DE329421C - Vorrichtung zur Regelung des Haertegrades von Roentgenroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, durch welche der Druck in Röntgenröhren beliebig geändert werden kann. Nach der Erfindung erfolgt der Ein- und Austritt des Gases unter Vermittlung besonderer, von der eigentlichen Hauptröhre getrennter Nebenröhren, in denen durch Erhitzung des Gases mittels elektrischer Funkenstrecken die osmotische Wirkung geeigneter Metallmembranen gesteuert wird.

In der beiliegenden Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der selbstätigen Regelung von Röntgenröhren 2.Ur Darstellung gebracht, und zwar zeigt: Fig. ι einen Längsschnitt durch die Hauptröhre sowohl wie durch die Nebenröhren.

Fig. 2 gibt einen wagerechten Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellten Regelungseinrichtungen der Nebenröhren wieder.

Fig. 3 zeigt die schematische Ansieht einer Vorrichtung zur Betätigung der Regelungseinrichtung, während

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform wiedergibt. ^r

Fig. 5 stellt einen Schnitt durch eine besondere Ausführung'sform der Regelungsvorrichtung dar. ■

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die letzte der Ausführungsformen.

An die. Hauptröhre B ist eine Zweigleitung 19 angeschlossen, deren Inneres mit den beiden Nebenröhren 21 und 29 in Verbindung steht. : Die Nebenröhre 21 trägt in ihrem Innern ein nahezu kapillares Rohr 22 aus Platin oder einem anderen geeigneten Metall, z.B. Palladium, welches bekanntlich osmotische Wirkungen zeigt. Das freie Ende dieses Rohres 22 ist geschlossen, während das entgegengesetzte Ende unter .luftdichtem Ab-Schluß in die Verbindungskammer 20 endigt. Das Rohr· 22 ist durch eine Leitung 23 mit dem in die Nebenröhre 21 durch deren Wandung gasdicht eingeführten Polende 2.4 aus Platin oder einem analogen· Material verbunden. Ein zweites Polende 25 aus Platin (Fig. 2) ist gegenüber dem Pol 24 durch die Glaswand der Nebenröhre 21 eingeführt und endigt im Innern der letzteren in einem Knopf 26 aus Kupfer oder einem sonst gut leitenden Material, der gegebenenfalls durch eine Platinspitze verstärkt werden kann. Bedingung ist, daß der Knopf 26 sich in sehr geringer Entfernung von dem Platinrohr 22 befindet, so daß an dieser Stelle eine Funkenstrecke entsteht; um diesen Zweck noch vollkommener zu erreichen, kann das Platinrohr an seinem Ende eine Platinspirale 27 tragen.

Die Gasmenge, welche in der Nebenröhre 21 enthalten ist, hat den Zweck, durch die osmotische Wirkung des Platinrohres 22 allmählich in die Hauptröhre B einzudringen und dadurch- den dort herrschenden Unter-

druck zu vermindern. Urn die notwendige Druckdifferenz zwischen der Nebenröhr.e 21 und der Hauptröhre B herzustellen, kann das Gas in der Nebenröhre 21 entweder Atmosphärendruck oder noch höheren Druck besitzen. Je nach dem Inhalt, welchen man der Nebenröhre 21 gibt, reicht dieselbe für eine mehr oder minder lange Zeit zur selbsttätigen Regelung des Vakuums in der Haupt- -ronrei? aus. Als Gasfüllung für die Nebenröhre 21 wird am zweckmäßigsten Wasserstoff gewählt, obgleich auch andere Gase bzw. ■Gasmischungen, wie Argon, Helium, -Neon, Zenon usw., brauchbar sind. Außer der Nebenröhre 21 ist noch eine zweite Nebenröhre 29 vorhanden, welche ebenfalls mit der Abzweigung 19'der Hauptröhre durch ein osmotisch wirkendes Platinrohr 28 von kapillarem Durchmesser verbunden ist. Während jedoch die Nebenröhre 21 vollständig gegen die Außenluft abgeschlossen ist, ' steht die Nebenröhre 29 durch die Mündung 30 mit der äußeren-Atmosphäre in freier Verbindung. In die Nebenröhre 29 ist durch die Glaswand eine Platinelektrode 32 eingeführt, welche durch die Leitung 31 in der Nebenröhre 29 mit dem Platinrohr 28 in elektrisch leitender Verbindung steht. Wie Fig. 2 zeigt,· ist auch hier diametral gegenüber der Einführung 'der Platinelektrode 32 eine zweite Platinelektrode 33 in die Nebenröhre eingeführt. Die letztere endigt ebenfalls in einem Knopf 26° aus Kupfer (evtl. mit Platinverstärkung), und zwar so nahe dem Platinröhrchen 28, daß zwischen beiden eine sicher wirkende Funkenstrecke besteht.

Die Nebenröhre 29 braucht jedoch nicht notwendigerweise durch das Mundstück 30 mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung zu tretenj sondern kann vielmehr in gleicher Weise wie die Nebenröhre 21 vollkommen geschlossen und entweder mehr oder weniger •luftleer oder mit'einem anderen Gas gefüllt sein, das -alsdann durch das Platinrohr 28 der Hauptröhre zugeführt wird.

Soll der Unterdruck in der Hauptröhre B vermindert werden, so wird ein Strom von genügender Spannung über die Funkenstrecke zwischen der Platinspirale 27 des Rohres 22 und dem Knopf 26 des Platinrohres 25 geleitet, wodurch das Platinrohr 22 bis zur Rotglut erhitzt wird. Benutzt man das Platinrohr 22 hierbei als Kathode und den Knopf 26 als Anode für die Funkenstrecke, so sind, wenn der Gasdruck in der Nebenröhre 21 höher ist als in der Hauptröhre B, die besten Bedingungen für die Erhitzung vorhanden. Da bekanntlich Platin in 'erhitz-, tem Zustande sehr fein porös ist, also osmotisch wirkt, so wird alsdann der in der Nebenröhre 21 befindliche Wasserstoff bzw.

• das sonstige zur Regenerierung der Haupt-, röhre B bestimmte Gas. allmählich der Druckj differenz entsprechend in die Hauptröhre ; übertreten und so den dort herrschenden

• Unterdruck vermindern. Will' man 'im ent- * I gegengesetzten FaJl .Wasserstoff - oder die i sonstige. Gasfüllung aus der Hauptröhre B 1 teilweise entfernen, so wird der Strom über j die Funkenstrecke zwischen dem Knopf, 26^a 1 und dem Rohr 28 geleitet, wobei das letztere zweckmäßig die Kathode bildet. Da sich · nun in der Nebenröhre 29 nur Luft befindet, so wird das Wasserstoffgas auf osmotischem 7ί Wege aus der Hauptröhre B durch das Platinrohr 28 hindurch in die Nebenröhre 29 gej längen, trotzdem in letzterer der absolute I Druck wesentlich höher ist als in der Hauptröhre B, Um die beschriebene Wirkung zu 8c sichern bzw. zu verstärken, wird das Rohr 22 der Nebenröhre 21 zweckmäßig aus Platin, das Rohr 28 der Nebenröhre 29 dagegen vorteilhaft aus Palladium hergestellt. In diesem Fall besitzt also unter-Annahme gleich hoher Temperatur und gleicher Wandstärke der Nebenröhren 21 · und 29 und gleichem Gasdruck in beiden Nebenröhren das Platinrohr 22 einen geringeren osmotischen Koeffizienten als das aus Palladium bestehende Rohr 28.. Palladium ist also in diesem Fall für den Verstärkungsregler, d. h. die Nebenröhre 29, besonders geeignet. Die Platinelektroden 25 und 33. besitzen außerhalb der Nebenröhren 21 und 29 Verlängerungen in Form ■ von Leitungsstäben 34 und .35, deren Enden sich gegenüberstehen und so zur Βϋτ dung einer Funkenstrecke geeignet sind.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Leitungsverbindungen zwisehen der Hauptröhre und den zur Regelung dienenden . Nebenröhren 21 und 29 ist die positive Leitung P zur Speisung der Hauptröhre ■ mit Hochspannungsstrom mit einem .Schaltarm 36 verbunden, welcher sich für gewöhnlich an den Kontakt 37 anlegt. Die Leitung 38 ist hierbei an die Anode der Hauptröhre B angeschlossen.. Die negative Leitung N des Hochspannungsstromes dagegen führt zu dem Schaltarm 39 und über Kontakt'40 und den Leitungsdraht 41 zu der Kathode der Hauptröhre B: . Die Schalter 36, 39 können, abwechselnd mit dem Kontakt 42 in Verbindung gebracht werden, was durch eine mit ihnen verbundene Rolle 45 bzw. 46 sowie eine Zugschnur 43 bzw. 44 erfolgt. Es ist jedoch auch zulässig, daß der Schalter 36 dauernd am Kontakt 42 anliegt. Von dem Kontakt 42 geht außerdem ein Leitungsdraht 47 aus, der seinerseits" mit einer der beiden Platinelektroden 32, 24 verbunden werden kann. Befinden sich die Schalter

36, 39 ^m der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung, so ist die -Hauptröhre B betriebsfähig. Zeigt sich nun beim Betrieb, daß der Unterdruck vermindert werden muß, dann wird die in einen Haken endigende Nebenleitung 47 des Kontaktes 42 mit der 'Platinelektrode 24 der Nebenröhre 21 verbunden und hierauf durch Umlegen des Schalters 36 an den Kontakt 42 der Elektrode 24 Strom zugeführt. Der Strom geht alsdann von. der positiven Speiseleitung P über den Schalter 36, die Leitung 38, Leitung.48 zu der Elektrode 33, alsdann über die Funkenstrecke 35, 34 zur Elektrode 25 zur. .zweiten Funkenstrecke des Fla'tinrohres 22, von dort durch die Leitung 23 zur Elektrode 24 und über die eingehakte Verbindung-47 zum Kontakt 42· zum Schalter 39 und zur negativen Hochspannungsleitung N. Hierbei wird durch die zwischen der Elektrode 25 und dem Rohr 22 bestehende Funkenstrecke letzteres erhitzt und läßt dadurch Gas in die Hauptröhre B, so. daß der Unterdruck daselbst verringert wird. Soll im entgegengesetzten Fall der Unterdruck, in der Hauptröhre B erhöht werden, dann wird die Leitung 47 durch den an ihrem Ende befindlichen Haken mit der Elektrode 32 verbunden, so daß nunmehr der negative Hochspannungsstrom über den Schalter 39, den Kontakt 42, die Leitung 47, die Elektrode 32, die Verbindung 31 zu dem Palladiumrohr 28 der Nebenröhre 29 geht und von dort über die Funkenstrecke zwischen dem Pallädmmrohr 28 und der Elektrode 33 über die Leirung 48 sowie 38 zum Kontakt 37 über den Schalter 36 in den positiven Kreis der Hochspannungsleitung P.

Die hier verwendete, abwechselnd mit der Elektrode 24. und 32 durch den Haken anzuschließende Verbindungsleitung soll möglichst kurz sein, damit sie keine nennenswerte elektrostatische Kapazität aufweist.· Zur Verringerung der letzteren ist die Funkenstrecke 34, 35 vorgesehen. Würde man letztere' nicht anwenden, dann könnte der Fall eintreten, daß der Minderungsregler zur unrechten Zeit in Tätigkeit tritt. Die in,Fig. 4 dargestellte Aüsführungsform ist der in Fig. 3 in allen Teilen ähnlich, nur daß an Stelle der Hakenleitung 47 zwei feste Leitungen 47^a und 47⁶ treten, die mit entsprechenden Endkontakten 51 und 53 ausgerüstet sind, welche ihrerseits wieder dutch einen Schaltarm 49 mit dem Schalter 39 verbunden sind, wobei der Schaltarm 49, durch die Feder 50 veranlaßt, normalerweise am Kontakt 51 anliegt und so die Verbindung der negativen Hochspannungsleitung mit der Hilfsröhre2i herstellt. Durch eine Schnur 52 kann der Schaltarm 49 jedoch auch mit dem Kontakt 53 in Verbindung, gebracht werden, falls der Unterdruck.in der Hauptröhre B erhöht werden soll.

In der Fig. 5 und 6 sind zwei weitere Ausführungsformen des selbsttätigen Reglers dargestellt, vermittels deren das Vakuum in der Hauptröhre B vermehrt und vermin^ dert werden kann. In diesem Fall-besteht die osmotische Heizröhre 22° zweckmäßig aus Palladium, obgleich -auch andere passende Stoffe, wie Argon, Zenpn, Helium usw., verwendet werden können. In der Nebenröhre 29", welche' durch die Mündung 29^s mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ist ein¹ Kork- oder anderer Stopfen α eingesetzt, durch den eine zweite Glasrohre b hindurch-. geht, deren äußeres Ende durch einen Kork c geschlossen ist, durch den die Elektrode d in den Raum e zwischen dem Korken c und der Porzellanmembran f führt, die ihrerseits von einer Platinelektrade oder einem sonstigen Leiter g durchsetzt ist. Der Raum e ist hierbei mit Wasser, Alkohol oder Öl gefüllt. Die Röhre 22° reicht bis in die Mündung des Glasrohrchens b und ist von der Platinelektrode in der Porzellanmembran durch eine entsprechende Funkenstrecke getrennt. Das Heizrohr 22^a ist durch die Leitung 23^a mit der Leitung 24" verbunden, welch letztere ■ durch die Außenwandung 29" der Nebenröhre hindurchgeht. Eine Elektrode 25^s, welche der Elektrode 24° diametral gegenüberliegt, durchsetzt ebenfalls die Außenwand 29^a der Nebenröhre und endigt in einem Knopf 26", der durch eine Funkenstrecke von dem Platinröhrchen 22° getrennt ist.

Soll nun das Vakuum in der Hauptröhre vermindert werden; so wird der Strom durch ■ den positiven Leiter d durch das Wasser oder sonstigen Elektrolyten im Raum e nach der Elektrode g geführt und von dort über die Funkenstrecke 22°, welche zweckmäßig die Kathode bildet. Hierbei wird durch die ■Wirkung des Stromes auf den im Raum e befindlichen Elektrolyten Wasserstoff abgespalten, der durch die poröse Porzellanmembrän in den das Platinröhrchen 22^a umgebenden Raum tritt, alsdann durch das. erwärmte Platinröhrchen 22° in den Verbiindungsweg 20 mit der Hauptröhre gelangt. Das Platinröhrchen 22° kann hierbei gleichzeitig auch zur Erhöhung des Vakuums benutzt werden, indem die Elektrode 25° mit dem positiven Leiter verbunden wird und der Strom über' die Funkenstrecke 22° und die Kathode 26^a geleitet wird.

Bei der Aüsführungsform nach Fig. 6 ist durch den-Korken α der Nebenröhre 29" ein Porzellanstift h hindurchgeführt, welcher am inneren- Ende ausgehöhlt ist und mit diesem das Platinröhrchen 22^a umschließt. Die

positive Leitung ä ist in mehreren Windungen um den Porzellanstift h herumgelegt. Die Poren des Porzellanstiftes h werden mit Öl oder einem sonstigen Kohlenwasserstoff gesättigt. Wird nun der Strom von dem •Leiter d zugeführt, so geht derselbe in das" Innere -der. Nebenröhre 29°, erhitzt das PIatinröhrchen 22^a und geht von diesem auf die positive Funkenstrecke 26^α über, wobei der erzeugte Wasserstoff durch die Poren des erhitzten Platinröhrchens 22 in die Hauptröhre B gelangt und dort selbst das Vakuum herabsetzt.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Vorrichtimg zur Regelung des Härtegrades von Röntgenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß eine in an sich bekannter Weise osmotisch wirkende. Membran

   2Q " (22), welche sich in einer geschlossenen, mit einem Gas (vorzugsweise Wasserstoffgas) gefüllten' Nebenröhre (21) befindet, mit einer durch die Wandung der Nebenröhre eingeführten Elektrode (25)' - eine Funkenstrecke (26, 27) -bildet.
2. 2. Vorrichtung zur Regelung des Härtegrades von Röntgenröhren, gekennzeichnet durch die Anwendung einer zweiten mit osmotischer Membran (28) und Funkenstrecke (26°) ausgestatteten Nebenröhre (29), die jedoch mit der Atmospäre kommuniziert.
3. 3. Vorrichtung zur Regelung des Härtegrades' von Röntgenröhren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenröhre. (29^a, Fig. 5) einen vermittels Korken (a) gasdicht eingelassenen Glastubus '(b) erhält, der nach außen durch einen Körken (c), nach innen durch eine aus ' Porzellan o. dgl. bestehende poröse Membran (f) abgeschlossen ist, welch letztere einen Platindraht enthält, der zusammen mit der durch den Korken (c) gehenden Stromzuleitung eine Funkenstrecke (§") bildet; -die, in einer mit öl oder einer anderen, Wasserstoff entwickelnden Substanz gefüllten Kammer (e) liegt.
4. 4. Vorrichtung zur Regelung des Härtegrades von Röntgenröhren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nebenröhre ein mit Höhlung am inneren Ende zur Aufnahme der Metallmembran versehener poröser Porzellanstopfen (h) gasdicht eingelassen ist, der mit öl (oder einem anderen geeigneten Kohlenwasserstoff) getränkt ist und durch. eine stromführende Drahtspirale (d) erwärmt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.