-
Steuereinrichtung für die Regelung der Hochspannung an Röntgenröhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Betrieb von Röntgenröhren, bei
der die Regelung der Hochspannung mittels eines auf der Primärwicklung des Hochspannungstransformators
oder einem Vortransformatör bzw. entsprechenden Anzapfkontakten unter Motorantrieb
laufenden Regelgliedes erfolgt. Dabei ist es von Wichtigkeit, daß die Motorsteuerung
mit einfachen Mitteln schnell vor sich geht und mit Sicherheit die gewünschte Spannung
eingestellt wird. Besondere Bedeutung hat eine derartige Steuereinrichtung für Röntgenapparate,
bei denen erstrebt wird, alle oder wenigstens den größeren Teil aller für die Herstellung
einer Aufnahme erforderlichen Einstellungen durch einen einzigen, zweckmäßig in
Organen geeichten Regler vorzunehmen. Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe
eine neuartige Steuereinrichtung für die Regelung der Hochspannung an Röntgenröhren
mit auf der Primärwicklung des Hochspannungstransformators oder auf einem Vortransformator
bzw. entsprechenden. Anzapfkontakten unter Motorantrieb laufendem Regelglied vorgeschlagen,
bei der zwei gittergesteuerte Gas- oder Dampfentladungsröhren in Reihe mit je einem
den Motor zum Vor- oder Rücklauf einschaltenden Relais unter Berücksichtigung ihrer
Charakteristik entgegengesetzt gerichtet an eine Transformatorwicklung angeschlossen
sind und die beiden Gitter derart mit einer dem Hochspannungsregler zugeordneten
besonderen Spannungsquelle verbunden sind, daß beim Anlegen der Spannung an die
Steuereinrichtung die beiden
Röhren gerade noch sperren, heim Betätigen
eines beispielsweise einer Reihe von durch Organbezeichnungen, z. B. Lunge, Herz,
Magen usw., kenntlich gemachten, insbesondere durch Druckknöpfe zu be-,dienenden
Schaltern zugehörigen Steuerschalters dagegen eine der Röhren so lange stromdurchlässig
wird, bis die durch die Betätigung des Steuerschalters aufgetretene Spannungsdifferenz
durch Verschieben des Hochspannungsregelgliedes ausgeglichen ist. Die Spannungsdifferenz
wird vorteilhafterwense durch zwei zueinander parallel angeordnete Ohmsche Widerstände
oder Transformatorwicklungen geschaffen, von denen der eine mit einemam Hochspannungsregler
angebrachten, mit den beiden Gittern der Steuerröhre und zweckmäßigerweise über
einen Hochohmwiderstand mit der Mittelan.zapfung der als Spannungsquelle für die
Steuerröhre dienenden Transformatorwicklung verbundenen Schleifkontakt versehen
ist, der andere der für jedes einzelne Organ gewünschten Spannung entsprechende
Anzapfungen besitzt, die über die Steuerschalter mit der gleichen Mittelanzapfung
verbunden sind.
-
Zum Stand der Technik ist festzustellen, daß bei einer Einrichtung
zum Betrieb von Röntgenröhren, bei der die Regelung der Hochspannung durch Motorantrieb
erfolgt, bereits vorgeschlagen ist, für die Steuerung des Motors die für Fernsteuerung
bereits entwickelten Einrichtungen zu benutzen. In der Fernsteuertechnik ist es
aber bekannt, zwei an Wechselspannung angeschlossene, entgegengesetzt geschaltete
Steuerröhren zu verwenden, von denen <die eine den Vorlauf und die andere den
Rücklauf des Motors so lange einschaltet, bis die dadurch hervorgerufene Verstellung
die zum Zünden der stromführenden Steuerröhre erforderliche Gitterspannung zum Verschwinden
gebracht hat. Diesen bekannten Einrichtungen gegenüber ist die besondere Schaltung
nach der Erfindung neu und für die Regelung der Hochspannung an Röntgenröhren besonders
vorteilhaft, da die Motorsteuerung mit einfachen Mitteln äußerst schnell vor sich
geht und dann mit Sicherheit die gewünschte Spannung vorhanden ist.
-
Zur Anpassung der Röhrenspannung an verschieden starke Personen können
an den beiden Enden des angezapften Ohmschen Widerstandes weitere Anzapfungen kleiner
Unterteilung angebracht und die zugehörigen Anzapfungswähler so geschaltet und miteinander
gekuppelt sein, daß unter leitender Verbindung jedes Wählers mit dem zugehörigen
Widerstandsende das zwischen ihnen liegende Widerstandsstück bei allen Einstellungen
die gleiche Größe besitzt, also nur eine Potentialverschiebung am Widerstand erfolgt.
Auch zur Bedienung dieses Anpassungsreglers können Druckknopfschalter vorgesehen
sein.
-
Die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung wird in vorteilhafter Weise
derart weitergebildet, daß der angezapfte Ohmsche Widerstand an eine konstaaite
Wechselspannung gelegt wird, so,daß bei der Hochspannungsregelung zwangsläufig auch
Netzspannungsschwankungen ausgeglichen werden. Die konstante `Wechselspannung kann
durch an sich bekannte Mittel beliebig erzeugt werden. Es muß nur dafür gesorgt
sein, daß Netzspannung und konstante Wechselspannung gleichphasig ,sind. Es empfiehlt
sich für den vorliegenden Zweck besonders ein Eisen-Wasserstoff-Widerstand, der
mit dem angezapften Ohn eschen Widerstand in Reihe geschaltet wird. Phasenverschiebungen
und Verzerrungen treten nicht auf. Vor allem spricht der Widerstand infolge seiner
Trägheit auf die dauernd vorhandenen kurzzeitigen kleinen Netzschwankungen nicht
an, so daß die Steuereinrichtung vollkommen ruhig arbeitet.
-
Durch die Erfindung ist also eine Einrichtung geschaffen, bei der
der Ausgleich der Netzspannungsschwankungen, die Einstellung der für jedes Organ
gewünschten Röhrenspannung und die Anpassung der Spannung an verschieden starke
Personen durch die gleiche Regelvorrichtung erfolgen.
-
Eine Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ist beispielsweise .in
den Abbildungen schematisch dargestellt.
-
Abb. i zeigt die Gesamtschaltung, Abb. 2 eine vorteilhafte Zusatzeinrichtung.
-
Die Röntgenröhre i ist an die Sekundärwicklung 2 eines Hochspannungstransformators
angeschlossen, dessen Primärwicklung 3 zur Veränderung der Röhrenspannung mit einer
Reihe von Anzapfungen versehen ist. Die Anzapfungen sind mit den Kontakten 4 verbunden,
über die unter Antrieb des Motors 5 ein Schleifkontakt 6 läuft. An dem auf der Achse
7 des Motors 5 sitzenden Träger 8 des Schleifkontakts 6 ist ein Hilfskontakt g angebracht.
Der Hilfskontakt g gleitet bei der Verstellung des Regelgliedes über einen Ohm.schen
Widerstand io, der an die Netzspannung angeschlossen ist. Parallel zu dem Ohmschen
Widerstand io liegt ein zweiter Ohmscher Widerstand i i in Reihe mit einem Eisen-Wasserstoff-Widerstand
12, durch den bewirkt wird, daß an dem Ohmschen Widerstand i i unabhängig von Netzschwankungen
eine konstante Wechselspannung vorhanden ist. Der Widerstand i i ist mit der für
die einzelnen Organe gewünschten Röhrenspannung entsprechenden Anzapfungen versehen,
die über je einen Druckknopfschalter 13 mit der Mittelanzapfung einer. Transformatorwicklung
14 verbunden sind, die als Stromquelle für die beiden Steuerröhren 15, 16
dient. DieSteuerröhren sind entgegengesetzt gerichtet an die Wicklung 1q. angeschlossen:
Die beiden Anoden liegen über die Magnetspule je eines Steuerrelais 17, 18
für den Motor an den beiden Enden der Wicklung i4., die M-ittelanzapfung der Wicklung
14 ist über einen Hochohmwiderstand i9 mit den beiden Gittern der Steuerröhren und
dem Schleeifkontakt g (des Ohmschen Widerstandes io verbunden, die Kathoden der
Steuerröhren sind in einem derartigen Abstand von der Mittelanzapfung an die Wicklung
14 angeschlossen, daß bei Anliegen positiver Spannung an der Anode das Gitter eine
so große negative Spannung gegenüber der Kathode aufweist, daß die Röhre gerade
noch sperrt. Die Anschlüsse der Kathoden sind zwecks Anpassung an die Charakteristik
jeder Steuerröhre zweckmäßigerweise längs der Wicklung 14 verstellbar. Die
Arbeitskontakte
der Relais 17, 18 liegen parallel zueinander im Stromkreis des Motors 5, so daß
der Motor während der Dauer der Stromdurchlässigkeit eine der Steuerröhren vorwärts
oder rückwärts läuft und dabei den Schleifkontakt 6 längs der Anzapfkontakte .4
des Hochspannungstransformators verschiebt.
-
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist folgende: Wird Spannung
an die Steuereinrichtung gelegt, so nehmen .die Gitter der Steuerröhren und die
Mittelanzapfung der Wicklung 14. ein Potential entsprechend der jeweiligen Einstellung
des Schleifkontakts 9 am Widerstand io an, und die weitere Spannungsverteilung an
den Steuerröhren ist so, daß beide Steuerröhren sperren. Soll nun für die Röntgenaufnahme
irgendeines Körperteils die Röhrenspannung eingestellt werden, so wird der mit der
betreffenden Organbezeichnung kenntlich gemachte Druckknopf 13 heruntergedrückt.
Die zwischen der zugehörigen Anzapfung des Widerstandes i i und der Einstellung
des Schleifkontaktes 9 am Widerstand io bestehende Spannungsdifferenz macht eine
der Steuerröhren stromdurchlässig und setzt den Motor 5 in Richtung einer Verminderung
-der Spannungsdifferenz in Tätigkeit. Sobald der Träger 8 der Schleifkontakte 6
und 9 sich auf der Motorachse 7 so weit verschoben hat, d@aß die Spannungsdifferenz
zwischen der durch den gewählten Druckknopf 13 bestimmten Anzapfung des Widerstandes
i i und dem Schleifkontakt 9 praktisch gleich Null geworden ist, spricht die betreffende
Steuerröhre beim nächsten Wechsel mit positiver Anode nicht mehr an, der Motor bleibt
stehen, die Einstellung ist beendet, Da am Widerstand i i eine von Netzspannungsschwankungen
unabhängige konstante Wechselspannung liegt, geht in die Spannungs'differenz zwischen
dem Schleifkontakt 9 und der gewählten Anzapfung des Widerstandes i i immer eine
etwaige Netzspannungsdifferenz ein und wird zwangsläufig bei der Einstellung ausgeglichen.
-
Um eine Anpassung der Röhrenspannung an verschieden stärke Untersuchungspersonen
zu ermöglichen, sind an beiden Enden des Ohmschen Widerstandes i i Anzapfungen 2o
kleiner Unterteilung mit je einem A:nzapfungswähler 21 vorhanden, die beide derart
miteinander gekuppelt sind, daß unter leitender Verbindung jedes Anzapfungswählers
mit dem zugehörigen Ende des Widerstandes i i das zwischen den beiden Wählern liegende
Widerstandsstück bei allen Einstellungen die gleiche Größe besitzt. Es erfolgt also
durch diesen Anpassungsregler nur eine Potentialverschiebung längs des Widerstandes
i i, die natürlich durch die auftretende Spannungsdifferenz gegenüber dem Schleifkontakt
9 eine -weitere Verstellung des Regelgliedes 8 und damit des Schleifkontakts 6 längs
der Primärwicklung 3 des Hochspannungstransformators zur Folge hat.
-
Die Abgriffe am Widerstand i i können selbstverständlich verschiebbar
ausgebildet sein, um die Möglichkeit zu haben, jede beliebige Spannung einstellen
zu können. Auch hei der Primärwicklung 3 des Hochspannungstransformators kann an
Stelle der Stufenregelung eine stetige Regelung vorgesehen sein.
-
Bei Stufenregelung des Hochspannungstransformators muß Vorsorge getroffen
sein, daß der Schleifkontakt 6 bei Nichtwiederanspreclien der betreffenden Steuerröhre
nicht gerade zwischen den Kontakten .4 stehenbleibt. Zu diesem Zweck ist gemäß Abb.
2 den Anzapfkontakten .1. ein Stufenträger 22 zugeordnet und am Regelglied 8 je
ein parallel zu den Relais 17 und 18 liegendes Schaltkontaktpaar 23 mit auf jeweils
ein Kontaktpaar wirkendem Hebel 24 angebracht. Beide Teile sind einander derart
zugeordnet, däß bei Nichtwiederaasprechen der Steuerröhre der Motorstromkreis so
lange geschlossen bleibt, bis der Schleifkontakt 6 über den Zwischenraum zwischen
den einzelnen Kontakten .4 hinweggelaufen ist und sich genau auf einen Anzapfkontakt
eingestellt hat.