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Elektrische Gasentladungsröhre.
Es ist bekannt, die Wand elektrischer Gasentladungsröhren aus Lumine. szenyglas herzustellen, das bestimmte, durch die Entladung erzeugte Strahlen, vor allem Ultraviolettstrahlen (Wellenlänge kleiner als 3800 A) in längere Strahlen umsetzt.
Unter Gasentladungsröhren sollen im vorliegenden Fall nicht nur mit einem oder mehreren
Gasen gefüllte Entladungsröhren, sondern auch mit einem oder mehreren Dämpfen oder mit einem
Gasdampfgemisch versehene Röhren verstanden werden.
Es ist auch bekannt, die Innenseite der Wand von Gasentladungsröhren mit einer lumineszierenden Pulverschicht zu überziehen, die die gleiche Wirkung wie Lumineszen7glas hat. Diese Verwendung von Lumineszenzglas oder von lumineszierenden Pulversehichten auf der Wand ist namentlich für Entladungsröhren von Bedeutung, die sich an der Entladung beteiligenden Metalldampf enthalten, wobei dann Ultraviolettstrahlen ausgesandt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Gasentladungsröhre in der namentlich Ultra- violettstrahlen mit verhältnismässig kurzer Wellenlänge erzeugt werden, 11. zw. auf Entladungsröhren, bei denendas Max ; mum der Ultraviolettemission bei einer W ellenliingeunterha Ib 3300 A liegt. Dies ist z. B. im allgemeinen bei Niederdruckquecksilberdampfentladungsröhren der Fall. Die Entladungsröhre kann z. B. auch eine Magnesiumdampfentladung aufweisen.
Bei den Versuchen, welche zu der Erfindung führten, hat es sich gezeigt, dass wenn die Wand einer solchen Entladungsröhre aus Lumineszenzglas hergestellt wird, das kurze Ultraviolettstrahlen in sichtbare Strahlen umsetzen soll, die Schwierigkeit eintritt, dass das als Träger der lumineszierenden Teilchen dienende Glas schwer für die kurzen Ultraviolettstrahlen gut durchlässig gemacht werden kann, so dass in diesem Glas ein erheblicher Absorptionsverlust der Strahlen eintritt, welche die lumineszierenden Teilchen treffen und diese zu Lumineszenz bringen müssen und die Ultraviolettstrahlen schlecht ausgenutzt werden.
Man könnte versuchen, diese der geringen Tiefe, über welche die kurzen Ultraviolettstrahlen ungeschwächt in das Glas eindringen, anhaftenden Schwierigkeiten durch eine Erhöhung der Konzentration der lumineszierenden Teilchen im Glas wettzumachen. Dies wiirde aber grössere Schwierigkeiten bei der Herstellung des lumineszierenden Glases mit sich bringen.
Ausserdem zeigt es sich, dass eine Erhöhung der Konzentration der lumineszierenden Teilchen nicht immer mit einer Steigerung der Lumineszenzfähigkeit einhergeht.
Die Tiefe, über welche die Ultraviolettstrahlen in das Glas eindringen, ist in dem Masse geringer als die Wellenlänge der Strahlen kleiner ist. Die Bedeutung der Erfindung ist darum auch um so grösser, je mehr das Maximum der Ultraviolettstrahlen bei kleinerer Wellenlänge, z. B. bei einer Wellenlänge unterhalb 2900 , liegt.
Ferner hat es sich gezeigt, dass wenn man die kurzen Ultraviolettstrahlen nicht mit Hilfe von Lumineszenzglas, sondern mittels einer auf der Glaswand angebrachten Lumineszenzpulverschicht in sichtbare Strahlen umzusetzen wünscht, auch Schwierigkeiten auftreten können. Dieses Lumineszenzpulver muss, gegebenenfalls mittels irgendeines Bindemittels, z. B. Phosphorsäure, auf der Wand befestigt werden. Es hat sich nun herausgestellt, dass zur Erzielung einer vollständigen Ausnützung der kurzen Ultraviolettstrahlen diese lumineszierende Pulversehicht so dick gemacht werden muss, dass die Gefahr einer nicht hinreichenden Haftung dieser Schicht an dem Glas sehr gross ist.
Auch wenn es bei der Herstellung der Röhre gelingt, eine hinreichend starke Schicht an der Wand festhaften zu lassen, so kommt es dennoch häufig vor, dass sich das Pulver nachher wieder von der Wand ablöst, z. B. beim
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Schütteln der Rohre, wie dies beim Transport und Betrieb stattfindet. Die nützliche Lebensdauer der Röhre wird demnach verhältnismässig klein sein.
Diese Schwierigkeiten werden nach der Erfindung dadurch vermieden, dass die in der Entladung erzeugten kurzen Ultraviolettstrahlen zunächst eine auf diese Strahlung ansprechende lumineszierende
Pulverschicht und dann eine ebenfalls auf diese Strahlung ansprechende lumineszierende Glasschicht treffen und dabei die Stärke der lumineszierenden Pulverschicht derart gewählt wird, dass die kurze
Ultraviolettstrahlung nur zu einem gewissen Teil von der Pulverschicht absorbiert wird.
Diese Schicht wird man dann besser an der Unterschicht festhaften lassen können, während der durch diese Schicht durchgelassene Teil der Ultraviolettstrahlung im lumineszierenden Glase nutzbar verwendet wird.
Erprobungen an erfindungsgemässen Röhren zeigten, dass es erwünscht ist, die lumineszierende Pulver- schicht so dick zu machen, dass 30-70% der Energie der von der Entladung ausgesandten Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge unter 3300 in der lumineszierenden Pulverschicht absorbiert wird, so dass 70-30% dieser Strahlen bis zum Lumineszenzglas vordringen. Auf diese Weise wird eine
Entladungsröhre mit einer grossen nützlichen Lebensdauer und einer grossen Nutzwirkung erhalten.
Um eine Schwächung der die Lumineszenz erzeugenden Strahlen zu vermeiden, empfiehlt es sich, die'lumineszierende Pulverschieht und die lumineszierende Glasschicht derart anzuordnen, dass zwischen ihnen kein festes Medium vorhanden ist. Zu diesem Zwecke wird zweckmässig die Wand der Entladungsröhre oder einer dieser Röhre umschliessenden Hülle aus dem Lumineszenzglas her- gestellt und diese Wand auf der der Entladung zugekehrten Seite mit der lumineszierenden Pulverschicht überzogen. Man wird aber das lumineszierende Pulver z. B. auch auf der Aussenseite der Röhrenwand anbringen und die Röhre mit einer Hülle aus dem Lumineszenzglas umgeben können.
Die erfindungsmässige Entladungsröhre kann beispielsweise in folgender Weise verwirklicht werden :
Bei einer mit Glühelektroden und einer Zündgasfüllung (z. B. aus einem Neon-Argongemiseh unter einem Druck von 10 mm Quecksilbersäule) versehenen Quecksilberdampfentladungsröhre, die im Betriebe eine Niederdruckentladung aufweist, in welcher namentlich die kurzen Ultraviolettstrahlen, insbesondere die Wellenlängen 2537 und 1850 A erzeugt werden, wird die vorzugsweise zylindrische Glaswand der Röhre aus lumineszierendem Kupferglas, d. h. einer Glasart hergestellt, die durch Zusatz eines Kupferluminophoren lumineszierend gemacht ist. Dieses Kupferglas hat die Eigenschaft, dass es durch die kurzen, in der Entladungsröhre erzeugten Ultraviolettstrahlen zur Fluoreszenz gebracht werden kann.
Die Innenseite dieser Glaswand wird mit einer Schicht aus lumineszierendem Zinksilikat (Willemit) überzogen, das mit Hilfe eines Bindemittels, z. B. Phosphorsäure, auf der Wand befestigt ist. Hiebei wird die Zinksilikatschicht so dick gemacht, dass 60% der Energie der in der Entladung erzeugten Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge unter 3300 A in dieser Schicht absorbiert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Gasentladungsröhre, in der kurze Ultraviolettstrahlen erzeugt werden, bei der das Maximum der Ultraviolettemission bei einer Wellenlänge unterhalb 3300 A liegt und Ultraviolettstrahlen durch Lumineszenzstoff in sichtbare Strahlen umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die umzuwandelnden Ultraviolettstrahlen zunächst eine auf die kurzen Ultraviolettstrahlen an-
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gleichfalls auf die kurzen Ultraviolettstrahlen ansprechende lumineszierende Glasschicht treffen.