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Einrichtung zur Messung der an der Röntgenröhre herrschenden Spannung.
,Nach den neueren Untersuchungen ist die spektrale Zusammensetzung der Röntgenstrahlung
direkt abhängig von der an der Röntgenröhre während des Betriebes herrschenden Spannung.
Es ist versucht worden, die Spannung beispielsweise mit dem Skleometer nach Klingelfuß
dadurch zu messen, daß eine zur Messung der Spannung dienende Spule in die Sekundäre
des Induktors oder Transformators eingebaut wird, und die in dieser Spule entstehende
Spannung mittels eines Hitzdrahtvoltmeters gemesen wird. Diese Messung ist aber
keineswegs richtig, denn das Hitzdrahtvoltmeter zeigt nicht nur die Spannung der
Impulse an, die durch die Röntgenröhre hindurchgehen, sondern die Spannung der sogenannten
Schließungslichtimpulse. Die Spannung ist also je nach dem Grad des schließungslichtfreien
Betriebes verschieden.
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Das Skleometer nach Klingelfuß ist nicht anwendbar für Röntgeneinrichtungen,
bei denen eine gasfreie Röntgenröhre (Coolidgeröhre) direkt an dein Pol des Transformators
liegt, denn das Hitzdrahtvoltmeter zeigt in diesem Fall sowohl die Leerspannung
als auch die belastete Spannung zusammen an, so daß sich ein Mittelwert zwischen
Leerspannung und der belasteten Spannung ergibt. Die Halbwellen nämlich, die nicht
durch die Röntgenröhre hindurchtreten, haben eine erheblich höhere Spannung als
die Halbwellen, die die Röntgenstrahlung erzeugen. Diese Verhältnisse werden durch
die Spannungsabfälle am Transformator hervorgerufen, der mit der Belastung, also
mit der gewählten Milliamperezahl, erheblich schwankt. Um eine exakte Messung der
Spannung an der Röntgenröhre zu erhalten, dürfen dem Voltmeter lediglich die Spannungsimpulse
zugeführt werden, die zur Erzeugung von Röntgenstrahlen beitragen.
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Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß in den Kreis der Spannungsspule
ein Ventil eingeschaltet wird, welches die Spannungszuführung zu dem Voltmeter nur
für die Impulse ermöglicht, die die Röntgenstrahlung erzeugen. Als Ventil wird hierbei
zweckmäßig ein Hochvakuumglühkathodenventil gewählt, also eine hochevakuierte Glasröhre,
an der sich eine zum Glühen gebrachte Kathode und eine Anode befindet. Das Ventil
wird so eingeschaltet, daß für die durch die Röntgenröhre hindurchgehenden Impulse
eine Zuführung zu dem Voltmeter besteht. Für die entgegengesetzten Impulse stellt
die 'Ventilröhre aber ein unüberbrückbares Hindernis dar, so claß diese Impulse
in dein Meßinstrument nicht zur Anzeige gelangen.
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Die Erfindung läßt sich sowohl bei Instrumentarien, die mit Induktoren
arbeiten als auch bei solchen mit Transformatorenbetrieb anwenden. Als Meßinstrument
kann sowohl ein Hitzdrahtvoltmeter als auch ein Gleichstromvoltmeter beliebiger
Art z. B. nach dem Drehspulensvstem verwandt werden, da. das Voltmeter nur Spannungsimpulse
gleicher Richtung erhält. Die Verwendung eines Präzisionsgleichstrominstruinentes
- ist hierbei wegen der proportionalen Skala besonders vorteilhaft.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise .@usführungsform der Erfindung
dargestellt. Es ist hierbei r die Glühkathodenröntgenröhre,
die
mit ihren beiden Polen a und k direkt an den Enden der Sekundärspule
s des Transformationsgerätes angeschaltet wird. Die Glühkathode wird durch den Transformator
t vom Netz yt aus über die Regulierungseinrichtung r gespeist. Die Primäre p des
Hochspannungstransformators ist in bekannter Weise über einen regulierbaren Autotransformator
an das Netz n geführt. In die Mitte in der Sekundärspule ist das Milliamperemeter
@IIA zur Messung des Röntgenstromes eingeschaltet, wobei der eine Pol gut leitend
mit der Erde E verbunden ist. Unmittelbar neben der geerdeten Mitte in der
Hochspannungsspule s ist eine Anzapfung b an der Sekundärspule vorgesehen, wobei
die Anzahl der Windungen zwischen b und in so bemessen sind, daß die in diesen Windungen
herrschende Spannung bei der höchst anwendbaren Spanrung des Röntgentransforrnators
den Endausschlag des Voltmeters K Tl entspricht. Die Anzapfungsstelle b ist mit
der Anode c des Ventils v verbunden, während die Glühkathode g dieses Ventils an
den einen Pol des Voltmeters KV geführt ist, dessen anderer Pol ebenfalls an die
Leitung NE gelegt ist. Die Glühkathode des Ventils wird durch einen kleinen Heiztransformator
lt, der direkt vom \etz aus gespeist wird, geheizt. Hierdurch wird der Vorteil erreicht,
daß beide Instrurnente, das Miniamperemeter sowohl als auch <las Kilovoltmeter,
auf dem Schalttisch angeordnet werden können.
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Der Heizstrom kann durch den Widerstand w reguliert werden.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, erhält das Voltmeter KV nur solche
Innpulse, die von der Röntgenröhre durchgelassen "werden, also die Impulse, für
welche die Anode a positiv und die Kathode k negativ ist. Für diese Irrpulse besitzt
b gegenüber nt ebenfalls eine positive Spannung, so daß das Ventil v über
c und g die Spannung hindurchläßt. Für die entgegengesetzten Impulse stellt das
Ventil v eine Unterbrechung der Spannungszuführung dar. Da in den Windungen, .die
zwischen b und nt. liegen, eine Spannung herrscht, die in jedem Fall proportional
der an der Röntgenröhre herrschenden Spannung ist, so kann das Voltmeter Kr' in
Kilovolt geeicht werden, so daß es umittelbar die an der Röntgenröhre herrschende
Spannung anzeigt. Die Heizung des Ventils kann auch durch eine Batterie erfolgen.
Das Verfahren läßt sich auch für den Fall, daß in den Hochspannungskreis des Transformationsgerätes
noch andere Ventilvorrichtungen eingeschaltet sind, z. B. rotierende Funkenstrecken,
Gleichrichter, Glühkathodenventile o. dgl. Nur ist hierbei noch der Spannungsabfall
innerhalb des Ventils zu berücksichtigen, der aber, z. B. bei Glühkathodenventilen,
leicht auf 5oo Volt herabgesetzt werden kann, so daß die Genauigkeit der Messung
nur geringfügig beeinflußt wird.
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Das neue Verfahren zur Messung der Spannung kann sinngemäß auch zur
Messung der Leistung, also der von der Röntgenröhre erzeugten Röntgenenergie benutzt
werden. Zu diesem Zwecke wird ein gewöhnliches Niederspannungsgleichstromwattmeter
in der Weise in. die Sekundärspule eingeschaltet, daß die Stromspule des Wattmeters
an die Stelle des Miniamperemeters MA, die Spannungsspule an Stelle des Voltmeters
KV liegen und wobei dann die Spannungsspule ganz entsprechend einpolig über das
Glühkathodenventil mit der Sekundärspule des Transformators verbunden ist. Das Wattmeter
kann als Registrierwattmeter ausgebildet sein, so daß die von der Röntgenröhre ausgesandte
Energie direkt registriert werden kann.