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Einrichtung zur Feststellung und Messung der Energie von kurzen Impulsen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Feststellung und Messung der Energie sehr kurzer elektrischer Impulse.
Mit der erfindungsgemässen Einrichtung kann die Energie von Impulsen gemessen werden, die durch einen geeigneten Sender erzeugt werden, oder die durch ein elektromagnetisches Feld z. B. auf eine Antenne oder auf irgendeinen andern geeigneten Empfänger induziert werden. Bisher konnten die Energiestufen von Impulsen nicht direkt gemessen werden, sondern nur die Spitzenspannungen dieser Impulse. Da bei Impulsen gleicher Art, wie sie z. B. durch den gleichen Sender aber mit unterschiedlichen Energien erzeugt werden, die Energie proportional zur höchsten Spitzenspannung der Impulse ist, konnten durch die Messung dieser letzteren mit den üblicherweise benutzten Vorrichtungen die Energieschwankungen zwischen den einzelnen Impulsen festgestellt werden.
Jedoch sind diese Vorrichtungen nicht immer anwendbar und ausserdem ist ihre Konstruktion ausserordentlich kompliziert.
Eine der am häufigsten benützten Vorrichtungen zur Messung der Spitzenspannung der Impulse besteht aus einer Kippschaltung, entweder aus Trioden oder Thyratron-Kippschaltungen. Übrigens kann man bei sehr kurzen Impulsen nur die Trioden-Kippschaltung verwenden, da sehr kurze Impulse eine Energiestufe haben, die oft nicht genügt, um ein Thyratron zu zünden. Die Spitzenspannung lässt sich annähernd dadurch feststellen, dass diejenigen Kippschaltkreise deren Polarisationsschwelle niedriger ist als die zu messende Spannung, zur Auslösung gelangen, die andern Kippschaltkreise dagegen nicht. So lässt sich feststellen, dass die Spitzenspannung einen Wert hat, der zwischen der höchsten Polarisationsschwelle der Kippschaltkreise liegt, die zur Auslösung gelangten und der niedrigsten Polarisationsschwelle der nicht. ausgelösten Kippschaltkreise.
Eine solche Messung ist naturgemäss ungenau, und das umsomehr, als es in der Praxis schwierig ist, die Anzahl der Kippschaltkreise gross genug auszuwählen, um das Intervall zwischen den aufeinanderfolgenden Wertschwellen auf eine genügend schwache Stufe zu reduzieren, die notwendig ist, um eine zufriedenstellende Genauigkeit der Messung zu erzielen.
Eine Vorrichtung, die eine Reihe von auf verschiedene Schwellen abgestimmten Kippschaltkreisen enthält, ist besonders geeignet zur Messung der statistischen Streuung der Spitzenspannungen von Impulsreihen, die in ungleichmässigen Abständen aufeinanderfolgen. Wenn es sich aber um Impulse mit unveränderlicher Wiederholungsfrequenz handelt, und wenn man versucht, in jedem Augenblick die Spitzenspannung oder die Energie der Impulse festzustellen, ist die Anwendung dieser Kippschaltungen höchst kompliziert und manchmal sogar unmöglich. Dies ist besonders dann der Fall, wenn der Impuls, dessen Spitzenspannung oder Energie festgestellt werden soll, direkt auf einen Impuls von grösserer Intensität bzw. mit einer höheren Spitzenspannung folgt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beheben und eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mit geringem Aufwand, die Spitzenspannung und die Energie sehr kurzer Impulse viel genauer und ohne Unterbrechung zu messen. Diese Messung kann sich ausserdem selbst auf solche Impulse erstrecken, die direkt auf Impulse mit höherer Spitzenspannung folgen. Die erfindungsgemässe Einrichtung soll ausserdem eine direkte Messung der Impulsenergie und folglich eine Vergleichsmöglichkeit zwischen verschiedenartigen Impulsen gestatten.
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Die Einrichtung gemäss der Erfindung enthält eine mit Edelgas gefüllte Röhre, deren Gas, entweder Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, rein oder als Gemisch, den genannten Impulsen ausgesetzt wird, mit einer oder mehreren Mittelelektroden und mindestens einer Umfangselektrode und weist eine Stromquelle auf, die ein Spannungsgefälle zwischen einer Mittelelektrode und mindestens einer Umfangselek- trode erzeugt, sowie eine in dem Stromkreis einer der letztgenannten Elektroden angebrachte Vorrichtung zur Messung der Spannungsschwankungen, wobei diese Spannungsschwankungen den Schwankungen in der Leitfähigkeit des Edelgases der Röhre entsprechen, die durch die Einwirkung der genannten Impulse entstehen.
Es wurde gefunden, dass, wenn der zu messende Impuls auf die Mittelelektrode der Röhre der erfindungsgemässen Einrichtung gerichtet wird, dieser Impuls ein elektromagnetisches Feld erzeugt, durch das die Leitfähigkeit der Röhre beträchtlich erhöht wird. Durch die geeignete Auswahl des Gases für die Röhre und seines Druckes ist. es möglich, die Erhöhung der Leitfähigkeit, die durch den Impuls für eine Dauer, die der Energie dieses Impulses proportional ist, hervorgerufen wird, aufrechtzuerhalten, wobei diese Dauer erheblich grösser ist, als diejenige des Impulses selbst, und im allgemeinen 100 - 100000 mal so lang ist.
Gemäss der Erfindung genügt es, eine hinreichend grosse Potentialdifferenz zwischen der Mittelelek- trode und der oder den Umfangselektroden zu erzeugen, um das Gas zu ioniseren ; es genügt, dass sich die Erhöhung der Leitfähigkeit, die auf den Durchgang des Impulses zurückzuführen ist, durch einen
Spannungsabfall anzeigt, der an der Elektrode mit dem höchsten Potential sichtbar wird, oder umgekehrt, dass sich die Erhöhung der Leitfähigkeit durch eine Erhöhung der Spannung an der Elektrode mit dem schwächsten Potential anzeigt.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung, durch deren Röhre 11 eine Mittelelektrode 12 hindurchgeht, die eine Verbindung nach aussen durch die Leitungen 13 und 14 hat. Die Mittelelektrode ist von einer zylinderförmigen Umfangselektrode 15 umgeben, die koaxial zur Elektrode 12 angeordnet und mit der Aussenseite der Röhre durch den Leitungsdraht 16 verbunden ist. Durch die Batterie 17, die mit der Leitung 16 über den Widerstand 18 verbunden ist, wird die Elektrode 15 an eine Spannung gelegt, die grösser ist, als die Zündspannung. Die Elektrode 12 ist über den Widerstand 19 geerdet.
Der zu messende Impuls passiert die Leitung 13 und sodann die Röhre über die Mittelelektrode 12.
Die durch ihn erzeugte Schwankung in der Leitfähigkeit des Gases zeigt sich in einer Erhöhung der Spannung bei Punkt P, wobei die Umfangselektrode negativ geladen ist. Die sich aus der stärkeren Leitfähigkeit der Gase ergebende erhöhte Spannung bleibt für eine Dauer bestehen, die sich nach der Dauer der Entionisierung des in der Röhre verwendeten Gases richtet und der Impulsenergie proportional ist. Man erhält daher bei Punkt P eine Schwingung, deren Dauer der Energiestufe des Impulses entspricht. Diese Schwingung kann mit jeder geeigneten Vorrichtung gemessen werden, wie z. B. einem KathodenstrahlOszillographen für Wechselstrom, einem mit einem Kondensator oder mit einem Gleichrichter, wie z. B. einer Diode, verbundenen Galvanometer, oder mit irgendeiner andern bekannten Vorrichtung zum Messen von Spannungsschwankungen.
Die erhaltene Schwingung folgt immer direkt auf einen Impuls, der aus der kapazitativen Wirkung zwischen der Mittelelektrode und der Umfangselektrode entsteht, wie in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt ist. Die Stufe dieses Impulses ist im allgemeinen höher, als die der Schwingung. Wie man die relative Bedeutung dieses Impulses im Verhältnis zu der Schwingung vermindern will, kann es vorteilhaft sein, eine Röhre des Typs zu verwenden. wie sie in Fig. 3 der Zeichnung gezeigt ist. Diese Röhre 21 enthält zwei Mittelelektroden 22 und 23, wobei die erstere als Empfängerelektrode dient, die mit der den Impuls empfangenden Aussenleitung 24 verbunden ist. Die Spannungsdifferenz wird erzeugt zwischen der zweiten Mittelelektrode 23, die durch die kapazitative Wirkung nur einen gedämpften Impuls erhält, und der Umfangselektrode 25.
Diese Spannungsdifferenz wird erzielt durch die Verbindung der Elektrode 25 bzw. der Elektrode 23 mit den Anschlussklemmen einer Batterie 27 über einen Stromkreis, der einen Widerstand 26 enthält. Das Messsignal wird dann bei Punkt Q abgegriffen. So erhält man eine positive Schwingung, wobei sich das Potential der Elektrode 23 erhöht, wenn die Röhre leitet.
Die Fig. 4 ist der Fig. 1 ähnlich, jedoch wird das elektromagnetische Feld, das die Schwankung in der Leitfähigkeit des Edelgases der Röhre verursacht, direkt von aussen induziert, anstatt im Innern der Röhre infolge des Durchganges eines Impulses durch eine Mittelelekttode erzeugt zu werden.
Es wurde nämlich gefunden, dass ein genügend starkes elektromagnetisches Feld, wie es z. B. durch die im Fernmeldewesen verwendeten Hertzschen Strahlen oder durch Radarstrahlen erzeugt wird, direkt
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von aussen auf die Leitfähigkeit des Edelgases der Röhre wirken kann, wodurch ein sehr einfaches und wirksames Mittel zur Feststellung und Messung dieser elektromagnetischen Wellen gegeben ist. Bei der zuletzt erörterten Ausgestaltung ist eine Mittelelektrode nicht erforderlich. Es genügt, im Innern der
Röhre zwei Elektroden beliebiger Art vorzusehen, zwischen denen ein Spannungsgefälle erzeugt wird.
Dabei spielt die Art der Anordnung dieser Elektroden in der Röhre keine Rolle.
In Fig. 4 wird ausserdem die Verwendung einer Messvorrichtung in Verbindung mit der mit Edelgas gefüllten Röhre dargestellt. Die Messvorrichtung enthält eine Diode 28 und ein Galvanometer 29, welches die durch die Diode hindurchgehende Stromstärke angibt, die für das Antwortsignal der Röhre bezeich- nend ist.
Obwohl in den Fig. 1, 3 und 4 eine zylinderförmige Umfangselektrode dargestellt ist, kann man na- türlich genau so gut eine oder mehrere Umfangselektroden verschiedener Formen verwenden, wie z. B.
Platten, Rohrabschnitte oder Kugelsegmente, da die Form der Elektrode von verhältnismässig geringer Be- deutung für das erzielte Resultat ist.
Im allgemeinen wird man jedoch aus Gründen der Vereinfachung Mittelelektroden in Stab- oder
Bandform verwenden, die vorzugsweise in der symmetrischen Achse der Röhre angeordnet sind, wenn nur eine Mittelelektrode vorhanden ist, und die koaxialen Umfangselektroden zylinderförmig sind oder aus einer oder mehreren Platten bestehen. Sind mehrere Umfangselektroden vorgesehen, so sind diese vor- zugsweise in der gleichen Entfernung von der Mittelelektrode angeordnet. In diesem letzteren Falle ist jede der Platten der Umfangselektrode mit einer Stromquelle verbunden oder geerdet, je nachdem, wel- che Elektrode man polarisieren will.
Die Elektroden können aus jedem Metall hergestellt sein, welches das in der Röhre verwendete Gas nur wenig adsorbiert und welches wenig dazu neigt, sich unter dem angewendeten verminderten Druck zu verflüchtigen, wie z. B. Nickel. Aluminium oder Molybdän.
Die erfindungsgemäss in der Röhre verwendeten Gase sind Edelgase, wie Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon. Der Druck des Gases in der Röhre wird entsprechend der Entfernung zwischen der Mittelelektrode und der Umfangselektrode geregelt, vorzugsweise so, dass das Ergebnis dieses Druckes p, in Millimetern Quecksilbersäule ausgedrückt, mit der Entfernung d zwischen der Anode und der Kathode, in Millimetern ausgedrückt, multipliziert, zwischen 12,5 und 125 liegt, was im wesentlichen der Minimalzone der in Fig. 7 dargestellten Paschenkurve entspricht, in der die Schwankung in der Zündspannung der gasgefüllten Röhre dargestellt ist, u. zw. entsprechend dem oben angeführten Ergebnis (p. d.) zwischen der Mittelelektrode und der Umfangselektrode.
Man kann z. B. für eine Entfernung von 25 mm zwischen den Elektroden einen Druck zwischen 0,5 und 5 mm und für eine Entfernung von 12, 5 mm einen Druck zwischen 1 und 10 mm annehmen. In der Praxis wird man diejenige Druckzone vermeiden, in der das für die Elektroden verwendete Metall sich in wesentlichem Umfang verflüchtigt, indem man die Entfernung zwischen den Elektroden in geeigneter Weise einstellt, jedoch innerhalb der günstigsten Bedingungen bleibt, die dem Minimum der Paschenkurve entsprechen.
Es hat sich herausgestellt, dass die klarsten Schwingungen mit gasgefüllten Röhren erzielt werden können, die diesen Bedingungen entsprechen. Es bleibt jedoch immer möglich, von diesen günstigsten Bedingungen abzuweichen und trotzdem in grossem Masse die Vorteile der vorliegenden Erfindung auszunutzen.
In Fig. 5 sind Impulse von gleicher Dauer (von 6/100 Mikrosekunden) und unterschiedlichen Amplituden (Impulse Il, und 13) dargestellt. Die durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erhaltenen entspre- chenden Messsignale entsprechen der in Fig. 5a (S 1, S 2 und S3) dargestellten Art, wenn die mit Gas gefüll- te Röhre den oben angegebenen Bedingungen entspricht, gemäss dem Minimum der Paschenkurve. Die als Messsignale erhaltenen Schwingungen haben eine Dauer von einigen tausendstel Sekunden und können folglich sehr leicht ganz genau gemessen werden.
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und unterschiedlicher Spitzenspannung sind, wenn man sich von den günstigsten Bedingungen, die dem Minimum der Paschenkurve entsprechen, entfernt, wodurch die Messung komplizierter wird.
Jedoch ha-
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ten Vorteile der erfindungsgemässen Umwandlung immer noch bestehen.
In Fig. 6 ist ein veränderlicher Spitzenspannungsimpuls il, iris dargestellt, der direkt auf einen stärkeren Impuls I von unveränderlicher Form und Amplitude folgt, wobei sich diese aufeinanderfolgenden Impulse periodisch wiederholen.
Mit den bisher bekannten Impulsmessverfahren lassen sich die Amplitudenschwankungen der Impulse
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nicht feststellen, denn die Kippkreise werden nur durch den ersten Impuls I ionisiert. Im Gegensatz dazu kann man in diesem Falle mit der erfindungsgemässen Einrichtung eine genaue Messung der Impulsschwankungen i durchführen, wie Fig. 6a zeigt, in der die Wiedergabe der Schwingungen rl, r2 und r3 dargestellt ist, die den Impulsen il, i und is entsprechen und deren Messung ausserordentlich einfach ist.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Signale werden kaum durch das Bodengeräusch der Röhre verändert, dessen Höhe bei Röhren, die den oben genannten Bedingungen entsprechen, nicht über einige Millivolt hinausgeht, verglichen mit einem Signal von mehreren Volt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Feststellung und Messung der Energie von kurzen Impulsen durch die Umwandlung derselben in Schwingungen, deren Dauer proportional zur Energie der Impulse ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit Edelgas gefüllte Röhre (11 oder 21), deren Gas, entweder Helium, Neon, Argon, Krypton.
Xenon, rein oder als Gemisch, den genannten Impulsen ausgesetzt wird, mit einer oder mehreren Mittelelektroden (12 oder 22,23) und mindestens einer Umfangselektrode (15 oder 25) enthält und eine Stromquelle (17 oder 27) vorgesehen ist, die ein Spannungsgefälle zwischen einer Mittelelektrode (12 oder 23) und mindestens einer Umfangselektrode (15 oder 25) erzeugt, sowie eine in dem Stromkreis einer der letztgenannten Elektroden angebrachte Vorrichtung (28,29) zur Messung der Spannungsschwankungen. wobei diese Spannungsschwankungen den Schwankungen in der Leitfähigkeit des Edelgases der Röhre entsprechen, die durch die Einwirkung der genannten Impulse entstehen.
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Device for determining and measuring the energy of short pulses
The present invention relates to a device for detecting and measuring the energy of very short electrical pulses.
With the device according to the invention, the energy of pulses can be measured which are generated by a suitable transmitter, or which are generated by an electromagnetic field z. B. be induced on an antenna or on any other suitable receiver. So far, the energy levels of pulses could not be measured directly, only the peak voltages of these pulses. Since with pulses of the same type, as they are z. B. generated by the same transmitter but with different energies, the energy is proportional to the highest peak voltage of the pulses, the energy fluctuations between the individual pulses could be determined by measuring the latter with the devices commonly used.
However, these devices are not always applicable and, moreover, their construction is extremely complicated.
One of the most commonly used devices for measuring the peak voltage of the pulses consists of a flip-flop, either triodes or thyratron flip-flops. By the way, you can only use the triode toggle circuit for very short pulses, as very short pulses have an energy level that is often not sufficient to ignite a thyratron. The peak voltage can approximately be determined by the fact that those trigger circuits whose polarization threshold is lower than the voltage to be measured are triggered, while the other trigger circuits do not. In this way it can be determined that the peak voltage has a value that lies between the highest polarization threshold of the trigger circuits that were triggered and the lowest polarization threshold of the not. triggered multivibrators.
Such a measurement is naturally imprecise, all the more so as it is difficult in practice to select the number of trigger circuits large enough to reduce the interval between the successive value thresholds to a sufficiently weak level that is necessary to achieve satisfactory accuracy of the measurement.
A device which contains a number of trigger circuits tuned to different thresholds is particularly suitable for measuring the statistical spread of the peak voltages of pulse trains which follow one another at uneven intervals. But when it comes to impulses with a fixed repetition frequency, and if one tries to determine the peak voltage or the energy of the impulses at every moment, the use of these flip-flops is extremely complicated and sometimes even impossible. This is especially the case when the pulse whose peak voltage or energy is to be determined directly follows a pulse of greater intensity or with a higher peak voltage.
It is the object of the present invention to overcome these disadvantages and to create a device which enables the peak voltage and the energy of very short pulses to be measured much more precisely and without interruption with little effort. This measurement can also extend to pulses that directly follow pulses with a higher peak voltage. The device according to the invention should also allow a direct measurement of the pulse energy and consequently a possibility of comparison between different types of pulses.
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The device according to the invention contains a tube filled with noble gas, the gas of which, either helium, neon, argon, krypton, xenon, pure or as a mixture, is exposed to the said pulses, with one or more central electrodes and at least one peripheral electrode and has a power source which generates a voltage gradient between a center electrode and at least one circumferential electrode, as well as a device for measuring the voltage fluctuations that is attached to the circuit of one of the last-mentioned electrodes, these voltage fluctuations corresponding to the fluctuations in the conductivity of the noble gas of the tube caused by the action of the mentioned impulses arise.
It has been found that when the pulse to be measured is directed onto the center electrode of the tube of the device according to the invention, this pulse generates an electromagnetic field by which the conductivity of the tube is considerably increased. By properly selecting the gas for the tube and its pressure. it is possible to maintain the increase in conductivity caused by the impulse for a duration proportional to the energy of this impulse, this duration being considerably greater than that of the impulse itself and generally 100-100,000 times as much is long.
According to the invention, it is sufficient to generate a sufficiently large potential difference between the central electrode and the peripheral electrode or electrodes in order to ionize the gas; it is sufficient that the increase in conductivity, which is due to the passage of the pulse, through a
The voltage drop that is visible at the electrode with the highest potential or, conversely, that the increase in conductivity is indicated by an increase in the voltage at the electrode with the weakest potential.
The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
1 is a schematic representation of the device according to the invention, through the tube 11 of which a center electrode 12 passes, which has a connection to the outside through the lines 13 and 14. The center electrode is surrounded by a cylindrical peripheral electrode 15 which is arranged coaxially to the electrode 12 and is connected to the outside of the tube by the lead wire 16. Through the battery 17, which is connected to the line 16 via the resistor 18, the electrode 15 is connected to a voltage which is greater than the ignition voltage. The electrode 12 is grounded via the resistor 19.
The pulse to be measured passes the line 13 and then the tube via the center electrode 12.
The fluctuation in the conductivity of the gas produced by it is reflected in an increase in the voltage at point P, the peripheral electrode being negatively charged. The increased voltage resulting from the increased conductivity of the gases remains for a duration which depends on the duration of the deionization of the gas used in the tube and which is proportional to the pulse energy. Therefore, at point P, an oscillation is obtained, the duration of which corresponds to the energy level of the pulse. This vibration can be measured with any suitable device, such as e.g. B. a cathode ray oscilloscope for alternating current, one with a capacitor or with a rectifier, such as. A diode, connected galvanometer, or any other known device for measuring voltage fluctuations.
The oscillation obtained always follows directly on a pulse which arises from the capacitive effect between the central electrode and the peripheral electrode, as is shown in FIG. 2 of the drawing. The level of this impulse is generally higher than that of the oscillation. As one wishes to reduce the relative importance of this pulse in relation to the oscillation it may be advantageous to use a tube of the type. as shown in Fig. 3 of the drawing. This tube 21 contains two central electrodes 22 and 23, the former serving as a receiver electrode which is connected to the external line 24 receiving the pulse. The voltage difference is generated between the second center electrode 23, which receives only a damped pulse due to the capacitive effect, and the peripheral electrode 25.
This voltage difference is achieved by connecting the electrode 25 or the electrode 23 to the connection terminals of a battery 27 via a circuit which contains a resistor 26. The measurement signal is then picked up at point Q. A positive oscillation is thus obtained, the potential of the electrode 23 increasing when the tube is conducting.
Fig. 4 is similar to Fig. 1, but the electromagnetic field which causes the fluctuation in the conductivity of the noble gas of the tube is induced directly from the outside, instead of being generated inside the tube as a result of the passage of a pulse through a central electrode .
It has been found that a sufficiently strong electromagnetic field, as it is e.g. B. is generated by the Hertzian rays used in telecommunications or by radar beams, directly
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can act from the outside on the conductivity of the noble gas of the tube, which is a very simple and effective means of determining and measuring these electromagnetic waves. In the embodiment discussed last, a center electrode is not required. It is enough inside the
Tube to provide two electrodes of any kind, between which a voltage gradient is generated.
The way these electrodes are arranged in the tube does not matter.
In addition, FIG. 4 shows the use of a measuring device in connection with the tube filled with noble gas. The measuring device contains a diode 28 and a galvanometer 29, which indicates the current intensity passing through the diode, which is indicative of the response signal of the tube.
Although a cylindrical circumferential electrode is shown in FIGS. 1, 3 and 4, one or more circumferential electrodes of various shapes can of course be used just as well, such as B.
Plates, pipe sections or spherical segments, since the shape of the electrode is of relatively little importance for the result achieved.
In general, however, for the sake of simplicity, center electrodes are in rod or
Use ribbon shape, which are preferably arranged in the symmetrical axis of the tube, if there is only a central electrode, and the coaxial peripheral electrodes are cylindrical or consist of one or more plates. If several circumferential electrodes are provided, these are preferably arranged at the same distance from the center electrode. In this latter case, each of the plates of the peripheral electrode is connected to a power source or grounded, depending on which electrode is to be polarized.
The electrodes can be made of any metal which has little adsorption of the gas used in the tube and which has little tendency to volatilize under the reduced pressure applied, e.g. B. Nickel. Aluminum or molybdenum.
The gases used in the tube according to the invention are noble gases such as helium, neon, argon, krypton and xenon. The pressure of the gas in the tube is regulated according to the distance between the central electrode and the peripheral electrode, preferably so that the result of this pressure p, expressed in millimeters of mercury, multiplied by the distance d between the anode and the cathode, expressed in millimeters , is between 12.5 and 125, which essentially corresponds to the minimum zone of the Paschen curve shown in FIG. 7, in which the fluctuation in the ignition voltage of the gas-filled tube is shown, and the like. between the center electrode and the peripheral electrode according to the above result (p. d.).
You can z. B. assume a pressure between 0.5 and 5 mm for a distance of 25 mm between the electrodes and a pressure between 1 and 10 mm for a distance of 12.5 mm. In practice, the pressure zone in which the metal used for the electrodes is substantially volatilized will be avoided by adjusting the distance between the electrodes in a suitable manner while remaining within the most favorable conditions corresponding to the minimum of the Paschen curve.
It has been found that the clearest vibrations can be achieved with gas-filled tubes that meet these conditions. However, it always remains possible to deviate from these favorable conditions and still use the advantages of the present invention to a large extent.
In Fig. 5, pulses of the same duration (6/100 microseconds) and different amplitudes (pulses II and 13) are shown. The corresponding measurement signals obtained by the device according to the invention correspond to the type shown in FIG. 5a (S 1, S 2 and S3) when the tube filled with gas corresponds to the conditions given above, according to the minimum of the Paschen curve. The vibrations received as measurement signals have a duration of a few thousandths of a second and can therefore be very easily measured very precisely.
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and different peak voltages if one moves away from the most favorable conditions corresponding to the minimum of the Paschen curve, which complicates the measurement.
However ha-
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ten advantages of the inventive conversion still exist.
FIG. 6 shows a variable peak voltage pulse il, iris which follows directly a stronger pulse I of invariable shape and amplitude, these successive pulses repeating periodically.
With the previously known pulse measuring methods, the amplitude fluctuations of the pulses can be measured
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cannot be determined, because the breakover circles are only ionized by the first pulse I. In contrast to this, the device according to the invention can be used in this case to carry out a precise measurement of the pulse fluctuations i, as shown in FIG whose measurement is extremely easy.
The signals obtained according to the invention are hardly changed by the floor noise of the tube, the height of which does not exceed a few millivolts in the case of tubes that meet the above-mentioned conditions, compared with a signal of several volts.
PATENT CLAIMS:
1. Device for determining and measuring the energy of short pulses by converting the same into vibrations, the duration of which is proportional to the energy of the pulses, characterized in that it has a tube (11 or 21) filled with noble gas, the gas of which, either helium, Neon, argon, krypton.
Xenon, pure or as a mixture, is exposed to said pulses, with one or more center electrodes (12 or 22,23) and at least one circumferential electrode (15 or 25) and a current source (17 or 27) is provided which has a voltage gradient between a center electrode (12 or 23) and at least one circumferential electrode (15 or 25), and a device (28, 29) for measuring the voltage fluctuations, which is attached to the circuit of one of the last-mentioned electrodes. these voltage fluctuations corresponding to the fluctuations in the conductivity of the noble gas of the tube, which result from the action of the said pulses.