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Röntgenapparat mit Einstellvorrichtungen für die Röntgenröhrenspannung
und/oder den Röntgenröhrenstrom Es sind bereits Röntgenapparate mit Einstellvorrichtungen
für die Röntgenröhrenspannung und den Röntgenröhrenstrom bekannt, bei denen die
Röntgenröhrenspannung durch ein sogenanntes Kilovoltmeter angezeigt wird und bei
denen zur Berücksichtigung der durch den Röhrenstrom auftretenden Spannungsabfälle
Vorschaltwiderstände vor das Kilovoltmeter derart geschaltet werden, daß in Abhängigkeit
von dem gewählten Röhrenstrom die wirkliche Röhrenspannung bereits vorangezeigt
wird. Eine solche Einrichtung berücksichtigt lediglich die inneren Abfälle des Röntgenapparates.
Sie hat weiter den Nachteil, daß durch Verwendung eines Meßinstrumentes für die
Anzeige der Röhrenspannung lediglich die sich ergebende Röhrenspannung abgelesen
werden kann. Eine Steuerung irgendwelcher weiterer Anzeige- oder Regelvorrichtungen
im Röntgenapparat durch das Kilovoltmeter ist dabei nicht möglich. Die Erfindung
hat sich die Aufgabe gestellt, eine einfache, billige und betriebssichere Lösung
anzugeben, die es erlaubt, von der Einstellvorrichtung für die Röntgenröhrenspannung
und/oder den Röntgenröhrenstrom übertragungsglieder, wie Kurven bzw. Übersetzungen,
derart zu steuern, daß die bei einer Verstellung einer oder beider Einstellvorrichtungen
auftretenden
zusätzlichen Änderungen der Röhrenspannung und/oder
des Röntgenröhrenstromes wirkungslos gemacht werden.
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Die Erfindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Röntgenapparate
verwendet werden, die mit einem Überlastungsschutz für die Röntgenröhre ausgerüstet
sind.
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In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
schematisch dargestellt. Abb. i zeigt die Einstellvorrichtungen für den Aufnahmekreis
eines Röntgenapparates, bestehend aus drei Handrädern, von denen das Rad i i zur
Steuerung der Röhrenspannung, das Rad 12 zur Steuerung des Milliamperesekundenproduktes,
und das Rad 13 z.ur Steuerung des Röhrenstromes, dient. Mit den Rädern: i i und.
12 werden- die beiden: bildgebenden Faktoren: für eine Rö#ntgena#ufn:ahme: eingestellt,
mit dem Rad 13 dagegen. kann die Höhe der Ausnutzung der verwexideten Röntgenröhre
gewählt werden. Zur Anzeige der mit den vorerwähnten drei Handrädern eingestellten
Werte dienen die Skalen 14 für die Röhrenspannung, 15 für die Milliamperesekundenzähl
und 16 für den Röhrenstrom. Die Skalen selbst sind auf Trommeln befestigt, die auf
einer strichpunktiert angedeuteten Achse 17 drehbar sind. Von den Handrädern 11,
12 und 13 werden unmittelbar die elektrischen Regelvorrichtungen für die betreffenden
Größen betätigt. Die Skalentrommeln 14, 15 und 16 sind mit den Antriebsachsen 18,
i9 und 2o über Seilzüge 2i, 22 und 23 verbunden. Die Skalen selbst haben logarithmischen
Verlauf. Wenn die elektrischen Reguliervorrichtungen selbst keinen logarithmischen
Verlauf haben, müssen Kurven oder Übersetzungen zwischengeschaltet werden, die die
Drehung der z. B. einem linearen Gesetz folgenden Antriebswelle in das logarithmische
übersetzen. In der Abbildung ist bei der Spannungsregulierung eine solche Kurve
24 vorgesehen.
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An der Skalentrommel 14 für die Röhrenspannung ist noch eine Kurve
25 befestigt, auf der die Abtastrolle 26 eines Hebels 27 gleitet. Wird das Handrad
i i verstellt, dann dreht sich auch die Skalentrommel 14 auf den jeweils eingestellten
Spannungswert. Gleichzeitig wird der Hebel 27 durch die Kurve 25 geschwenkt. An
dem Ende des Hebels 27 sitzt noch eine Seilrolle 28, über die das Seil 23 für die
Anzeige des Röhrenstromes 16 geführt ist. Zur Umlenkung des Seiles 23 sind noch
zwei feste Rollen 29 angebracht. Man sieht aus dieser Abbildung, daß bei einer Verstellung
der Spannungsregulierung i i zwangläufig auch eine Beeinflussung der Anzeige des
Röhrenstromes 16 die Folge ist. Dies ist dann von Vorteil, wenn Röntgenröhren mit
einem sogenannten großen Durchgriff verwendet werden, bei denen der Röhrenstrom
sich neben der Abhängigkeit von der Einstellung der Temperatur in der Glühkathode
auch noch zusätzlich in Abhängigkeit von der eingestellten Röhrenspannung verändert.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, durch den Hebel 27 nicht die Anzeige der Skalentrommel
16 zu beeinflussen, sondern direkt eine elektrische Reguliervorrichtung, z. B. einen
Widerstand oder eine Drossel, zu verstellen. Diese elektrische Reguliervorrichtung
wird dann in den Heizstromkreis für die Röntgenröhre derart eingeschaltet, daß der
wirkliche Röhrenstrom dem an der Skala 16 eingestellten Röhrenstrom entspricht.
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Will man die in den Röntgenapparat bzw. in dem Netz auftretenden Spannungsabfälle,
die in Abhängigkeit von dem eingestellten Röhrenstrom auftreten, berücksichtigen,
so bringt man an der Skalentrommel 16 für den Röhrenstrom noch eine Kurve 3o an,
die über eine Abtastrolle 31 einen Hebel 32 verstellt. Der Hebel wird durch eine
Feder 33 immer gegen die Kurve 30 gezogen. Am Ende des Hebels 32 sitzt eine
Seilrolle 34, über die das Seil :2i zur Anzeige der von dem Handrad ii eingestellten
Röhrenspannung an der Skalentrommel 14 geführt wird. Verändert man den Röhrenstrom
durch Drehen des Handrades 13, dann wird durch die zwangläufige Drehung der Skalentrommel
16 der Hebel 32 über die Kurve 30 entsprechend bewegt, und es erfolgt demzufolge
eine Veränderung in der Anzeige der wirklichen Röhrenspannung an der Skalentrommel
14, die dem auftretenden Spannungsabfall im Apparat und Netz entspricht.
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Wie Abb. 2 zeigt, kann man auch diese Beeinflussung so durchbilden,
daß bei einer Veränderung des Röhrenstromes nicht die auftretenden Spannungsabfälle
sich als eine Änderung der eingestellten Röhrenspannung bemerkbar machen, sondern
daß die Röhrenspannung fest eingestellt wird und die entsprechende Korrektur durch
eine Nachregulierung an dem Regler für die Aufnahmespannung erfolgt. In einem solchen
Fall wird durch das Handrad ii für die Spannungsregulierung durch die Achse 35 die
Skalentrommel 14 für die Aufnahmespannung direkt verstellt. Natürlich können auch
hier Zwischenglieder, wie logarithmische Kurven u. dgl., zwischengeschaltet werden.
An einem Reguliertransformator 36 schleift eine Kontaktrolle 37 zur Einstellung
der Röntgenröhrenspannung. Der Hochspannungstransformator selbst wird bei 38 angeschlossen.
Die Kontaktrolle 37 wird über ein Seil 39 von dem Handrad i i verstellt. Ein Gewicht
4o dient dazu, das Seil 39 immer gespannt zu halten. Tritt nun eine Änderung des
Röhrenstromes ein, dann verstellt der Hebel 32 über die Seilrolle 34 zusätzlich
die Kontaktrolle 37 derart, daß die an der Röntgenröhre liegende Spannung auch trotz
Änderung des Röhrenstromes konstant bleibt.
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Je nach dem verwendeten Regulierprinzip für den Hochspannungstransformator
ändern sich die auftretenden Spannungsabfälle an der Röntgenröhre, die in Abhängigkeit
von dem eingestellten Röhrenstrom auftreten, zum Teil proportional zu dem Röhrenstrom,
zum Teil aber auch proportional zur Röhrenleistung. Auch die sich proportional zur
Röhrenleistung ergebenden Spannungsabfälle können berücksichtigt werden. In Abb.
i ist an der Skalentrommel 14 für die Röhrenspannung und an der Skalentrommel 16
für den Röhrenstrom je ein Ende eines Seiles 41 befestigt, das über Umlenkrollen
29
über eine Seilrolle 42 geführt ist. Die Seilrolle 42 sitzt auf einem Differentialschieber
43, dessen Stellung dem jeweiligen Produkt aus der eingestellten Röhrenspannung
und dem eingestellten Röhrenstrom entspricht. Mit anderen Worten gesagt, entspricht
die Stellung des Schiebers 43 der jeweils eingestellten Röhrenleistung. Bringt man
nun an dem Schieber 43 eine Kurve .1.1 an, auf der die Abtastrolle 45 eines Winkelhebels
46 läuft, und wählt man die Steigerung der Kurve 4.1. so, daß sie den in Abhängigkeit
von der Röhrenleistung auftretenden Spannungsabfällen entspricht, so kann man zur
Beeinflussung der Anzeige der wirklichen Röhrenspannung an dem anderen Ende des
Winkelhebels 46 eine Seilrolle 47 befestigen, über die ebenfalls das Seil 21 für
die Spannungsanzeige auf der Skalentrommel 14geführt wird. Bei der Verstellung eines
oder beider die Röhrenleistung bestimmenden Faktoren., d. h. der Handräder i i und
13, zeigt also die Skalentrommel 14 stets die wirkliche, an der Röntgenröhre liegende
Spannung unter Berücksichtigung der bei der eingestellten Röhrenleistung auftretenden
Spannungsabfälle an. Der Differentialschieber 43 wird durch ein Gegengewicht 48,
welches über ein Seil 49 an dem Schieber angreift, immer nach links gezogen.
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Wie Abb. 2 zeigt, kann man die an dem Winkelhebel 46 sitzende Seilrolle
47 auch so wirken lassen, daß bei einer eingestellten festen Röhrenspannung bei
einer Veränderung der Röhrenleistung die Kontakteinrichtung 37 so verstellt wird,
daß die wirkliche Röhrenspannung der vorangezeigten Röhrenspannung entspricht.
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Bei der Dimensionierung der Übertragungsglieder ist zu beachten, daß
für den Fall, daß die Spannungsabfälle im Netz mit berücksichtigt werden sollen,
noch Verstellmöglichkeiten vorgesehen werden müssen, die die Anpassung der Übertragungsglieder
an den jeweils vorhandenen Kurzschlußwiderstand des Netzes gestatten. Zu diesem
Zweck ist in Abb. i die Kurve 4.4 an dem Differentialschieber 43 verschiebbar gelagert.
Man kann auf der Kurve 44 eine Skala 5o anbringen, die entsprechend den verschiedenen
Kurzschlußwiderständen des Netzes geeicht wird. Die Ablesung der Skala 5o erfolgt
dann über einen an dem Differentialschieber 43 befestigten Zeiger 51. Die relative
Verstellung -der Kurve 4.4. zum Differentialschieber 43 braucht nur einmal bei der
Aufstellung des Röntgenapparates an ein vorhandenes Netz vorgenommen zu werden.
Es ist aber auch möglich, die Kurven .14 auswechselbar zu gestalten und für jeden
vorhandenen anderen Netzwiderstand eine diesem zugeordnete Kurve einzusetzen. In
ähnlicher Weise kann man auch mit der Kurve 3o an der mA-Skalentrommel verfahren.
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Verwendet man verschiedene Röntgenröhren, bei denen die Änderung des
Röhrenstromes in Abhängigkeit von der Röhrenspannung verschiedenen Gesetzen folgt,
so kann man auch die Kurven : 5 auswechselbar oder einstellbar ausbilden. Es ist
auch möglich, von vornherein mehrere dieser Kurven vorzusehen und dieselben beim
Einschalten einer anderen Röntgenröhre mit dem Arbeitsplatzwähler entsprechend umzuschalten.
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Der Differentialschieber 43, dessen Stellung der tvirklichen Röhrenleistung
entspricht, kann auch gleichzeitig mit einem Überlastungsschutz für die Röntgenröhre
zusammenarbeiten, wie dies in Abb. i ebenfalls gezeigt ist. Zu diesem Zweck ist
die Ska,lentrommel 15 für die Anzeige der Milliampere!-sekunden, a,ls drittes Glied,
(Differen:tia,ligl,ie,d) eines Differentials ausgebtildet, dessen erstes. Glied.
die Skailentrommel 16 für den Röhrenstrom. und dessen zweites Glied eine Skalentrommel
52 für die Zeit ist. Die Skalentrommel 52 zeigt: dann. die, jeweils eingestellte.
Zeit an, die sich bei Einstellung einer bestimmten Milliamperesekunden- und Milliamperezahl
ergibt. Die Stellung der Zeittrommel 52 wird über ein Seil 53 auf eine Walze 54
übertragen. Auf der Walze 54 sitzt eine von einer Kurve begrenzte Fläche 55, die
der Zeit-Leistungs-Charakteristik der verwendeten Röntgenröhre, d. h. dem Röhrennomogramm,
entspricht. Durch Zusammenarbeiten des Differentialschiebers 43 mit der Fläche 55
erhält man einenÜberlastungsschutz für die Röntgenröhre. Die zulässige Leistung
ist dann überschritten, wenn der Zeiger 56 links außerhalb der die Fläche 55 begrenzenden
Kurve zu stehen kommt. Bildet man die Fläche 55 als eine leitende Metallfläche aus,
die auf einer isolierten Walze 54 sitzt, und verwendet man den Zeiger 56 als Kontakt,
dann kann man über die Fläche 55 und den Zeiger 56 einen Strom schicken, der bei
seiner Unterbrechung den Röntgenapparat blockiert und somit die Röntgenröhre gegen
Überlastungen schützt.
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Die vorbeschriebene Einrichtung hat den Vorteil, daß alle eingestellten
Größen bereits vor Einschalten der Röntgenröhre die beim Betrieb der Röntgenröhre
wirklich auftretenden Werte voranzeigen. In Verbindung mit einem Überlastungsschutz
für die Röntgenröhre ergibt sich der weitere Vorteil, daß ein Arbeiten mit den optimalen
Werten möglich ist, weil ja immer mit den nach Einschalten der Röntgenröhre wirklich
auftretenden Werten bereits im voraus gerechnet wird.
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Folgt beispielsweise der Spannungsrückgang der wirklichen Röhrenleistung,
dann wird das Verhältnis ein prozentuales sein. Zum Beispiel wird bei einer Röhrenleistung
von io kW der Spannungsabfall 5"/o betragen und bei einer Röhrenleistung von 3o
kW 151/o. Dieser prozentuale Spannungsrückgang ist dann unabhängig von der jeweils
gewählten Röhrenspannung. Um dieser Erscheinung gerecht zu werden, wird zweckmäßig
das von den Übertragungsgliedern beeinflußte Element, z. B. das Seil 21 in Abb.
i, so ausgebildet, daß es bei seiner Verstellung einem logarithmischen Gesetz folgt.
Es genügt dann, bei der Röhrenleistung von io kW den Schwenkhebel 46 bzw. die Seilrollen
47 um eine Strecke a zu verstellen. Die Strecke a muß das Seil 21
um eine Strecke verstellen, die einer Spannungsänderung von 5 % im logarithmischen
Maßstab entspricht. Erhöht man dann die Leistung auf beispielsweise 30 kW,
dann wird die Seilrolle 47
um eine Strecke b verschoben, die -das
Seil 21 so weit nachstellt, daß die Längenänderung des Seiles einer Wegstrecke von
i5 °/o im logarithmischen Maßstab entspricht. Es ist dann gleichgültig, ob an der
Skala 14 eine Spannung von 5o oder von ioo kV eingestellt ist. Bei einer Leistung
von 3o kW wird die Korrektur der Spannungseinstellung stets einem Wert von 15 °/o
entsprechen.
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Durch die Anzeige der wirklichen Röhrenspannung ist es auch möglich,
an der Trommel 14 noch weitere Blockierkontakte anzubringen, die den Röntgenapparat
beim Überschreiten der für die angeschlois:sene Röntgenrühre höchstzulässigen Röhrenspannung
blockieren. Bei Verwendung verschiedener Röntgenröhrentypen können auch mehrere
dieser Blockiereinrichtungen vorgesehen werden, die mit dem Arbeitsplatzwähler so
umgeschaltet werden, daß die Spannungsblockierung jedesmal der gewählten Röntgenröhre
angepaßt ist.