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Queeksilberlmthodenentladungsröhre.
Die Erfindung betrifft eine Queeksilberkathodenentladungsröhre.
Es ist bei derartigen Röhren gebräuchlich, in der Mitte des im Unterteil des zylindrischen
Kathodengefässes angeordneten Kathodenquecksilbers einen zumeist kreisförmigen Verankerungs- körper zum Festhalten des Kathodenfleckes teilweise aus dem Kathodenquecksilber herausragen zu lassen.
Das Quecksilber berührt am äusseren Umfang die Innenwand des Kathodengefässes und gegebenen- falls einen Schutzring aus einem Metall ohne Ankerwirkung oder aus Isoliermaterial, wodurch ver- hütet werden soll, dass der Kathodenfleck von der Quecksilberoberfläche aus an die Innenwand des
Kathodengefässes gelangt.
Normalerweise heftet sich der Kathodenfleck an dem Verankerungskörper fest und bildet an der Berührungsstelle von Queeksilberspiegel und Verankerungskörper eine"Brennlinie", deren Länge der Entladungsstromstärke proportional ist. Es kann jedoch vorkommen, dass sich der Kathodenfleck vom Verankerungskörper loslöst, was besonders der Fall sein wird, wenn die Stromstärke der Entladung den Wert überschreitet, bei dem sich die "Brennlinie" über die ganze Berahrungsstelle vom
Queeksilberspiegel und Verankerungskörper ausgedehnt hat. Der Kathodenfleck wird dann an der Quecksilberoberfläehe herumirren und es kann sogar vorkommen, dass er auf die Gefässwand übergeht, was beides unerwünscht ist.
Es ist dies unter anderem darauf zurückzuführen, dass es dem Kathodenfleck möglich ist, bei seiner schnellen Fortbewegung an der Quecksilberoberfläche erhebliche Strecken zurückzulegen, bevor er aufs neue Gelegenheit hat, sich an dem Verankerungskörper festzusetzen.
Die Erfindung bezweckt eine derartige Ausbildung der Quecksilberoberfläche und der sie begrenzenden Röhrenteile, dass der Kathodenfleck daran gehindert wird, eine grössere Strecke an der Quecksilberoberfläche zurückzulegen, ohne dass er wieder eine Ankerungsgelegenheit vorfindet.
Die Kathode wird hiezu erfindungsgemäss derart ausgebildet, dass ihre wirksame Oberfläche allseitig von metallischen Randkörpern mit guter Ankerwirkung umgrenzt ist, u. zw. so, dass ein enger
Quecksilberkanal gebildet wird.
Es wird hiedurch die Ankerungsmöglichkeit für den Kathodenfleck gegenüber der gebräuchlichen Bauart wesentlich erhöht, ferner ist ein weiteres Hindernis in den Weg von der Quecksilberoberfläche an die Gefässwand eingeschaltet und ausserdem verringert die Enge der kanalförmigen Kathode die Bewegungsmöglichkeiten des Kathodenf leckes in erheblichem Masse.
Messungen der Bewegungsgeschwindigkeit des Kathodenfleckes an der Queeksilberoberfläche haben ergeben, dass diese in der Grössenordnung von 10 rnjsek ist. Der Kathodenfleck kann sich also bei der üblichen Weehselstromfrequenz von 50 pro Sekunde in der zwischen zwei gleichgerichteten Impulsen verlaufenden Zeit von O'Ol Sekunde um zirka 10 cm fortbewegen und es ist einleuchtend, dass die Kanalbreite so klein sein soll, dass der Kathodenfleek auch innerhalb dieses Zeitverlaufes bereits mehrere Male eine Ankerungsstelle vorfindet.
In einer günstigen Ausführungsform wird aus diesem Grunde die Breite des Kanals in der
Grössenordnung von 1 cm gehalten.
Es empfiehlt sich dabei den Kanal gekrümmt, z. B. bogen-oder zickzackförmig verlaufen zu lassen, weil dies die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Kathodenfleck bereits nach Zurücklegung einer sehr kurzen Strecke wieder mit einem Randkörper mit guter Ankerwirkung in Berührung kommt.
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Für kleinere Kathoden ist besonders die Ringform günstig, weil diese bequem zu erreichen ist und eine für die in Frage kommenden Stromstärken vollkommen hinreichende Ankerungslänge ergibt.
Bei grösseren Queeksilberkathoden und unter Befolgung des oben gesagten, empfiehlt es sieh, die wirksame Kathodenoberfläche in mehreren konzentrischen Kanälen unterzubringen und die
Randkörper mit guter Ankerwirkung derart auszuführen, dass die Quecksilberoberfläehen in den einzelnen Kanälen miteinander verbunden sind. Es können zu diesem Zwecke die Kanäle mit Radialverbindungen versehen sein oder man gibt dem Kathodenkanal die Form einer Spirale mit mehreren Windungen. Es wird hiedurch eine möglichst gute Ausnutzung der für die Kathode verfügbaren Oberfläche bei möglichst weitgehender Erschwerung der Loslösung des Kathodenfleckes von den Randkörpern gewährleistet.
Als Werkstoff für die Randkörper mit guter Ankerwirkung in einer erfindungsgemässen Ent- ladungsröhre wird vorteilhaft Nickel verwendet, da dieses vorzügliche Verankerungseigenschaften besitzt, jedoch nur äusserst langsam von Quecksilber und dem Kathodenfleck angegriffen wird. Es wird dadurch vermieden, dass die Lebensdauer der Röhre durch eine vorzeitige Zerstörung der Randkörper verkürzt wird.
Bei beschränkten baulichen Verhältnissen ist es von besonderem Vorteil, den aussengelegenen Randkörper mit dem bereits erwähnten Schutzring aus Werkstoff ohne Ankerwirkung zu vereinigen.
Es kann dies dadurch geschehen, dass man diesen Randkörper an der Innenseite aus einem Werkstoff mit guter Ankerwirkung, an der Aussenseite aus einem Werkstoff mit schlechter Ankerwirkung, z. B. an der Innenseite aus Nickel und an der Aussenseite aus Eisen oder Molybdän, herstellt.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Figur ist der Unterteil einer Quecksilberkathodenentladungsröhre abgebildet, von der ein Teil des aus Chromeisen hergestellten Kathodengefässes 1 und ein Teil des dasselbe umgebenden Wasserkühlmantels 2 mit Ansrhlussrohr 3 dargestellt sind. In der Mitte des Bodens des Kathodengefässes 1 ist an der Aussenseite ein gleichzeitig zur Befestigung des Kühlmantels 2 und der Kathodenleitung 5 dienender Kupferbolzen 4 angelötet, an der Innenseite ein aus Nickel bestehender Verankerungkörper 6.
Konzentrisch zum Verankerungskörper 6 ist auf dem Boden des Kathodengefässes ein an der Innenseite aus Nickel, an der Aussenseite aus Molybdän bestehender ringförmiger Verankerungkörper y angeordnet, der unterhalb der Oberfläche der Quecksilberkathode mit Aussparungen 8 ver-
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Kanal zwischen den Körpern 6 und 7 gelangen kann.
Der Kathodenfleek hat zwischen diesen Körpern sowohl an der Innenkante als auch an der Aussenkante der ringförmigen Quecksilberoberfläche 9 eine vorzügliche Ankerungsgelegenheit, der ringförmige Raum ausserhalb des Körpers 1 ist jedoch absichtlich sehr eng gehalten und wird von Oberflächen aus Werkstoff ohne Ankerwirkung umgrenzt, so dass es praktisch ausgeschlossen ist, dass sieh die Entladung dort festsetzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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gesamte wirksame Kathodenoberfläche allseitig von Teilen des metallischen Verankerungskörpers mit guter Ankerwirkung umgrenzt ist, so dass ein enger Quecksilberkanal (9) gebildet wird.