DE977468C - Roentgenapparat mit getrennt einstellbarem Spannungswaehler und Zeitwaehler - Google Patents

Description

Es sind Röntgenapparat^ bekannt mit getrennt einstellbarem Spannungswähler und Zeitwähler, bei denen durch diese Einstell vorrichtungen der Röhrenstrom jeweils entsprechend dem Belastungsnomogramm zwangläufig eingestellt wird. Dabei ist zu beachten, daß die mit dem Spannungswähler eingestellte Röhrenspannung nicht ohne weiteres mit der tatsächlich an der Röhre liegenden Spannung übereinstimmt, da während der Belastung ein beträchtlicher Spannungabfall im Apparat und im Speisenetz eintritt.

Man hat bereits den Ausgleich des Spannungsverlustes dadurch herbeizuführen versucht, daß eine vom Röhrenstrom abhängige Zusatzspannung eingeschaltet wird. Außer dem in Abhängigkeit vom Röhrenstrom auftretenden Spannungsverlust im Apparat ist noch der von der Belastung des Netzes abhängige Spannungsverlust wirksam, und eine Einrichtung der bekannten Art zur Erzielung der erforderlichen Kompensationsspannung in Abhängigkeit vom Röhrenstrom erfordert eine Reihe von Schaltelementen und ist daher nur mit erheblichem Aufwand herzustellen.

Eine wesentliche Erleichterung der Spannungseinstellung unter Berücksichtigung des Spannungs-Verlustes bei einem Apparat der oben beschriebenen Art ergibt sich aus folgender Überlegung:

Die Belastbarkeit einer Röhre ist eine eindeutige Funktion von Strom, Spannung und Zeit. Für jede Röhre sind daher nur zwei dieser Größen will-

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kürlich wählbar, beispielsweise Spannung und Zeit. Durch die Wahl von Spannung und Zeit ergibt sich zwangläufig eine eindeutig bestimmte Stromstärke, nämlich diejenige, die bei der betreffenden Spannung während der vorbestimmten Zeit von der Röhre vertragen werden kann. Der Spannungsabfall der Apparatur nebst Zuleitungen ist eine Funktion von Stromstärke und Spannung und somit, da die Stromstärke bei vorgegebener Spannung nur ίο von der Zeit abhängt, eine Funktion der Zeit. Es besteht also grundsätzlich die Möglichkeit, den Spannungsabfall des Röntgenapparates durch eine nur zeitabhängige Spannung auszugleichen.

Gemäß der Erfindung kann dieser Gedanke dadurch verwirklicht werden, daß der Spannungswähler und der Zeitwähler über Differentialzüge mit zwei an einem Regeltransformator angeordneten verstellbaren Stromabnehmern zusammenarbeiten, von denen einer zur Einstellung des Röhrenstromes und der andere zur Einstellung der Röhrenspannung dient, und einer der Differentialzüge über mit einem der beiden Stromabnehmer verbundene Umlenkrollen und der andere über mit dem zweiten Stromabnehmer verbundene Umlenkrollen je zwei Schleifen bilden, von denen eine die Verbindung mit dem Spannungswähler und die andere die Verbindung mit dem Zeitwähler herbeiführt.

An sich ist es bereits bekannt, mit einem Differentialzug die Einstellung des Röhrenstromes aus den Einstellungen von Röhrenspannung und Belastungszeit herzuleiten.

In der Zeichnung stellen die Abb. 1 und 2 zusammen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Apparates dar. In den Abbildungen bezeichnet 1 die Schleifwicklung eines feinstufigen Regeltransformators (Kohlerollenregler). Auf diese Wicklung sind zwei Stromabnehmer (Kohlebürsten, Kohlerolle) 2 und 9 vorgesehen. Die Abnahmevorrichtung 2 wird durch einen Seilzug 3 mittels des Antriebes 4 bewegt. Durch drei Umlenkrollen 5 wird das andere Ende dieses Seilzuges zu einer zweiten am Stromabnehmers befestigten Umlenkrolle und über zwei weitere Umlenkrollen 6 zum Zeitwähler 7 geführt. Eine Rechtsdrehung des Antriebes 4, der den Spannungswähler darstellt, bewegt den Stromabnehmer 2 im Sinne einer höher werdenden Spannung. Da man mit Hilfe der fast stufenlosen Spannungsregelung durch den Stromabnehmer 2 eine fast stufenlose Regelung der Röhrenspannung erreicht, muß auch der Röhrenstrom mit gleicher Annäherung stufenlos geregelt werden. Diese Regelung ist in Abb. 2 veranschaulicht und erfolgt mit einer weiteren Antriebsrolle 4', die auf der gleichen Achse wie die Rolle 4 sitzt und von der ein weiterer Schnur zug 8 zu dem beweglichen Stromabnehmer 9 führt. Der Stromabnehmer 9 dient dazu, die Primärspannung für den Heiztransformator 12 der Röntgenröhre 13 einzustellen. Das zweite Ende der Primärwicklung des Heizstromtransformators 12 ist mit einer geeigneten Stelle des Regeltransformators 1 verbunden.

Der Schnurzug 8 läuft von der Antriebsrolle 4' über Umlenkrollen 10 zu einer Antriebsrolle 7', die auf der Achse des Zeitwählers sitzt, genauso wie die Antriebsrolle 7. Dann läuft der Schnurzug über die zweite lose Rolle des Stromabnehmers 9 zurück zur Antriebsrolle 4' auf der Achse des Spannungswählers.

Wird der Spannungswähler im Sinne einer Spannungserhöhung gedreht, wodurch die Antriebsrolle 4 den Stromabnehmer 2 nach rechts bewegt, so bewegt die Rolle 4' den Schnurzug 8 und damit auch den Stromabnehmer 9 nach links im Sinne einer Erniedrigung der Primärspannung des Heiztransformators 12.

Eine Rechtsdrehung des Zeitwählers 7 verstellt die Zeit im Sinne größerer Zeiten. Durch die auf der Welle des Zeitwählers sitzende Rolle 7' wird der Schnurzug 8 nach rechts und damit der Stromabnehmer 9 noch weiter nach links bewegt und die Röhrenlast nach dem Röhrenbelastungsnomogramm herabgesetzt. Dadurch wird auch der im Röntgenapparat bzw. in den Zuleitungen zu ihm entstehende Spannungsverlust kleiner. Um diese Verminderung auszugleichen, bewegt die Antriebsrolle 7 über den Schnurzug 3 den Stromabnehmer 2 nach links im Sinne einer Spannungsverminderung. Es läßt sich durch passende Bemessung der Antriebsrolle 7 und 4 erreichen, daß der durch die verminderte Röhrenlast verminderte innere und äußere Spannungsabfall durch diese Bewegung des Stromabnehmers 2 vollkommen ausgeglichen wird. Wenn dieser Ausgleich für alle Stellungen des Spannungswählers richtig sein soll, so muß die Röhrenbelastung bei einer bestimmten Zeit für alle Spannungen die gleiche, in kW zu messende Größe haben. Dies wird durch passende Bemessung der Antriebsrollen 4 und 4' erreicht, wenn jeder Röhrenspannung ein Röhrenstrom zugeordnet wird, der diese Leistung ergibt.

Im allgemeinen werden die Antriebsrollen 4' und 7' nicht genau kreisrund sein können, weil die Emission nicht linear mit der Heizung ansteigt und die Kurve für das konstant bleibende Produkt zweier Zahlen keine Gerade, sondern eine Hyperbel ist. Erfahrungsgemäß ergibt jedoch bereits die lineare Bewegung der Stromabnehmer, wie sie durch kreisrunde Scheiben erzielt wird, eine brauchbare Annäherung, die dadurch beliebig weitergetrieben werden kann, daß man statt der kreisrunden Scheiben entsprechend gefertigte Kurvenscheiben benutzt.

Diese Art der Stromeinstellung ist natürlich nur als Beispiel gedacht. Ein geeigneter weiterer Weg ist z. B. folgender:

Man muß im allgemeinen dafür sorgen, daß die Heizspannung einer Röntgenröhre ganz besonders konstant gehalten wird, weil eine Schwankung dieser Heizspannung die 7- bis iomal so große Schwankung des Röhrenstromes zur Folge haben würde. Es ist deshalb meistens üblich, diese Heizspannung einem aus einer Drossel und einem Kondensator gebildeten, unmittelbar an das Netz angeschlossenen Resonanzkreis zu entnehmen. Diese Drossel kann nun so ausgebildet werden, daß sie direkt für die Entnahme der automatisierten Heiz-

spannung geeignet ist. Zu diesem Zweck wird z. B. die Drossel 14 (s. Abb. 3), die über den Kondensator 15 an die den Röntgenapparat speisende Wechselspannung gelegt wird, mit einer zweiten Wicklung 16 versehen, auf der zur direkten Stromabnahme eine Rolle 17 gleitet. Wenn diese Rolle 17 nun von den Antriebsrollen 4' und f in derselben Weise angetrieben wird wie die Rolle 9 auf der Wicklung des Regeltransformators 1 (Abb. 2), so kann man ihr unmittelbar die zur Speisung des Heiztransformators 18 geeignete Spannung entnehmen, die aber in diesem Fall von Schwankungen der Netzspannung, wie sie durch Belastung des Apparates selbst oder durch äußere Ursachen veranlaßt sein kann, unabhängig ist. Wenn man in diesem Fall noch dafür sorgt, daß die Regelwicklung 16 nicht mit einer konstanten Steigung gewickelt ist, sondern diese Steigung den Erfordernissen der Emissionskennlinie bzw. derBelastungshyperbel anpaßt, so kann man auf diese Weise eine Röhrenbelastung erhalten, welche mit dem Nomogramm bis auf beliebig kleine Toleranzen übereinstimmt. Wenn es sich ergeben sollte, daß die Spannungssprünge von Windung zu Windung in der üblichen Höhe von etwa 1 Volt noch zu groß sein sollten, um eine genaue Regelung zu erreichen, so kann man durch Hinzufügen eines untersetzten Transformators 19 zu der Regelrolle und dem Heiztransformator 18 diese Stufen noch beliebig verkleinern (Abb. 4).

Eine zweckmäßige Anordnung kann man dadurch erreichen, daß man die Regeldrossel 14, 16 als Ringkernspule ausführt und die Stromabnahmewicklung auf einer Stirnseite des Zylinders blank macht. Dann kann die hierauf schleifende Bürste oder Kontaktrolle direkt mit der Achse der Spannungseinstellrolle 4 verbunden sein, während die Spule der Drossel 14, 16 durch einen Schnurzug von der Rolle 7' auf der Achse des Zeitwählers entsprechend verdreht wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Röntgenapparat mit getrennt einstellbarem Spannungswähler und Zeitwähler, bei dem durch diese Einstellvorrichtungen der Röhrenstrom jeweils entsprechend dem Belastungsnomogramm zwangläufig eingestellt wird und ein durch die Röhrenstromeinstellung bedingter Ausgleich des Spannungsabfalls im Speisenetz herbeigeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswähler und der Zeitwähler über Differentialzüge mit zwei verstellbaren Stromabnehmern eines Regeltransformators zusammenarbeiten, von denen einer zur Einstellung des Röhrenstromes und der andere zur Einstellung der Röhrenspannung dient, und einer der Differentialzüge über mit einem der beiden Stromabnehmer verbundene Umlenkrollen und der andere über mit dem zweiten Stromabnehmer verbundene Umlenkrollen je zwei Schleifen bilden, von denen eine die Verbindung mit dem Spannungswähler und die andere die A^erbindung mit dem Zeitwähler herbeiführt.
2. 2. Röntgenapparat nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, daß auf einem vorzugsweise als Kohlenrollenregler ausgebildeten feinstufigen Regeltransformator zwei vom Spannungsregler und Zeitwähler betätigte Abnahmebürsten oder -rollen gleiten.
3. 3. Röntgenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abweichung von Anspruch 2 zwei getrennte Regeltrafos oder Drosseln für die Regelung der Röhrenspannung und der Heizspannung vorgesehen sind.
4. 4. Röntgenapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler für die Heizspannung als Ringkernspule ausgeführt ist, wobei die Abnahmebürste oder -rolle direkt mit dem Spannungswähler verbunden ist, während die Spule durch Schnurzug vom Zeitwähler gedreht werden kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 722 350.

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsche Patente Nr. 901 824, 931 305, 948997.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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