochspannungsseite entstehende Spannungsabfall auf ein geringes Maß herabgedrückt wird.

Andererseits ist es aber wünschenswert, bei nicht betriebsmäßigen, unvorhergesehen auftretenden starken Belastungen einen möglichst starken Spannungsabfall zu erzeugen. Solche Belastungen können beispielsweise auftreten, wenn stromführende Teile unachtsam berührt werden oder wenn irgendwo eine Glimmentladung einsetzt und sich ein Durchschlag, namentlich ein solcher in der Röhre, vorbereitet. Die die Röntgenröhre speisende Anlage soll also eine gewisse Elastizität haben, und zwar so, daß die von ihr gelieferte Spannung bei derartigen unerwünschten Belastungen sofort von der gefährlichen Höhe auf einen so niedrigen Betrag herabsinkt, daß die durch den beginnenden Vorgang bedingte Gefahr beseitigt oder wenigstens herabgemindert wird.

Gemäß der Erfindung werden die scheinbar einander widersprechenden Bedingungen eines großen Spannungsabfalls des Stromerzeugers bei Überlastung und einer von der Stärke des Röhrenstromes unabhängigen Spannungsregelung gleichmäßig erfüllt dadurch, daß eine Hochspannungsanlage mit starkem Spannungsabfall verwendet wird und zwangläufig mit der Einstellung der Röhrenstromstärke, die beispielsweise durch Regelung der Heizstromstärke für die Glühkathode geschehen kann, der durch die normale Belastung entstehende Spannungsabfall aufgehoben wird. Es kann dies durch stärkere Erregung des Hoch-Spannungserzeugers, beispielsweise durch Änderung der Impedanzen in dessen Erregerstromkreise, oder durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Erreger- und Nutzstromkreis bewirkt werden. Es ist dann erreicht, daß für alle nicht betriebsmäßigen Belastungen der Anlage ein starker Spannungsabfall eintritt.

In der Zeichnung ist beispielsweise eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des neuen Verfahrens für den Betrieb einer Glühkathoden-Röntgenröhre mit hochgespanntem Wechselstrom dargestellt. Die Röntgenröhre r, deren Glühkathode von einem besonderen Transformator t kleiner Leistung gespeist wird, ist an die Klemmen der Sekundärwicklung s eines Hochspannungstransformators h angeschlossen.

Die Änderung der von einem Transformator gelieferten Spannung zwischen Leerlauf und Belastung, die man als den gesamten Spannungsabfall bezeichnet, hängt nun wesentlich ab von den Widerständen der Hochspannungsund Niederspannungsseite und den entsprechenden Streureaktanzen; sie ist groß, wenn die Kurzschlußimpedanz, vor allem der Widerstand des Primärkreises, groß ist. Bei der in

ίο der Zeichnung dargestellten Anordnung ist daher der Primärspule ft des Transformators h, die entsprechend den Transformatoren üblicher Bauart einen sehr kleinen Widerstand besitzt, ein besonderer Zusatzwiderstand ζ vorgeschaltet.

Die Speisung dieses sich aus Prinyirspule j> und Vorschaltwiderstand ζ zusammensetzenden Primärkreises erfolgt über eine Einstellkurbel c aus einem an die Netzklemmen k angeschlossenen Regulierwandler w, der nach Art eines Spartransformators gestaltet ist.

Wird die Hochspannungswicklung s auf irgendwelche Art stark belastet, so fällt je nach der Größe des Widerstandes ζ im Primärkreis die von ihr gelieferte Spannung mehr oder weniger stark. Das wäre nicht nur der Fall, wenn die Hochspannungswicklung durch einen Widerstand niedrigen Betrages überbrückt würde, sondern auch dann, wenn gewissermaßen zwangsweise die von ihr gelieferte * 30 Stromstärke erhöht würde, wie diese durch Verstärkung des die Glühkathode speisenden Heizstromes geschieht.

Um die durch die Regelung des Heizstromes bedingten Spannungsänderungen, und zwar nur diese allein auszugleichen, ist der Zusatzwiderstand ζ derart eingerichtet, daß er gleichzeitig mit der Regelung der Heizstromstärke geändert wird. Zu diesem Zweck ist mit der Kurbel q, die zur Einstellung eines im Nieder Spannungskreis des Transformators t vorgesehenen Regulierwiderstandes w' dient, der Kontaktarm c' des als Kurbelwiderstand ausgebildeten Widerstandes ζ derart gekuppelt, daß beide Widerstände gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden. Wenn demzufolge eine Verstärkung des Heizstromes in der Glühkathode die entsprechende Steigerung des die Röntgenröhre durchfließenden Stromes hervorbringt, so wird dennoch die Härte der Strahlung aufrecht erhalten, weil der am Hochspannungstransformator zunächst auftretende Spannungsabfall durch die Ausschaltung eines Teiles des Widerstandes ζ sofort ausgeglichen wird. Der Betrag des jeweils zu- oder abzuschaltenden Widerstandes ist durch die Bedingung gegeben, daß das Übersetzungsverhältnis des Transformators h für alle vorkommenden Röhrenstromstärken vollkommen unveränderlich bleiben soll. Er läßt sich aus den konstruktiven Daten des verwendeten Transformators berechnen.

Da der prozentuale Spannungsabfall nur von der Größe der im Stromkreis vorhandenen Widerstände- abhängt und nicht von der Höhe der angelegten Spannung, so ist unabhängig von der Einstellung des Regulierwiderstandes w für eine bestimmte Änderung des Heizstromes der Glühkathode ein ganz bestimmter Widerstand im Primärkreis zu- oder abzuschalten. Die Einrichtung gestattet also, die Härte der Röntgenstrahlung, die durch die an die Röhre angelegte Spannung gegeben ist und durch die Verstellung des Kontaktarmes c geregelt wird, unabhängig von der Intensität der Strahlung einzustellen, die durch die Heiz-Stromstärke gegeben ist. Trotzdem hat jede andersartige Belastung der Hochspannungsquelle, die nicht lediglich durch Ändern der Heizstromstärke bedingt, sondern auf irgendwelche Störungen zurückzuführen ist, den gewünschten Spannungsabfall zur Folge.

Der Erfindungsgedanke ist nicht an die dargestellte Ausführungsform gebunden. Es läßt sich z. B. irgendeine andere der für den Spannungsabfall maßgebenden Größen gleichzeitig mit der Heizstromstärke ändern. Man kann den Spannungsabfall auch durch eine entsprechende stärkere Erregung des Transformators aufheben, z. B. Windungen des Regulierwiderstandes w zuschalten. Statt den Hochspannungstransformator h mit fester primärer Wicklung auszuführen und diese mittels eines Regulierwandlers zu speisen, kann ein Transformator mit unterteilter Primärwicklung benutzt werden; die an die Röntgenröhre zu liefernde Hochspannung würde dann nicht . durch die Änderung der der Primärseite zugeführten Klemmenspannung, sondern durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses eingestellt.

Hat der Hochspannungstransformator h selbst, z. B. durch Verwendung eines offenen Eisenkerns, eine starke Streuung, so hat dies bekanntlich dieselbe Wirkung, als wenn einem streuungslosen Transformator eine große Selbstinduktion vorgeschaltet würde. Der Spannungsabfall wird also auch durch dieses Mittel erhöht, und man kann ihn gleichzeitig mit der Regelung der Heizstromstärke, beispielsweise durch Änderung der Streuung, ausgleichen. Da der Leerlaufstrom eines solchen Transformators stark von der am Regulierwandler w eingestellten Primärspannung abhängt, kann man auch den Leerlaufstrom bei kleineren Spannungsstufen auf den Wert des Leerlaufstromes bei höchster Spannung bringen durch Zu- oder Abschalten von Selbstinduktionen parallel zur Primärwicklung p.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung zum Betriebe von Röntgenröhren mit unabhängiger Regelung der

   an die Röhre gelegten Spannung und des sie durchfließenden Stromes, gekennzeichnet durch einen Hochspannungserzeuger, dessen Spannung bei Stromentnahme an sich stark abfällt, in Verbindung mit Regelungsmitteln, die bei Änderung des Röhrenstromes gleichzeitig eine derartige Änderung der Erregung oder des Übersetzungsverhältnisses des Hochspannungserzeugers bewirken, daß die Spannung den eingestellten Wert behält.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch ι für den Betrieb einer Röntgenröhre mit Glühkathode, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktteil eines in den Primärkreis eines Hochspannungstransformators eingeschalteten regelbaren Widerstandes mit dem Regler für die Stärke des Heizstromes der Glühkathode derart gekuppelt ist, daß die Primär- und die Heizstromstärke im gleichen Sinne verändert werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.