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Röntgenanlage mit einem als Stromquelle für die Röntgenröhre dienenden Kondensator.
Die Erfindung betrifft eine Röntgenanlage zur Herstellung von Aufnahmen mit kurzdauernder Belastung. Es ist bekannt, zu diesem Zweck einen Kondensator zu verwenden, der, nachdem er sich auf eine bestimmte Spannung aufgeladen hat, über eine Röntgenröhre zur Entladung gebracht wird. Dadurch wird ein Strom von grosser Intensität, aber von kurzer Dauer durch die Röhre geführt.
Nach der Erfindung wird nun in einer solchen Anlage eine in Reihe mit dem Kondensator geschaltete Selbstinduktion verwendet. Unter. Kondensator " soll hier auch eine Gruppe von Kondensatorelementen, z. B. eine Batterie von Leydener Flaschen, verstanden werden.
Es zeigt sich, dass hiedurch bessere Ergebnisse erzielt werden, was sich aus einem günstigeren Verlauf des Stromes und der Spannungen der Röntgenröhre erklären lässt.
Ein erheblicher Vorzug, den die Verwendung einer Selbstinduktion nach der Erfindung hat, ist der, dass infolgedessen der Kondensator eine kleinere Kapazität haben kann und die erforderliche Energie nützlicher verwendet wird. Besonders wenn die Selbstinduktion einen magnetischen Kern besitzt, der bei der maximal auftretenden Stromstärke gesättigt ist, wird der Vorzug zur Wirkung gebracht.
Man braucht nicht immer eine besondere Selbstinduktion in den Stromkreis einzufügen, sondern kann zu diesem Zweck oft die den Ladestrom des Kondensators liefernde Transformatorwicklung verwenden. Zu diesem Zweck kann eine Umschaltvorrichtung vorgesehen sein, aber diese kann sogar entfallen, wenn die Röntgenröhre in Reihe mit einer Funkenstrecke parallel zum Gleichrichter geschaltet ist, über den der Kondensator sich auflädt. In diesem Fall wirkt, wenn der Primärstrom des Transformators eingeschaltet bleibt, auf die Röntgenröhre die Summe der Spannungen der Transformatorwicklung und des geladenen Kondensators. Es kann von Wichtigkeit sein, dass man auch die Gelegenheit hat, eine niedrigere Spannung zu entnehmen.
Dies kann nun bei dieser Schaltung mit Hilfe einer zweiten Funkenstrecke erfolgen, welche die erste und die Transformatorwicklung überbrückt und ferner dadurch, dass die Vorrichtung derart ausgebildet wird, dass wahlweise die erste oder die zweite Funkenstrecke in Tätigkeit gesetzt werden kann.
Die Einrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Fig. 1 ist ein Diagramm, in dem der Verlauf der Spannung der Röntgenröhre mit und ohne Benutzung einer Selbstinduktion dargestellt wird. Fig. 2 und 3 stellen Schaltungsanordnungen von Ausführungsformen einer Einrichtung nach der Erfindung dar.
In Fig. 2 bezeichnet 1 eine Röntgenröhre. Diese erhält ihren Anodenstrom von einem Kondensator 2. Dieser Kondensator wird von einem Transformator 3 über einen Gleichrichter 4 geladen. Die Stromkreise der Glühkathode der Röntgenröhre und des Gleichrichters sind der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Der Gleichrichter kann aus einer oder mehreren Entladungsröhren, aber auch aus einem oder mehreren Gleichrichtergeräten anderer Art bestehen.
In Reihe mit der Röntgenröhre liegt eine Funkenstrecke 5. Sobald sich der Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen hat, findet ein Durchschlag der Funkenstrecke statt
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und es entlädt sich der Kondensator über die Röntgenröhre, so dass eine kurzdauernde Belichtung erzielt wird.
Mit 6 ist eine Selbstinduktion bezeichnet, die erfindungsgemäss in den Stromkreis ein- gefügt wird. Die Wirkungsweise dieser Selbstinduktion ist in Fig. 1 erläutert. Die Kurve 7 stellt darin den zeitlichen Verlauf der Spannung JE der Röntgenröhre dar, wenn die Selbstinduktion 6 nicht vorgesehen ist. Damit eine bestimmte nützliche Energie durch die Röhre geführt werden kann, muss der Kondensator sich auf eine Spannung ei Volt aufladen. Bei dieser Spannung ist jedoch die Entladung noch nicht zur Gänze nützlich wirksam, da die Spannung zu hoch ist, um Strahlen mit hinreichender Kontrastwirkung für eine Aufnahme zu erzeugen. Erst wenn die Spannung auf den Wert e2 herabgesunken ist, haben die Strahlen genug von ihrer Härte verloren, um ein deutliches Röntgenbild erzeugen zu können.
Unterhalb des Wertes e3 werden die Strahlen zu weich und es findet auch keine nützliche Wirkung mehr statt. Nur während der Zeit zwischen und t3 wird also die Entladung nützlich verwendet. Von < o-2 erfolgt keine nützliche Strahlung, es wird aber während dieser Zeit doch ein sehr grosser Teil der verfügbaren Energie verbraucht, da die Spannung hier hoch und somit auch die Stromstärke gross ist. Dadurch, dass nun die Drosselspule 6 in den Stromkreis eingeführt wird, erhält die Spannung annähernd den mit der Linie 8 bezeichneten Verlauf.
Die Spannung steigt hier von Null schnell bis zum Wert e3, wo die nützlichen Röntgenstrahlen aufzutreten anfangen. Die Spannung behält einen Wert in dem brauchbaren Gebiet vom Augenblick - < g um dann wieder unter den Wert e3 zu sinken.
Es ist nun ersichtlich, dass im zweiten Fall die Energie im wesentlichen dort verwendet wird, wo die Spannung einen günstigen Wert bat. Man kommt also mit weniger Energie aus und der Kondensator kann eine kleinere Kapazität besitzen. Die beiden Fälle sind derart gewählt, dass die Zeit, während welcher die Spannung einen geeigneten Wert hat, dieselbe ist.
Man kann dies nicht nur durch die Grösse der Kapazität, sondern auch durch den Wert der Selbstinduktion beeinflussen. Wird beispielsweise eine Kapazität von 0-6 {JL F verwendet, so zeigt sich, dass ein günstiges Ergebnis mit einer Selbstinduktion im Wert von etwa 1000 Henry erzielt wird. Meist reichen jedoch weit kleinere Kapazitäten hin.
In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung einer Einrichtung dargestellt, bei der die den Ladestrom des Kondensators liefernde Transformatorwicklung gleichzeitig als Selbstinduktion im Entladungsstromkreis dient. Der Kondensator 9 wird hier über den Gleichrichter 12 von einem Transformator mit einer Primärwicklung 10 für Niederspannung und einer Sekundärwicklung 11 für Hochspannung geladen. Parallel zum Gleichrichter ist die Röntgenröhre 13 und eine mit ihr in Reihe liegende Funkenstrecke mit Elektroden 14 und 15 geschaltet. Findet zwischen diesen Elektroden ein Überschlag statt, so fliesst der Strom des Kondensators 9 über die Wicklung 11 und die Funkenstrecke durch die Röntgenröhre.
Man kann den Kondensator entladen, während der Primärstrom des Transformators ein- geschaltet bleibt. In diesem Fall wirkt auf die Röntgenröhre ausserdem die in der Wicklung 11 induzierte Spannung. Es kann jedoch eine zweite Funkenstrecke vorgesehen werden, mit deren
Hilfe erzielt wird, dass die Spannung des Kondensators allein wirksam ist. Zu diesem Zweck dient die in der Figur gestrichelt dargestellte Verbindung, die von dem mit dem Kondensator verbundenen Ende der Wicklung 11 zu einer Funkenstreckenelektrode 16 führt. Dadurch wird zwischen den Elektroden 14 und 16 eine Funkenstrecke gebildet, welche die Wicklung 11 und die Funkenstrecke zwischen 14 und 15 überbrückt. Die Elektrode 14 kann nun z.
B. beweglich sein, so dass sie beliebig in der Richtung nach 15 oder in der Richtung nach 16 zu bewegt werden kann, und entweder die erste oder die zweite Funkenstrecke in Tätigkeit gesetzt wird. Die wahlweise Betätigung der einen oder der andern Funkenstrecke lässt sich selbstverständlich auf andere Weise ermöglichen, ohne dass damit vom Grundgedanken der
Erfindung abgegangen wird. Die Elektrode 16 kann unmittelbar mit der Transformatorwicklung verbunden sein, aber eine Selbstinduktion ist hier auch am Platze. Diese ist daher in der
Figur dargestellt und mit 17 bezeichnet.
Die Erfindung ist nicht auf Einrichtungen beschränkt, bei denen der Entladungsstrom durch Betätigung einer Funkenstrecke geschlossen wird. Das Einschalten des Stromes kann ebensogut auf andere Weise, z. B. durch Anlegen eines zu diesem Zwecke geeigneten
Potentials an eine Hilfselektrode oder durch Einschalten des Heizstromes der Glühkathode der Röntgenröhre oder einer gegebenenfalls mit ihr in Reihe geschalteten Entladungsröhre erfolgen.
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