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Elektrische Elltladullgsröhre.
Bei elektrischen Entladungsröhren hat man die unmittelbar geheizten Kathoden manchmal durch mittelbar geheizte Kathoden, bisweilen als Äquipotentialkathoden bezeichnet, ersetzt ; hiedurch ist man verhältnismässig frei in der Wahl von Stromart und Spannung, mit deren Hilfe die Emissions- fläche auf die für die Elektronenemission nötige Temperatur erhitzt wird. Soll die Entladungsröhre elektrische Schwingungen erzeugen oder verstärken, so gibt die Verwendung einer mittelbar geheizten Kathode die Möglichkeit, die Kathode mit Hilfe eines Wechselstromes zu heizen, unter Vermeidung des ungünstigen Einflusses, den die Spannungs-und Stromschwankungen dieses Wechselstromes sonst auf die Wirksamkeit der Entladungsröhren ausüben.
Eine mittelbar geheizte Kathode besteht meist aus einem Heizkörper, der beispielsweise aus einem Wolframdraht bestehen kann und von einer Isoliermasse umgeben ist, auf der der elektronenemittierende Stoff aufgebracht ist. Oft ist der Emissionsstoff nicht unmittelbar auf das Isoliermaterial aufgebracht, sondern dieses wird mit einem Metallzylinder umgeben, der den Emissionsstoff trägt, der meist aus einem Erdalkalimetall oder aus einer Verbindung dieses Metalles besteht. Es ist festgestellt worden, dass bei der hohen Temperatur, auf welche die Kathode gebracht werden muss, um Elektronen emittieren zu können, das Isoliermaterial oft Schwierigkeiten bereitet. Die Isolierfähigkeit dieses Materials ist bei dieser hohen Temperatur oft sehr gering, so dass eine gute Isolierung des Heizkörpers gegen die Emissions-
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weise der Röhre schadet.
Die Erfindung bezweckt, diesen Übelstand zu beheben.
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enthalten, während in Kombination damit die Emissionsfläche wenigstens teilweise aus einem Alkalimetall, etwa Cäsium, oder einer Alkalimetallverbindung besteht.
Da ein Alkalimetall, z. B. Cäsium, bei sehr niedriger Temperatur Elektronen emittiert, braucht der Heizkörper der Kathode nach der Erfindung nur auf eine weit niedrigere Temperatur erhitzt zu werden, als bei den bisher bekannten mittelbar geheizten Kathoden. Bei dieser niedrigeren Temperatur ist das
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schicht standzuhalten.
Dies gibt auch die Möglichkeit, die Heizkörper mehrerer mittelbar geheizter Kathoden in Reihe zu schalten, wobei eine verhältnismässig hohe Spannung z isehen den Heizkörpern und den Emissions- flächen auftreten kann und dennoch die Isolierfähigkeit des Isoliermaterials ausreicht, um dieser hohen Spannung standzuhalten. Diese mittelbar geheizten Kathoden können in einer einzigen Entladungsröhre enthalten sein, oder auch in mehreren Entladungsröhren einer elektrischen Vorrichtung angeordnet sein.
Man hat schon vorgeschlagen, unmittelbar geheizte Kathoden mit Cäsium zn überziehen, damit diese Kathoden bei verhältnismässig niedriger Temperatur Elektronen emittieren können. Man hat z. B. vor dem Aufbringen des Cäsiums einen Wolframdraht in einer Sauerstoffatmosphäre erhitzt, so dass der Wolframdraht an der Oberfläche oxydiert oder mit einer Sauerstoffhaut überzogen wird. Es ist fest-
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gestellt worden, dass das Cäsium, von dem angenommen werden kann, dass es sich als Metall auf. der Oxydoder Sauerstoffschicht absetzt, an dieser Schicht gut haftet. Die Erfindung besteht nun in der Vereinigung eines Alkalimetalls als Emissionsstoff mit einer mittelbar geheizten Kathode, wobei zwischen der Emissionsschiebt und dem Heizelement Isoliermaterial enthalten ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Fig. l stellt schematisch eine mittelbar geheizte Kathode einer Entladungsröhre nach der Erfindung dar. Fig. 2 stellt schematisch mehrere Entladungsröhren dar, die eine mittelbar geheizte Kathode nach der Erfindung enthalten, wobei die Heizkörper der Kathoden in Reihe geschaltet sind.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Heizkörper der Kathode, der z. B. aus einem Wolframdraht besteht und von einem Wolfram zylinder 2 umgeben ist, wobei zwischen dem Heizkörper und dem Zylinder eine Isoliermasse 3, z. B. aus Aluminiumoxyd, enthalten ist. Der Zylinder 2 ist einseitig von einem Schirm 4 umgeben, der eine Beteiligung der von den Enden des Heizkörpers erzeugten Elektronen an der Entladung in der Entladungsröhre, in der die Kathode enthalten ist, verhütet. Ist die Kathode in einer elektrischen Entladungsröhre angeordnet, so wird die Oberfläche des Zylinders 2, bevor sie mit dem Alkalimetall überzogen wird, oxydiert. Nach diesem Oxydationsvorgang wird die Entladungsröhre entlüftet und in der Röhre Alkalimetalldampf, etwa Cäsiumdampf, entwickelt, der sieh auf der oxydierten oder sauerstoffüberzogenen Oberfläche des Zylinders 2 absetzt.
Wahrscheinlich besteht die Alkalimetallschicht aus einer nur einatomigen Schicht, die an der Oxydschicht gut haftet. Da das Alkalimetall schon bei niedrigen Temperaturen eine genügende Anzahl von Elektronen emittiert, genügt es, die Kathode auf eine nur niedrige Temperatur zu erhitzen. Infolgedessen erreicht das Isoliermaterial nicht die Temperatur, bei der es an Isolierfähigkeit einbüssen würde.
Die mittelbar geheizten Kathoden nach der Erfindung können für verschiedene Entladungsröhren, z. B. für Entladungsröhren zum Gleichrichten von Wechselströmen, verwendet werden, u. zw. sowohl für die, in denen eine Bogenentladung als auch für diejenigen, in denen eine positive Säulenentladung auftritt.
Die Emissionsflächen der in Fig. 2 angegebenen Entladungsröhren sind mit 5 bezeichnet, während die Steuergitter und die Anoden dieser Entladungsröhren mit 6 und 7 bezeichnet sind. Die Heizkörper 8 der mittelbar geheizten Kathoden sind in Reihe geschaltet und werden aus einer Spannungsquelle 9 gespeist, die eine verhältnismässig hohe Spannung aufweisen kann und z. B. aus einem Lichtnetz mit üblicher Spannung besteht. Die emittierenden Kathoden 5 sind parallel geschaltet, so dass der Fall eintreten kann, dass die volle Netzspannung zwischen einem Heizkörper und der Emissionssehicht einer Kathode vorhanden ist.
Da die Emissionsschicht aus einem Alkalimetall besteht und die Temperatur der Kathode verhältnismässig niedrig ist, kann das zwischen dem Heizkörper und der Emissionsschieht enthaltene Isoliermaterial dieser hohen Spannung standhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre, die eine mittelbar geheizte Kathode enthält, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits zwischen der Emissionsfläche und dem in der Röhre befindlichen Heizkörper Isoliermaterial enthalten ist, während anderseits die Kathodenfläche wenigstens teilweise aus einem Alkalimetall, etwa Cäsium oder einer Alkalimetallverbindung besteht.
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