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Röntgenanlage Um die Röntgenröhre einer Röntgenanlage vor überlastung
zu schützen, ist es bereits bekannt, die Röhrenspannungsregelvorrichtung mit der
Röhrenstromregelvorrichtung so zu kuppeln, daß der Röhre stets dieselbe RÖhrenleistung
zugeführt wird. Dies hat aber den Nachteil einer schlechten Ausnutzung der Belastungsfähigkeit
der Röhre bei kurzen Belichtungszeiten, da ja dann eine größere Leistung zugeführt
werden könnte. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden bei einer anderen bekannten
Röntgenanlage die Spannungsregelvorrichtung und die Einstellvorrichtung für die
Belichtungsz#eit miteinander derart gekuppelt, daß die Durchschnittsstromstärkt
der Röhre bei der Aufnahme um so größer ist, je niedriger bei bestimmter
Zeiteinstellung die Spannung eingestellt wird, bzw. daß die Durchschnittsstromstärke
um so größer ist, je kürzer bei bestimmter Spannungseinstellung die Zeit
gewählt wird. Eine solche Abhängigkeit wird bei der bekannten Röntgenanlage dadurch
erzielt, daß der Rönt-,genröhre bei nahezu gleichbleibender Klemmenspannung eine
während der Belastung ab-
nehmende Wattzahl 7ugeführt wird, wobei die Anfangsstromstärke
und gegebenenfalls auch die Endstromstärke bei niedrigeren Spannungswerten größer
gehalten wird als bei höheren. Diese Einrichtung ist in ihrem Aufbau ziemlich verwickelt.
Einfacher ist es, wenn, wie es ebenfalls bekannt ist, die Spannungsregelvorrichtung
mit der Röhrenstromregelvorrichtung unmittelbar mechanisch gekuppelt und außerdem
mit der Btlichtungszeiteinstellung ein die Heizspannung der köntgenröhre beeinflussender
Spannungsregler in Gestalt eines Spartransformators mit Anzapfungen gekuppelt wird.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß das erstrebte Ziel einer iooo/oigen
oder wenigstens unnähernd iooo/oigen Ausnutzung der Röntgenröhre bei jeder beliebigen
Einstellung der Röntgenröhre nicht erreicht wird. Nur bei einer einzigen Belichtungszeitstufe
kann die Röhre voll ausgenutzt werden, bei allen anderen
Belichtung#zeitstufen
läßt sich init (Ii,#>er bekannten R öntgenanlage nicht init der höchstzulässigen
Belastung arbeiten. Weiiii man nämlich den Röhrenspannungsregler auf einen anderen
Wert einstellt, so wird dadurch der mit ihni gekuppelte Röhrenstroinreglur
entsprechend verändert. Den mit der Belichtungszeiteinstellung gektippelten, die
Heizspannung der Röhre beeinflussciiden Spannungsregier kann man nun für eine bestimmte
Einstellung des Röhrenspannungsreglers richtig beinessen, indem man die Anzapfungell
des Spartransforrnators entsprecliend wählt. Bei einer anderen Rölirenspannungseinstellung
müßten aber diese Anzal)-funIgen an anderen Stellen des Spartrausforinators liegen.
wenn nian die Riibre bei dieser anderen Spannungseinstellting ebenfalls iooOoig
ausnutzen will. Um diesen -Nachteil züi beseitigen, hat man bereits vor,#"reschlagen,
mehrere Regelvorrichtungen für die Röhrenstronistärke vorzusehen, die den verschiedeiien
Bereichen der Belichtungszeit angepaßt ,ind abwechselnd in den Stromkreis einschaltbar
sind. Innerhalb jedes Belichtungszeitbereiches wird nun bei dieser Einrichtung der
Röntgenröhre in jeder Regelstellung eine konstante Leistung zugeführt-, die der
bei der längsten Belichtungszeit dieses Bereiches höchstzulässi-en Belastung entspricht.
Das bedeutet aber, daß die Belastungsfähigkeit ZD der Röntgenröhre nur bei der längsten
Belichtungszeit jedes Zeitbereiches voll, bei allen anderen Zeiten jedes Bereiches
aber tun so schlechter ausgenutzt ist, je kürzer die Belichtungszeit eingestellt
ist.
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Die Erfindung geht einen grundsätzlich anderen Weg, als er init den
eingangs erwähnten Einrichtungen beschritten wurde. indem die Einstellvorrichtung
für die Belichtungszeit lediglich mit mehreren je nach der eingestellten
Röhrenspannung wahlweise in den Heizstromkreis der Röntgenröhre einschaltbaren,
zur Röhrenstromregelung dienenden Regelwiderständen gekuppelt ist, deren Widerstandswerte
bei einer Änderung der Belichtungs7eiteinstellung zwangsläufig derart verändert
werden, daß die der Röntgenröhre zugeführte Leistung, sich entsprechend dem Belastungsnomogramm
der Röntgenröhre für z# die betreffende ' dem jeweils eingeschalteten Regelwiderstand
zugehörige Röhrenspannungsstufe ändert. Die Erfindung sieht also bewußt von der
Kupplung der Spannungsregelvorrichtung und der Stromregelvorrichtung ab und beschränkt
sich auf eine Kupplung der Stromregelvorrichtung mit der Belichtungszeiteinstellun
' g. Die Regelvorrichtungen aller in den Heizstromkreis der Rönt,-lenröhre
wahlweise einschaltbaren, zur Röhrenstronire-elun- dienenden Re-ehviderstände sind
mit der Einstellvorrichtung für die Belichtungszeit 2-,ekuppelt: jedoch wird immer
nur der der eingestellten Spannungsstufe zugeordnete \Viderstand mittels eines mit
dein Spannungs->I 11 ienschalter gekuppelten Umschalters in den Heizstromkreis eingeschaltet.
Bei einer derartigen Röntgenanlage ist die Belastungsiähigkeit der Röntgenröhre
bei jeder nur möglichen Einstellung der hierfür ma13-geblicheii Größen, nämlich
Röhrenspannung., Röhrenstrom und Delastungszeit. voll ausgenutzt. Ist die Zahl der
gewünschten Spannungsstufen sehr groß, so kann man zur Vereinfachung der Röntgenanla.ge
nur für einige #wenige Röhrenspannungsstufen besondere Regelwiderstände ini Heizstromkreis
vorsehen und bei der Einstellung von zwischen diesen Spannungsstufen liegenden Rölirenspannangen
Abgleichwiderstände dem je#veils in den Heizstromkreis eingeschalteten Regelwiderstand
durch den mit dein Spannungsstufenschalter gekuppelten Umschalter vorschalten. Die
Vorschaltun- der 2#,bgleichwiderstände hat die Wirkun.g, daß die beim Arbeiten init
Zwischenspannungen durchEinstellen derBelichtungszeit eingeregelten Röhrenstromstärken
zwar nicht genau, aber mit genügender Annäherung den für die betreffende Spannungsstufe
höchstzulässigen Röhrenstromstärken entsprechen. Praktisch genügt also auch eine
solche vereinfachte Anordnung allen Anforderungen nach voller Ausnutzung der Belastungsfähigkeit
der Röntgenröhre.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Röntgenanlage gemäß der Erfindung
ist in der Abb. i schaltungsmäßig dargestellt. Die RÖntgenb el röhre ii erhält ihre
Anodenspannung über Gleichrichter 12 von der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators
13, dessen Primärwieldung mit zu einem Stufenschalter 14 geführten Anzapfungen
versehen ist. Die jeweils eingestellte Röhrenspannung kann an dem Küovoltmeter 15
abgelesen werden, das auch voranzeigend in an sich bekannter Weise ausgebildet sein
kann. Der Transformator 13
riiit seiner Spamiungsregelvorrichtung -14 ist
e ZD über einen regelbaren Spartransformator 16 an das Netz angeschlossen. Mittels
des Schie-bers z7 kann die an den Röntgenapparat gelieferte Netzspannung
konstant gehalten werden, was an dem Voltmeter iS überwacht werden kann. Dem Spartransformator
16 wird auch die zur Speisung des Heiztransformators ig erforderliche Energie
entnommen. Mit ,>O ist das von der Belichtun.,suhr 21 gesteuerte Schütz
bezeichnet, das nach Ablauf der jeweils eingestellten Belichtungszeit den Röntgenapparat
abschaltet. Die Einstellvorrichtung22 an der Belichtungsuhr2i ist mit den Regelvorrichtun-en
zweier im Primär-ZD
stromkreis des Heiztransformators ig liegender,
zur Einstellung der Anodenstromstärkc-V> der Röntgenröhre dienenderRegelwiderstände
23 bzw. 24 gekuppelt, von denen je nach der Stellung eines LTmschalters
25 immer nur einer eingeschaltet ist. Dieser Umschalter 2_# ist mit dem Spannungsstufenschalter
14 ge-23 z# kuppelt. Die regelbaren Wide rstände -26 und 27 dienen
zur Anpassung an die jeweils in dem Apparat benutzteRöntgenröhre und iverden bei
der Eichung einmal eingestellt und z# 11 erst bei Auswechseln der Röhre neu einreguliert.
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Angenommen, der Spannungsstufenschalter 14 steht auf dem Kontakt
5 und dementsprechend der Umschalter 25 auf dem Kontakt
5', so ist der Regelwiderstand 23 in den Heizstromkreis der Röntgenröhre
eingeschaltet. Dieser Widerstand ist nun so gewickelt daß sich sein Widerstandswert
nicht linear init der Verschiebung seiner Regelvorrichtung ändert, sondern nach
einer anderen bestimmten Funktion, die sich aus dem Belastungsnomogramm derRöntgenröhre
fürdie betreffende Röhrenspannung ergibt. Die Abb. 2 zeigt für drei verschiedeneRöhrenspannungen,
1.B. 50kVs, 7okVs und iookVs, die Belastungsnomogramme :einer Röntgenröhre, und
zwar sind für die drei Spannungen die riöchstzulässigen Röhrenstromstärken in Abhängligkeit
von der Belichtungszeit aufgetragen. Nimmt man beispielsweise an, daß die Spannungsstufe
5 in Abb. i einer Röhrenspannung von 70kVs entspricht, so muß der Widerstand23
so ausgebildet und bemessen sein, daß die sich aus seiner Einstellung ergebende
Röhrenstromstärke für jede Belichtungszeit die aus der 7o-kVs-Kurve ersichtlichen
Werte hat. Dann ist die Röntgenröhre bei Einstellung jeder beliebigen Belichttingszeit
immer voll belastet, kann aber niemals überlastet werden. Wird der Spannungsstufenschalter
14 auf Stufe i gestellt, die beispielsweise einer Röhrenspannung von 5o kVs entsprechen
mag, so wird durch den damit auf Kontakt i' gestellten Umschalter 25 der
Widerstand 24 an Stelle des Widerstandes 23
in den Heizstromkreis geschaltet,
Dieser Widerstand 24 ist nun ähnlich wie der Widerstand 23 ausgebildet, ändert
seinen Widerstandswert bei einer Verstellung der Belichtungszeiteinstellung aber
so, daß die Röhrenstromstärke für jede Belichtungszeit die aus der 5o'-kVs-Kurve
der Abb. 2 ersichtlichen Werte aufweist. Die Röntgenröhre ist also auch für diese
Spannungseinstellung bei jeder Belichtungszeit voll ausgenutzt, aber niemals überlastet.
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Man kann nun für jede der Stufen i bis 8
des Spannungsstufenschalters
14 einen solch#en entsprechend ausgebildeten Regelwiderstand vorsehen, wie er in
Abb. i für die beiden Stufen i und 5 angeordnet ist, und erhält dann eine
Röntgenanlage, in der die Belastungsfähigkeit der Röntgenröhre für jede Spannungseinstellung
und für jede Belichtungszeit voll ausgenutzt ist, ohne daß die -Möglichkeit einer
Überlastung der Röhre -bestände. Hat man nun sehr viele Belastungsstufen, so wird
die Zahl der anzuordnenden Regelwiderstände entsprechend groß. In einem solchen
Falle kann man sich dadurch helfen, daß nur für einige wenige Spannungsstufen besondere
Regelwiderstände vorgesehen werk# den, beispielsweise, wie in Abb. i dargestellt
ist, nur für zwei Spannungsstufen. Bei Einstellung des Stufenschalters 14 auf die
übrigen Stufen werden durch den Umschalter -95
vor den jeweils eingeschalteten
Regelwiderstand 23 bzw. 24 je nach der Stufe verschieden große Widerstände
vorgeschaltet. In Abb. i sind zwei Widerstände 28 und 29 vorgesehen, die
von dein Umschalter 25 bestrichen werden können. Der Widerstand
287 ist den Stufen 6 bis 8, der Widerstand 29 den Stufen 2
bis 6 zugeordnet. Steht der Stufenschalter 14 auf einer der Stufen
6 bis 8, so ist dem Regelwiderstand 23 ein mehr oder weniger
großer Teil des Widerstandes 28
vorgeschaltet. E#titsprechendes gilt für die
Stufen 2 bis 4 hinsichtlich des Widerstandes 29. Die Vorschaltung des Widerstandes
28 oder 29 bzw. eines Teiles von ihnen vor die Regelwiderstände 23 bZW. 24
hat die Wirkun-, daß die durch Einstellen der Belichtungszeit eingeregelten Röhrenstromstärken
zwar nicht genau, aber mit genügender Annäherung den für die betreffende Spannungsstufe
höchstzulässigen Röhrenstromstärken entsprechen. Zweckmäßig wird man diese Abgleichwiderstände
28, 29 so bemessen, daß die Röhrenstromstärken niemals über den höchstzulässigen
Werten liegen. Bei kleineren Apparaten mit wenig Spannungsstufen kann man auch mit
nur einem einzigen Regelwiderstand 23 auskommen und erforderlichenfalls für
die übrigen Spannungsstufen einen durch den U, mschalter 25 regelbaren Abgleichwiderstand,
28 vorsehen.
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Die Herstellung der Regelwiderstände 23,
24 bereitet keine Schwierigkeiten.
Man kann beispielsweise die Form des den Widerstandsdraht tragenden Körpers so wählen,
wie in der --#,bb. i schematisch angedeutet. Der Widerstand hat dann eine den Belastungskurven
der Abb. 2 ähnliche Form. Man kann aber auch einen normal ausgebildeten Widerstand
verwenden und ihn mit verschieden voneinander entfernten Anzapfungen versehen, die
zu einer von dem Regelglied bestrichenen Kontaktbahn geführt sind. Auch kann man
einen normal ausgebildeten Regelwiderstand
benutzen und zwischen
sein Regelglied und die Einstellvorrichtung für di# Belichtungszeit eine entsprechende
Kurvenübersetzung zwischenschalten, die dafür sorgt, daß bei einer Änderun- der
Belichtungszeiteinstellung der Regelwiderstand stets so verstellt wird, daß die
Röhrenstromstärke den für die betreffende Belichtungszeit höchstzulässigen Wert
annimmt. Der oder die Re 'i" elwiderstände können natürlich auch so bemessen werden,
daß man nicht mit iooolo Röhrenausnutzung, sondern zwecks Röhrenschonung regelmäßig
nur mit goo"o oder auch nur mit 8o#fo arbeitet.