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Einrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre.
Es ist bekannt, dass viele gasgefüllte elektrische Entladungsröhren eine negative Stromspannungskennlinie aufweisen, d. h. dass die Spannung zwischen den Elektroden der Röhre bei zunehmendem Strom abnimmt. Beim Betrieb derartiger Entladungsröhren wird daher immer ein Stabilisierungswiderstand in Reihe mit der Entladungsstrecke geschaltet. Diese Stabilisierungswiderstände nehmen oft einen erheblichen Teil der gesamten verbrauchten Energie auf, der in den meisten Fällen wirkungslos verbraucht wird und daher verlorengeht.
Die Erfindung, die sich auf eine Einrichtung bezieht, die eine gasgefüllte elektrische Entladungsröhre mit negativer Stromspannungskennlinie enthält, hat den Zweck, diesen Nachteil zu verringern und Mittel anzugeben, wie der Entladungsstrom auf wirtschaftlichere Weise innerhalb zulässiger Grenzen gehalten werden kann.
Gemäss der Erfindung wird die Entladungsröhre durch einen absatzweise den Nullwert annehmenden
Strom gespeist, und in Reihe mit dieser Entladungsröhre wird eine andere gasgefüllte Röhre geschaltet, die mit einem Gitter versehen ist. An dieses Gitter wird eine Spannung angelegt, die in oder vor dem Zeitintervall, in dem der diese Röhre durchfliessende Entladungsstrom den Nullwert aufweist, negativ wird und erst einige Zeit nach dem Augenblick, wo die Spannung der Anode dieser Röhre positiv wird, Null oder positiv wird.
Wird der Entladungsstrom z. B. von einer Gleichstromquelle geliefert, so kann in den Stromkreis ein Unterbrecher eingeschaltet werden, der diesen Kreis absatzweise öffnet und dadurch den Entladungstrom auf den Nullwert herabsetzt. Ist in diesem Augenblick die an das Gitter angelegte Spannung negativ, so wird, auch wenn die Unterbrechung wieder aufgehoben und an die Elektroden der Entladungsröhre Spannung angelegt wird, diese Röhre nicht vom Strom durchflossen. Erst nachdem die dem Gitter zugeführte Spannung Null oder positiv wird, kann wieder Strom durch die Entladungsröhre fliessen.
Durch Änderung des Zeitraumes zwischen dem Augenblick, in dem der Entladungsstrom den Nullwert annimmt, und dem Augenblick, in dem die Gitterspannung Null oder positiv wird, kann der Anfangszeitpunkt des Stromdurchganges in einer zwischen zwei Nulldurchgänge des Entladungsstromes gebildeten Periode und dadurch die mittlere Stromstärke geregelt werden. Durch geeignete Wahl des angegebenen Zeitraumes kann eine erwünschte mittlere Stärke des Entladungsstromes erhalten werden. Der Spannungsverlust in der vorgeschalteten Entladungsröhre ist verhältnismässig gering, so dass die Regelung der Stromstärke nahezu ohne Verlust stattfindet.
Die dem Gitter zugeführte Spannung kann z. B. auch über einen Unterbrecher zugeführt werden.
Wird das Gitter an eine negative Spannung angeschlossen und wird ausserdem ein Unterbrecher in diesen Gitterkreis eingeschaltet, so kann dieser Unterbrecher derart gebaut werden, dass in dem Augenblick, wo der Entladungsstrom Null wird, an dem Gitter eine negative Spannung liegt, wobei dieses Gitter eine gewisse Zeit nach diesem Augenblick negativ bleibt und erst nach Ablauf dieser Zeit das Potential Null annimmt.
Die Entladungsröhre mit negativer Stromspannungskennlinie wird zweckmässig von einer Wechselstromquelle gespeist. Es kann mit einer solchen Quelle auf sehr einfache Weise ein absatzweise den Nullwert annehmender Strom erhalten werden. An das Gitter der Entladungsröhre, die in Reihe mit der erstgenannten Röhre geschaltet ist, wird in diesem Fall eine Weehselspannung angelegt, die in bezug
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auf die Spannung der genannten Weehselstromquelle in der Phase verschoben ist. Der Phasenunter- schied kann auf einfache Weise herbeigeführt werden, so dass man hier eine Einrichtung ohne Unter-
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Stromes zu regeln. Der Phasenunterschied kann z.
B. mit Hilfe eines kleinen Drehkondensators oder eines kleinen veränderlichen Widerstandes geändert werden, was die Stromregelung ausserordentlich einfach macht. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Entladungsröhre mit negativer Stromspannungskennlinie zur Liehtausstrahlung dient. Durch Änderung der Stromstärke mit Hilfe des Phasenunterschiedes zwischen den beiden Wechselspannungen kann in vielen Fällen die Intensität des ausgesandten Lichtes auf einfache Weise geändert werden.
Es ist vorteilhaft, die Entladungsröhre mit negativer Kennlinie mit zwei oder mehreren Anoden
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kathode und einem Gitter einzuschalten. Es fliesst in diesem Fall während eines Teiles jeder Halbperiode der Wechselspannung Strom durch die mit mehreren Anoden versehene Entladungsröhre.
Unter Gasfüllung ist hier nicht nur eine aus einem oder mehreren Gasen, sondern auch eine aus einem oder mehreren Dämpfen oder aus einem Gemisch von Gas und Dampf bestehende Füllung zu verstehen.
Die Erfindung kann insbesondere zur Regelung der Stromstärke in Entladungsröhren zum Aussenden von Licht, z. B. in Entladungsröhren mit positiver Säule, die mit Neon oder anderem Gas gefüllt sind oder in Entladungsröhren zum Aussenden von ultravioletten Strahlen, angewendet werden.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der einige eriindungsgemässe Einrichtungen schematisch dargestellt sind.
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spannungskennlinie dar, die mit zwei Elektroden versehen ist. Fig. 2 zeigt den Verlauf einiger Spannungen und des Stromes, die bei dieser Einrichtung auftreten. Die Fig. 3 und 4 stellen Einrichtungen dar, die eine Entladungsröhre mit einer Glühkathode und zwei Anoden enthalten.
Die Einrichtung nach Fig. 1 enthält eine elektrische Entladungsrohre J, die an den beiden Enden ein wenig erweitert ist. In diesen erweiterten Enden sind die Elektroden 2 und 3 angeordnet. Diese
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Stromspannungskennlinie besitzt, ist eine Entladungsröhre 4 geschaltet, die mit einer Gluhkathode J, einer Anode 6 und einem Gitter 7 versehen ist. Die Entladungsröhre 4 besitzt ferner eine Gasfüllung, die z. B. aus Argon unter einem Druck von einigen Millimetern besteht. Die Gluhkathode 5 kann mit Hilfe einer nicht dargestellten und z. B. aus einer Transformatorwieldung bestehenden Stromquelle erhitzt werden.
Die Einrichtung enthält ferner eine Wechselstromquelle 8, an welche die Primärwicklung 10
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dieses Transformators speist die Entladungsröhre und ist zu diesem Zweck einerseits mit der Glühkathode J und anderseits mit der Elektrode 3 verbunden. Die Wechselstromquelle 8 speist überdies einen Strom-
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wicklung 18 erzeugte Wechselspannung in bezug auf die in der Transformatorwieldung J2 induzierte Wechselspannung nacheilt. Letztere Wechselspannung wird in Fig. 2 durch die Kurve 20 dargestellt, während die Spannung der Transformatorwicklung 18, d. h. die zwischen die Glühkathode J und da Gitter 7 geschaltete Spannung, in Fig. 2 durch die Kurve 21 angegeben wird.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die durch die Kurve 21 dargestellte Spannung in bezug auf die durch die Kurve 20 dargestellte nacheilt. In dem Augenblick, wo die Spannung 20 durch den Nullpunkt geht, fliesst kein Strom durch die beiden in Reihe geschalteten Entladungsröhren. Steigt dann die Spannung 20, so fliesst vorläufig noch kein Strom durch die Entladungsröhren, was daher rührt, dass das Gitter 7 in bezug auf die Kathode J ein negatives Potential hat. Erst wenn das Potential des Gitters 7 in bezug auf die Glühkathode j Null oder ungefähr Null wird, beginnt der Strom durch die Entladungsröhren zu fliessen.
Dieser Strom hat den in Fig. 2 durch die Linie 22 angegebenen Verlauf und hört zu fliessen auf, wenn die Spannung 20 wieder durch Null geht. Es ist einleuchtend, dass die Entladungsröhren nur während Teilen einer Hälfte einer vollständigen Weehselspannungsperiode von Strom durehflossen werden können. Während der andern Hälfte findet gar kein Stromdurehgang statt. Die mittlere Stärke des Stromes 2'2 kann durch geeignete Wahl des Phasenuntersehiedes zwischen den Spannungen ; 20 und 21 eingestellt werden. Eilt
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Halbperiode, in der die Spannung 20 positiv ist. Wird hingegen die Phasennacheilung vergrössert, so beginnt der Strom 22 erst später zu fliessen, so dass die mittlere Stromstärke kleiner wird.
Durch Regelung der Phasenverschiebung kann also die mittlere Stromstärke auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Es ist einleuchtend, dass die Elemente, mit denen die Phasenverschiebung herbeigeführt wird, vorher derart bemessen werden können, dass die richtige Stromstärke zustande kommt. Es ist jedoch empfehlenswert, diese Elemente regelbar zu machen, so dass die Stromstärke geändert werden kann.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der die Entladungsröhre durehfliessende Strom einen intermittierenden Charakter hat. Das von der Entladungsröhre 1 ausgesandte Licht flimmert daher in manchen Fällen etwas. Wenn dies störend ist, so kann das Flimmern durch Erhöhung der Frequenz der Wechselstromquelle 8 verringert werden.
Die Einrichtung nach Fig. 3 enthält eine gasgefüllte Entladungsröhre 23, die mit einer Glühkathode 24 und mit zwei Anoden 25 versehen ist. Diese Anoden sind mit je einer Glühkathode, 5 einer Entladungsröhre 4 verbunden. Diese Entladungsröhre ist ferner mit einer Anode 6, einem Gitter 7 und einer Gasfüllung versehen. Diese Röhren 4 entsprechen der in Fig. 1 dargestellten Röhre 4. Die beiden Anoden 6 sind mit den Enden einer Sekundärwicklung 26 des Transformators 27 verbunden, dessen Primärwicklung mit 28 bezeichnet ist. Die Mitte der Wicklung 26 ist durch den Leiter 29 mit der Glühkathode 24 verbunden.
Der Transformator 27 weist ferner auch noch eine Sekundärwicklung 30 auf, die einen Stromkreis 81 speist, in dem ein veränderlicher Widerstand 32, eine parallel zu diesem geschaltet Selbstinduktion 33 und eine Transformatorwicklung 34 liegen. Jede der mit der Transformator- wicklung. 34 zusammenarbeitenden Sekundärwicklungen. 15 ist einerseits über einen Widerstand 36 an ein Gitter 7 und anderseits an eine Glühkathode a angeschlossen.
Die Glühkathode 5 und 24 können mit Hilfe nicht dargestellter Transformatorwicklungen erhitzt werden.
Die Entladungsröhren 4 haben auf den die Entladungsröhre 23 durchfliessenden Strom die gleiche regelnde Wirkung wie die Entladungsröhre 4 der Einrichtung nach Fig. 1. Da die Entladungsröhre 23 mit zwei Anoden versehen ist und in den Zuführungsleiter jeder dieser Anoden eine Entladungsröhre 4 eingeschaltet ist, wird die Entladungsröhre 23 während eines Teiles jeder Hälfte der Weehselspannungsperiode von Strom durchflossen, so dass das von dieser Röhre ausgesendete Licht erheblich weniger flimmert.
Die Einrichtung nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten. Es sind jedoch die Entladungsröhren 4 nicht zwischen die Anoden und die Enden der sekundären Transformatorwieklung, sondern in einen andern Teil der Anodenstromzuführungsdrähte geschaltet. Die Transformatorwicklung 26 ist nämlich in zwei Teile. 37 und : 38 geteilt. Die beiden Entladungsröhren 4 sind nun zwischen diese beiden Teile geschaltet. Die Wirkung der Einrichtung ist im übrigen derjenigen der in Fig. 3 dargestellten ganz ähnlich. Es ist einleuchtend, dass die Entladungsröhre auch mit drei oder mehr Anoden versehen werden kann, so dass die Röhre von einer drei oder mehrphasigen Weehselstromquelle gespeist werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung mit einer gasgefüllten elektrischen Entladungsröhre mit negativer Stromspannungs- kennlinie, dadurch gekennzeichnet, dass diese Entladungsröhre mit einem absatzweise den Nullwert annehmenden Strom gespeist wird und dass in Reihe mit dieser Entladungsröhre eine andere gasgefüllte Entladungsröhre geschaltet ist, die mit einem Gitter versehen ist, an das eine Spannung angelegt wird, die in oder vor dem Zeitintervall, in dem der diese Röhre durchfliessende Strom den Nullwert aufweist, negativ wird und erst einige Zeit nach dem Augenblick, wo die Spannung der Anode dieser Röhre positiv wird, Null oder positiv wird.