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Vorrichtung zum Betriebe von Glühkathoden-Röntgenröhren. DenGegenstand.der
vorldegendenErfindung bildet eine Vorrichtung zum Betriebe von Glühkathoden-Röntgenröhren,
bei der in an sich bekannter Weise aue. starkem Draht gewickelte Heizspulen vurAnwendung
gelangen, welche einen Teil der Hochspannungswicklung,des Transformators bilden,
dem auch der Betriebsstrom für die Röntgenröhren entnommen wird.
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Da ein eisenoffener bzw. nicht vollständig eisengeschlossener, mit
unterbrochenemStrom betriebener Hochspannungstransformator das Grundelesnent der
Vorrichtung bildet, erschien es zur Lösung der gestellten Aufgabe notwendig, besondere
Hilfsorgane mit der Vorrichtung in möglichst einfache Verbindung zu bringen, die
dazu dienen, die elektrischen und magnetischen Verhältnisse des Transformators so
abzustimmen, daß bei Veränderung der primären Netzspannung keine qualitative, sondern
nur eine quantitative Änderung der von den Röntgenröhren abgegebenen Strahlung stattfindet,
.weil die Benutzung der Vorrichtung für einen ganz bestimanten Zweck dies erfordert.
Die Vorrichtung soll zum Betriebe von Glühkathoden-Röntgenröhren für Bestrahlungszwecke
dienen, wobei es ganz besonders darauf ankommet, daß die Qualität der Röntgenstrahlung
keine Veränderungen erleidet, sondern nur die sofort am Hoclispannung@smvilliamperemeter
ablesbare Quantität. Dadurch wind es ohne weiteres möglich, durch entsprechende
Regulierung im Niederspannungskrens nur dafür zu sorgen, daß die stets kontrollierbare
Röhrenstromstärke konstant bleibt; die nicht leicht kontrollierbare Qualität der
Strahlung soll automatisch von der Vorrichtung selbst konstant gehalten werden,
und zwar auch bei Betätigung der Regulierorgane im Niederspannungskreis zum Zwecke
der Konstanthaltung der Röhrenstromstärke, die allerdings in der Regel abhängig
ist von Veränderungen der primären Netzspannung.
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Die erfindungsgemäße Lösung .der gestellten Aufgabe wurde dadurch
erzielt, daß, wie aus der Zeichnung ersichtlich, im Niaderspannungskreis besondere
Hilfswicklungen angeordnet sind, die parallel zu den Klemmen der primären :Hauptwicklung
:des Transformators liegen und zum. Eisenkein des Transformators so orientiert sind,
,daß diese Hilfswicklungen auf die an gleicher Stelle angeordneten sekundärenHeizspu.len
hinsichtlich des magnetischen Kraftflusses im Eisenkern eine isolierte, gewissermaßen
betonte Wirkung ausüben.
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Diese Wirkung wird dadurch erreicht, daß die Hilfswicklungen im primären
Kreis und die Heizstromwicklungen .im sekundären Kreis an einem frei herausragenden
Ende des Eisenkerns des Hochspannungstransformators in möglichst enger Koppelung
zueinander angeordnet sind.
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Weiterhin war dafür zu sorgen, daß zum mindesten die grobe Regulierung
des Heizstroms für die Röntgenröhren im Niederspannungskreis stattfindet und lediglich
die feine Regulierung im Hochspannungskreis der sekundären Heizspule vorzunehmen
isst.
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Endlich war durch Einschaltung von Niederspannungsdrosseln in den
Stromkreis der primären Hilfswicklungen noch für eine konpha$e Steuerung des Heizstromes
zum eigentlichen Hochspannungsstrom zu sorgen.
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An der Sekundärwicklung X beispielsweise eines Induktors a sind, wie
aus der Zeichnung ersichtlich, die beiden letzten Wicklungselemente b und c auf
der Kathodenseite des Induktors aus kräftigem Draht gewickelt. Sie besitzen je zwei
Leitungsausführungen d, e
und f, g, an die die Heizstromleitungen
h, i
und k, 1 in bekannter Weise angeschlossen
werden
zum Betrieb der Glühkathodenröhren in und u.
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Der primären Wicklung o des Induktors a sind noch .zwei Wicklungselemente
p und q
über je einen regelbaren Widerstand rund s
und über je
eine regelbare Selbstinduktion t und it parallel geschaltet.
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Die Heizstromregulierung geschieht entweder durch die im. Hochspannungskreis
in der Heizstromleitung befindlichen Regulierwiderstände v und w beispielsweise
durch Schnurzug, oder so, daß die Größenordnung des Heizstrombedarfs der jeweils
verwendeten Röhre durch die Widerstände v und w eingestellt und die
Feinregulierung durch die Widerstände r und s von der Niederspannungsseite her betätigt
wird, während die variablen Selbstinduktionen t und ic derartig eingestellt
wenden, daß sie der Glühträgheit der jeweilig verwendeten Glühkathode angepaßt sind,
und :zwar mit @dein Erfolg, daß die Temperatur der Glühkathode gleichzeitig mit
der sekundären Spannung bei jedem Impuls an (der Röhre ihren höchsten Wert erreicht.
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Sinkt beispielsweise die Netzspannung, so sinkt,die Tourenzahl des
angewandten mechanischen Unterbrechers mit der Wirkung, daß - wenigstens innerhalb
der allgemeinen Größenordnung :der Spannungsänderiung -,die einzelnen Stromunterbrechungen
bei steigendem Primärstrom exakter und für den. Transformator wirkungsvoller werden.
Die an Aden Klemmen (der Sekundärspule herrschende Spannung sinkt nicht mit fallender
Netzspannung, sondern sie ninunt zu, und sinngemäß nimmt sie ab, wenn die Netzspannung
steigt.
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Die erzeugte Röntgenstrahlung würde sich qualitativ und quantitativ
ändern, wenn nicht durch :den Heizstrom :der Röntgenröhre eine Gegenwirkung eintreten
würde.
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Dies geschieht folgendermaßen: Durch die sinkende Zahl der Unterbrechungen
pro Zeiteinheit, gleichbedeutend mit sinkender Frequenz (des im Primärkreis fließenden
pulsierenden Stromes, ändert sich der induktive Widerstand der Drosselspulen
t ,und u, er nimmt ab und es steigt die an den Klemmen der Hilfswicklungen
p rund q herrschende Spannung nicht nur parallel mit der an den Klemmen
der Primärspule o herrschenden Spannung des Extrastromes, sondern schneller, weil
zwischen Primärspule o und Hilfswicklungen p und q die Drosseln
t und u
liegen.
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Infolge der Anordnung des Heiizstromtransformators, gebildet aus den
primären Hilfswicklungen p und q und den sekundären Hei,zwicldungen
b und c auf denn freien Ende des Eisenkerns ides Transformators, tritt die vorgenannte
Wirkung fast ausschließlich in den Heizkreisen der eingeschalteten Röntgenröhren
in Erscheinung. Der Heizstrom steigt derart an, daß die Wirkung der Änderung oder
Netzspannung @damit kompensiert wird. Dies gilt selbstverständlich bei entsprechender
Abstimmung sowohl für fallende als auch für steigende Netzspannung.
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Würden die Drosseln t und u im Stromkreis der primären Hilfswicklungen
p und q nicht eingeschaltet sein, so würde zwar auch eine Kompensation
durch den Heizstrom eintreten, indessen würde diese Kompensation, wie Versuche gezeigt
haben, nur innerhalb enger Grenzen von Netzspannungsänderungen ausreichen, so zwar,
daß die Härte der erzeugten Röntgenstrahlung .keine Veränderung erfährt, bei größeren
Spannungsänderungen, die etwa i o Prozent der normalen Netzspannung überschreiten,
ist jedoch eine Art Überkompensation notwendig, die erfahrungsgemäß durch die Einschaltung
der Drosseln t und u erzielt wird.