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Mit einem Lebensdaueranzeiger versehene Elektronenstrahlröhre
Die Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsröhre mit einem Elektronenbündel, besonders eine Fernsehbildröhre, die einen Anzeiger für ihre Gesamtbelastung während der abgelaufenen Betriebszeit aufweist.
Es ist erwünscht, z. B. wenn eine Röhre schadhaft wird, das Mass der bisherigen Gesamtbelastung der Röhre, d. h. die gesamte in ihr während der Betriebszeit umgesetzte Energie festzustellen. Bei konstanter Leistungsabgabe der Röhre während des Betriebes ist die Gesamtbelastung der Betriebszeit proportional. Es genügt daher bei Röhren, die mit konstanter Leistung betrieben werden, die Betriebszeit zu messen, um ein Mass für die Gesamtbelastung während der Betriebszeit zu erhalten. Wenn jedoch der Strom in der Röhre und damit die jeweilige Leistungsabgabe erheblich geändert werden, ist es wichtig, die gesamte in der Röhre umgesetzte Energie am Ende. der Betriebszeit festzustellen. Wenn z.
B. in einer Elektronenstrahlröhre häufig mit hohem Strahlstrom gearbeitet wird, ist ihre Lebensdauer kürzer, als wenn der Strahlstrom niedrig ist.
Betriebszeitanzeiger für elektrische Entladungsröhren sind bekannt. In einer bekannten Ausführung gilt z. B. die Ablagerung eines Metalles aus einer Flüssigkeit durch Elektrolyse als Mass für die Betriebszeit. Die Spannung für die Elektrolyse entspricht dabei der Betriebsspannung der Röhre, deren Betriebszeit gemessen werden soll, und wird als konstant während der Betriebszeit angesehen.
Es ist auch vorgeschlagen worden, auf oder im Kolben der Entladungsröhren Stoffe anzuordnen, die sich infolge der Erwärmung im Betrieb allmählich verfärben. An Hand der Verfärbung kann dann die Zeit festgestellt werden, während der die Röhre im Betrieb gewesen ist. Diese Verfärbung ist jedoch nahezu unabhängig von der Gesamtbelastung der Röhre, da bei den meisten Röhrentypen die Temperatur nur im geringen Mass von Änderungen des mittleren Anodenstromes beeinflusst wird und auch sehr stark von den äusseren Betriebsbedingungen, z. B. der Kühlung bzw. der Wärmeableitung abhängt. Ausserdem kann ein solcher Anzeiger nicht nutzbringend in Röhren angewendet werden, die, wie Elektronenstrahlröhren, im Betrieb kaum warm werden.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, eine elektrische Entladungsröhre für hohe Spannungen mit einem Gesamtbelastungsanzeiger zu versehen, der aus einem gegen weiche Röntgenstrahlen empfindlichen Stoff besteht. Unter"empfindlichem Stoff ist dabei ein Stoff zu verstehen, der bei Bestrahlung mit weichen Röntgenstrahlen eine direkt oder indirekt zu beobachtende Änderung erfährt und der auf der Au- ssenseite der Röhrenwand angebracht sein kann. Dieser Stoff kann gegebenenfalls aus einem manganhaltigen, leicht schmelzenden Email bestehen, das jedoch nicht von Elektronen getroffen werden darf. Es hat sich herausgestellt, dass die Verfärbung durch Röntgenstrahlen in grösserem Masse von der Höhe der angewandten elektrischen Spannungen als von der Stärke des Elektronenstromes abhängig ist.
Da die Betriebsspannungen meistens nur nahezu konstant sind, liefert die Verfärbung nur zum Teil eine Anzeige für die tatsächlich während der Betriebszeit aufgetretene Gesamtbelastung der Röhre.
In einer elektrischen Entladungsröhre mit einem Elektronenbündel, besonders einer Fernsehbildröhre, mit einem rechteckigen Schirm, bei der der ganze Leuchtschirm zur Wiedergabe des Bildes verwendet wird, die einen Anzeiger für ihre Gesamtbelastung während der abgelaufenen Betriebszeit aufweist,
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kann eine besonders günstige Anzeige erhalten werden, indem gemäss der Erfindung der Anzeiger für die Gesamtbelastung aus einer leicht schmelzenden Glasart besteht, der sich in Abhängigkeit von der Zahl der auf ihn auftreffenden verhältnismässig schnellen Elektronen verfärbt und z. B. auf der Seitenfläche des Kolbens in der Nähe mindestens einer der Ecken des Leuchtschirmes angebracht ist.
Weil der Schirm abgerundete Ecken hat und das vom Elektronenstrahl geschriebene Raster rechteckig ist, liegen die Eckpunkte des Rasters ausserhalb des Schirmes auf der Seitenfläche des Kolbens'. Wenn der Anzeigestoff an der angegebenen Stelle angebracht wird, liegt er in einem Eckpunkt des Rasters und wird somit von schnellen primären Elektronen aus dem Strahl getroffen, da solche Röhren mit hohen Spannungen (höher als 5 kV) arbeiten. Weil das Verfärbungsmass von der Zahl der Elektronen, die den Stoff treffen, und damit von der Helligkeit des Bildes abhängt, liefert die Verfärbung eine Anzeige für das Mass der Abnutzung der Röhre.
Die Elektronengeschwindigkeit ist konstant und hängt von den nahezu konstanten Betriebsspannungen der Röhre ab.
Der sich verfärbende Stoff besteht aus einer leicht schmelzenden Glasart, die sich in Abhängigkeit vom Elektronenaufprall dunkel färbt. Eine geeignete Glasart hat folgende Zusammensetzung : 68, 5 Gew.-% an Bleioxyd (PbO) ;
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Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Elektronenstrahlröhre, Fig. 2 eine Vorderansicht des Leuchtschirmes und des vom Elektronenstrahl geschriebenen Rasters, und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Röhre nach der Erfindung.
In den Figuren bezeichnet 1 das Fenster der Röhre, 2 den Konus und 3 den Hals, in dem sich ein Elektrodensystem befindet.
Auf dem Fenster 1 ist der Leuchtschirm 4 angebracht. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Schirm ein Rechteck mit abgerundeten Ecken. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Eckpunkte 6 des genau rechteckgen Rasters ausserhalb des Schirmes 4 und damit teilweise auf der Seitenwand des Kolbens (Fig. 3) lie- gen.
Der Anzeigestoff 5 ist derart ausserhalb des Schirmes 4 auf der Seitenwand des Kolbens angebracht, dass er innerhalb der Eckpunkte des Rasters 6 liegt. Eine dunkle Verfärbung des Stoffes 5 ist somit für das Bild nicht störend.
Es ist jedoch auch möglich, den glasartigen Stoff derart am Rand des Schirmes anzubringen, dass bei Dunkelfärbung immer deutlicher eine Umrahmung oder ein Warnungszeichen sichtbar wird, das anzeigt, dass die Röhre in kurzer Zeit ersetzt werden muss. Der Stoff 5 kann in diesem Fall z. B. mit einem Buchstabenstempel auf den Rand der Bildfläche aufgebracht werden.
Die leicht schmelzende Glasart wird, als Pulver mit einem Bindemittel, auf der Innenseite des Fensters angebracht, bevor die Teile des Kolbens aneinander geschmolzen werden. Während des Anschmelzens schmilzt der Anzeigestoff dann auf dem Glase fest. Da der Stoff sich in einiger Entfernung von der Schweissnaht zwischen dem Fenster und dem Konus befindet, wird die Temperatur niedriger als die des Glases an der Naht während des Anschmelzvorganges sein, aber hinreichend hoch, um den Anzeigestoff zu schmelzen.
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