-
Einrichtung zur Regelung der Heizung von Glühkathodenentladungsröhren,
insbesondere Röntgenröhren Es ist bereits eine Einrichtung zur Regelung und zum
Messen des Anodenstromes von Glühkathodenentladungsröhren, insbesondere Röntgenröhren,
bekanntgeworden, bei welcher zwecks Voranzeige des Anodenstromes das Meßgerät von
einer vorzugsweise im oder parallel ztun Heizkreis der Glühkathodenentl,adungsrö'hre
liegenden Vorrichtung beeinflußt wird, welche dieselbe Charakteristik wie die Glühkathodenentladun,gsröhre
hat. Diese Vorrichtung besteht vorzugsweise aus einer Hilfse,ntladungsröhre, die
mit gegenüber der Glü'hkathodenröhre geringer Anodenspannung. arbeitet und deren
Heizung entsprechend der Heiztrog der Glühkathodenröhre geregelt wird. Da die Hilfsröhre
als Abbild der Glühkathoden- bzw. Röntgenröhre einen gleichen Charakter in der Emissionskurve
in Abhängigkeit von der Beheizung wie die Röntgenröhre besitzt, erhält man einen
dem Röntgenröhrenstrom proportionalen Anodenstrom in der Hilfsröhre, den man mit
Hilfe eines Meßgerätes messen kann. Da die Charakteristik beider Röhren gleich ist,
ergibt sich eine geradlinige Charakteristik, so daß man das im Anodenkreis der Hilfsröhre
liegende Meßgerät mit einer linearen Skala zur Anzeige des Anodenstromes der Glühkathodenentladungsröhre
versehen kann.
-
Die Erfindlung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Heizung von
Glühkathodenentladungsröhren, insbesondere Röntgenröhren, welche ebenso wie die
erwähnte bekannte Einrichtung eine Voreinstellung und Voranzeige des Anodenstromes
der Glühkathode:nentladuiigsrbhre, z. B. der Röntgenröhre, ermöglicht, ohne daß
eine Hilfsröhre verwendet wird. Erfindungsgemäß besteht die Einrichtung aus mindestens
drei einstellbaren Widerständen, von denen zwei untereinander in Reihe geschaltet
und zusammen parallel zur Primärwicklung des Heiztransformators für die Glühkathodenentladungsröhre
gelegt sind, während der dritte Widerstand in die Zuleitung zu der aus der Primärwicklung
des Heiztransformators und den ihr parallel liegenden Widerständen bestehenden Kombination
eingeschaltet ist. Der eine der beiden in Reihe geschalteten und parallel zur Primärwicklung
des Heiztransformators liegenden Widerstände ist betriebsmäßig regelbar, während
die beiden anderen Widerstände vorzugsweise zum Zwecke der Eichung der Vorrichtung
einstellbar sind. Der betriebsmäßig regelbare Widerstand kann mit einer vorzugsweise
in
Röhrenstromstärken geeichten Skala versehen werden, über welcher ein mit dem Schieber
des Widerstandes gekuppelter Zeiger spielt. Der betriebsmäßig regelbare Widerstand
wird unter Berücksichtigung des durch ihn geregelten Strombereiches und der Eigenschaften
des Heiztransformators vorzugs='# weise derart bemessen und die beiden ,anderen
Widerstände derart eingestellt, das sich bei einer Verstellung des Schiebers des
betriebsmäßig regelbaren Widerstandes eine proportionale Änderung des Anodenstromes
der Glühkathodenentladungsrö're ergibt. Schliert man die Meßeinrichtung gemäß der
Erfindung an ein Netz schwankender Spannung an, so empfiehlt es sich, eine Anor
dnung zum selbsttätigen trägheitslosen KOUStanthalten der Speisespannung für den
Heizstromkreis vorzusehen.
-
Gegenüber der einleitend erwähnten bekannten Einrichtung hat die Erfindung
außer der Ersparung einer Hilfsröhre den besonderen Vorteil, daß man bei Anschluß
verschiedener GlühkathodenentlaJuingsröhren, z. B. Röntgenröhren, mit einer und
derselben Skala auskommt. Weitere Vorteile der Erfindung, die sich insbesondere
auch bei der Eichung der Vorrichtung ergeben, sind aus der folgenden Beschreibung
zweierAusführungsbeispiele gemäß der Erfindung ersichtlich.
-
In der Abb. i erhält die Röntgenröhre i i ihre Anodenspannung von
dein Hochspannungstransformator 12, der in üblicher Weise mit einer Reguliervorrichtung
1 ; zur Einstellung der gewünschten Anodenspannung sowie mit einer Schaltuhr 1.1,
für Röntgenaufnahmen versehen ist, welche nach Ablauf der jeweils eingestellten
Zeit den primären Stromkreis des Hochspannungstransformators 12 unterbricht. Mit
15 ist der Spannuagsmesser zur Anzeige der eingestellten Anodenspannung bezeichnet.
Zur Heizung der Glühkathode der Röntgenröhre dient ein Heiztransformator 16, der
primärseitig über einen einstellbaren Widerstand 17 rund eine selbsttätige,, trägheitslos
arbeitende Spanllungskonstanthaltevorrichtung 18 an. das Netz angeschlössen ist.
Parallel zu der Primärwicklung des Heiztransformators 16 liegen zwei miteinander
in Rehe geschaltete einstellbare Widerstände i g und 2o. Der Regulierwiderstand
2o, der zweckmäßig auf dem Schalttisch des Röntgrentransformators angeordnet ist,
besitzt an seinem Schieber oder Schleifkontakt 2 i einen Zeiger 22, der über einer
Skala 23 gleitet, die mit einer linearem Skaleneinteilung versehen ist. Zweckmäßig
erhält die Skala, wie in der Abbildung angedeutet ist, eine Teilung in zehn Einheiten
mit den Zahlen i bis i o. Die Anordnung ist nun so getroffen, daß der Widerstand
2o betriebsmäßig regelbar ist und zur Einstellung der jeweils gewünschten Röhrenstromstärke
benutzt wird, während die Widerstände 17 und i9 nur während der Eichung entspre-.
chend reguliert werden, dann aber während dvs Betriebes nicht mehr verändert werden.
-
-Die Einstellung der Widerstände 17 und z.9, d. h. also die Eichung
der Einrichtung, geschieht auf folgende Art und Weise: Wenn beispielsweise die an
den Röntgenapparat angeschlossene Röhre im Masimmn etwa bis ioo mA belastet werden
soll, so ist es erwünscht, mit Hilfe des Regelwiderstandes 2o von dem Höchststrom
von i oo in A auf einen niedrigsten Strom von io mA herunter regulieren. zu können.
Damit der Widerstand 2o mit seinem Regelbereich gerade diesen gewünschten Strombereich
umfaßt, müssen die Widerstände 17 und i g bei der Eichung folgendermaßen eingestellt
werden: Zunächst wird der Schieber 21 des Widerstandes 20 in die eine Endstellung
gebracht, bei der der gesamte Widerstand 2o eingeschaltet ist. Der Zeiger 22 zeigt
dann auf die Skalenbezeichnung 10, entsprechend i oo mA. Jetzt wird der Widerstand
17 so lange geregelt, bis durch die Röntgenröhre der gewünschte Maximalstrom von
i oo mA fließt, was an dem im Stromkreis der Röntgenröhre i i liegenden, gestrichelt
eingezeichneten Strommesser 2.1 abgelesen wird, der .nur für die Eichung eingeschaltet
zu werden braucht und während des Betriebes fortgelassen werden kann. Hierauf wird
der Schieber 2 i in seine andere Endstellung gebracht, in welcher der gesamte Widerstand
2o ausgeschaltet ist; der Zeiger 22 zeigt in dieser Stellung auf den Skalenstrich
i, entsprechend i o mA. Mit dem Widerstand i9 wird nunmehr eine Stromstärke von
io mA in der Röntgenröhre eingestellt. Bei dieser Verstellung des Widerstandes ig
ändert sich aber die Röhrenstromstärke, die vorher in Höhe von i oo in A bei der
ersten Endstellung des Widerstandes 2o erhalten wurde. Aus diesem Grunde wird der
Schieber 21 nochmals in die erste Endstellung (Stellung io entsprechend ioomA) gebracht
und durch Nachstellen des Widerstandes 17 wieder ein Röhrenstrom von i oo m A eingestellt.
Unter Umständen ist es notwendig, d,aß nach dieser Einstellung noch eine weitere
Regelung des Widerstandes ig erfolgt und schließlich auch nochmaliges Nachstellen
des Widerstandes 17. Dabei ist zu beachten, daß bei Einstellung des Höchststromes
durch den Widerstand 17 sich jedesmal der betriebsmäßig zu regelnde Widerstand 2o
auf seiner dem voll eingeschalteten Widerstandswert entsprechenden Endstellung befindet,
während bei der Korrektur des Widerstandes i g der Schieber 21 des Widerstandes
2o sich in der anderen Endstellung befinden muß.
Durch diese Widerstandskombination
im Primärstromkreis des Heiztransformators 16 und durch die geschilderte Art der
Einstellung auf einen bestünmten Strombereich der Röntgenröhre wird der Vorteil
erreicht, da ß narr der kleinste und oberste Wert des Strombereiches einzustellen
bziv. zu eichen ist; .alle Zwischenwerte, auf die dann im Betriebe der Einrichtung
der Widerstand 2o eingestellt werden kann, ergeben sich dann automatisch. Versieht
man die Stellung des linear, also normal gewickelten Widerstandes mit einer Skala
23, auf der man die Zwischenstellungen des Schalters 21 zwischen den beiden anderen
Werten genau ablesen kann, so ist die Einstellmig des Schiebers 21 genau proportional
dem Röhrenstrom, so daß also die Skala 23 eine lineare Teilung erhalten kann. Will
man die Einrichtung finit einem Meßinstrument ausstatten, so kann man beispielsweise
ein an sich bekanntes Ohmmeter benutzen, welches den Betrag des jeweils eingeschalteten
Teiles des Widerstandes 2o anzeigt. Diesem Widerstandsbetrag ist der Röhrenstrom
naturgemäß ebenfalls proportional. Eine lineare Beziehung zwischen der Stellung
des Schiebers 2 i, d. h. dein dieser Stellung eiltsprechenden Widerstandswert von
2o und dem dadurch bedingten Röhrenstrom erhält man, wenn bei gegebenem Übersetzungsverhältnis
und gegebenen Eigenschaften des Heiztransformators der betriebsmäßig zu regelnde
Widerstand 2o eine bestimmte Ohmzahl aufweist, wie dies aus den in der Abb.2 dargestellten
Kurven ersichtlich ist. Bemißt man den Widerstand 2o auf i 7o bzw. i io Ohm, so
ergeben sieh für die Abhängigkeit des Röhrenstromes vom Werte des eingeschalteten
Widerstandes bziv. von den Skalenteilen des Widerstandes gekrümmte Kurven. Mißt
man jedoch :den regelbaren Widerstand 2o auf ungefähr .1o Ohm und niedriger, so
erhält man eine lineare Abhängigkeit zwischen dem jeweils eingeschalteten. Widerstandswert
und dem sich dadurch ergebenden Röhrenstrom. Die für einen Widerstand von 2o Ohm
in der Abb. 2 dargestellte Abhängigkeit zwischen eingeschaltetem Widerstandswert
und Röhrenstrom zeigt, daß man den Regelwiderstand 2o aber auch nicht zu klein machen
darf. An Hand einer .aufzunehmenden Kurvenschar, entsprechend der in der Abb.2 dargestellten,
läßt sich die günstigste Bemessung für den Widerstand 2o ohne Schwierigkeiten ermitteln.
-
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht noch darin, daß der einmal
gewählte Maximalwert des Röhrenstromes nicht mehr überschritten werden kann, nachdem
die Eichung bzw. Einstellung des Strombereiches, der durch den Widerstand 2o geregelt
wird, erfolgt ist und die Widerstände 17 und 19 iai der sich bei der Eichung ergebenden
Lage ihrer Schleifkontakte fixiert worden sind. Es ist also mit dem Regelwiderstand
2o nur möglich, den Röhrenstrom innerhalb eines Bereiches zu verändern, der sich
bei dem gewählten Beispiel von 1/,o des gewählten Maximalwertes bis zu dem maximalen
Wert selbst erstreckt.
-
Die Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, gemäß der Erfindung für einen
Röntgenapparat, an dem wahlweise zwei Röntgenröhren i i und i i' betriebe weiden
sollen. Auf dem Schalttisch ist nur ein betriebsmäßig regelbarer Widerstand 2o vorgesehen,
während für jede Röhre je zwei den Widerständen 17 -und i 9 in Abb. i entsprechende
Einstellwiderstände vorhanden sind. Diese Widerstände sind mit 17 und i 9 bzw. 17'
und i g' bezeichnet. Beim Übergang von der einen Röhre auf die andere Röhre werden
durch Umlegen eines Umschalters 25 entweder die Widerstände 17 und i9 oder die M'iderstände
17' und i g' in Verbindung mit dem Regelwiderstand 2o in den Heizstromkreis eingeschaltet.
Dieser Schalter 25 wird zweckmäßig mit dem Schalter 26, durch welchen die Röhren
an den Hochspannungs- und Heiztransformator wahlweise anschließbar sind, gekuppelt.
Die zu den beiden Röhren ii und i i' gehörenden Skalen 23 und 23', aus denen der
Wert des eingestellten. Widerstandes 2o ersichtlich ist und deren Teilungen den
Röhrenstrom angeben, können vollständig gleich sein. Es kann aber der Bereich der
Röhrenströme für beide an den Röntgenapparat a,nschließb:are Röhren verschieden
gewählt werden. Während beispielsweise die Röhre i i einen Regulierbereich von io
bis ioo mA haben Bann, kann durch entsprechende Einstellung der zugehörigen Abstimmwiderstände
17' und i 9' für die Röhre i i' ein Strombereich von etwa q.o bis 4.oo mA an Hand
des regelbaren Widerstandes 2o einstellbar sein. Es ist dabei lediglich erforderlich,
d,aß bei der Eichung die Widerstände 17, 19 und 17', 19' entsprechend, eingestellt
werden, so wie dies an Hand der Abb. i oben erläutert ist. Es ist natürlich auch
möglich, den beiden Skalen 23 und 23' entsprechend den verschiedenen Anzeigebereichen
unterschiedliche Beschriftung zu geben.