DE656439C

DE656439C - Device for measuring the tube current strength in devices connected to a high-voltage transformer for generating X-rays o.

Info

Publication number: DE656439C
Application number: DES117439D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eberhard Schmid
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1935-03-08
Filing date: 1935-03-08
Publication date: 1938-02-07

Description

Einrichtung zum Messen der Röhrenstromstärke bei an einen Hochspannungstransformator angeschlossenen Geräten zur Erzeugung von Röntgenstrahlen o. dgl. Bei Einrichtungen zum Erzeugen von Röntgenstrahlen, die an Wechselstrom angeschlossen sind, treten außer den für die Erzeugung der Röntgenstrahlen maßgebenden Strömen infolge der Kapazität einzelner Teile des Stromkreises gegeneinander und gegen Erde Wechselströme auf, die die Röntgenröhre nicht durchfließen. Wenn nun zum Messen der Röhrenstromstärke in den Stromkreis ein Meßgerät eingeschaltet ist und dieses, von dem die Betiiebsspannung erzeugenden Teil des Stromkreises aus berechnet, vor den Kapazitäten unmittelbar im Stromkreise liegt, so wird auch das Strommeßgerät v3n den von den Kapazitäten herrührenden Strömen durchflossen. Solche Kapazitäten werden in erster Linie von den Zuleitungen zur Röntgenröhre gebildet, besonders wenn sie als Kabel mit geerdeter Bewehrung ausgeführt werden. Aber auch andere Teile des Stromkreises können Kapazitäten enthalten, z. B. die Transformatorenwicklungen. Die Stärke der von den Kapazitäten herrührenden Ströme hängt .außer von der Größe der Kapazitäten von der Höhe der an diesen liegenden Spannung ab und ändert sich demgemäß auch mit der .der Röhre zugeführten Spannung.Device for measuring the tube current strength when connected to a high voltage transformer connected devices for generating X-rays o. The like. In facilities to generate X-rays connected to alternating current except for the currents that are decisive for the generation of X-rays due to the Capacity of individual parts of the circuit against each other and against earth alternating currents that do not flow through the X-ray tube. If now to measure the tube current In the circuit a measuring device is switched on and this, from which the operating voltage generating part of the circuit is calculated from immediately before the capacitance is in the electric circuit, the ammeter will also use the capacitance originating currents flowed through. Such capacities are primarily used by the leads to the X-ray tube formed, especially when they are grounded as cables Reinforcement are carried out. But other parts of the circuit can also have capacities included, e.g. B. the transformer windings. The strength of the capacity The resulting currents depend, apart from the size of the capacitance, on the level of the at this voltage from and accordingly also changes with the .der tube applied voltage.

Man kann die dadurch bedingte Fehlw@eisung des Stromm@eßgerätes dadurch vermeiden, daß man es, von dem Spannungserzeug-er aus gerechnet, hinter den störenden Kapazitäten anordnet, z. B. indem man das Strommeßgerät unmittelbar an die Röntgenröhre anschließend in den Hochspannungskreis einschaltet. Im allgemeinen wird aber die Forderung gestellt, daß das Strommeßgerät im Interesse einer leichten und gefahrlosen Ablesung geerdet werden kann. Zu diesem Zweck ist es z. B. vielfach üblich, das Strommeßger.ät zwischen zwei Teile der Sekundärwicklung des die Betriebsspannung erzeugenden Hochspannungstransformators einzuschalten.You can avoid the resulting miswelling of the power meter avoid that, calculated from the voltage generator, it is behind the disturbing Arranges capacities, e.g. B. by placing the ammeter directly on the X-ray tube then switches on in the high-voltage circuit. In general, however, the Requirement made that the ammeter in the interest of a light and safe Reading can be grounded. For this purpose it is z. B. often common, the Strommeßger.ät between two parts of the secondary winding of the operating voltage to switch on the generating high-voltage transformer.

Eine derartige bekannte Schaltung ist in Fig. i schematisch dargestellt. Mit i ist die an ein Wechselstromnetz anzuschließende Primärwicklung eines Hochspannungstransformators bezeichnet, dessen Sekundärwicklung aus zwei Teilen 2 und 3 besteht. Zwischen diese ist das einseitig geerdete Milliamperemeter q. eingeschaltet. An die Sekundärwicklung schließen sich Kondensatoren 5 und 6 an, die andererseits über Hochspannungskabel 7 und 8 mit geerdeter Bewehrung mit der Röntgenröhre 9 verbunden sind. Zur Gleichrichtung des Wechselstromes ist eine Ventilröhre io in. -,der bekannten Villardschaltung vorgesehen. Das Instrument wird in dieser Schaltung vorn einem Wechselstrom von der doppelten Größe des Röhrenstromes durchflossen und kann also unmittelbar in mA-Röhrenstram geeicht werden. Die Anordnung hat aber dg@I Nachteil, daß außer dem zu messenden Str" die von den Kabeln herrührenden kap,az?°4#, wen Ströme das. Strommeßgerät 4 durch.-` fließen und :eine entsprechende Fehlweisung bewirken. Diese kann durch die in Fig.2 schematisch dargestellte bekannte Anordnung vermieden werden, die ebenfalls auf der Villardschaltung aufgebaut ist. Sie unterscheidet sich von der in Fig. i dargestellten einfacheren Schaltung dadurch, daß statt einer Ventilröhre deren zwei vorgesehen sind, io -und i i, wobei j e ein Ventil parallel zu der Reihenschaltung je eines Teiles der Sekundärwicklung und des. daran angeschlossenen Kondensators liegt. Wenn in die mit der Sekundärwicklung verbundene Zuleitung eines der Ventile io ein Gleichstrommeßgerät 12 eingebaut wird, so zeigt dieses den Ladestrom des Kondensators y an, dessen Stärke der Röhrenstromstärke :entspricht. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß zwei Ventilröhren erforderlich sind, wodurch der Raumbedarf wesentlich vergrößert wird. Dies ist besonders bei transportablen Einrichtungen sehr unangenehm. Außerdem werden dadurch die Herstellungskosten der Anlage wesentlich erhöht.Such a known circuit is shown schematically in FIG. The primary winding of a high-voltage transformer, which is to be connected to an alternating current network and whose secondary winding consists of two parts 2 and 3, is denoted by i. Between these is the milliammeter q, which is earthed on one side. switched on. The secondary winding is connected to capacitors 5 and 6 which, on the other hand, are connected to the X-ray tube 9 via high-voltage cables 7 and 8 with grounded armouring. A valve tube io in. -, the known Villard circuit, is provided to rectify the alternating current. In this circuit, an alternating current of twice the size of the tube current flows through the instrument and can therefore be converted directly into mA tube current be calibrated. However, the arrangement has dg @ I Disadvantage that besides the str to be measured the kap from the cables, az? ° 4 #, Whom currents flow through the. Ammeter 4. This can be avoided by the known arrangement shown schematically in FIG. 2, which is also based on the Villard circuit. It differs from the simpler circuit shown in FIG. I in that, instead of one valve tube, two are provided, io - and ii, with one valve each parallel to the series circuit of a part of the secondary winding and the capacitor connected to it. If a direct current measuring device 12 is installed in the supply line of one of the valves io connected to the secondary winding, it indicates the charging current of the capacitor y, the strength of which corresponds to the tube current strength:. This arrangement has the disadvantage that two valve tubes are required, whereby the space requirement is significantly increased. This is very uncomfortable, especially with portable devices. In addition, this increases the manufacturing costs of the system significantly.

Bei Röntgenanlagen, die mit einem mechanischen Hochspannungsgleichrichter arbeiten, ist e in Mittel zur Vermeidung der Fehlweisung durch die Kapazitätsströme bekannt, die darin besteht, mit der Welle des Hauptgleichrichters einen kleinen Niederspannungsgleichrichter zu kuppeln, über den der Instrumentenstrom geleitet wird. Dadurch ist es möglich, zu erreichen, daß die Kapazitätsströme die Ablesung des Instruments nicht beeinflussen, da sie in. der Phase um go' zu dem Hauptstrom verschoben sind. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß sie bei Anlagen mit Röhrengleichrichtern nicht anwendbar ist.For X-ray systems that use a mechanical high-voltage rectifier work is a means of avoiding misdirection by the capacity flows known, which consists in having a small with the shaft of the main rectifier To couple low-voltage rectifier through which the instrument current is conducted will. This makes it possible to achieve that the capacitance flows the reading of the instrument as they are in. the phase to go 'to the main stream are shifted. This arrangement has the disadvantage that it is used in systems with Tube rectifiers is not applicable.

Ferner hat man vorgeschlagen, die kapazitiven Ströme durch Gegenschaltung eines Stromes zu kompensieren, indem man das Strommeßgerät über einen Zwischentransformator an die Primärwicklung des Hochspannungstransformators anschließt. Da das Strommeßgerät im Interesse einer bequemen und gefahrlosen Ablesung geerdet werden muß, so muß die Sekundärwicklung des Zwischentransformators gegen die unter der wallen Hochspannung stehende Primärwicklung isoliert werden. Ein solcher Zwischenwandler nimmt infolgedessen einen verhältnismäßig großen Platz in Anspruch und weist ein erhebliches Gewicht auf, was besonders bei nicht ,ortsfest angeordneten Geräten störend ist. Außerdem ist die Vermeidung eines solchen Isolierwandlers im Interesse einer Erhöhung tler Betriebssicherheit erwünscht.It has also been proposed to counter-circuit the capacitive currents to compensate for a current by placing the ammeter through an intermediate transformer connected to the primary winding of the high voltage transformer. Because the ammeter must be grounded in the interests of convenient and safe reading, so must the secondary winding of the intermediate transformer against the under the high voltage standing primary winding must be isolated. As a result, such an intermediate converter decreases a relatively large space and has a considerable weight on, which is particularly annoying with non-stationary devices. aside from that avoiding such an isolated converter is in the interest of increasing the load Operational safety desired.

# Eine wesentlich einfachere Lösung der vor-@eg:enden Aufgabe erhält man, wenn man gexeäß der _ Erfindung den zum Kompensieren der kapazitiven Fehlströme erforderlichen Strom galvanisch aus einem Teil der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators entnimmt und dem Meßgerät über einen Scheinwiderstand unmittelbar zuleitet. Im übrigen braucht die übliche Schaltung der Röntgeneinrichtung als solche nicht geändert zu werden. Insbesondere ist bei der im allgemeinen üblichen Villardschaltung nur eine Ventilröhre erforderlich, so daß die durch die Verdoppelung bei der Anordnung nach Fig. z b edingten Unzuträglichkeitenv ermieden werden.# Get a much simpler solution to the task at hand one, if one according to the invention to compensate the capacitive fault currents required current galvanically from part of the secondary winding of the high-voltage transformer takes and the measuring device is fed directly via an impedance. Furthermore the usual circuitry of the X-ray device does not need to be changed as such will. In particular, there is only one in the generally usual Villard circuit Valve tube required so that by doubling in the arrangement after Fig. Z conditional inconveniences are avoided.

Dabei kann das einseitig geerdete Strommeßg@erät in .der üblichen Weise zwischen zwei Teile der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators eingeschaltet und der eine Pel des Meßgerätes über eine Drosselspule an einen Punkt des mit dem anderen Pol des Strommeßgerätes verbundenen Teiles der Sekundärwicklung angeschlossen werden.The current measuring device, which is earthed on one side, can be used in the usual Way switched between two parts of the secondary winding of the high voltage transformer and the one pel of the measuring device via a choke coil to a point of the with the other pole of the ammeter connected part of the secondary winding will.

Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig.3 schematisch dargestellt. Dabei entspricht der Aufbau der Einrichtung grundsätzlich der üblichen Villardschaltung mit einem Ventil, wie sie grundsätzlich in Fig. i dargestellt ist. Die einzelnen Teile sind demgemäß ,auch in Fig. 3 mit deal gleichen Ziffern bezeichnet. Dabei ist das zweckmäßig einseitig geerdete Milliamperemeter 4, wie üblich, zwischen die beiden Teile 2 und 3 der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators :eingeschaltet. Um nun dem Meßg@eräteinen Teil der Sekundärspannung zuzuführen, ist der eine Pol des. Milliamperemeters 4 über eine Drosselspule 13 an einen Punkt des mit dem anderen Pol des Meßgerätes verbundenen Teiles 2 der Sekundärwicklung angeschlossen. Dabei kann der Anschlußpunkt so gewählt werden, daß die in dem dadurch abgegriffenen Teil 2' der Sekundärwicklung 2 wirksame Spannung einen Strom von solcher Stärke und Phase in dem Milliampenemeter 4 zur Folge hat, daß die von den Kapazitäten 7 und 8 herrührende Fehlweisung ausgeglichen wird. Die Einschaltung der Drosselspule 13 bewirkt dabei ein Nacheilen des Kompensationsstromes gegen die in der Wicklung 2' vorhandene Spannung um annähernd go', so. daß eine Phasenverschiebung von annähernd 18o' gegenüber dem der Spannung annähernd um go' vereilenden, von den Kapazitäten 7 und 8 erzeugten Störstrom entsteht. Im Gegensatz dazu liegt der in Fig. 4. dargestellten Schaltung der Gedanke zugrunde, die zur Kompensation erforderliche Gegenwirkung dadurch zu erreichen, daß die in dem für die Kompensation benutzten Teil der Sekundärwicklung herrschende Spannung einen .Strom in dem Me.ßgerät hervorruft, der dem Müßstrom an sich bereits entgegengesetzt gerichtet ist. In .diesem Falle muß daher zur Übereinstimmung der Phasen in den Kompensationskreis ebenfalls eine Kapazität .eingeschaltet werden.An embodiment of this type is shown schematically in FIG. The structure of the device basically corresponds to the usual Villard circuit with a valve, as shown in principle in Fig. i. The single ones Accordingly, parts are also denoted in FIG. 3 with identical numbers. Included is the appropriate one-sided grounded milliammeter 4, as usual, between the both parts 2 and 3 of the secondary winding of the high voltage transformer: switched on. One of the poles is to feed part of the secondary voltage to the measuring device Des. Milliamperemeter 4 via a choke coil 13 to one point of the with the other Pole of the measuring device connected part 2 of the secondary winding. Included the connection point can be chosen so that the part tapped off by it 2 'of the secondary winding 2 effective voltage a current of such magnitude and phase in the millimeter 4 has the consequence that the capacities 7 and 8 resulting from Misalignment is compensated. The activation of the choke coil 13 causes it the compensation current lagging behind the voltage present in the winding 2 ' to roughly go 'so. that a phase shift of approximately 18o 'from the the voltage approximately to go 'distributing, generated by the capacitors 7 and 8 Interference current arises. This is in contrast to that shown in FIG Circuit based on the idea of the counteraction required for compensation to achieve that in the part of the secondary winding used for compensation The prevailing voltage causes a .current in the measuring device, which is the idle current in itself is already directed in the opposite direction. In this case, there must be agreement of the phases in the compensation circuit also have a capacity.

Zu diesem Zweck ist in Fig. 4 zwischen die beiden Teile 2 und 3 der Sekundärwicklung ein Kondensator 14 eingeschaltet und der eine Pol des Kondensators über das Strommeßger.ät .4 an einen Punkt dies. mit dem anderen Pol des Kondensators 14 verbundenen Teiles der Sekundärwicklung angieschlossen. In diesem Falle durchfließt der von dem abgegriffenen Teil 2' der Sekundärwicklung @erzeugte Kompensationsstrom das Strommeßgerät 4 offenbar in umgekehrter Richturig wie der von den übrigen Teilen 'der Sekundärwicklung herrührende Meßstrom. Durch eine geeignete Wahl des Abzweigpunktes und eine passende Bemessung des Kondensators 14 kann in diesem Falle eine genaue Kompensation des Störstromes auch in bezug auf seine Phasenlage und damit eine genaue Messung des R@öntgenröhrenstro-meserreicht werden, unabhängig von der jeweiligen Höhe der Röhrenspannung.For this purpose, in Fig. 4 between the two parts 2 and 3 of Secondary winding a capacitor 14 switched on and one pole of the capacitor via the Strommeßger.ät .4 at one point this. with the other pole of the capacitor 14 connected part of the secondary winding. In this case flows through the compensation current generated by the tapped part 2 'of the secondary winding @ the ammeter 4 apparently in the reverse direction as that of the other parts 'The measuring current originating from the secondary winding. By a suitable choice of the branch point and a suitable dimensioning of the capacitor 14 in this case can be an exact one Compensation of the interference current also with regard to its phase position and thus an exact one Measurement of the X-ray tube current can be achieved, regardless of the respective Tube voltage level.

Als Ausführungsbeispiele wurden solche Anordnungen gewählt, die auf der Villardschaltung beruhen, weil diese am häufigsten bei Röntgenstrahlen iiblicli ist, jedoch ist die Erfindung ebensogut bei anderen Anordnungen anwendbar, bei denen ein zum Erzeugen von Röntgenstrahlen dienendes Gerät an Wechselstrom angeschlossen ist, z. B. bei der nach W i t k a benannten Schaltung. Andererseits kann die Einrichtung gemäß der Erfindung aber auch bei solchen Geräten vercvendet werden, bei denen der hochgespannte Str@om anderen Zwecken dient, sofern die den Verbraucher durchfließende Stromstärke gemessen werden sio#ll.Such arrangements were chosen as exemplary embodiments, which on the Villard circuit, because it is most common in X-rays is, however, the invention is equally applicable to other arrangements in which a device used to generate X-rays is connected to an alternating current is e.g. B. in the circuit named after W i t k a. On the other hand, the facility can According to the invention, however, are also used in devices in which the high-tension electricity serves other purposes, provided that it flows through the consumer Amperage can be measured sio # ll.

Claims

PATRNTAN5PRÜCHR z. Device for measuring the tube current strength at Devices for generating X-rays connected to a high-voltage transformer o. The like. With an arrangement for compensating the capacitive fault currents by counter-circuit one. Stromes, thereby geke; nnzeichn, et that the Kosnpiensationsstroni galvanic taken from part of the secondary winding of the transformer and the measuring device is fed directly via an impedance.

2. Device according to claim i with one between two parts of the secondary winding of the high voltage transformer switched-on, preferably grounded ammeter, characterized in that one pole of the ammeter via a choke coil to a point with this connected to the other pole of the current measuring device connected part of the secondary winding is.

3. Device according to claim i, characterized in that between two parts : the secondary winding of the high voltage transformer is a capacitor lying around one pole of the capacitor via the ammeter to a point of the connected to the other pole of the capacitor connected part of the secondary winding is.