Kennlinie Röntgenröhre

"Stefan Huebner" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

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

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

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.

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.

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

Gruss Stefan

"Stefan Huebner" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

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:

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.

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gruß hdw

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.

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.

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.

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.

Ich glaube es wird Zeit für Röhrenkunde, mal gucken, was die Bücher so hergeben.

Immer noch Interesse ;) Wenn Du also mal in die Nähe eines Scanners kommen solltest....würde mich freuen!