-
Röntgengerät Die Erfindung. bezieht sich auf die bekannten Röntgengeräte,
bei denen der Röhrenstrom von zwei Transformatoren mit getrennten Magnetsystemen
geliefert wird, von denen der eine kathodenseitig und der andere anodenseitig an
die Röntgenröhre angeschlossen ist und deren Spannungen sich zu der Gesamtröhrenspannung
addieren. Sie löst das Problem, auf einfache Weise die jeweils gewünschte Spannung
an der Röhre und die Kathodenheizstromstärke unabhängig voneinander und beliebig
einzuregeln, wenn kein zusätzlicher Heiztransformator vorgesehen ist, sondern die
Heizwicklung auf dem Eisenkern des kathodenseitigen Hochspannungstransformatorteiles
angebracht ist. Erfindungsgemäß sind bei einem solchen Gerät in den Primärkreisen
der beiden Transformatoren Regeleinrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, den
Primärwicklungen der beiden Transformatoren verschiedene, voneinander unabhängige
Spannungen aufzudrücken; ferner sitzt auf dem Eisenkern des kathodenseitig angeschlossenen
Transformators eine Heizwicklung, die den Strom zur Beheizung der Glühkathode der
Röntgenröhre liefert, und. drittens wird das Übersetzungsverhältnis des kathodenseitig
angeschlossenen Transformators derart gewählt, daB bei Regelung seiner Primärspannung
die jeweilige Veränderung seiner Sekundärspannung stets -annähernd gleich ist der
Veränderung des Gesamtspannungsabfalls in beiden Transformatoren, die durch die
gleichzeitig mit der Regelung der Primärspannung stattfindende Veränderung des Röhrenstromes
bedingt ist. Diese Wirkung kann durch entsprechende Bemessung des Übersetzungsverhältnisses
des Transformators deshalb erreicht werden, weil ?inerseits die Emission der Kathode
einer neuzeitlichen Röntgenröhre eine geradlinige Funktion der Heizspannung und
somit der primären Erregerspannung ist und andererseits der Spannungsabfall in beiden
Transformatoren von der Emission und somit von der primären Erregerspannung linear
abhängt. Da die Emission der Röntgenröhre, also der Röhrenstrom, und der Spannungsabfall
in beiden Transformatoren-geradlinige Funktionen der Primärerregung sind, kann man
durch entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses erreichen, daB die Gerade,
welche die Abhängigkeit der Sekundärspannung vom Erregerstrom wiedergibt, die gleiche
S teigung hat wie diejenige, welche die Emission in Abhängigkeit vom Primärstrom
darstellt.
-
Wählt man das Übersetzungsverhältnis in der oben angegebenen Weise,
dann kann der Spannungsabfall in beiden Transformatoren durch die das Gerät bedienende
Person bei der Einregelung der Röhrenspannung unberücksichtigt bleiben. Es genügt,
wenn die Spannung des anodenseitig angeschlossenen Transformators überwacht wird.
Man kann diesen mit einem Spannungsmesser versehen, auf dessen Skala die Werte der
an der Röhre liegenden Gesamtspannung verzeichnet sind.
DieseWerte
entsprechen dank derAusbildung des. kathodenseitig angeschlossenen Transformators
nicht der Leerlaufspannung derTrans:.#; formatoren, sondern der Spannung, die; :äü'
derRöhre liegt, wenn man diese belastet.. B's-' her sind bei allen Apparaten dadurch
Fehleraufgetreten, daß sich bei ihren nicht ohne weiteres die Spannung einstellen
läßt, die während der Exposition an der Röntgenröhre bei verschiedenen Röhrenströmen
liegt. Die Erregerspannung des kathodenseitig angeschlossenen Transformators ist
ein Maß für die Stärke des Röhrenstromes. Man kann demnach einen Spannungsmesser,
,der die Erregerspannung anzeigt, in Werten der Emissionsstromstärke (Röhrenstrom)
eichen. Die Ablesung der beiden genannfen Spannungsmesser allein genügt, um das
Röntgengerät sofort expositionsbereit einzustellen: Wenn die ?Netzspannung sinkt,
so sinkt zwar auch der Röhrenstrom, doch bleibt infolge der Entlastung der Transformatoren
die an der Röntgenröhre liegende Spannung praktisch konstant. Der Umstand, daß sich
bei Spannungsschwankungen im Speisenetz wohl die Kathodenheizung, nicht aber die
Gesamtspannung wesentlich ändert, ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil durch
erstere die jeweils erforderliche Expositionsdater und durch letztere die Härte
der Strahlen bestimmt ist und- sich Fehlexpositionen beim Entwickeln leicht korrigieren
lassen, eine mit Strahlen unrichtiger Härte gemachte Aufnahme in der Regel aber
überhaupt unbrauchbar ist.
-
Röntgengeräte, bei denen die Kathode der Röntgenröhre von einem Hochspannungstransformator
aus induktiv beheiztwird, sind an sich bekannt. Allein diese Röntgengeräte sind
elektrisch vollkommen anders ausgebildet als der Erfindungsgegenstand und weisen
daher seine Vorteile nicht auf.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Form
von Schaltbildern dargestellt.
-
Fig. i "gibt ein Gerät wieder, dessen Röntgenröhre an eine Wechselspannung
gelegt ist, während bei dem Gerät gemäß Fig. 2 die Röntgenröhre von gleichgerichtetem
Wechselstrom gespeist wird.
-
Gemäß Fig. i dienen zur Lieferung des Röhrenstromes die Transformatoren
i und 2, deren Sekundärwicklungen i" und 2" mit, der Röntgenröhre 3 in Reihe geschaltet.
sind. Die Wicklung ib liefert den Heizstrom für die Glühkathode der Röntgenröhre
3. Die Primärwicklungen i,; 2, werden von einem Spannungsteiler 4 mit zwei
Kontaktbahnen 4a, 4b aus gespeist. Als Spannungsteiler kann eine Drossel bzw. ein
Autotransformator benutzt werden. Die Anwendung von Widerständen ist gleichfalls
möglich. Das Voltmeter, das die Spannung an der Primären i, mißt, ist in Milliampere
geeicht und zeigt dieEmission 'der Kathode der Röntgenröhre 3 (den Röhrenstrom)
an. Das Voltmeter 5b, durch welches die Spannung an der Primären. 2, angezeigt wird,
ist in Kilovolt geeicht und dient zur Ablesung ,der Werte Gesamtspannung, die an
der Röhe 3 liegt.
-
Angenommen, daß die linke Kurbel des Spannungsteilers jene Stellung
einnimmt, bei der die kleinstmögliche Spannung der Primären i, aufgedrückt wird,
und daß die rechte Kurbel auf einem Leerkontakt steht, so - daß der Primären 2,
überhaupt keine Spannung aufgedrückt wird. Dann hat das Voltmeter 5ä einen Ausschlag,
der die Heizung der Kathode der Röntgenröhre anzeigt. Das Voltmeter 5b hat "jedoch
keinen Ausschlag. Die Ruhestellung des Zeigers des Voltmeters 5b ist auf der Voltmeterskala
mit einer Bezeichnung versehen, die den Wert der Spannung angibt, welche an der
Röntgenröhre liegt, wenn deren Stromkreis geschlossen ist. Dieser Wert erfährt dank
der Ausbildung des Transformators i keine Veränderung, wie man auch. die linke Handkurbel
verstellt. Dann nimmt zwar die in derWicklung i" induzierteSpannung zu, doch in
gleichem Maß wie der durch die gleichzeitige Erhöhung der Heizung in beiden Transformatoren
bedingte Spannungsabfall. Die .linke Kurbel dient demnach für die das Gerät bedienende
Person ausschließlich zur Einstellung der Emission der Röhre 3. Wird die- rechte
Kurbel von ihrem Leerkontakt weggedreht, so daß der Primären 2, eine Spannung aufgedrückt
wird, so erfährt das Voltmeter 5b einen Ausschlag. Aus seiner Skala läßt sich nun
nicht die Leerlaufspannung der beiden Transformatoren ablesen, sondern sie zeigt
die Gesamtspannung an, die an der Röhre liegt, wenn sie belastet ist. Der Spannungsmesser
5b ist offenbar ein- Niederspannungsgerät.
-
Die in Reihe geschalteten Hochspannungswicklungen 1", :2" sind geerdet,
und in ihrem Stromkreis liegt das Milliamperemeter 6, das jedoch nur zur Eichung
des Voltmeters 5, in Milliampere dient und sodann wieder entfernt werden kann.
-
Der Fig. 2 zufolge befinden sich zwischen den beiden Transformatoren
i und 2 außer der Röntgenröhre 3 zwei Ventilröhren 7 und B. Das Gerät weist eine
Schaltung auf, bei der mit Hilfe der Kondensatoren il, 2d eine Verdoppelung der
Spannung erzielt wird, welche die Hochspannungsspulen 1a, 2, der beiden Hochspannungstransformatoren
i, 2 liefern: Die hierzu erforderlichen Kondensatoren sind in den Gehäusen der Transformatoren
untergebracht.
Jede Einheit, bestehend aus einem Transformator, einem Kondensator und einer Ventilröhre,
liefert eine Spannung, die doppelt so groß ist als die in der Hochspannungsspule
1a, 2" des betreffenden Transformators induktiv erzeugte Spannung. An den Enden
der Ventile 7 und 8 liegt nur die Hälfte der Spannung, die an der Röntgenröhre 3
liegt.
-
Bei der Schaltung gemäß Fig.2 werden bei einem ersten Spannungsimpuls,
während dessen kein Strom durch die Röntgenröhre 3, sondern nur durch die Ventilröhren
7 .und 8 fließen kann, die Kondensatoren aufgeladen. In der darauffolgenden Halbperiode
können sich die Kondensatoren über die Röntgenröhre 3 entladen. Während dieser Halbperiode
addieren sich die Entladungsspannungen der Kondensatoren und die Spannungen der
Hochspannungswicklungen.
-
Die Einrichtungen zur Spannungsteilung, zur Regelung der Transformatoren
und zur Messung der Spannung und des Röhrenstromes sind bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 ebenso ausgebildet wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. z.