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Glühkathodenröntgenröhre Zur Erzeugung scharfer Röntgenbilder mittels
einer Glühkathodenröntgenröhre hat man mit Hilfe einer länglichen, die Glühkathode
umgebenden Sammelvorrichtung auf der Anode einen langgestreckten Brennfleck erzeugt.
Dabei werden die vorzugsweise in der Längsrichtung dieses Brennflecks austretenden,
infolge der perspektivischen Verkürzung scheinbar von einem scharfen Brennpunkt
ausgehenden Strahlen benutzt.
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Es empfiehlt sich auch, bei einer derartigen Glühkathodenröntgenröhre
den langgestreckten Brennfleck entsprechend seiner jeweiligen Belastung selbsttätig
zu vergrößern oder zu verkleinern. Zu diesem Zweck hat man bereirs vorgeschlagen,
einer schraubenförmig gewundenen Glühkathode innerhalb der länglichen Sammelvorrichtung
eine Streuvorrichtung vorzulagern, die als ein sich über die ganze Länge der Glühkathode
erstreckender Faden ausgebildet ist, der mit der Glühkathode über eine einen Spannungsunterschied
erzeugende Vorrichtung, z. B. einen Widerstand, derart verbunden ist, daß die Größe
des erzeugten Brennflecks durch den Spannungsunterschied zwischen der Sammelvorrichtung
und der Streuvorrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von Röhrenstrom geregelt wird.
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Bei dieser bekannten Röhre wird, wenn der Brennfleck sich selbsttätig
vergrößert, die Brennlinie lediglich in zwei Striche aufgelöst, also die Breite
des Brennflecks vergrößert, während seine Länge unverändert bleibt. Infolgedessen
muß zur Verringerung der spezifischen Belastung bei der Vergrößerung des Brennflecks
dessen Breitenausdehnung unverhältnismäßig zunehmen, was auf Kosten der Bildschärfe
geschieht.
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Nach der Erfindung ist die Erzielung scharfer Röntgenbilder mittels
eines langgestreckten Brennflecks ohne eine unverhältnismäßige Breitenausdehnung
bei seiner Vergrößerung dadurch erreicht, daß die zur Erzielung des langgestreckten
Brennflecks dienende längliche Sammelvorrichtung mit einer Streuvorrichtung zusammenwirkt,
die dem mittleren Teil einer tellerförmigen Kathode vorgelagert ist.
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Infolge der Verwendung einer tellerförmig gestalteten Kathode wird
ein Elektronenbündel erzeugt, welches durch die längliche Sammelvorrichtung so beeinflußt
wird; daß auf der Anode ein Brennfleck entsteht, der etwa die Gestalt einer Ellipse
hat. Die Vorlagerung der Streuvorrichtung vor der Mitte dieser Kathode hat den Erfolg,
daß bei einer Vergrößerung des elliptischen Brennflecks sich nicht nur dieser Brennfleck
in seiner Breitenausdehnung vergrößert, sondern an dieser Vergrößerung auch seine
Längenausdehnung teilnimmt. Bei gleicher spezifischer Belastung braucht daher der
Brennfleck in seiner Breitenausdehnung nicht so stark auseinandergezogen zu sein,
so daß die Schärfe der Bilder nicht so sehr beeinträchtigt wird.
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Die tellerförmige Kathode kann in an sich bekannter Weise aus einem
spiralig gewundenen
Draht bestehen, wobei die Streuvorrichtung
in ebenfalls bekannter Weise als ein durch die Mitte der Spirale hindurchgeführter
Stift ausgebildet ist. Es bietet aber bei dieser Ausbildung die Herstellung und
Halterung der Kathode Schwierigkeiten, da sie nicht mehr, wie üblich, in ihrer Mitte
befestigt werden kann. Diese Übelstände sind vermieden, wenn erfindungsgemäß als
tellerförmige Kathode die bekannte schraubenförmig gewundene Glühkathode Verwendung
findet, die zu einem Ring gebogen ist, dessen Ebene senkrecht zur Verbindungslinie
zwischen der Anode und der Kathode steht und durch dessen Öffnung die als Stift
ausgebildete Streuvorrichtung hindurchgeht.
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Die Abbildungen stellen zwei Ausführungsformen einer Röntgenröhre
nach der Erfindung dar.
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In Abb. i ist die Röntgenröhre schematisch dargestellt mit der an
sich bekannten zugehörigen Schaltung. Abb. 2 zeigt eine teilweise im Schnitt gezeichnete
Ansicht der Elektroden in größerem Maßstabe. Abb.3 ist eine Stirnansicht der Sammelvorrichtung
und Abb. q. der Anode. Abb. 5 zeigt den linken Teil der Abb.2 bei einer anderen
Ausführungsform der Kathode, und Abb. 6 ist die Stirnansicht der Abb. 5.
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In der Glashülle, die mit Ansätzen zur Aufnahme von Stromzuführungen
versehen ist, befinden sich die Anode 3 und die Glühkathode i, die tellerförmig
ausgebildet ist und die bekannte Form einer Drahtspirale (Abb. 2 und 3) hat. Durch
die Mitte der Spirale geht frei ein Metallstift 6 hindurch, der *in der Richtung
der Achse der Anode 3 über die Spirale hervorragt. Die Kathode i ist von der Sammelvorrichtung
:2 umgeben, in die der Stift 6 hineinragt. Die Sammelvorrichtung hat die Form eines
länglichen Bechers (Abb. 3).
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Die Fläche der Anode 3, auf der sich der Brennfleck befindet, hat
zu der senkrecht auf ihrer Achse stehenden Ebene einen Winkel von etwa 2o°.
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Die Glühkathode i ist durch die Leitungen 7 und 8 an den Heiztransformator
9 angeschlossen und mit der Sammelvorrichtung ?-
leitend verbunden (Abb. 2).
Der Stift 6 ist mit einer Hochspannungsquelle i i durch eine Leitung 12 verbunden,
an die auch durch eine Leitung 13 die Anode 3 gelegt ist. Zwischen der Leitung i2
und der zur Kathode i führenden Leitung 7 ist ein Widerstand io geschaltet.
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Das von der Kathode i ausgehende Elektronenbündel wird durch die längliche
Samrnelvorrichtung 2 so beeinflußt, daß auf der Anode 3 ein Brennfleck d. entsteht,
der die Gestalt einer langgestreckten Ellipse hat, deren große Achse in der Längsrichtung
der Sammelvorrichtung liegt (Abb. d.). Da die Anodenfläche in einem Winkel von nur
2o° zu der senkrecht auf der Anodenachse stehenden Ebene liegt, werden, wenn der
abzu= bildende Gegenstand 1q. mit der Platte 5 parallel zur Anodenachse gebracht
wird, vorzugsweise nur die in der Längsrichtung des Brennflecks q. austretenden
Strahlen benutzt, die infolge der perspektivischen Verkürzung des Brennflecks in
dieser Richtung scheinbar von einem scharfen Brennpunkt ausgehen.
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Bei der Steigerung des Röhrenstromes wird das Potential der Glühkathode
i und der mit ihr leitend verbundenen Sammelvorrichtung a entsprechend dem Spannungsabfall
in dem Widerstand io verringert, während das Potential des der Glühkathode i vorgelagerten
Endes des Stiftes 6 unverändert bleibt. Der Stift wirkt daher als Streuvorrichtung
mit der Sammelvorrichtung 2 in der Weise zusammen, daß bei zunehmendem Röhrenstrom
der Brennfleck sich selbsttätig entsprechend vergrößert und bei abnehmendem Röhrenstrom
verkleinert. Dabei erfolgt diese Vergrößerung oder Verkleinerung auf dem ganzen
Umfange des elliptischen Brennflecks q., also nicht nur in Richtung seiner kleinen
Achse, sondern auch in Richtung der großen Achse. Der Brennfleck behält daher auch
bei stärkerer Vergrößerung die Gestalt einer langgestreckten Ellipse bei, so daß
die Bilder auch in diesem Fall hinreichend scharf werden.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 und 6 besteht die Glühkathode
aus einem schraubenförmig gewundenen Draht 15, der zu einem Ring gebogen ist, dessen
Ebene senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen der Kathode 15 und der Anode 3
steht. Die Enden des Drahtes sind an in der Röhre gelagerten Hülsen 16 befestigt.
Durch die Offnung 17 des Ringes ist der Stift 6 frei hindurchgeführt. Dabei wirkt
das dem Ring vorgelagerte Ende des Stiftes 6 als Streuvorrichtung mit der länglichen
Sammelvorrichtung 2 wie bei der Ausführungsform nach Abb. i bis q. zusammen. Die
isolierte Durchführung des Stiftes 6 durch die Glühkathode ist hier einfacher, da
die Öffnung 17 des Ringes groß genug gemacht werden kann. Auch ist die Herstellung
und Halterung dieser Glühkathode einfacher als bei Anwendung einer Glühdrahtspirale,
bei der überdies noch die Gefahr eines Kurzschlusses dadurch leicht herbeigeführt
werden kann, daß sich die Windungen berühren.
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hie Ausbildung der tellerförmigen Kathode und der Streuvorrichtung.
ist auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen nicht beschränkt,
auch kann die selbsttätige Regelung der Brennfleckgröße je nach der Belastung
der
Röhre in jeder beliebigen Weise erfolgen. Die langgestreckte Sammelvorrichtung kann
auch eine beliebige Gestalt haben, z. B. in der Draufsicht die eines Rechtecks.