Kennlinie Röntgenröhre

S

Stefan Huebner

Guest
Hallo zusammen,

hat von euch zufällig jemand die relevanten Kennlinien einer
beliebigen (realen) Röntgenröhre zur Hand? Ich habe mal kurz gegoogelt
und auf die Schnelle nichts gefunden. Muss ich heute Nacht etwa die
Entstehung der Röntgenstrahlung formal auf die ursächlichen Grössen
zurückführen? Am wichtigsten wäre mir die Abhängigkeit
Heizstrom-Fadenspannung und noch wichtiger Heizstrom-Anodenstrom bei
konstanter Anodenspannung.
Danke schonmal :)

Stefan
 
"Stefan Huebner" <stefan.huebner@tu-harburg.de> schrieb im Newsbeitrag
news:qh0ui15kr11idqj8464kespb4e9ptvo50l@4ax.com...

hat von euch zufällig jemand die relevanten Kennlinien einer
beliebigen (realen) Röntgenröhre zur Hand? Ich habe mal kurz gegoogelt
und auf die Schnelle nichts gefunden. Muss ich heute Nacht etwa die
Entstehung der Röntgenstrahlung formal auf die ursächlichen Grössen
zurückführen? Am wichtigsten wäre mir die Abhängigkeit
Heizstrom-Fadenspannung und noch wichtiger Heizstrom-Anodenstrom bei
konstanter Anodenspannung.
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Hallo Stefan,

der Zusammenhamg zwischen Heizspannung und Heizstrom sowie der Zusammenhang
zwischen Heizstrom und Anodenstrom hat nichts mit der Entstehung der
Röntgenstrahlung zu tun. Ohne jetzt wirkliche Daten einer Röntgenröhre zur
Verfügung zu haben, gehe ich vom gleichen Verhalten wie bei einer 'normalen'
Röhrendiode aus.
Die mir bekannten Röntgenröhren kleiner Leistung haben direkt geheizte
Wolframkathoden, die genau wie Glühlampen ein Kaltleiterverhalten zeigen,
d.h. die U-I-Kennlinie ist keine Gerade sondern eine Kurve mit abnehmender
Steigung.

Die Abhängigkeit des Anodenstroms vom Heizstrom ist dadurch gekennzeichnet,
dass bei geringen Heizströmen eine Sättigung auftritt. Alle aus der Kathode
emittierten Elektronen werden von der Anode abgesaugt, so dass die Röhre wie
eine Konstantstromquelle arbeitet. Bei höheren Heizströmen verschwindet die
Sättigung allmählich und man erhält die normale Diodenkennlinie, die durch
das Raumladungsgesetz beschrieben wird. Der Sättigungseffekt wird allgemein
dazu verwendet, den Emissionsstrom unabhängig von der Anodenspannung
einstellen zu können.

Bei Interesse kann ich dir die entsprechende Seite aus dem Lehrbuch der
Elektronenröhren von Barkhausen einscannen.

Gruß,
Alexander
 
Bei Interesse kann ich dir die entsprechende Seite aus dem Lehrbuch der
Elektronenröhren von Barkhausen einscannen.
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Danke, das wäre nett.
Es geht hier weniger um kleine Röhren und für die zu klärende Frage
spielt das PTC-Verhalten eine nicht unwichtige Rolle wie ich vermute.
Dass sich die Funtion, die den Heizstrom auf den Anodenstrom abbildet
nicht aus der Physik der Röntgenstrahlung und ihrer Entstehung
ableiten lässt, musste ich inzwischen auch rausfinden - ein kurzer
Blick in die Unterlagen aus dem Grundstudium hätte wohl gereicht. Ich
werde versuchen, ein Datenblatt für die Röhre zu bekommen, aber bis
dahin würde ich mein Gedankenexperiment gerne auf etwas festere Beine
stellen und erstmal prüfen, ob ich mit meiner Vermutung überhaupt
richtig liegen kann.

Gruss
Stefan
 
Update:

bei www.varian.com findet man die verschiendensten Datenblätter mit
allen erdenklichen Diagrammen. Im interessierenden Bereich scheint der
PTC-Effekt keine Rolle mehr zu spielen, da die Funktion Fadenspannung
von Fadenstrom beinahe eine Gerade ist. Entscheidend ist ja vermutich
der Effektivwert des Stromes, und da kann ich nun ansetzen.
 
Die Abhängigkeit des Anodenstroms vom Heizstrom ist dadurch gekennzeichnet,
dass bei geringen Heizströmen eine Sättigung auftritt. Alle aus der Kathode
emittierten Elektronen werden von der Anode abgesaugt, so dass die Röhre wie
eine Konstantstromquelle arbeitet. Bei höheren Heizströmen verschwindet die
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Nun habe ich mir die Fadenemissionsplots aus den Varian-Datenblättern
angesehen und musste feststellen, dass mich zwei Punkte interessieren,
die recht verschieden sind: der erste liegt vollkommen im
Sättigungsbereich, im Diagramm laufen die Stromkurven bei unter 30mA
zu einem Graphen zusammen, unabhängig von der Anodenspannung - mich
interessiert aber 20 oder vielleicht sogar 10mA. Der andere liegt dann
mitten in dem Bereich danach, wo die Kurven in der Tat wie
Diodenkennlinien aussehen.

Sättigung allmählich und man erhält die normale Diodenkennlinie, die durch
das Raumladungsgesetz beschrieben wird. Der Sättigungseffekt wird allgemein
dazu verwendet, den Emissionsstrom unabhängig von der Anodenspannung
einstellen zu können.
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Da die Anodenspannung bekannt ist, muss man sich in meinem Fall darum
keine Gedanken machen.

Gruss
Stefan
 
"Stefan Huebner" <stefan.huebner@tu-harburg.de> schrieb im Newsbeitrag
news:lqdvi1ha322127ac1dgp6ljsbrkp3mhebn@4ax.com...

Da die Anodenspannung bekannt ist, muss man sich in meinem Fall darum
keine Gedanken machen.
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Hallo Stefan,

beschreibe doch mal, was du mit der Röhre vorhast. Normalerweise lassen sich
an einem Röntgengerät Spannung und Strom unabhängig voneinander einstellen
(ich kenne nur die ganz alten Geräte, da ich mal eine Weile in einem Betrieb
gearbeitet habe, wo ausgediente Geräte verschrottet wurden). Von der
Anodenspannung wird die Wellenlänge, also die "Härte" der Röntgenstrahlung,
beeinflusst. Der Anodenstrom ist für die Intensität verantwortlich.

Da du Varian erwähnst, vermute ich mal eine wissenschaftliche Anwendung, bei
der es vielleicht auf andere Dinge ankommt. Ich war mal an der Entwicklung
eines Netzteils für eine UHV-Röntgenquelle beteiligt.

Gruß,
Alexander
 
Hallo Stefan,

im Sättigungsbereich ist der Emissionsstrom einer Hochvakuumröhrendiode
proportional der vierten Potenz der Oberfächentemperatur ihrer Kathode. Im
Zeitalter der Wechselstromsteller mit Transduktoren hatte man über
direktgeheizte Röhren mit Wolframkathode (z.B. YA1000) den Effektivwert der
zu stabilisierenden Wechselspannung äußerst empfindlich erfasst.

Gruß
Hans Jürgen
 
Hans Jürgen Riehl schrieb:
Hallo Stefan,

im Sättigungsbereich ist der Emissionsstrom einer Hochvakuumröhrendiode
proportional der vierten Potenz der Oberfächentemperatur ihrer Kathode. Im
Zeitalter der Wechselstromsteller mit Transduktoren hatte man über
direktgeheizte Röhren mit Wolframkathode (z.B. YA1000) den Effektivwert der
zu stabilisierenden Wechselspannung äußerst empfindlich erfasst.
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Hochvakuumdioden die im gesättigten Zustand arbeiten, können (wurden)
auch zu Rauschmessungen an Empfängern genutzt. Der dem Gleichstrom
überlagerte Rauschstrom (Schrotrauschen) kann direkt zu
Rauschmessungen herangezogen werden.
Einige Rauschdioden mit Wolframkatode:
SA_101, LG_16/17, K_81_A, 5722, A_2087, A_2790, CV_2398, CV_2341,
TT-1, 6144.

--
gruß hdw
 
beschreibe doch mal, was du mit der Röhre vorhast. Normalerweise lassen sich
an einem Röntgengerät Spannung und Strom unabhängig voneinander einstellen
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Mit der Röhre eigentlich gar nichts, aber mit einem Teil der Speisung.
Es geht um nach aussen rückwirkungsfreie Entnahme einer kleinen
Leistung für eine Hilfsspeisung aus dem Heizkreis, daher möchte ich
die Zusammenhänge verstehen, bevor ich mit einer Idee daherkomme.

beeinflusst. Der Anodenstrom ist für die Intensität verantwortlich.
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Und der wiederum hängt von Anodenspannung und Heizstrom ab. Diese
Abhängigkeit habe ich inzwischen ja in Form von Kurvenscharen
gefunden, die zumindest meine Idee bekräftigen. Zum Glück lassen sich
die nun anstehenden Messungen "im Trockenen" machen, in jeder Hinsicht
sogar, also ohne Öl und Hochspannung.

Da du Varian erwähnst, vermute ich mal eine wissenschaftliche Anwendung, bei
der es vielleicht auf andere Dinge ankommt. Ich war mal an der Entwicklung
eines Netzteils für eine UHV-Röntgenquelle beteiligt.
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Richtig, und die zu entnehmende Leistung ist für eine Messvorrichtung,
die mit der Röhre nur indirekt zu tun hat, dafür aber leider mit der
Kathodenspannung (zweipolige Röhre!). Insofern interssiert mich die
Röhre nur sekundär, vor allem interessiert mich, dass die Gesamtheit
des Systems von mir nichts merkt :) Andere Speisungen (Batterie,
optisch, induktiv) wurden auch schon angedacht, ich habe mir also
nicht aus reiner Dummheit die schwierigste Lösung ausgesucht ;)
 
Danke ihr beiden,
ich finde es immer wieder erfrischend, auch etwas Röhrentechnik
schnuppern zu können.
 
Die Abhängigkeit des Anodenstroms vom Heizstrom ist dadurch gekennzeichnet,
dass bei geringen Heizströmen eine Sättigung auftritt. Alle aus der Kathode
emittierten Elektronen werden von der Anode abgesaugt, so dass die Röhre wie
eine Konstantstromquelle arbeitet. Bei höheren Heizströmen verschwindet die
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Das habe ich inzwischen nachvollziehen können, hast Du vielleicht noch
einen Ansatz parat, wie die Abhängigkeit des Anodenstroms vom
Heizstrom im Sättigungsbereich ist? Am Rand des Diagramms sieht es
relativ linear aus, nur leider geht die Kurve in diesem Bereich nicht
weit genug.

Sättigung allmählich und man erhält die normale Diodenkennlinie, die durch
das Raumladungsgesetz beschrieben wird. Der Sättigungseffekt wird allgemein
dazu verwendet, den Emissionsstrom unabhängig von der Anodenspannung
einstellen zu können.
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Ich glaube es wird Zeit für Röhrenkunde, mal gucken, was die Bücher so
hergeben.

Bei Interesse kann ich dir die entsprechende Seite aus dem Lehrbuch der
Elektronenröhren von Barkhausen einscannen.
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Immer noch Interesse ;) Wenn Du also mal in die Nähe eines Scanners
kommen solltest....würde mich freuen!
 
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