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Einrichtung zum Betrieb elektrischer Entladungsröhren mit elektrisch
geheiztem Glühkörper, insbesondere Röntgenröhren. Die Erfindung betrifft elektrische
Entladungsröhren, insbesondere Röntgenröhren, in welchen ein elektrisch geheizter
Glühkörper angebracht ist. Solche Glühkörper dienen, wie bekannt, dazu, durch ihre
Elektronenemission in dem die Entladungsröhre erfüllenden verdünnten Gase elektrische
Leitfähigkeit zu erzeugen; sie können ihrerseits ohne oder in Verbindung mit elektrischen
Stromquellen, im letzteren Falle also als Elektroden, geschaltet sein. In allen
Fällen zeigen sich Wechselbeziehungen zwischen der Glühtemperatur des elektrisch
geheizten Glühkörpers und der an die Entladungsröhre angelegten, die gewünschte,
beispielsweise zur Röntgenstrahlenerzeugung dienende Entladung durch sie hindurch
bewirkenden elektrischen Spannung. DieseWechselbeziehungen äußern sich in einer
Abhängigkeit - der Stromstärke der Entladung, der Belastung der - Röhre,
von der auf die Röhre wirkenden Spannung, also - wenn es sich beispielsweise
um eine Röntgenröhre handelt - von der Durchdringungsfähigkeit der erzeugten
Röntgenstrahlen und umgekehrt. Im allgemeinen ist diese Abhängigkeit derart, daß
Änderungen der einen der beiden Größen stets auch Änderungen der anderen- hervorbringen;
immer aber ist die mit Rücksicht auf die durch das Zerstäuben der Metallteile der
Röhre bewirkte Abnutzung der Röhre und Verkürzung ihrer Lebensdauer zulässige Belastung
von der jeweils an die Röhre angelegten Spannung abhängig. Diesen Abhängigkeiten
ist gemäß der Erfindung dadurch Rechnung getragen, daß der Speisestrom der Entladungsröhre
und der Heizstrom in ParaHelschaltung aus einer und derselben Stromquelle entnommenwerden,
und die Stromregelung für beide Ströme gemeinsam in dem unverzweigten Teil des Stromkreises
erfolgt. Je nach Wahl der elektromagnetischen Bemessung der beiden Stromzweige kann
man es so dahin bringen, daß die Beziehung zwischen den beiden Zweigstromstärken
einem bestimmten gewünschten Gesetz folgt. Will man in der Lage sein, dieses Gesetz
zu ändern, so genügt es, die elektromagnetische Bemessung eines oder beider Stromzweige
veränderlich zu machen, also etwa in einem oder beiden Stromzweigen einen regelbaren
Widerstand oder eine andere Stromregelungsvorrichtung anzubringen. Verwendet man
je eine Stromregelungsvorrichtung in jedem der beiden Stromzweige, so kann
man die beiden Stromregelungsvorrichtungen -
wie dies an sich, und zwar für
die untereinander gleichsinnige Änderung der beiden Stromstärken und ohne daß die
Stromstärken wie hier einer sonstigen gemeinsamen Beeinflussung unterworfen wären,
bereits vorgeschlagen wurde -zwangläufig, aber zweckmäßig derart miteinander verbinden,
daß jede Änderung der einen eine entgegengesetzte Änderung der anderen hervorruft.
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Eine Ausführungsforrn der neuen Einrichtung ist. in einem Beispiel
in der Zeichnung ihrer
Schaltungsanordnung nach schematisch dargestellt.
Die Röntgenröhre a wird in an sich be-
kannter Weise von der Sekundärwicklung
b des Hochspannungstransforniationsgerätes c mit ihrein Entladungsstrom
versorgt, währena der in ihr angebrachte Glühkörper, hier zugleich ihre Kathode
d, durch den Sekundärstroin eines besonderen kleineren Transformators
c elektrisch geheizt wird. Die Primärwicklungen der beiden Transforinationsgeräte
c und e sind je
in einen von zwei Zweigen geschaltet, in welche der Strom
der Stromquelle f, etwa ein durch den Motorunterbrecher g periodisch
unterbrochener Gleichstrom, durch den regelbaren Verzweigungswiderstand
A verteilt wird. Der noch ungeteilte Gesamtstrom kann außerdem durch den
Regulierwiderstand i in seiner Stärke eingestellt werden.
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Wird der Gesamtstrom mittels des Kurbelwiderstandes i in seiner Stärke
geändert, so erfahren auch die beiden Zweigströme dementsprechende Änderungen. Beispielsweise
wird, wenn der Gesamtstrom verstärkt wird, auch der Heizstrom des Glühkörpers d
verstärkt, die Temperatur des Glühkörpers erhöht und damit die Leitfähigkeit des
Gasinhaltes der Röhre vergrößert, was unter sonst gleichen Umständen eine Zunahme
des Entladungsstromes, der Belastung der Röhre, herbeiführt. Der Zunahme des Entladungsstromes
durch die Röhre hindurch entspricht aber auch eine Zunahme der Stromstärke in der
Primärwicklung k des Transforma.tionsgerätes c und in ihrem ganzen Stromwege, somit
auch eine Erhöhung des Spannungsabfalles in den in diesem Stromwege liegenden, der
Wicklung k vorgeschalteten Teilen der regelbaren Widerstände k und
i. Diese Vergrößerung des Spannungsabfalles in den vorgeschalteten Widerständen
würde ihrerseits die Spannung an der Primärwicklung k und an der Röntgenröhre
, somit auch die Durchdringungs fähigkeit der erzeugten Röntgenstrahlen vermindern.
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Da aber die Primärwicklung k in einem Zweige der Leitung von
der Stromquelle her liegt, in welchem wegen der an dem Kurbelwiderstand i bewirkten
Verstärkung des Gesamtstromes gleichfalls ein verstärkter Strom fließt, erfährt
die Spannung an der Primärwicklung k zugleich auch eine Erhöhung, und es
kann durch entsprechende Einstellung des regelbaren Widerstandes lz dahin gebracht
werden,'daß diese Spannungserhöhung in einer beliebigen Beziehung zu der von der
Zunahme der Glühtemperatur und Belastung herrührenden Spannungsabnahme steht, beispielsweise
sie gerade ausgleicht, die Spannung an der Röhre und die Durchdringungsfähigkeit
der erzeugten Röntgenstrahlen also trotz der herbeigeführten Veränderung der Belastung
der Röhre unverändert bleibt. Statt eines gemeinsam regelbaren Verzweigungswiderstandes
k für die belden Stromzweige kann man auch in jedem der beiden Zweige einen besonderen
regelbaren Mderstand anbringen und die Regelungsvorrichtungen für beide Widerstände,
wie erwähnt, zwangläufig miteinander verbinden.
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Gegenüber der bekannten Anordnung des die Röntgenröhre speisenden
Hochspannungstransformators in einem sonst praktisch von Widerständen freien Primärstromkreis
und der Spannungsregelung durch Verändern der Primäxwindungszahl des Transformationsgerätes
bietet die neue Einrichtung den Vorteil, daß die Windungszahl der Primärwicklung
des Hochspannungstransformationsgerätes unverändert bleibt. Dadurch wird einerseits
die Primärwichlung vor den sonst (sobald ihre Windungszahl stark vermindert ist.)
eintretenden hohen Strombelastungen bewahrt, während anderseits der praktisch besonders
ins Gewicht fallende Gewinn erzielt ist, daß irgendein bereits vorhandenes Transformalionsgerät
und Instrumentarium, überhaupt für die voneinander unabhängige Regelung der Belastung
und Röhrenspannung eingerichtet werden kann. Ferner ermöglicht es die neue Einrichtung,
wie da# Ausführungsbeispiel zeigt, auch im Anschluß- an eine Gleichstromquelle die
Entladungsröhre sowohl als auch den Glühkörper unter Verwendung eines und desselben
Motorunterbrechers, also ohne besondere Umformermaschinen, wie sie bisher erforderlich
waren, mit Strom zu versorgen.
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Die zwangläufige Verbindung der Regelungsvorrichtung für die Röhrenspannung
mit derjenigen für den Heizstrom des Glühkörpers kann auch so ausgebildet werden,
daß jeder eingestellten Röhrenspannung die ihr" zugeordnete größte zulässige Heizstromstärke
und damit die zugehörige maxü-nale Belastung der Röhre entspricht. Dies läßt sich
in der dargestellten Ausführungsforin der Einrichtung durch entsprechende Wahl der
Zweigwiderstände von h bewerkstelligen. Man,kann aber auch die Röhrenspannung in
bekannter Weise durch Verändern der Primärwindungszahl und damit des Umsetzungsverhältnisses
des Hochspannungstransformationsgerätes, gegebenenfalls auch -unter Ausschluß sonstiger
Widerstände iin PrimärI:reise des Hochspannungstransforinautionsgerätes, regeln
und die Regelungsvorrichtung für die Primärwindungszahl zwangläufig mit der in irgendwelcher
bekannten Weise beschaffenen und entsprechend bemessenen Regelungsvorrichtung für
den Heizstrom so verbinden, daß jeder eingestellten Primärwindungszahl die Heizstromstärke
für die der betreffenden Röhrenspannung entsprechende höchste zulässige Strombelastung
zugeordnet ist. Diese Verbindung kann, da die. Beziehung zwischen Röhrenspannung
und höchster zulässiger
Belastung im allgemeinen von Röhre
zu Röhre verschieden ist, zweckmäßig einstellbar gemacht werden.