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Röntgenanlage mit gittergesteuerter Schaltröhre Es sind Röntgenapparate
bekannt, bei denen die Röntgenröhre mit Hilfe einer gittergesteuerten Schaltröhre
hochspannungsseitig am- und abgeschaltet werden kann. Auch wurde bereits vorgeschlagen,
diese gittergesteuerte Schaltröhre gleichzeitig für die Spannungsregelung zu verwenden,
so daß die Röntgenröhre während der Expositionszeit eine konstante Spannung erhält.
Diese Einrichtung findet vorwiegend dann Verwendung, wenn die Hochspannungsquelle
aus einer aufgeladenen Kondensatorbatterie besteht, die während der Stromentnahme
in ihrer Spannung sinkt.
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Bei den oben beschriebenen Anordnungen wird es oft als nachteilig
empfunden, daß die Röntgenröhre nur einpolig abgeschaltet wird, d. h. daß der andere
Pol der Röntgenröhre dauernd mit der einen Seite der Hochspannungsquelle verbunden
bleibt.
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Es ist bereits bekannt, in einer Anlage, bei der die Röntgenröhre
aus Kondensatoren gespeist wird, den Röhrenstrom durch elektromagnetische Schalter
doppelpolig zu unterbrechen. Es verläuft aber dabei immer eine gewisse Zeit zwischen
dem Augenblick, in dem der Betätigungsstrom der Magnete geschlossen wird und dem
Ansprechen des Schalters. Die Schaltzeit wird meistens auch durch Funkenbildung
beim Abschalten des Betriebsstromes verlängert, so daß die wirkliche Betriebsdauer
von der gewünschten mehr oder weniger verschieden ist. Man hat versucht, durch Verwendung
von zwei weiteren Schaltern, durch die gleichzeitig beim Betätigen der Belastungsschalter
die Kondensatoren über Widerstände überbrückt werden, obigen Nachteil zu beseitigen.
Hierdurch entsteht aber eine sehr komplizierte Anlage, mit welcher der weitere Nachteil
verknüpft ist, daß -sich die Kondensatoren über den Kurzschluß vollständig entladen,
wodurch ein beträchtlicher Teil der zur Verwendung stehenden Energie unbenutzt abfließt.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Röntgenanlage mit von
einem Konden-
Bator gespeister Röntgenröhre, bei der indessen die
obener «-ähnteit Nachteile ver mieden sind. -.Mit der Röntgenröhre liegt eine gittergesteuerte
Schaltröhre in Reihe, und Urfindungsgeinäß wird eine zweite gitterge-#tetierte Entladui:gsi-ölire,
die im folgenden finit dein Namen Trennröhre bezeichnet wird, :;tif der anderen
Seite mit der Röntgenröhre ii: Reib; gescliaitet. Da. Gittea-potential dieser Trennröhre
wird durch den Anodenstrom der Schaltröhre derart gesteuert, daß sie stromdurchlässig
wird, sobald die Schaltröhre Strom durchläßt, und undurchlässig, @@-enn die Schaltröhre
stromlos wird.
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@Torzuzs<#-;ise verwendet inan als Trennröhre, wie das für diesen
Zweck an sich bereits bekannt ist, eine Gasentladungsröhre mit Glü hkatiiode, da
bei einer solchen Röhre finit :ehr kleinen negativen Gitterspannungen ein Stroindtirchgan,-
unterbunden werden bann und nach dein Zünden der Entladung der Spannungsabfall nur
einige Volt beträgt.
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-Nach einem früheren Vorschlage können lein Gitter der als Spannungsregelungsröhre
-eschalteten Schaltröhre die Änderungen der Sparnung der Röntgenrö1ire durch eine
Verstärkerröhre übertragen twerden. Bei einer derartigen Röntgenanlage wird zweckmäßig
die Steuerspaimung der Trennröhre von demselben Spannungsteiler abgegriffen wie
die Steuerspannung der ',#`er:tä rkerröhre.
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Gasentlaclungsröhren für sehr hohe Spannungen i@ erden öfters von
einem Spannungsteiler zwecks Potentialverteilung überbrückt. Wenn dieser Spaniiungyteiler
aus einem `Widerstand besteht, könnte auf die Dauer las mit der Trennröhre verbundene
Ende der Röntgenröhre über diesen Widerstand aufgeladen werden, so daß es doch nahezu
412is Potential des Hochspannungsleiters annehmen würde. Uni dies zu vermeiden,
wird zweckmäßig das genannte Ende der Röntgenröhre durch einen Widerstand mit dem
Nullpotential verbunden. Dieser Widerstand muß eine größere Leitfähigkeit als der
die Trennröhre überbrückende Widerstand besitzen.
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Die Zeichnung stellt das Schaltschema eines Ausführungsbeispiels der
Röntgenanlage nach der Erfindung dar.
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Die in der Zeichnung veranschaulichte l-'öiitgeiirölire 2 wird von
den Kondensatoren 21 und 22 gespeist. Zur Aufladung der Kondensatoren, finit denen
die Schutzwiderstände 23 und 2-1 in Reihe geschaltet sind, dienen der Hochspannungstransformator
i und die Gleichrichter 25 und 26. Die -litte des Hochspannungssystems ist bei 36
gecr det.
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Die nach der Anode 18 der Röntgenröhre führende Hochspannungsleitung
enthält die Schaltröhre 3, während in der mit der Kathode i7 verbundenen Hochspannungsleitung
die Trennröhre 27 aufgenommen ist. Die Röhre 3 nimmt hauptsächlich den Spannungsunterschied
zwischen der veränderlichen Kondensatorspannung und der Röntgenröhre 2 auf. Die
Röhre 27 ist eine gasgefüllte `Bogenentlaclungsröhre mit einer Glühkathode 28 und
einer Anode 29. Sie hat einen konstanten, gegenüber der Röhrenspannung verschwindend
kleinen Spannungsabfall.
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Es liegen ferner die Verstärkerröhre 4, eine Hilfsstroniquelle 5 und
ein aus den Teilen 6 und 7 bestehender Spannungsteiler parallel zur Röntgenröhre.
Die Verstärkerröhre 4 und die Hilfsstroniquelle 3 sind von einem Anodenwiderstand
8 überbrückt.
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Von der Kondensatorenbatterie aus kann über die Schaltröhre 3 ein,
großer Strom durch die Röntgenröhre 2 uit<1 ein schwacher Strom durch die Verstärkerröhre
4 und die Widerstände 6 und ; fließen. Von der Hilfsstromquelle 5 aus fließt ein
Strom über den Widerstand 8 zur Verstärkerröhre 4. Die Anodenstromquelle 5 kann
aus der bekannten Kombination eines Transformators mit Gleichrichter- und Abflachungsvorrichtungen
bestehen. Das Gitter 9 und die Kathode io der Schaltröhre 3 sind mit der Kathode
i i bzw. Anode 12 der Verstärkerröhre 4 verbunden. Das Gitter 13 der letztgenannten
Röhre liegt an dem Abzweigepunkt 14 des Spannungsteilers 6, ,'. Die Gitterspannung
der Verstärkerröhre 4 ist hierdurch von der an der Röntgenröhre 2 liegenden Hochspannung
abhängig. Das Potential des Gitters 13 steigt, wenn die Spannung an der Röntgenröhre
2 abnimmt.
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Durch Regelung des Widerstandes 6 kann die sich einstellende Spannung
an der Röntgenröhre geändert «-erden. Nähert sich durch die Stromentnahme die Spannung
des Kondensators der Röhrenspannung, so muß der Spannungsabfall in der Röhre 3 so
gering wie möglich werden. Hierzu ist eine positive Gitterspannung an der Röhre
3 erforderlich, die von einer Stromquelle 15 geliefert werden kann.
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Der Schalter 16 dient dazu, die Röntgenröhre in Betrieb zu setzen.
Solange dieser Schalter geschlossen ist, wird durch die Stromquelle 18 ein negatives
Potential an das Gitter 13 gelegt, so daß die Verstärkerröhre 4 keinen Strom durchläßt,
das Gitter 9 stark negativ ist und kein Strom durch den Kreis der Röntgenröhre 2
fließen kann.
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Weil der Schalter 16 unter Hochspannung liegt, ist dieser als Relaisschalter
auszuführen. Wird er geöffnet, so wird die Verstärkerröhre stromdurchlässig. Dadurch
steigt das Potential des Gitters 9 in bezug auf das Potential der Kathode io, so
daß auch die Röhre 3 stromdurchlässig wird. Jetzt erhalten
die
Widerstände 6 und 1 Spannung. Das Steuergitter 3o der gasgefüllten Trennröhre 27
ist normalerweise durch die Spannungsquelle 31 negativ, so daß die Röhre 27 stromundurchlässig
ist. In dem Augenblick, in dem der Widerstand 7 Spannung erhält, wird jedoch das
Gitter 3o positiv, da nunmehr das Stück des Widerstandes 7, welches zwischen der
Kathode 28 und dem positiven Pol der Stromquelle 31 liegt, eine Spannung erhält,
die der Spannung von 31 entgegenwirkt und höher ist als diese. Die Trennröhre 27
wird stromdurchlässig, und zwar unmittelbar nachdem die Schaltröhre 3 stromdurchlässig
geworden ist.
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Wird durch das Schließen des Schalters 16 der Stromdurchgang durch
die Röhre 3 unterbrochen, so wird der Spannungsabfall über den Widerstand 7 Null
werden. Auch der Stromdurchfluß durch die Röntgenröhre :2 ist damit unterbunden.
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Die Entladung in der Trennröhre 27 erlischt, und das Gitter 3o wird
wiederum durch die Spannungsquelle 31 negativ, so daß damit die Kathode 17 der Röntgenröhre
2 vom Hochspannungserzeuger getrennt ist. Auch das Stromundurchlässigwerden der
Röhre 27 erfolgt unmittelbar nach dem Abschalten von der Röhre 3.
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Gasentladungsventilröhren, wie die Röhre 27, enthalten meistens in
ihrer Entladungsbahn zur Erzielung der hohen Sperrspannung mehrere metallische Zwischenbüchsen,
von denen in der abgebildeten Schaltung die erste, 3o, als Steuergitter verwendet
wird. Das Potential dieser ZZwischenbüchsenwird zweckmäßig durch hochohmige Widerstände
32, 33 und 34 in der Größenordnung von einigen Hundert Megohm erzeugt.
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Um zu vermeiden, daß auf die Dauer die Kathode 17 der Röntgenröhre
über diese hochohmigen Widerstände aufgeladen wird, ist sie durch einen Widerstand
35 mit der Erde verbunden. Dieser Widerstand, der nur einen Bruchteil der Summe
der Widerstände 32, 33 und 34 beträgt, sorgt dafür, daß die Kathodenspannung der
Röntgenröhre 2, solange diese außer Betrieb ist, sehr gering bleibt. Weil die Mitte
der Hochspannungsquelle 2r, 22 bei 36 geerdet ist, ist auch der Widerstand 35 mit
der Erde verbunden.