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Vorrichtung zur Verhinderung der überlastung von Röntgenröhren Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verhinderung der Überlastung von
Röntgenröhren.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen., die von dem Brennfleck der Röntgenröhre
ausgehenden Lichtstrahlen auf ein lichtempfindliches Organ, z. B. eine Photozelle,
reinwirken zu lassen, durch welches beim überschreiten einer gewissen, der zulässigen
Höchsttemperatur entsprechenden Helligkeit der Strom abgeschaltet wird: Es ist bekannt,
zwecks Messung des Anodenstromes die von einer Glühlampe ausgehenden Lichtstrahlen
auf eine Photozelle fallen zu lassen, wobei die Glühlampe im oder parallel zum Heizkreis
der Glühkathodenentladungsröhre liegt und durch ihre Strom-Helligkeits-Kennlinie
die Heizstrom-Anodenstrom-Kennlinie der Gasentladungsröhre wiedergibt. Diese Vorrichtung
dient jedoch nicht zur Verhinderung der Überlastung von Röntgenröhren, da die Helligkeit
des Brennflecks gar nicht berücksichtigt wird, sondern zu Meßzwecken. Es ist weiterhin
bekannt, mittels einer Photozelle, welche von den Lichtstrahlen des Glühfadens einer
Entladungsröhre beeinfiußt wird, den Schalter für den Belastungsstromderart zu steuern,
daß er sicherst dann schließt, wenn der Glühfaden die für die Emission erforderliche
Temperatur erreicht hat. Auch diese Vorrichtung kann nicht zur Verhinderung der
Überlastung von Röntgenröhren verwendet werden, da eine Steuerung des Ausschaltvorgangs
nicht vorgesehen ist und insbesondere die Temperatur des Brennflecks unberücksichtigt
bleilyt.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wirken außer den vom
Brennfleck ausgehenden Lichtstrahlen zusätzlich noch die vom Glühfaden ausgehenden
Lichtstrahlen auf das lichtempfindliche Organ ein. Hierbei wird die Photozelle ,auf
eine bestimmte maximale Helligkeit eingestellt, welche der zulässigen Belastung
des Glühfadens entspricht. Die Helligkeitsdifferenz zwischen der tatsächlichen und
der größtmöglichen Helligkeit des Glühfadens bildet die Begrenzung für die Belastung
des
Brennflecks. Daß diese bei stark geheiztem Glühfaden gering ist bzw. := o wird,
spielt insoweit keine Rolle, als die Heizung des Glühfadens nicht bis zum Höchst-.
werte gesteigert und durch geringere Heizung. auch die Lebensdauer der Röhre verlängert
wird. Im übrigen kann der Einfluß: ; des Helligkeit sowohl des Glühfadens als auch
des Brennflecks durch Vorschalten von lichtabsorbierenden Materialien entsprechend
variiert werden. Auch besteht die Möglichkeit, die Photozelle nur auf den Brennfleck
zu richten und somit außer den von dem Brennfleck der Röntgenröhre ausgehenden Lichtstrahlen
auch die durch die Anodenfläche zurückgeworfenen Lichtstrahlen des Glühfadens für
die Schaltung zu verwenden.
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Endlich können auch zusätzlich zu den Lichtstrahlen des Brennflecks
die ausgesendeten Röntgenstrahlen ganz oder teilweise mitverwendet werden. Die Verwendung
von Röntgenstrahlen allein zur Beeinflussung einer Photozelle zwecks Abschaltung
nach Aussendung einer bestimmten Strahlenmenge ist bekannt. Jedoch dient eine solche
Vorrichtung nicht zur Vermeidung von Überlastungen der Röntgenröhre, sondern zur
Erreichung einer bestimmten Plattenschivärzung. Im übrigen werden hierbei die Röntgenstrahlen
allein verwendet und nicht zusätzlich zu den vom Brennfleck ausgehenden Lichtstrahlen.
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An die Stelle der Photozelle kann jede beliebige andere lichtempfindliche
Vorrichtung, z. B. ein Selenwiderstand, treten.
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In der Fig. i ist der Vorgang kurvenmäßig dargestellt. _ Die Linie
a zeigt den Verlauf der Helligkeit des Glühfadens in Abhängigkeit von der Heizung.
Die Photozelle spricht auf eine Helligkeit x an, welche einer Heizung des Glühfadens
von beispielsweise 5 Amp. entspricht.
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Die Kurve b entspricht spiegelbildlich dem Verlauf der Kurve a bis
zum Abstand x und begrenzt die für die Helligkeit des Drennflecks zur Verfügung
stehende Differenz (schraffierte Fläche).
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Die Kurve e stellt den zeitlichen Verlauf der Lichtaussendung des
Brennflecks bei einer bestimmten Belastung dar. Bei geringer Heizung (etwa bis zu
3 Amp.) steht für den Brennfleck praktisch die gesamte Helligkeit zur Verfügung,
da die Ausstrahlung des Glühfadens bei dieser Temperatur sehr gering ist. Bei einer
Heizung 1z1 steht für die Helligkeit des Brennflecks nur der Wert y zur Verfügung,
so daß die Röhre nicht voll ausgenutzt wird, sondern bereits nach kürzerer Zeit
ausschaltet. Dieser Umstand ist jedoch, wie bereits oben erwähnt, nicht nachteilig,
weil im allgemeinen eine Heizung bis 3 oder 3,5 Amp. genügt. in Fig.2 ist beispielsweise
eine Schaltung für die Vorrichtung angegeben. i stellt die Röntgenröhre dar mit
der Anode 2. 3 ist der H»chspannungstransformator, welcher an der Wechselstromquelle
4. liegt und durch den Schalter 5 ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Schalter
wird betätigt durch die Stromquelle 6, welche über den Kontakt 7 des Handschalters
und den Kontakt 8 des Relais 9 angeschlossen ist.
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Das Licht des Brennflecks von der Kathode 2 fällt auf die Photozelle
io, welche das Relais i i betätigt. Dadurch wird der Kontakt 12. geschlossen, welcher
einerseits die Stromquelle 13 mit der Signallampe 14. verbindet, andererseits das
Relais 9 betätigt, wodurch der Kontakt 15 geschlossen wird, so daß ein Stromkreis
von der Batterie 13 über den Kontakt 12 des Relais 9, den Kontakt 15 und den Kontakt
16 des Handschalters entsteht.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende Wenn die Röntgenröhre
i in Betrieb genommen werden soll, wird der Handschalter betätigt und dadurch die
Kontakte 16 und 7 geschlossen. Die Stromquelle 6 betätigt nun über den Kontakt 8
den Schalter 5, wodurch der Transformator eingeschaltet und die Röntgenröhre in.
Betrieb gesetzt wird. Nunmehr fällt das Licht des Brennflecks auf die Photozelle
i o, deren Strom das Relais i i betätigt. Überschreitet die Helligkeit einen gewissen
Wert, dann wird der Kontakt 12 geschlossen, wodurch die Signallampe i ¢ aufleuchtet.
Gleichzeitig wird der Stromkreis für das Relais q und die Batterie i3 geschlossen,
so daß der Kontakt 15 angezogen und, da der Kontakt 16 ebenfalls geschlossen ist,
der Lampenstrom aufrechterhalten wird, auch wenn das Relais i i den Kontakt 12 wieder
losläßt. Der Stromverlauf geht nunmehr von der Batterie 13 über den Kontakt 16,
den Kontakt 15, das Relais 9 zurück bzw. vom Kontakt 15 über die Lampe 14 zur Batterie
13 zurück. Da beim Ansprechen des Relais i i das Relais 9 betätigt wird, öffnet
sich der Kontakt 8, und der Schalter 5 löst aus, so daß der Transformatorstromkreis
unterbrochen wird. Wenn nunmehr der Handschalter geöffnet wird, dann wird durch
die Üffnung des Kontaktes 16 der Strom für das Relais 9 unterbrochen, so daß dieses
loslöst und der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt wird. Nunmehr kann die Belastung
der Röntgenröhre geändert und durch Schließen des Handschalters die Röhre von neuem
eingeschaltet werden.
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In Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die Schaltung stimmt in ihren Grundzügen mit der Schaltung nach Fig.2 überein, und
die Bezeichnungen
i bis 16 sind die gleichen geblieben. An der
Schaltung gemäa Fig. 2 sind jedoch folgende Binderungen vorgenommen worden: i. Der
Lampenstromkreis ist bei 17 unterbrochen; 2. in den Stromkreis der Photozelle ist
ein. zweites Relais 18 eingeschaltet, und 3. der Handschalter hat einen dritten
Kontakt i 9 bekommen.
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Dias Relais 18, welches weniger empfindlich als das Relais i i ist,
besitzt den Kontakt 2o, welcher in dem Stromkreis der Batterie 21 und der Lampe
22 liegt. Ein weiterer Stromkreis wird durch die Batterie 21, den Kontakt 2o und
das Relais 23 gebildet. Dieses letzte besitzt -zwei Kontakte 2¢ und 25, welche wechselweise
geschlossen sind. Der Stromkreis der Lampe 1¢ ist geschlossen durch die Leitung
2 6.
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Die Wirkungsweise der Apparatur ist folgende: In die Photozelle fällt
das Licht sowohl des Glühfadens als auch des Brennflecks. Die Helligkeit, die dür
überlastete Brennfleck aussendet, ist um ein Vielfaches höher als die :größtmögliche
Helligkeit des Glühfadens. Diese Differenz kann durch entsprechende Filter noch
wesentlich vergrößert werden. Hält sich die Überlastung in gewissen kleinen Grenzen,
so spricht das empfindlichere Relais i i an, und die Lampe 14 glüht auf. Der Stromkreis
der Lampe ist über die Abzweigung 17, den Kontakt 25 und die Überleitung 26 geschlossen
und bleibt auch geschlossen, weil das Relais 18 nicht anspricht. Ist die Belastung
und damit die Helligkeit jedoch sehr groß,, dann spricht auch. das Relais 18 an.
Das hat die Wirkung, daß einerseits die Lampe 22 aufglüht, andererseits das Relais
23 betätigt wird. Dadurch wird der Kontakt 25 geöffnet und der Kreis der Lampe 14.
unterbrochen. Der Kontakt 2¢ wird ,geschlossen und hält den Stromkreis für das Relais
23 über den Kontakt i9 aufrecht. Der Schalter 5 wird "in jedem Falle bei Ansprechen
des' empfindlicheren Relais i i ausgelöst, weil der Stromkreis, der durch den Kontakt
12, die Batterie 13 und das Relais 9 gebildet wird, unabhängig vom Lampenstromkreis
ist und der Kontakt 8 bei Überlastung immer geöffnet wird. Aus dem Aufleuchten der
Lampen ergibt sich, ob der Glühfaden oder der Brennfleck überlastet ist. Bevor wieder
eingeschaltet werden kann, muß der Handschalter geöffnet werden, und damit werden
die Relais q und 23 stromlos, und der Anfangszustand der Schaltung wird wiederhergestellt.