DE497642C - Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Roentgenroehre, der an eine Stromquelle mit veraenderlicher Spannung angeschlossen ist, die Spannung mittels einer Gluehkathodenroehre konstant zu erhalten - Google Patents

Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Roentgenroehre, der an eine Stromquelle mit veraenderlicher Spannung angeschlossen ist, die Spannung mittels einer Gluehkathodenroehre konstant zu erhalten

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DE497642C DEI24218D DEI0024218D DE497642C DE 497642 C DE497642 C DE 497642C DE I24218 D DEI24218 D DE I24218D DE I0024218 D DEI0024218 D DE I0024218D DE 497642 C DE497642 C DE 497642C
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Description

  • Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Röntgenröhre, der an eine Stromquelle mit veränderlicher Spannung angeschlossen ist, die Spannung mittels einer Glühkathodenröhre konstant zu erhalten Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Röntgenröhre, der an einer Stromquelle .mit veränderlicher Spannung angeschlossen ist, die Spannung mittels einer Glühkathodenröhre konstant zu erhalten, deren Heiz- und Anodenstrom von der gleichen Stromquelle geliefert wird.
  • Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung elektrischer Verteilungsanlagen, mittels einer Glühkathodenröhre. Im allgemeinen besteht die Erfindung in einem Verfahren und Einrichtungen zur Regelung von Strom oder Spannung.
  • Die Erfindung wird im nachstehenden beispielsweise an einem Röntgenapparat beschrieben. Besohrieben wird gemäß Erfindung zunächst eine Anordnung, bei welcher im großen und ganzen das Potential an den Klemmen einer Röntgenröhre bei schwankenden Spannungsverhältnissen im Netzstromkreis konstant gehalten werden soll, so daß durch das Konstanthalten der Spannung an den Klemmen der Röntgenröhre Röntgenstrahlen konstanter Härte erzielt werden. Eine andere Ausführungsform, welche ebenfalls im nachstehenden beschrieben wird, eignet sich vor allen Dingen wieder zui Konstanthaltung des Stromes.
  • Zur Spannungsregelung an wahlweise anzunehmenden Punkten des Systems wird, wie üblich, die Elektronenladung verwendet. Die Erfindung besteht nun darin, daß .man die starke Schwankung des Anodenstromes (bedingt durch geringe Schwankung der Kathodentemperatur) -benutzt, um die Änderung der Lieferspannung im großen und ganzen von einer im Lieferstromkreis der Entladungsröhre liegenden Impedanz absorbieren zu, lassen.
  • Bei Röntgenapparaten mit Glühkathodenröhren kann die Spannung an den Klemmen der Röntgenröhre im großen und ganzen ohne besondere Glühkathodenröhre .konstant gehalten werden, da die Röhre selbst die Stromschwankungen überwachen und einen entsprechenden Spannungsabfall in eines äußeren Drossel veranlassen kann.
  • Bei einer anderen Amsführungsform wird der Strom, welcher im großen und ganzen konstante Spannungen besitzt und, wie beschrieben, über eine Glühkathodenröhre geführt wird, zur Beheizung der Kathode einer zweiten Elektr onenentladungsröhre mit benutzt, um so den Strom im Stromkreis der zweiten Elektronenentladungsröhre konstant zu halten, falls diese Röhre ' von den Spannungsschwankungen des Lieferstromes beeinflußt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Elektronenentladungsröhre durch eine Röntgenröhre gegeben, so daß in diesem Falle die Mittel gegeben sind, eine im großen und ganzen gleichmäßige Röntgenstrahlung auch dann zu erhalten, wenn der Netzstrom Schwankungen unterworfen sein sollte.
  • Die Erfindung bringt .ein Verfahren und gleichzeitig die notwendigen Einrichtungen, welche überhaupt keine beweglichen Teile besitzen und sich durch .äußerste Einfachheit in der Ueberwachung des Netzstromes auszeichnen.
  • Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen dargestellt.
  • Abb. i zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, mittels welcher durch Überwachung eine bei steigender Netzstromspannung nur leicht ansteigende Abnahmespannung aufrechterhalten werden kann.
  • Abb.2 zeigt eine etwas andere Ausführungsform, um eine bei steigender Netzstromspannung konstante oder leicht sinkende Abnahmespannung zu erhalten.
  • Abb. 3 zeigt eine Schaltung zur Erzielung einer konstanten Abnahmespannung.
  • Abb. q. zeigt im Diagramm die elektrischen Charakteristiken bei Einrichtungen nach Abb. i und 2.
  • Nach Abb. i ist die Röntgenröhre i über die Leiter 2, 3 mit .der Sekundärspule eines Transformators q. verbunden, und zwar nicht unmittelbar, sondern über einen .mechanisch arbeitenden und mittels eines Motors 6 angetriebenen Gleichrichters 5. Die Primärspule des Transformators d. ist mit einer Stromquelle verbunden, welche schwankende Spannungen liefert. Die Verbindungsleiter sind mit den Bezugszeichen 7 und 8 versehen. Auf d!er Abbildung ist ein an sich allgemein bekannter, mechanisch arbeitender Gleichrichter dargestellt. Selbstverständlich könnte auch jeder andere, für hohe Spannungen geeignete Gleichrichter verwendet werden. Die Anordnung eines Gleichrichters vermeidet es, der Röntgenröhre während des Periodenwechsels, wo kein Stromfluß vorhanden äst, eine- hohe Spannung -aufzudrücken, d. h. wenn die Glühkathode g ein positives Potential besitzt. Werden die Wählerarme io synchron dem gelieferten Wechselstrom getrieben, so werden gleichgerichtete Stromimpulse auf die Röntgenröhre durch Umkehr der Stromverbindungen 11, 12 geschickt: Der Primärstromkreis des Transformators q. enthält einen Verbraucher 13, der beispielsweise durch einen Widerstand oder eine Drosselspule gegeben ist. Außerdem liegt in diesem Stromkreis ein Schalter 1d..
  • Die Kathode g der Röntgenröhre besteht zweckmäßig aus Wolfram und ist über die Leiter 15, 16 mit der Sekundärspule eines Transformators 17 verbunden. Die Primärwicklung des Transformators 17 wird über Leitungen 18, ig an Punkte der Zuleitungen angeschlossen, wo die Spannung gleich ist dem Unterschiede zwischen der Netzspannung -und dem Spannungsabfall in Drossel 13. Die Leitung 18 wird an der Niederspannungsseite angeschlossen, und zwar an den Leiter 8 zwischen Drossel 13 und Primärwickltung des ,Transformators d., während der Leiter ig an den anderen Leiter 7 angeschlossen wird.
  • Wenn die Schalter 14 und 21 geschlossen sind, fließt der Strom über die Röntgenröhre, welche, wie weiter unten ausgeführt wird, mit der Drossel 13 so zusammenwirkt, daß diese die Unterschiede zwischen der zu überwachenden Spannung und der iNetzspannung zu absorbieren vermag. Der Heizstrom der Kathode g und die der Röntgenröhre aufgedrückte Spannung sind derartig gewählt, daß in der Röhre zu allen Zeiten der Sättigungsstrom fließt. Dieser Strom ändert sich mit der Temperatur der Kathode nach der von R i c h a r d s o n aufgestellten Gleichung, welche lautet: (I bezeichnet den Strom, T die absolute Temperatur der Kathode, a und b sind Konstanten und e ist,die Basis 2,718 der natürlichen Logarithmen.) Eine Steigerung der Kathodentemperatur läßt den Strom durch die Röhre in weit größerem Maße anwachsen als proportional der Veränderung des Heizstromes. Eine io°/oige Vergrößerung des Heizstromes vergrößert den Elektronenstrom durch die Rühre, beispielsweise um 300°10. Da der Heizstrom sich im wesentlichen proportional der Spannung im Kathoden- oder Heizstromkreis ändert, -erlaubt diese Beziehung kleinen Spannungsänderungen weit größere Stromänderungen in der Drossel hervorzurufen, d. h. eine Spannungszunahme in den Zuleitungen 7, 8 wird begleitet von einer Stromzunahme, welche ,genügt, um die Spannungszunahme in der Impedanz 13 in weitestgehendem Maße zu absorbieren.
  • Nach der in Abb. i dargestellten Ausführungsfarm der Erfindung können die Spannungsänderungen in der Stromzuleitung nicht vollkommen absorbiert werden, da eine gewisse Spannungsziunahme an jenen Stellen, wo die Leiter 18, 19 angeschlossen sind, vorliegen muß, um eine Stromzunahme in der Elektronenentladungsröhre i zu erzielen. Eine Spannungsschwankung von 1o11° wird jedoch zu einer Stromverstärkung führen; die hinreicht, um ungefähr 8111 der Spannung in der Drossel zu absorbieren, so daß die Spannung an der Primärspule des Transformators 4 sich ungefähr nur um 211, verändert; für praktische Zwecke kann die Spannung also bei gewöhnlichem Röntgenbetrieb als konstant 'betrachtet werden. Statt der Drossel 13 kann ein Ballastwiderstand verwendet werden, z. B. ein Eisenwiderstand :in Wasserstoffatmosphäre. In diesem Falle werden langsame Spannungsschwankungen in hohem Maße durch den Widerstand absorbiert; schnelle Wechsel werden :geregelt durch die Änderungen des Heizstromes der in der Röntgenröhre befindlichen Kathode.
  • A.bb.4. veranschaulicht die Beziehungen zwischen mittlerer Milliamperestärke der Röntgenröhre und der Spannungszunahme an den Klemmen des stromliefernden Transformators. Auf der Abszisse sind die Netzspannungen aufgetragen, während auf den Ordinaten entsprechend der voll ausgezogenen Linie 25 die Stromwerte in der Röhre aufgetragen sind und entsprechend der durch Striche angedeuteten Linie 26 die Spannung an den Klemmen der Röntgenröhre aufgetragen ist. Die Kurven zeigen, daß, wenn sich die Netzspannung vergrößert, auch die Spannung an den Klemmen der Röntgenröhre, welche proportional ist der Spannung an der Primärspule des Transformators, etwas steigt, während sich der @durch die voll ausgezogene Linie 25 dargestellte Strom in weit schnellerem Maße vergrößert. Wäre die gemäß Erfindung verwendete Drossel 13 nicht vorhanden, so würde eine entsprechende Zunahme der Netzspannung zu einer sehr großen Steigerung des -die Röhre durchfließenden Stromes und zu einem entsprechenden plötzlichen Spannungsabfall an den Klemmen der Röntgenröhre führen.
  • Soll aus irgendwelchen Gründen eine konstante Spannung oder eine abnehmende Spannung an den Klemmen der Röntgenröhre 1 erhalten werden, so wind, wie an sich bekannt, eine zweite Drossel in den Netzkreis eingeschaltet, die in Abb. 2 durch den Widerstand 27 dargestellt ist. In dieser Abbildung wurde der Gleichrichter 5 des besseren Verständnisses halber nicht mitgezeichnet. Die Anordnung ist auch schon in der angedeuteten Weise wirksam, da eine Röntgenröhre verwendet werden kann, die so konstruiert ist, daß sie gleichzeitig als Ventil wirkt. Wenn an Punkten 28, 29 eine Spannungssteigerung eintritt, wie es mit Bezug auf die Abb. i schon beschrieben wurde, m@uß auch eine entsprechende Steigerung des die Drossel 27 durchfließenden Stromes stattfinden. Die Drossel 2,7 wird so bemessen, daß eine Stromsteigerung in derselben einen Spannungsabfall ergibt, welcher genügt, der Spannung an den Klemmen der Pr-i,märspule des Transformators 4 die verlangte Gleichmäßigkeit oder den gewünschten Abfall mitzuteilen, wie es durch die punktierte Linie 30 bzw. durch die strichpunktierte Linie 31 im Diagramm (Abb. 4) angedeutet ist.
  • Die verlangte Regelung des einen Stromkreis durchfließenden Stromes kann auch mittels einer Glühkathodenröhre, die nicht zur Erzeugung von Röntgenstrahlen dient, erreicht werden. Abb.3 stellt eine Anordnung dar, bei welcher die Glühkathodenröhre 32 nicht durch eine Röntgenröhre verkörpert wird, sondern derart konstruiert ist, claß in ihr schon bei niedrigem Spannungsabfall Sättigungsstrom fließt. Die Kathode wird von einem Strom beheizt, welcher sich mit den Spannungsänderungen der Hauptleitung 34 in derselben Weise ändert wie bei der Anordnung nach Abb.2 der Heizstrom der Röntgenröhre. Zu diesem Zweck sind die Drosseln 13 und 27 im Primärstromkreis des Transformators 4 vorgesehen. Die Kathodenleiter 35, 36 sind an die Sekundärwicklung eines Transformators 37 angeschlossen, dessen Primärwicklung über die Leiter 38, 39 in jenen Punkten angeschlossen ist, wo die Spannung überwacht werden soll. Der Kathodenheizstromkrens 41, 42 oi.ner Elehtronenentladungsröhre 4o (Röntgenröhre) wird von einem Transformator 43 :gespeist, dessen Primärwicklung an den unter konstanter Spannung zu haltenden Punkten bei 44 und 45 angeschlossen ist. Die Kathode der Rühre 4o wird also auf einer nun großen und ganzen konstanten Temperatur gehalten, ungeachtet der Netzspan.nungsschwankungen. Die Hauptklemmen der Röntgenröhre sind über Leiter 46, 47 mit dem üblichen Hochspannungstransformator 48 verbunden, der seinerseits über Leiter 49, 5o an .die Zuleitung 34 angeschlossen ist.
  • Vorbehaltlich innerer Änderungen, wie z. B. der .etwaigen Beeinflussung der Kathode durch Gasentwicklung, ist der Elektronenstrom durch .die Röntgenröhre 4o im großen und ganzen bei dem beschriebenen System konstant, selbst wenn die Spannung im Netz 34 schwankt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Röntgenröhre, der an eine Stromquelle mit veränderlicher Spannung angeschlbssen ist, die Spannung mittels einer Gl2ihkathodenröhre konstant zu erhalten, deren Heiz- und Anodenstrom von der gleichen Stromquelle geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der gem&nsamen Zuleitung der parallel an die gleiche Stromquelle angeschlossenen Anode und Glühkathode eine Impedanz (i3) von einer derartigen Größe gelegt ist, daß der bei Spannungsschwankungen durch Änderung .der Glühkathodenheizung .geänderte Röhrenstrom in der Impedanz einen Spannungsverbrauch entsprechend den Spannungsschwankungen im Stromkreis hervorruft, und daB der Verbraucher an Punkte angeschlossen ist, die jenseits der Impedanz liegen. z. Vorrichtung .gemäß Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Impedanz (z7) vorgesehen ist, die allein in der Zuführung zum Anodenkreise liegt.
DEI24218D 1923-01-30 1923-12-01 Vorrichtung, um an den Abnahmestellen eines Verbrauchers, z. B. einer Roentgenroehre, der an eine Stromquelle mit veraenderlicher Spannung angeschlossen ist, die Spannung mittels einer Gluehkathodenroehre konstant zu erhalten Expired DE497642C (de)

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