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Zeitschaltvorrichtung, insbesondere für Röntgenapparate.
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Die bei grossen Werten des Regelwiderstandes drohende Gefahr der Beeinträchtigung der Regelfähigkeit kann folgendermassen beseitigt werden : Diese Gefahr entsteht insbesondere, wenn die Ent- [adungsröhre so betrieben wird, dass sie als Arbeitsstromrelais wirkt. In diesem Fall ist die Steuerelektrode während der Zeit, in welcher die massgebende Änderung des Kondensatorladungszustandes im Zeitkreis stattfindet, oder während eines erheblichen Teiles dieser Zeit gegenüber der Kathode positiv, so dass die Steuerelektrode stromführend wird und Gitterström fliesst. Da dieser stromführende Steuerkreis im Nebenschluss zu einem Teil des Zeitkreises liegt, fliesst ein Teil der Kondensatorladullg iiber ihn. Er beeinflusst infolgedessen die Lade bzw. Entladegesehwindigkeit des Kondensators und damit die durch die Vorrichtung erzielte Schaltzeit.
Wiegt nun dieser Einfluss vor, d. h. fliesst die Kondensatorladung hauptsächlich über den durch den Steuerkreis gebildeten Nebenschluss, so übt eine Ver- änderung des Regelwiderstandes des Zeitkreises nur mehr eine geringe Wirkung auf die Schaltdauer aus, wodurch die Regelfähigkeit der Vorrichtung verlorengeht. Gemäss der Erfindung wird nun dieser Nachteil dadurch beseitigt, dass der mit dem Zeitkreis gekoppelte, parallel zu dessen Regelwiderstand liegende Steuerkreis der Röhre eine Zeitkonstante erhält, die grösser, vorzugsweise um vieles grösser ist als die grösste mit dem Regelwiderstand einstellbare Zeitkonstante des Zeitkreises. Dies kann beispielsweise durch Anordnung eines hohen Widerstandes zwischen der Steuerelektrode und ihrem Ankopplungspunkt an den Zeitkreis erreicht werden.
Dass zwischen diesem Punkt und der Steuerelektrode während der Änderung des Kondensatorladungszustandes eine Potentialdifferenz besteht, solange ein Gitterstrom durch den. hohen Widerstand. fliesst, ist auf den Zeitpunkt der Unterbrechung des Anodenstromes der Röhre, also auf die Sehaltzeit der Vorrichtung ohne Einfluss, da der Gitterstrom stets bei einem positiveren Steuerpotential zu fliessen aufhört als der Anodenstrom und mithin die erwähnte Potentialdifferenz unbedingt verschwindet, bevor der Anodenstrom gesperrt wird.
Die bisher übliche Speisung der Röhre der Zeitschaltvorrichtung mit Netzwechselstrom hat sich, insbesondere bei Verwendung einer Hoehvakuumröhre, als nachteilig erwiesen, da überraschenderweise trotz der kurzen Betriebszeiten der Röhre Netzspannungsschwankungen auftreten, die durch die Spannungssenkung bei Einschaltung eines Hochleistungsröntgenapparates hervorgerufen werden und die Genauigkeit der Vorrichtung beeinträchtigen. Erfindungsgemäss wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, dass den Elektroden der Röhre Gleichspannungen zugeführt werden, die durch besondere Stabilisierungsmittel geglättet und gegen Netzspannungsschwankungen unempfindlich gemacht sind.
Als Stabilisierungsmittel können z. B. Glimmlampen dienen, die parallel zum Netz liegen.
Bei manchen bekannten Zeitsehaltvorrichtungen besteht die Möglichkeit, den Sehaltvorgang vorzeitig zu unterbrechen, indem man durch Betätigung des Handsehalters den soeben eingeleiteten Lade-bzw. Entladevorgang wieder unterbricht. Eine derartige willkürliche Einflussnahme auf den Zeitablauf des Schaltvorganges ist jedoch im allgemeinen nicht erwünscht. Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, den Ablauf des einmal eingeleiteten Vorganges von der späteren Stellung des hiebei verwendeten Schalters unabhängig zu machen. Dies wird durch die Anordnung eines besonderen, von der Röhre gesteuerten Schalters erreicht, welcher die bei Einleitung des zeitlich begrenzten Vorganges geschaffene Schaltung des Zeitkreises ungeachtet der späteren Stellung des Handschalters bis zu jener Zustandsänderung der Röhre aufrecht erhält, welche den eingeleiteten Vorgang beendet.
Die Zeichnung zeigt in einem Schaltschema ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 ist eine Hochvakuumpenthode, deren Steuergitter 2 über einen Widerstand 3 bei 4 an einen Zeitkreis angekoppelt ist, welcher den Kondensator 5 und den Regelwiderstand 6 enthält. Bei 7 ist der Zeitkreis mit der Minusleitung einer Gleichspannungsquelle (Klemme 8), z. B. des Netzes, verbunden. Die Plusleitung (Klemme 9) dieser Spannungsquelle liefert der Röhre 1 über 10 und die Relaisspule 11 die Anodenspannung sowie über 10 und den Widerstand 12 die Sehirmgitterspannung. Von der Schirmgitterzuleitung zweigt bei 13 eine Leitung 14 ab, welche über die Kontakte 15 des Relais 11 zum Kontakt I eines Schalters 16 führt, der im Zeitkreis liegt und mit der positiven Belegung des Kondensators 5 leitend verbunden ist.
Der Schalter 16 besitzt ausser dem Kontakt I noch einen Kontakt II, welcher
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über die Kontakte 26 des Relais 11 zur positiven Belegung des Kondensators 5. Die im Anodenkreis der Röhre 1 vorgesehene Relaisspule 11 betätigt ausser den Kontakten 15 und 26 noch Kontakte 19,
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tätigung des Hoehspannungsschützes einer Röntgenröhre.
Die beschriebene Zeitschaltvorriehtung arbeitet folgendermassen : Befindet sich der Schalter 16
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an der Gleichspannungsquelle, so dass er sieh in aufgeladenem Zustande befindet. Das Steuergitter 2 der Hoehvakuumröhre 1 ist über 3, 4, 6,7 mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbunden und erhält eine negative Vorspannung, welche grösser ist als die positive Schirmgitterspannung. Da in dem beschriebenen Schaltungszustand kein Anodenstrom durch die Röhre fliesst, sind die Kontakte 26 und 19 des Relais 11 offen, dagegen die Kontakte 15 geschlossen. Durch Umlegen des Schalters 16 in die Stellung 11 wird der Kondensator 5 einseitig vom Netz abgeschaltet und der Zeitkreis geschlossen, so dass sich der Kondensator J über den Widerstand 6 entladen kann.
Dabei findet augenblicklich
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der positiven Kondensatorbelegung annimmt. Es fliesst infolgedessen ein Anodenstrom durch die - Spule des Relais 11, so dass die Kontakte 26 und 19 geschlossen, die Kontakte. dagegen geöffnet werden. Durch das Schliessen der Kontakte 19 wird die Spule 21 des Schützes erregt, 80 dass dr zeitlich zu begrenzende Vorgang einsetzt. Es findet nunmehr die Entladung des Kondensators 5 statt, wobei das Potential am Gitter 2 nach einer Exponentialkurve abnimmt.
Erfindungsgemäss ist die Gitter- vorspannung so hoch gewählt, dass sich dieser Vorgang auf dem steilen Teil der Exponentialkurve ab- spielt und die Sperrwirkung des Gitters bereits in einem Zeitpunkt wieder einsetzt, in welchem das
Gitterpotential den steilen Kurvenast noch nicht verlassen hat. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass der Anodenstrom sehr genau nach einer durch die Einstellung des Regelwiderstandes vorbestimmten
Zeit unterbrochen wird. Durch diese Unterbrechung wird 19 wieder geöffnet und infolgedessen die
Hochspannung der Röntgenröhre nach Ablauf der vorbestimmten Schaltdauer abgeschaltet.
Gleich- zeitig werden auch die Kontakte 26 geöffnet und die Kontakte 15 geschlossen, so dass sich, falls auch der Schalter 16 nach 1 zurückgekehrt ist, alle Teile der Zeitschaltvorrichtung wieder in ihrer Anfangs- stellung befinden.
Der Schalter 16 kann übrigens bereits in einem früheren Zeitpunkt, ja sogar augenblicklich nach Berührung des Kontaktes 1I in die Stellung 7 zurückgeführt werden, ohne dass der Entladung- vorgang im Zeitkreis bzw. die Wirkungsweise der Zeitschaltvorrichtung dadurch gestört würde. Es wird nämlich am Beginn der Kondensatorentladung durch das Schliessen der Kontakte 26 über die
Leitung 18 eine Verbindung zwischen 17 und der positiven Belegung des Kondensators 5 hergestellt, welche von der Stellung des Sehalters 16 unabhängig ist und den Sehaltungszustand des Zeitkreises bis zur Unterbrechung des \nodenstromes der Röhre aufrecht erhält.
Der Zeitkreis wird also durch das Relais 11 gewissermassen verriegelt, so dass man ohne weiteres den Schalter 16 so bauen kann, dass er nach einer ganz kurzzeitigen Berührung des Kontaktes II selbsttätig wieder in die Stellung I zurückkehrt.
Der Widerstand 3 wird erfindungsgemäss so bemessen, dass sich während der Entladung des
Kondensators 5 der über das Gitter fliessende Strom nur in geringem Masse ändert. Es soll also die
Zeitkonstante des Gitterkreises wesentlich grösser sein als die Zeitkonstante des Zeitkreises, und dies selbst dann, wenn der Höchstwert des Regelwiderstandes 6 eingestellt ist.
Um die an die Elektroden der Röhre 1 gelegten Gleichspannungen von Oberwellen der Netz- spannung bzw. des Netzstromes zu befreien, insbesondere aber um diese Gleichspannungen gegen- über Netzspannungsschwankungen unempfindlich zu machen, ist zwischen der Kathode 23 und dem Anschlusspunkt 7 der Schaltung bzw. zwischen der Kathode 23 und dem Anschlusspunkt 10 je eine Glimmlampe 22 in Verbindung mit dem üblichen Vorwiderstand 24 geschaltet. Es versteht sich, dass die Zeitschaltvorrichtung auch an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden kann ; in diesem Falle liegt zwischen der Vorrichtung und dem Netz ein Gleichrichter.
Wenn im vorstehenden von Widerständen die Rede war (z. B. 6 oder 3), so ist der Ausdruck "Widerstand" im allgemeinen Sinn zu verstehen, d. h. so, dass er auch scheinbare (kapazitive oder induktive) Widerstände umfasst, z. B. den Widerstand, den eine unter Sättigung arbeitende Diode darstellt.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Zeitschaltvorrichtung, insbesondere für Röntgenapparate, bei welcher die. Steuerelektrode einer als Relais wirkenden Hochvakuumröhre mit einem regelbaren Zeitkreis derart in Verbindung gebracht ist, dass die Änderung des Kondcnsatorladungszustandes im Zeitkreis, vorzugsweise die
Kondensatorentladung, eine Änderung des Steuerelektrodenpotentials bewirkt und dadurch die Dauer eines elektrischen Vorganges zeitlich begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zustandsänderung der Kondensatorladung auf den steilen Teil der die Zeitabhängigkeit der Ladung darstellenden
Exponentialkurve (z.
B. der Entladekurve) verlegt oder beschränkt ist, indem etwa eine genügend hohe negative Vorspannung, die vorzugsweise ein Mehrfaches der Sperrspannung der Röhre beträgt, an die Steuerelektrode (2) der Röhre (1), zweckmässig über den Regelwiderstand (6) des Zeitkreises, gelegt ist.