-
Regelvorrichtung für den Heizstromkreis von Röntgenröhren Die Erfindung
betrifft eine Regelvorrichtung für den Heizstromkreis von Röntgenröhren und besteht
darin, daß in dem mit einer trägh@eitslos arbeitenden Einrichtung zum Konstanthalten
der speisendon Wechselspannung versehenen Heizstronikreis dier Röntgenröhre zwei
regelbare Widerstände in Reihe angeordnet sind, von denen der eine zur betriebismäßigen
Einstellung des- Heizstromes der Röhre dient und nur so viel Widerstandswert besitzt,
daß er die Regelung des Anodenstromes der Röhre nur in. einem für den Betrieb der
Röhre bestimmten Umfang zul.äßt,, und' mit einher die Röhrens-t.romstärke charakterisierenden.,
verhältnismäßig weit auseinandergezogenen Skala versehen ist, während der andere,
bei der Eichung der Einrichtung fest einstellbare Widerstand (Zusatzwiderstand)
so bemessen und eingestellt wird, daß bei Einstellung des ersten betriebsmäßig zu
regelnden. Widerstandes auf den; geringstmöglichen Wi:derseandswert sich die höchste
bei praktischen Röntgenaufnahmen zu .zn.tnehmende Röhrenstromstärke ergibt. Wenn
mehrere Röntgenröhren mit verschiedener Emissio,ns-Charakte-riistik wahlweise von,
demselben Apparat aus, betrieben werden sollen, kann, die Anordnung so getroffen
sein, :daß die Regelvorrichtung einen gemeinsamen zur betriebsmäßigen; Einstellung
desi Heizstromess. der jeweils eingeschalteten Röhre dienenden, linear verstellbaren
Widerstand, mit dessen Schleifkontakt für jede Röhre eine linear unterteilte Anzeigevorrichtung
über eine Übersetzung gekuppelt ist, in, der die Emi,s@sionis-Ch@a,rad;-teristik
der verwendeten. Röhre zum Ausdruck hemmt, und außerdem für jede Röhre einen mit
diesem Widerstand in Reihe liegenden verstellbaren
Zusatzwiderstand
ausweist. Man kann aber auch für jede Röntgenröhre einen zu.r betriebsmäßigen Einstellung
das Heizstromes: (dienenden Widerstand vorsehen, in dessen Abstufung die, Emissions-Charakteristik
der betreffenden Röntgenröhre zum Ausdruck kommt und' dem. eine linear unterteilte
Röhrenstro,mskala zugeemdnet ist, und außerdem für jede Röhre einen mit dem betreffenden
Regelwiderstand in Rehre liegenden verstellbarem Zusatzwiderstand vorsehen. Die
Anordnung kann für mehrere Röntgenröhren mit verschiedener Emissnons-C.harakteristik
aber auch so, getroffen sein, da.ß die Regelvorrichtung einen gemeinsamen zur betriebsmäßigen
Einstellung des Heizstromes der jeweils, eingeschalteten Röhre dienenden veränderlichen
Widerstand, dein mehrere Röihrenstromskasen für die verschiedenen Röntgenrührei
zugeordnet sind, undaußerdem für jede Röhre einen mit diesem Widerstand in Reilhe
il:iegem:dienvers#tellbarenZusatzwiderstand aufweist. In allen drei Fällen empfiehlt
es, sich, die Zusatzwiderstände über den: einzelneu. Röhren zugeordhete Schalter,
die gegeneinander verriegelt sind, wahlweisse einschaltbar zu machen..
-
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht d'airin, daß man bei
der b,etrieibism"ffigen Einstellung des. Röhrenstromes immer von demisielben den
höchsten Stroimsitä;rlce entsprechenden Einistellpunkt des Regelorgans ausgeht,
ein Umstand-, der sich besonders, bei Röntg.enappa@raten mit Überlastunigsschutz,
die ja mit einer nomogrammäß!igen Kopplung zwischen Röhrenstrom, Röhrenspannung
und Belastungszeit ausigerüstet werden müssten, vorteilhaft bemerkbar macht. Weiterhin
ermöglicht die Erfindung, dem betriebism-äß.ig regelbaren Regelwiderstand eine Feinunterteilung
zu geben und ihn dementsprechend mit einer weit auseinandergezogenen, dies Einstellung
wesentlich erleichternden Skala zu versehen. Bei den bisher bekanntgewordenen Rege@lvorricihtungen
für den Heizkreis von Röntgenröhren, die lediglich, einen einzigen Rage lwiderstand
besitzen, ruß dieser Regelwiderstand einen höheren elektrischen Widerstandswert
aufweisen, weil er ja verschiedenen: Röhrentypen angepaßt sein mtuß und weil mit
ihm beliebige Höchststroms@türken einstellbar sein müssen. Die Skala, dieses Rege
ilwiderstand'es kann also. nicht so -,vie bei der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung
auseinandergezogen sein; denn bei der Erfindung übernimmt der Zusatzwiderstand'
diese Anpassung, so daß der Regelwiderstand nur seinem: eigentlichen Funktionen
entsprechend bemessen. zu sein braucht. Schließlich ermöglicht dien Erfindung auch
in besonders. einfacher Weise eine Voreinstel:lung des Röhrenstromes einer Mehrzahl
von Röntgenröhren auch unterschiedlicher Charakteriistik, die wahlweise an den.
Röntgenapparat angeschlossen werden sohlen.
-
Zum Konstanthalten der den Heizkreis speisenden Wecheelspamnung können
a ,n. sich bekannte trägheits.los! arbeitende Einrichtungen benutzt werden. Es können
z. Bi. dafüx zwei Transformatoren und ein. Kondensator hoher Kapazität verwendet
werden. Von den beiden Transformatoren (ist der eine eisengeschlossen und verhältnismäßig
hoch Cr sättigt, während der aridere einen eisenoffenen Kern besitzt und untersüttigt
ist. Die Primärwicklungen beider Transformatoren werden in Reihe, ihre Sekundärwicklungen
gegeneinandergeschaltet. Der Kondensutor großer Kapazität wird an die Primärlclemnnen
des( Heiztransformators angeschlossen. Es hat sich gezeigt, daß das Konstanthalten
der speisenden nur unter Verwendung dieses Kondensators, der über die Primäre des
Heizwandlensi geschaltet wird., möglich isst, sofern durch den, Heizwandler Röntgenröhren
mit sehr verschiedenen Heizleistungen gespeist werden sollen. Die Einrichtung zum
Konstanthalten braucht nur insoweit trägheitsilos zu sein, als. dies die Wärmekapazität
der Glühkathode der angeschlossenen Röhre erfoiriderrt. Zum Konstanthalten der Wechselspannung
ist ann.ch ein Maischiin:enaggregat, bei dem ein Wechsolstromgenerator durch eine
Synchronnnotor angetrieben wird, geeignet.
-
Ein Ausf-üihru.ngsibeispiel gemäß der Erfindung zeigt dien Abb. i.
Eine Röntgenröhre r1 (ist an die S,edcundärwiclclung eines Hochspannungstransformators
121 angeschloissen, dessen Primärwicklung mit einer Spannungsregelvorrichtung 13
versehen und über die Kontakte eines, über eine Aufnahmeuhr 14 gesteuerten Schaltsschiäzes
15 an dass Netz 16 gelegt ist. 17 ist ein ,in Kilovolt geeichter Spannungsimesiser,während
mit 18 ein gegebenenfalls in den Anodenkreis, eingeschaltetes Miniamperemeter bezeichnet
ist. Der Glühfladen der Röhre i i wird von einem Heizwandler i9@ geheizt, dessen
Primärwicklung an eine trägheitsilois. arbeitende Einrichtung 2o- zum Konstanthaihen
der den. Heizkreis speisenden Wechselsp.annumg angeschlossen (ist. Diese Einrichtung
besteht aus einem Transformator 21 mit ei;sengeschloass'enem Kern und hoher Sättigung
und einem Transformator 22; der einen Kern, besitzt und untergesättigt ist. Ihre
Prim:ärwicklungensind in Reihe a .n. das Netz 16 angeschlossen, ihre Sekundärwicklungen
gegeneinandergeschaltet. Ein Kondensator 23 grdßer Kapazität liegt parallel zur
Primärwicklung des. Heizwandlers g9:. Die Regelvorrichtung dels Heizkreises besteht
aus einem Regelwiderstand 24, dessen Einstellgriff mit, einem über :einer Skala
25 spielenden Zeiger 26 gekuppelt ist. Der Regelwiderstand 24 hat eine der Em:i!ssions
Chamkteri-st.ik der Röhre i i entsprechender Ausbildüng erhaltet, damit die Skala
25 eine lineare Einteilung hekommen kann und an ihr auch eine einwandfreie Voranzeige
des bei der jeweils, gewählten Einstellung des Regelwi:derstandes 24 zu erwartenden
Röhrenstromes. möglich ist. In Reihe mit denn Regeilwidenstand 24 liegt noch ein
Zusatzwideristand a7. Will man statt der Röhre i (eine- andere Röhre mit verschiedener
Emissions-Charakteristik betreiben, so werden durch Öffnen eines Schalters, a.8
die Widerstände 24 und 2-7 abgeschaltet und statt dess4m durch einen, Schalter 29
ein entsprechend anders ausgebildeter Regelwi-ders:tand 30 nebst Zusatzwiderstand'
31 eingeschaltet.
-
Die Arbeitsweise dhir dargestellten Einrichtung ist mit Bezug auf
den hier nur interessierenden
Heizkreis kurz. folgende: Es wird
zunächst bei voll ausgeschaltetem R.eigulierwiderstanid 24 bzw. 3o der Zusatzwiderstand
27 bz.w. 31 so eirngüstellt, idaß die angeschlossene Röntgenröhre den praktisch
bei Röntgenaufnahmen auftretenden Höchststrom enthält. Dies sei: z. B:. :in Abib.
i für die dargestellte Röhre i i 5oo mA, für die nicht gezeichnete, zweite Röhre
200 mA. Der Regelwiderstand 2a der Röhre i i dient dann dazu, von der Höchststromstärlce
500 m A bis auf etwa 1/io dieser Stromstärke, also 5o niA, lierunterzureguiieren.
Die zugehörige An,-zeiigevorrichtung besitzt eine Skala 25, die linear zwischen
i und iounterteilt ist. Die zweiteiRöntgenröh.re wird durch den Regelwi.de rstand
30 von 200 bis 2,0 mA reg uiliert. Die Skala der Anzeigevorrichtung ist zwischen
i und io linear unterteilt. Will man an der Röhre i i z. B. 300 mA cinstellien,
so: wird der Schleifkontakt so verstellt, dia.ß der Zeiger 26 auf die Marke 6 der
Skala 2:5 zeigt. Um beispielsweise an der zweiten Röhre So mA zu erhalten, wird
der Schleifkontakt des Regelwiderstanide,s 3o in die, Stellung 4 seiner Anzeigevorrichtung
verschoben.
-
Bei der in A:b@b. 2i ,dargcstellte-n Abänderung des, Hilfsstrom-kreisies,
sind mit 27 und 31 wieder die durch die Schalter 2'(7 und' 29 wahlweise einschaltharen
Zusatzwiderstände, mit 2o die zur Sp-a:nnungskonsta.nthaltung dienendes Einrichtung
bezeichnet. Zum Unterschied von Abb. i ist hier jedoch für alle anzuschließenden
Rö-h.ren: nur ein einziger Regelwidierstan,d 32 vorgesehen, desisen: Größe sich
bei der Verschiebung des Schleifkontaktes 33 nicht wie in Ab:h. i entsprechend der
Emission:s-Charakteristik der Röhre, sondern linear ändert:. Mit dem Schleifkontakt
33 ist aber eine der Röhrenzahl entsprechende Anzahl, in diesem Beisipiel zwei Anzeigevorrichtungen
gekuppelt. Bei Verstellung des Schleifkontaktes 33 wird Über eine Zahnstange 3.4
und ein Zabnrad 35 eine Welle 36 gedreht, auf welcher zwei Kurvenscheiben 37 und
38 sitzein. Die Kurvenscheiben ähneln einer logarithnnischen Spirale und sind der
Emissiions-Charalcteristik der beiden zugehörigen Röhren angepaßt. Über die Kurvenscheiben
sind Bänder oder Drähte 39 bizw. 40 geführt, die Über Rollen 41, 42 laufen und,
durch Federn 43, 44 (oder statt dessen Gewichte) dauernd gespannt gehalten werden.
An jedem dieser beiden Bänder oder Drähte isst ein Zeiger 45 b@zw. 46 befestigt,
der Über einer entsprechend eingestellten linearen Skala 4.7 bz,-,v. .48 gleitet.
In der übersetzung, die zwischen Schleifkontakt und Zeiger geschaltet ist, kommt
also die Emisisions-Charakter!istik der betreffenden Röhre, zum Ausdruck. Wird der
Schleifkontakt 33 des Re gelwiderstande!s 32 in. der gezeichneten Stellung nach
unten bewegt, so tritt bei kleinem Regelweg bereits eine beträchtliche Ano:denstromänd-crung
ein, Infolgedessen. muß di-e Anzeigevorrichtung einen verhältnismäßig großen. Weg
zurücklegen:. Isit der Schleifkontakt jedoch am unteren Teil des Regelwiderstandes
angekommen, so entspricht dem gleichen Regelweg nur eine kleine Änderung des Röhrenstromes.
Deshalb muß auch der Zeiger auf der Skala in diesem Regelbereich sich nur um eine
verhältnismäßig kleine Strecke weiterbewegen. Auch diese Regeleinrichtung gestattet
also, ebenso wie die der Abb. i, eine einwandfreie Voreinstel'lung und Voranzeige
des Anodenstromes: der Röhre. Die Einstellung der Zusatzwiderstände und des Regelwiderstandes
erfolgt grundsätzlich in derselben Art und Weise, wie, für die Abb. i beschrieben.
-
Bei der in Abb. 3 dargestellten Schaltung ist wie in Abb. 2 nur ein
Regelwiderstand 32 vorgesehen. Mit seinem Schleifkontakt 33 sind aber hier unmittelibar,
d. h. also ohne die Emis:sions-Charakteristik der verwendeten Röhren berücksichtigende
Übersetzungen, mehrere, und zwar beispielsweise wieder zwei Zeiger 5o" 51 gekuppelt,
die über zwei den zugehörigen; Röhren entsprechend eingeteilten .. Skalen. 52, 53
spielen,. Die Skalen sind nicht linear, sondern gemäß der Emissions-Charakteristik
der Röhren, also annähernd logarithmisch., unterteilt. Eine Voranzeige ist daher
nur schlecht möglich, weil bei den höheren Stromstärken die Werte- zu dicht beieinanderliegen.
Beim Eichen der Röhren wird ebenfalls, zunächst die Stellung der Zusatzwiderstände
31 und. 2:7 für die höchsten Stromstärken der beiden Röhren bei ausgeschaltetem
Regelwiderstand. 32 ermittelt; dann wird für jede Röhre die Stellung des Regelwiderstandes
32 festgestellt, bei der die Emission jeder Röhre nur 1/1o der gewählten Höchststromstärken
beträgt. Dies ergibt für jede Röhre eine bestimmte Regelstrecke. Diese Regelstrecke
ist nunmehr gemäß der Emission:s.-Charalcterilstilc der zugehÖrigen Röhre zu unterteilen,
und es ist dann möglich., auch jede Stromstärke zwischen der Höchststromstärke und
1/1o dieses Wertes für jede Röhre beliebig einzustellen.
-
Es gehören demnach zu jedem Röhrentyp eine bestimmte Einsteilung des,
zugehörigen Zusatzwiderstand-es und. andererseits eine bestimmte Regelstrecke, am
Regulierwiderstand. Dieser Reigelistrecke entspricht auch jeweils, die zugehörige-,
gemäß der Emiss ionis Charakteristik unterteilte Skala:.