DE614926C - Einrichtung zum Betrieb von Roentgenroehren mit zwei oder mehreren wahlweise abwechselnd benutzbaren Gluehkathoden - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
22. JUNI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE-21g GRUPPE 20

Siemens-Reiniger-Werke Akt.-Ges. in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Mai 1932 ab

Bei Röntgenröhren mit Glühkathode ist, wie bekannt, der Röhrenstrom abhängig von der Temperatur der Glühkathode und der an die Röhre gelegten Spannung.
Die Abhängigkeit des Röhrenstromes von der Temperatur der Glühkathode ist in der Abb. ι wiedergegeben, und zwar stellen die Ordinate die Röhrenstromstärken in Milliampere, die Abszisse an Stelle der Temperatur der Glühkathode die Stärke des die Glühkathode erwärmenden Stromes in Ampere dar. Die Kurvet zeigt, wie bei einer normalen Glühkathodenröntgenröhre der Röhrenstrom mit dem Anwachsen des Heizstromes sehr rasch zunimmt. Eine kleine Änderung des Heizstromes hat also eine große Änderung des Röhrenstromes zur Folge.

Um diesen Nachteil, der sich besonders bei Schwankungen der Netzspannungen bemerkbar macht, zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, bei Röntgenröhren die Kathode so auszubilden, daß die Röntgenröhre unterhalb der Sättigungsspannung arbeitet. Bekanntlich nimmt bei Glühkathodenröntgenröhren der Röhrenstrom bei konstantem Heizstrom mit steigender Röhrenspannung bis zu einem bestimmten Wert zu und bleibt bei Spannungen, welche über diesem Sättigungswert liegen, konstant.

In den Abbildungen sind die Bezeichnungen zwischen Röhrenspannung, Heizstrom und Röhrenstrom kurvenmäßig dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt die Abhängigkeit des Röhrenstromes vom Heizstrom (Heizstromcharakteristik) bei konstanter Röhrenspannunig, und zwar die Kurve A für den Fall, daß die Röhrenbetriebsspannung so hoch ist, daß auch bei großem Heizstrom die Betriebsspannung über der Sättigungsspannung liegt; die Kurve B zeigt dagegen den Fall, daß der Durchgriff der Röntgenröhre so klein und die Betriebsspannung so gewählt ist, daß auch bei großem Heizstrom der Röhrenstrom 15 mA nicht übersteigt.

Die Abb. 2 zeigt die Abhängigkeit des Röhrenstromes von der Röhrenspannung (Stromspannungscharakteristik) bei konstantem Heizstrom, und zwar bei einem» Heizstrom, der eine maximale Emission von etwa 33 mA ergibt. Die Kurve C entspricht der 50 · Stromspannungscharakteristik der bisher meist gebräuchlichen Röntgenröhren mit großem Durchgriff. Die Sättigungsspannung liegt in diesem Fall weit unter den gebräuchlichen Röhrenbetriebsspannungen, etwa bei 20 kV. Die Kurve D zeigt die Stromspannungscharakteristik einer Röntgenröhre mit kleinem Durchgriff. Der Sättigungsstrom

*) Von dem Patentsucher ist als der Erßnder angegeben worden:

Dr. Walther Müller in Rudolstadt.

614 92β

von 33 mA würde bei einer Röntgenröhre mit einer Charakteristik gemäß der Kurve D erst bei einer Betriebsspannung von etwa 90 kV erreicht, während die Betriebsspannung nur 40 kV Scheitelwert betragen soll. Bei dieser Spannung kann, wie die Kurve D zeigt, der Röhrenstrom 15 mA nicht überschreiten, auch wenn derHeizstrom eine wesentlich größere Röhrenstromstärke zuließe. Die Heiz-Stromcharakteristik erhält dadurch die durch die Kurve B (Abb. 1) wiedergegebene Form, und der Röhrenstrom ist praktisch nur von der Röhrenspannung abhängig.

Eine solche Röntgenröhre weist neben dem Vorteil, daß der Röhrenstrom von Netzschwankungen nur wenig beeinflußt wird, den Vorteil auf, daß eine Regelvorrichtung- für den Heizstrom entbehrlich ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Betrieb der Röhre an Wechselspannung oder pulsierender Gleichspannung der Stromübergang vorwiegend dann stattfindet, wenn die Spannung ihren höchsten Wert erreicht hat. Eine solche Röhre erzeugt daher eine durchschnittlich härtere Röntgenstrahlung als eine Röhre mit großem Durchgriff bei der gleichen Scheitelspannung und weist, da bei den niedrigen, für die Erzeugung durchdringungsfähiger Röntgenstrahlen ungeeigneten Spannungen kein Strom fließt, einen besseren Wirkungsgrad auf.

Eine solche Röntgenröhre weist aber auch einen in der Praxis nicht unwesentlichen Nachteil auf. Sie kann nämlich in der beschriebenen Weise nur für eine bestimmte Spannung oder höchstens in einem eng begrenzten Spannungsbereich verwendet werden, in dem angeführten Beispiel etwa für eine Röhrenspannung von 40 kV Scheitel wert, wobei dieser bestimmten Spannung eine bestimmteRöhrenstromstärke entspricht. Wollte man diese Röntgenröhre mit höheren Spannungen betreiben, so würde man die Sättigungsspannung überschreiten und damit die Vorteile des kleinen Durchgriffes aufgeben, während bei geringeren Spannungen nur ein sehr geringer Strom durch die Röhre fließt. Eine solche Röhre mit kleinem Durchgriff ist aber trotzdem mit gutem Erfolg verwendbar, wenn sie in Einrichtungen betrieben wird, mit denen stets gleichartige Aufnahmen gemacht werden, wie es beispielsweise in der zahnärztlichen Praxis der Fall ist. Ungeeignet ist eine solche Röhre aber dann, wenn es sich darum handelt, mit der gleichen Einrichtung verschiedenartige Aufnahmen herzustellen.

Dieser Nachteil einer Röntgenröhre mit kleinem Durchgriff wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß eine Röntgenröhre mit zwei oder mehreren wahlweise abwechselnd benutzbaren Glühkathoden an einer Einrichtung zum Betrieb von Röntgenröhren derart betrieben wird, daß die Betriebsspannung von Kathode zu Kathode verschieden gewählt wird und Betriebsspannung, Röhrenelektrodenausbildung und -anordnung derart zusammenwirken, daß mindestens eine der Kathoden eine Sättigungsspannung aufweist, die oberhalb der bei ihr angewendeten Betriebsspannung liegt.

Ist beispielsweise die Röntgenröhre gemäß der Erfindung mit zwei Kathoden versehen, deren Stromspannungscharakteristik durch die Kurven D und B (Abb. 2) wiedergegeben sind, so kann die eine Kathode bei einer Röhrenspannung von 40 kV Scheitelwert, die andere bei einer Röhrenspannung von 60 kV Scheitelwert verwendet werden, wobei der Röhrenstrom jeweils 15 mA beträgt. Statt dessen kann die Röntgenröhre beispielsweise auch zwei Kathoden aufweisen, die so bemessen sind, daß bei gleicher Spannung verschiedene Röhrenströme fließen, so daß die eine Kathode für Durchleuchtung,· die andere für Aufnahmen verwendbar ist.

In einer Röntgenröhre mehrere Glühkathoden anzuordnen, ist an sich bekannt. Diese bekannte Anordnung hat den Zweck, mittels verschiedener Kathoden mehrere verschieden große Brennflecke zu erzeugen, die wahlweise benutzt werden können. Im Gegensatz dazu handelt es sich gemäß der Erfindung darum, daß die Glühkathoden und ihre Sammelvorrichtungen so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Sättigungsspannungen der einzelnen Kathoden voneinander verschieden sind. Ob man dabei auch von dem an sich bekannten Prinzip, verschieden große Brennflecke zu erzeugen, Gebrauch macht, ist von untergeordneter Bedeutung, da von der Erfindung auch dann unbeschränkter Gebrauch gemacht werden· kann, wenn die verschiedenen Kathoden gleich große Brennflecke erzeugen.

Zum Betriebe der neuen Röntgenröhre "5 kann ein Hochspanniungserzeuger dienen, dessen Bedienung im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen wesentlich vereinfacht ist. Der die Hochspannung liefernde Transformator weist eine der Anzahl" der "■<>

•lühkathoden der Röntgenröhre entsprechende Anzahl Spannungsstufen auf und der Regelschalter, der zur Einschaltung der verschiedenen Spannungsstufen dient, ist mit einem Schalter zur Umschaltung der Glühkathoden, die vorteilhaft alle für die gleiche Heizleistung bemessen sind, gekuppelt. Es ist also bei der Bedienung des Apparates nur erforderlich, die gewünschte Spantiungsstufe ein- ;uschalten, während jede weitere Einstellung in Wegfall kommt und auch das Beobachten von Meßinstrumenten unnötig ist. Außer der

gewünschten Spannungsstufe muß lediglich noch die für die Aufnahme erforderliche Zeit am Zeitrelais eingestellt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Betrieb von Röntgenröhren mit zwei oder mehreren wahlweise abwechselnd benutzbaren Glühkathoden, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung von Kathode zu Kathode verschieden gewählt werden kann und Betriebsspannung, Röhrenelektrodenausbildung und -anordnung derart zusammenwirken, daß mindestens eine der Kathoden eine Sättigungsspannung aufweist, die oberhalb der bei ihr angewendeten Betriebsspannung liegt.
2. 2. Einrichtung zum Betrieb einer Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten der Hochspannung auf eine andere Spannungsstufe gleichzeitig eine andere Glühkathode eingeschaltet wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen