DE2053606A1 - Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre in Abhängigkeit von der Röhrenbelastung - Google Patents

Description

tPtidjns vomt 30. Okt. 1970

C. H- F. Müller GmbH, 2 Hamburg 1, Alexanderstraße 1

"Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Prennfleckgröße einer -Röntgenröhre in Abhängigkeit von der Röhrenbelastung"

Wenn eine Röntgenröhre mit einem Bruchteil der Leistung betrieben wird, für die sie vorgesehen ist, hat das in der Regel auf die Größe des Brenrfleeks keinen Einfluß, obwohl in diesem Fall ein kleinerer Brennfleck genügen würde, der eine bessere Auflösung gewährleisten würde.

Fm in dieser Hinsicht bessere Ergebnisse zu erzielen, hat man schon Röntgenröhren mit zwei Heizfäden für zwei verschieden große Brennflecke gebaut und den zugehörigen Röntgenapparat so ausgebildet, daß bei größeren Stromstärken der Heizfaden für den größeren Brennfleck und bei kleineren Stromstärken der Heizfaden für den kleineren Brennfleck eingeschaltet wurde. Abgesehen davon, daß hier nur eine stufenweise Anpassung der Brennfleckgröße an die Röhrenleistung möglich ist, wird hierbei der Brennfleck nur bei Änderung des Stromes, nicht aber bei Änderungen der Spannung umgeschaltet, so daß Betriebsfälle denkbar sind, in denen die im kleineren Brennfleck in V/ärme umgesetzte Leistung größer ist als die im großen Brennfleck umgesetzte Leistung. Im übrigen bedeutet der Einsatz eines zweiten Heizwandlers für den zweiten Heizfaden einen erheblichen Aufwand, insbesondere wenn die Kathode nuf sehr hohem Potential gegen Erde betrieben wird. Es ist weiterhin eine Röntgeneinrichtung bekannt (deutsche Patentschrift 570 444), bei der die Brennfleckgröße selbsttätig an den Röhrenstrom angepaßt wird

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und bei der lediglich ein einziger Heizfaden vorhanden ist. Zur Veränderung des Brennflecks ist dabei ein Steuerkörper vorgesehen, der an der Spitze eines Elektromagneten befestigt ist, der von dem Heizstrom bzw. dem Röhrenstrpm erregt wird. Durch die Verschiebung dieses Steuerkörpers wird das elektrische Feld so beeinflußt, daß die Elektronen auf einem mehr oder weniger großen Feld zusammen kommen. Auch hier besteht wieder der Nachteil, daß die Brennfleckgröße nur in Abhängigkeit vom Röhrenstrom verändert wird, so daß eine Änderung der an der Röhre liegenden Hochspannung und damit der Leistung durch die die Röhre betrieben wird, auf die Abmessung des Brennflecks keinen Einfluß hat. Außerdem ist es von Nachteil, daß ein Steuerkörper mit einem Elektromagneten in die Röntgenröhre eingebaut werden muß.

Schließlich ist auch noch eine Röntgeneinrichtung bekannt (US-Patentschrift 2 683 223), die eine Röntgenröhre enthält, mit einer Elektrode zwischen Anode und Kathode (Mittelelektröde), die an dem Abgriff eines Hochspannungspotentiometers angeschlossen ist. Durch Verschieben des Abgriffs kann die Brennfleckgröße verändert werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre in Abhängigkeit von der Röhrenbelastung zu schaffen. Bei einer Röntgenröhre, die eine an einen verschiebbaren Abgriff angeschlossene Mittelelektrode enthält, deren Potential höher als das Kathodenpotential und niedriger als das Anodenpotential ist, wird diese Aufgabe dndurch gelöst, daß der Abgriff als geerdete Anzapfung eines Transformators zur Speisung der Röntgenröhre ausgebildet und derart mit den Einstellorganen für Röhrenstrom und Röhrenspannung gekoppelt ist, daß die Brennfleckbelastung ungefähr dem zulässigen Wert entspricht.

Die Erfindung wird an Hand des in rter Zeichnung dargestellten Prinzipachaltbildea eines Ausführungsbeispiela näher erläutert.

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Dabei wird von einem Röntgenapparat Gebrauch gemacht, bei dem bei Veränderung der Spannung der Röhrenstrom gegenläufig verändert wird, so daß das Produkt aus Strom und Spannung konstant bleibt. Bei Veränderung des Stromes hingegen bleibt die Spannung konstant, so daß die Leistung proportional zum Strom verändert wird. Derartige Röntgenapparate sind an sich bekannt, so daß insoweit auf eine genauere Darstellung verzichtet werden kann.

In dem mit 1 bezeichneten Schalttisch befindet sich ein Regeltransformator 2 mit einer an das Netz angeschlossenen Primär- f wicklung 2a und einer Sekundärwicklung 2b, an der mittels Kohlerollen 6 die Spannung zur Speisung des in einem gesonderten Behälter 3 untergebrachten Hochspannungstransformators 4 eingestellt wird. Primärwicklung 4a und Sekundärwicklung 4b dieses Transformators bestehen aus je zwei gleichen Wicklungshälften, deren Verbindungspunkt ebenso wie die verstellbare Anzapfung 7 an der Sekundärwicklung des Transformators 2 geerdet sind. Die Hochspannung an den Sekundärwicklungen wird beispielsweise mittels zweier Vervielfacherschaltungen 8a (zur Erzeugung einer negativen Spannung) und 8b (zur Erzeugung einer positiven Spannung) gleichgerichtet und an die Kathode bzw. die Anode einer Röntgenröhre 9 geführt.Die Röntgenröhre 9 kann beispielsweise * den in der britischen Patentschrift 839 945 beschriebenen Aufbau haben, wobei ein geerdetes Metallrohr über Anode und Kathode geschoben ist, das elektrisch leitend mit einer in der Mitte zwischen Anode und Kathode liegenden und in der Mitte durchbohrten Querwand verbunden ist. Ebenso gut könnte eine Röntgenröhre gemäß der deutschen Patentschrift 649 898 verwendet werden, wobei Anode und Kathode an Porzellanisolatoren befestigt sind, die den vakuumdichten Abschluß eines geerdeten Metallgehäuses bilden; in diesem Fall ist das Gehäuse die Mittelelektrode.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die Größe des Anodenbrennflecks nicht von den Spannungen zwischen Anode bzw. Kathode einerseits und der Mittelelektrode andererseits abhängen,

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sondern nur vom Verhältnis dieser Spannungen. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß der Brennfleck kleiner wird, wenn die Spannung zwischen Kathode und Mittelelektrode kleiner wird als die Spannung zwischen Anode und Mittelelektrode (11) bzw. wenn die Spannung zwischen Anode und Mittelelektrode größer gemacht wird als die Spannung zwischen Kathode und Mittelelektrode. Umgekehrt kann der Brennfleck größer gemacht werden, wenn entweder die Spannung zwischen Kathode und Mittelelektrode erhöht oder die Spannung zwischen Anode und Mittelelektrode erniedrigt wird. Die Änderung des genannten Spannungsverhältnisses und damit die Änderung der Brennfleckgröße erfolgt durch Verstellung des Mittelabgriffs 7 an der Sekundärwicklung 2b, wobei die Spannung an der einen Hälfte der Primärwicklung und der Sekundärwicklung größer wird und die Spannung an der anderen Hälfte der Primärwicklung und der Sekundärwicklung abnimmt. Die Verschiebung des Mittelabgriffs T erfolgt zusammen mit der Einstellung des Röhrenstroms durch den Strom-Einstellknopf 10, wobei, wie schon erwähnt, gleichzeitig auch die Röhrenleistung verändert wird. Durch geeignete Bemessung der mechanischen Kopplung zwischen dem Abgriff 7 und dem Einstellknopf 10 sowie durch geeignete Lage der Windungen an der Sekundärwicklung 2a kann erreicht werden, daß die auf die Brennfleckgröße bezogene Röhrenleistung gerade den höchstzulässigen Wert erreicht. Damit ist sichergestellt, daß bei der jeweils gegebenen Röhrenleistung immer mit der bestmöglichen Auflösung gearbeitet wird.

Die Erfindung kann auch bei anderen Röntgenapparaten angewandt werden. Beispielsweise gibt es Apparate, bei denen innerhalb gewisser Grenzen Strom und Spannung unabhängig voneinander einstellbar sind und bei denen logarithmische Potentiometer vorgesehen sind, an denen Spannungen abgegriffen werden können, die dem Logarithmus der Röhrenspannung bzw. dem Logarithmus des Röhrenstromes proportional sind. Addiert man diese beiden Spannungen, so erhält man eine dem Logarithmus der Röhren-

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leistung proportionale Spannung, die z.B. mittels einer Nachlaufsteuerung dazu dienen kann, den Abgriff 7 auf der Sekundärseite des Regeltransformators 2 zu verschieben.

Patentanspruch:

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre in Abhängigkeit von der Höhrenbelastung, wobei die Röntgenröhre eine an einen verstellbaren Abgriff angeschlossene Mittelelektrode enthält, deren Potential zwischen Anoden- und Kathodenpotential liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff als geerdete Anzapfung (7) eines Transformators (2) zur Speisung der Röntgenröhre (9) ausgebildet und derart mit den Einstellorganen für die Spannung (5) und oder den Strom (10) gekoppelt ist, daß die Brennfleckbelastung ungefähr dem höchstzulässigen Wert entspricht.

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