DE933769C - Anordnung zur Bestimmung der elektrischen Leistung eines Kurzwellen- oder Ultrakurzwellen-Generators - Google Patents

Description

• .Anordnung zur Bestimmung der elektrischen Leistung eines Kurzwellen- oder Ultrakurzwellen-Generators Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung elektrischer Leistung, die mit Hilfe eines einzigen, die Leistung direkt anzeigenden Strommessers arbeitet, und bezieht sich auf die Messung der von einem Kurzwellen- oder Ultrakurzwellen-Generator an einen Lastkreis abgegebenen Leistung. Es ist das Ziel der Erfindung, Mittel anzugeben, die bei einfacher Bedienung des Gerätes eine zuverlässige und genaue direkte Ablesung dieser Leistung gestatten. Die Erfindung sei am Beispiel einer Anordnung zur Messung der von dem Generator eines Kurzwellen- oder Ultrakurzwellen-Diathermiegerätes an den Patientenkreis abgegebenen Leistung dargestellt.
• Zur Messung der durch das Produkt aus Spannung U, Strom I und dem Leistungsfaktor cos 9p gegebenen Hochfrequenzleistung N = U - I - cos 9p gibt es ein direkt anzeigendes Verfahren, das auf der Produktbildung von U und I mit Hilfe von quadratischen Gleichrichtern beruht. Dieses Verfahren ist jedoch bei kleinen Werten von cos 9p sehr ungenau. Man kann jedoch, abgesehen von der bekannten Verwendung von Thermoumformern, auch in Kurzwellen- oder Ultrakurzwellensystemen mit der Messung der Absolutwerte von Strom und Spannung auskommen, wenn man diese Größen an einem Wattpunkt der Schaltung entnimmt. Auch dann ist aber die Ablesung an einem einfachen Strom- oder Spannungsmesser noch nicht möglich.
• Die Schaltungsanordnung, in der dies möglich ist, verwendet zwei Meßkreise, von denen der eine einen der Spannung, der andere einen dem Strom proportionalen Strom führt. Nach der Erfindung werden diese Größen getrennt gleichgerichtet und wahlweise einem den beiden Gleichrichterkreisen gemeinsam zugeordneten Meßinstrument zugeführt, und zwar in jedem Kreis über je einen veränderbaren Widerstand, die so geregelt werden, daß das Produkt ihrer Werte zwangläufig konstant gehalten wird. Ferner gibt man dem Meßinstrument für eine der Größen einen Eichwert, auf den durch die Widerstände eingeregelt wird: dann zeigt das Instrument nach Umschaltung auf die andere Größe die Leistung des Generators direkt an.
• Die Multiplikation von U und I geschieht dann auf folgende Weise: U" und Ui seien zwei Meßspannungen, die den zu messenden Größen U und I proportional sind und die mit Hilfe von Spannungsteiler und Stromwandler aus dem Hochfrequenzkreis abgeleitet werden. i" und ii sind die Ströme in den Gleichrichterkreisen. Bei C-Gleichrichtern im gradlinigen Teil der Kennlinie ist wobei R1 und R2 die Widerstände in den Gleichrichterkreisen sind. Macht man R1 . R2 = konstant, so ergibt sich die Leistung zu wobei K1 ein konstanter Proportionalitätsfaktor ist. Hält man hierin konstant, so wird N - K2 ' iu, d. h., die Leistung ist dem Strom i" proportional, der an einem einfachen Strommesser abgelesen werden kann. K2 ist wieder ein Proportionalitätsfaktor.
• Das Produkt R1 . R2 wird konstant gehalten z. B. durch zwei auf einer Achse sitzende, gegenläufig logarithmische Regelwiderstände, der Wert von i1 zweckmäßig durch Einstellung dieses Stromes auf eine Marke des Instrumentes mit Hilfe von R2. Ein Umschalter für das Instrument kann mit der Achse der Regelwiderstände einstellbar gekuppelt werden.
• Bei der Messung wird zunächst der Strom il in dem einen Kreis durch dessen Regelwiderstand auf seinen konstanten Wert eingestellt, wobei gleichzeitig der Regelwiderstand in dem anderen Kreis derart verstellt wird, daß das Produkt aus den Widerstandswerten beider Kreise unverändert bleibt.. Danach wird das Instrument umgeschaltet und der im anderen Kreis fließende Strom i" direkt an seiner in Leistungseinheiten geeichten Skala abgelesen.
• Die in der Figur dargestellte Schaltung zeigt als Beispiel die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung auf ein Hochfrequenz-Diathermiegerät.
• Ein Kurzwellengenerator üblicher Schaltung enthält die Röhre i. An dem Ausgang des Generators ist über einen Kondensator 2 die zum Behandlungsobjekt führende Leitung angekoppelt. Im Gerät liegt . noch ein Abstimmkondensator 3, der nach Auflegen der Elektroden 4 an das Behandlungsobjekt 5 eine Abstimmung des Patientenkreises ermöglicht. Ein für die Meßänordnung benötigter Wattpunkt liegt auf der Leitung vom Gerät zum Patientenkreis. Der ändert aber seine Lage mit dem Patientenwiderstand und ist daher nicht brauchbar. Ein zweiter Wattpunkt liegt unmittelbar am Generator bzw. - bei schwacher Ankopplung des Belastungskreises - an dem Ankopplung skondensator zwischen dem Generator und der zum Patienten führenden Leitung. Dort werden die für die Meßanordnung 6 benötigten Größen abgegriffen. Ein Teil der Hochfrequenzspannung wird an dem kapazitiven Spannungsteiler 8 und 9 abgegriffen und in dem Gleichrichter io gleichgerichtet. Ein Meßwandler i i ist über einen Kondensator 12 an eine zweite-Gleichrichterstrecke derselben Röhre io angeschlossen, so daß in diesem Gleichrichterkreis ein Gleichstrom il fließt, welcher dem den Meßwandler durchsetzenden Hochfrequenzstrom proportional ist. Der Gleichrichter io hat eine lineare Kennlinie. In den Gleichrichterkreisen sind Regelwiderstände 13 und 14 angeordnet, ferner ein Gleichstrommesser 16, der über einen Schalter 15 wahlweise in einen der beiden Gleichrichterkreise eingeschaltet werden kann. Der Schalter 15 ist zweckmäßig als Zug-Druck-Schalter mit dem Drehknopf für die Widerstände 13 und 14 mechanisch gekoppelt.
• Bei der Messung wird zweckmäßig erst der Patientenkreis nach dem Instrument auf maximalen Strom i" abgestimmt, denn nach Umlegen des Schalters 1-5 ist der Strom ii auf eine Marke am Instrument 16 eingeregelt und schließlich nach nochmaligem Umschalten ohne weitere Veränderung der Widerstandseinstellung an seiner Skala die Leistung direkt abzulesen.
• Diese Leistung entspricht jedoch nur angenähert der vom Patienten aufgenommenen Leistung, denn die Zuleitungen verbrauchen einen Teil der Leistung, und überdies geht auch noch Strahlungsleistung verloren, so daß der auf diese Weise ermittelte Leistungswert um diese Verlustleistungen zu groß ist.
• Aus der am Wattpunkt bestimmten Leistung ist die im Behandlungsobjekt verbrauchte Leistung überall da leicht zu ermitteln, wo die auf dem Weg zum Behandlungsobjekt abgestrahlte und verlorengehende Leistung konstant bleibt. Ist jedoch diese Verlustleistung veränderlich, dann ist es zweckmäßig, eine Korrektur der Leistungsmessung, z. B. durch automatische Differenzbildung von Gesamtleistung und erfaßbaren Anteilen der Verlustleistung, vorzunehmen. Einrichtungen dieser Art gehören jedoch nicht zum Gegenstand der Erfindung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Bestimmung der elektrischen Leistung eines Kurzwellen- oder Ultrakurzwellen-Generators, insbesondere eines Diathermiegenerators aus dem Produkt der an einem Wattpunkt der Schaltung vorhandenen Hochfrequenzspannung und des -stromes, dadurch gekennzeichnet, daß diese Größen getrennt gleichgerichtet und wahlweise einem den beiden Gleichrichterkreisen gemeinsam zugeordneten Meßinstrument zugeführt werden, und zwar in jedem Kreis über je einen veränderbaren Widerstand, die so geregelt werden, daß das Produkt ihrer Werte zwangläufig konstant gehalten wird, und dadurch, daß das Meßinstrument für eine der Größen einen Eichwert aufweist, nach dessen Einregelung durch die Widerstände das Instrument, auf die andere Größe umgeschaltet, die Leistung des Generators direkt anzeigt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei auf einer Achse sitzende, gegenläufig logarithmische Regelwiderstände (13,4).
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Umschalter (i5) für das Meßinstrument mit der Achse der Regelwiderstände einstellbar gekoppelt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 323 136; Kongreßheft zum »Internationalen Kongreß für Kurzwellen in Physik, Biologie und Medizin«, Wien 1937, S. 142, 43, i5o bis 155; Zeitschrift »Elektrotechnik und Maschinenbau«, Bd. 55, 1937, Heft 38; Fritsch und Schubart: »Einführung in die Kurzwellentherapie«, 1935, S. 25 bis 30; O. Zinke: »Hochfrequenz-Meßtechnik«, 1947, S. 124 und 125; Philips Technische Rundschau, 1942, S. 147 bis i52.