Infrarot-Strahlenquelle Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch beheizte Infrarot-Strahlenquelle, wie sie zu Mess- zwecken z. B. in Infrarot-Spektrophotometern oder Infrarot-Gasanalysatoren gebraucht werden.
Für diese Zwecke hat man bisher meist eine Strahlenquelle mit einem wassergekühlten Gehäuse vorgesehen, bei welcher durch die Wasserkühlung die grosse überschüssige Wärme abgeführt wird. Eine solche Anordnung ist insbesondere deshalb nachteilig und kompliziert, weil besondere Einrichtungen vor gesehen werden müssen, um eine Zirkulation des Wassers und damit eine einwandfreie Kühlung sicher zustellen.
Eine andere, häufig benutzte Art von Infrarot- Strahlenquelle hat eine fallende Temperatur-Wider- stands-Charakteristik, die während einer Anlaufzeit eine besondere Starterschaltung benötigt, um die Strahlenquelle auf ihren normalen Arbeitstemperatur bereich zu bringen. Nachdem die Arbeitstemperatur erreicht ist, müssen besondere Vorkehrungen ge troffen werden, um den Strom durch die Strahlen quelle genau zu begrenzen, um sie auf einer kon stanten Temperatur zu halten und ein Verbrennen zu verhindern.
Um ein einwandfreies Arbeiten dieser bekannten Anordnungen zu gewährleisten, sind zusätzlich zu der Strahlenquelle selbst besondere Zubehörteile erfor derlich. Es ist ersichtlich, dass solche Zubehörteile sowohl die Kosten der Geräte erhöhen als auch die Geräte verkomplizieren und damit störanfälliger machen.
Der Erfindung liegt daher vor allem die Aufgabe zugrunde, eine einfache, in sich geschlossene Strahlen quelle der vorliegenden Art zu schaffen, bei welcher solche Störungsquellen weitgehend vermieden sind, und die daher eine lange Lebensdauer hat und nur ein Mindestmass an Wartung benötigt.
Erfindungsgemäss besteht die Strahlungsquelle aus einem Heizelement in Gestalt eines elektrischen Leiters aus einem Metall der Platingruppe und einer diesen umgebenden keramischen Hülse, die mit einem den Leiter einschliessenden, hochschmelzenden Füll stoff ausgefüllt ist.
Zweckmässigerweise besteht der Leiter aus Rhodium oder einer Rhodiumlegierung. Die Füllmasse kann von Zirkoniumsilikat (Zr02 * Si09), Aluminiumoxyd (A1203), Kobaltoxyd (Co304) und Molybdänsäure (H.Mo04 - H20) gebildet werden.
Es hat sich gezeigt, dass mit einer so aufgebauten Strahlenquelle eine im wesentlichen im Infraroten liegende Strahlung mit genau definierter und stabiler Spektralverteilung erzeugt werden kann, wie sie für Messzwecke der oben erwähnten Art erforderlich ist. Gegenüber den für diese Zwecke verwendeten, be kannten Strahlenquellen hat sie jedoch den Vorteil grösserer Einfachheit und damit einmal geringerer Herstellungskosten, zum anderen grösserer Betriebs sicherheit und längerer Lebensdauer. Sie stellt dabei ein in sich geschlossenes Bauglied dar, das leicht zu montieren und erforderlichenfalls auszuwechseln ist.
Es sind Infrarot-Strahlenquellen mit Quarz-Hüllen bekannt. Diese Quarz-Hüllen strahlen jedoch nicht selbst, sondern lassen nur die Strahlen durch, die von einem anderen Teil der Strahlenquelle ausgesandt werden. Sie wirken also nur als Fenster für die infra roten Strahlen.
Demgegenüber wird bei der vorliegenden Erfin dung im Arbeitszustand die gesamte Strahlenquellen anordnung aufgeheizt, so dass die heisse Keramikhülse der eigentliche Strahler ist. Das bietet den Vorteil, dass bei der erfindungsgemässen Anordnung die Keramikhülse mit verschiedenen Stoffen überzogen werden kann, um die emittierte Strahlung nach Wunsch zu wechseln, zu ändern oder zu verstärken. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, die Aus- Strahlung innerhalb eines bestimmten Spektralbandes zu verstärken oder sonstwie zu ändern. In diesem Fall kann man einen geeeigneten Überzug auf die Hülse aufbringen, durch den die gewünschten Ergeb nisse erzielt werden.
In dieser Hinsicht unterscheidet sich die erfin dungsgemässe Strahlenquelle vorteilhaft von solchen bekannten Infrarot-Strahlenquellen, die aus einem keramischen Stoff oder Stoffgemisch bestehen, das elektrisch leitend gemacht ist. Da der gesamte Körper dieser speziellen Art von Strahlern elektrisch leitend ist, ist es nicht zweckmässig, sie in der Weise, wie das bei der erfindungsgemässen Strahlenquelle möglich ist, zum Zwecke einer Variation der Spektralverteilung mit einem Überzug zu versehen. Ein solcher Überzug wird nämlich sehr wahrscheinlich ganz andere elek trische und chemische Eigenschaften haben als der leitende Körper der Strahlenquelle.
Infolgedessen kann der Überzug die Charakteristiken des Strahlers ändern, so dass die Anordnung nicht einwandfrei arbeitet. Ein Nernst-Brenner muss beispielsweise in einer oxydierenden Atmosphäre betrieben werden; andernfalls wird er zerstört.
Aus anderen Gründen lässt sich ein solcher über zug zur Änderung der Ausstrahlung auch bei den jenigen Infrarot-Strahlenquellen nicht anbringen, die eine infrarot-durchlässige Hülse aufweisen. Ein sol cher Überzug würde dort statt das gewünschte Re sultat zu liefern, zu sehr unerwünschten Ergebnissen führen. Ein Überzug an der Aussenseite einer infrarot durchlässigen Hülse emittiert mit einer Farbtem- peratur, die zusätzlich zur Farbtemperatur der Hülse selbst im wesentlichen durch den Energiebetrag be stimmt wird, den er absorbiert.
Man kann nun den Überzug dicker machen, um seine Absorptionsfähig keit und damit seine Temperatur und Ausstrahlung zu erhöhen. Aber ein solcher dicker Überzug würde die Hülse für Infrarot undurchlässig machen und ihr damit ihre vorgesehene Funktion unmöglich machen.
Im Gegensatz dazu hat bei der vorliegenden Er findung die Keramikhülse im wesentlichen die Farb- temperatur des als Heizelement dienenden elektrischen Leiters. Dementsprechend hat auch ein Überzug auf der Hülse im wesentlichen die gleiche Temperatur, weil er seine Energie durch direkte Berührung und Wärmeleitung und nicht durch seine eigenen Ab sorptionseigenschaften erhält.
Die vorliegende Erfindung hat daher den Vorteil, dass sie die Darstellung einer wesentlich grösseren Vielfalt von Emissions-Charakteristiken ermöglicht, und zwar durch einfaches Aufbringen von einem oder mehreren geeigneten Überzügen auf die Keramik hülse, welche letztere die von der Strahlenquellen anordnung gelieferte Strahlungsenergie tatsächlich emittiert. Es können verschiedene Zonen des Strahlers mit unterschiedlichen Überzügen versehen werden, um in den verschiedenen Zonen verschiedene Aus strahlungen zu erhalten.
Es ist anzustreben, dass der Raum innerhalb der Hülse mit dem hochschmelzenden Füllstoff so aus- gefüllt ist, dass der elektrische Leiter, insbesondere in den heissen Mittelzonen nicht mit Luft in Berührung kommt, die beispielsweise in Form von Luftblasen in dem Füllstoff vorhanden sein könnte. Selbst wenn solche Luftblasen extrem klein sind, so oxydiert der Leiter doch wesentlich, wenn die Strahlungsquelle bei der üblichen Temperatur von z. B. 1350 K arbeitet.
Als Folge davon verkürzen solche an den Leiter angrenzende Lufttaschen oder -blasen nicht nur die Lebensdauer des Strahlers, sondern verursachen sehr leicht unerwünschte Veränderungen der emittierten Spektralverteilung. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung einer Infrarot-Strahlen- quelle der in Frage stehenden Art, nach welchem die Hülse nach Einbringen des Leiters mit der Füllmasse in suspendiertem Zustand gefüllt und anschliessend die Füllmasse verfestigt wird.
Eine andere, in der Praxis bewährte Möglichkeit besteht darin, dass die Hülse mit dem darin eingesetzten Leiter in eine wässrige Lösung der Füllmasse eingetaucht und der Raum über der Lösung evakuiert wird, worauf das Trocknen der Füllmasse abgewartet und die Masse im Inneren der Hülse anschliessend verfestigt wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist: Fig.l ein Längsschnitt durch eine Infrarot- Strahlenquelle, Fig. 2 ein Längsschnitt durch eine andere Aus führungsform.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 1 besteht haupt sächlich aus den folgenden Teilen: Einer Keramik hülse 10, die aus irgendeinem geeigneten Werkstoff, z. B. Aluminiumoxyd, besteht, einem elektrischen Leiter 11, der aus einem Metall der Platin-Gruppe besteht (Rhodium hat sich als besonders zweckmässig erwiesen) und einem Füllstoff 12, der beispielsweise ein Gemisch von hochsehmelzenden, keramischen Stoffen sein kann, und welcher den Leiter vollständig umschliesst, und den Raum innerhalb der Keramik hülse ausfüllt, so dass keine Lufträume vorhanden sind.
Das spezielle Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 hat Silberkappen 13 an beiden Enden der Keramik hülse 10, durch welche der Rhodium-Leiter 11 hin durchgeführt und mit den Kappen 13 verbunden ist. Das kann mit Hilfe eines Silberlotes 14 bewerkstelligt werden. Die Silberkappen 13 bilden dauerhafte Kon taktflächen, über welche die Stromzufuhr erfolgen kann. An den Kappen 13 kann die Strahlungsquelle auch bequem im Gerät befestigt werden, z. B. mittels die Kappen umgreifender federnder Kontakte.
Der Leiter 11 kann wendelförmig gewunden sein, wie dies bei 15 dargestellt ist. Die Länge der Wendel 15 des Leiters ist dabei hauptsächlich durch die Fläche der Strahlungsquelle bestimmt, auf welcher man maximale Ausstrahlung haben will. Der Leiter 11 ist mit einer besonderen Schleife 16 in der Nähe jedes Endes versehen. Durch diese Schleifen 16 des Rhodiumdraht-Leiters 11 wird dieser von allen mechanischen Spannungen entlastet, die zwischen dem Hauptteil des Leiters 11 und den Kappen 13 auftreten könnten. Der Hauptteil des Leiters 11 ist ja in den Füllstoff 12 eingebettet. Einige Metalle der Platingruppe sind ziemlich spröde, insbesondere in Drahtform und infolgedessen ist es wichtig, dass der drahtförmige Leiter 11 von allen mechanischen Spannungen entlastet ist.
Ein Gemisch von hochschmelzenden Stoffen, ent haltend Zirkoniumsilikat Zr02 * Sioz, Aluminiumoxyd A1203, Kobaltoxyd Co 304 und Molybdänsäure H2M004 - H..,0 als Füllstoff 12 hat zu sehr befrie digenden Ergebnissen geführt. In dieses hochschmel zende Gemisch in Gestalt eines erhärteten Füllstoffes 12 ist der Leiter 11 eingebettet und es wird dadurch die Hülse 10, der Leiter 11 und die erhärtete Füll masse 12 zu einer Einheit verbunden.
Das Füll material hat ausserdem die wichtige Aufgabe, den Luftzutritt zu dem Leiter 11 während des Betriebes bei hoher Temperatur zu verhindern und die Gefahr einer Oxydation zu beseitigen.
Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die aus ähnlichen Elementen besteht, wie die nach Fig. 1. Gleiche Teile tragen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1. Der Leiter 11 aus einem Metall der Platingruppe, beispielsweise Rhodium, ist von einer Keramikhülse 10 umgeben.
Die Hülse 10 ist mit einem hochschmelzenden Material 12 ausgefüllt, das den elektrischen Leiter 11 umschliesst und den Raum innerhalb der Hülse 10 vollständig ausfüllt.
Man erhält einen vollständig in sich geschlossenen Aufbau, wenn man Drähte 17 aus einem geeigneten Metall wie Silber mit den Enden des Rhodium-Leiters 11 verbindet und die Verbindungsstellen 18 beider seits vollständig mit dem Füllstoff 12 umschliesst. Die Silberdrähte 17 können sowohl zur Halterung als auch zur Stromzuführung dienen, so dass die Montage der Strahlungsquelle erleichtert wird. Die Silberdrähte sind viel stabiler und duktiler als der verhältnismässig brüchige und spröde Rhodium-Leiter 11. Die Ver bindungen, die bei 18 dargestellt sind, können sehr einfach dadurch hergestellt werden, dass die Silber drähte 17 mit den Enden des wendelförmigen Leiters 11 punktverschweisst werden.
Die Herstellung der beschriebenen Infrarot- Strahlungsquellen erfolgt in folgender Weise: Ein drahtförmiger elektrischer Leiter aus einem Metall der Platingruppe wird in Wendelform ge wunden und dann in eine hohle Keramikhülse ein gesetzt. Ein Ende der Hülse wird mit einem porösen Material wie saugfähiger Baumwolle zugestopft und dann mit einer Vakuum-Pumpe verbunden. Die Hülse kann mit der Pumpe durch ein kleines Stück eines Gummischlauches verbunden sein.
Das Gemisch von hochschmelzenden keramischen Stoffen, wie sie oben beispielsweise angegeben sind, kann am bequemsten in Form einer breiigen, wäss- rigen Suspension eingebracht werden. Die evakuierte Hülse wird dann mit dem Füllstoff-Gemisch nach einem der folgenden Verfahren ausgefüllt.
Das Verfahren wird beispielsweise so ausgeführt, dass an dem noch offenen Ende der Keramikhülse ein Einfülltrichter angebracht wird, was vorzugsweise mittels eines Gummirohrstückes erfolgen kann.
Dem Trichter wird der Füllstoff in einer breiigen Form zugeführt und das Vakuum-System in Betrieb gesetzt. Der Brei wird in die Keramikhülse hinein gezogen, aber am Ende der Hülse durch den Baum- wollpfropfen angehalten. Das Vakuum wirkt jedoch infolge der Porosität des Pfropfens weiterhin auf den Füllstoff.
Die Anordnung wird gewöhnlich mehrere Stunden unter Vakuum gehalten, bis der Füllstoff vollständig getrocknet und luftfrei ist.
Die Strahlungsquelle wird dann sowohl von dem Fülltrichter als auch von dem Vakuum-System ab gezogen und dann Strom hindurchgeschickt, so dass sie auf ihre normale Arbeitstemperatur zwischen 1200 bis 1500 K kommt. Dabei erhärtet und ver festigt sich das Gemisch der hochschmelzenden Stoffe.
Ein anderer Weg, auf welchem die Hülse mit dem Füllstoff ausgefüllt und der Luftgehalt des breiartigen wässrigen Gemisches entfernt werden kann, ist ge kennzeichnet durch die folgenden anderen äquiva lenten Arbeitsgänge: Der Füllstoff kann in Wasser suspendiert und in ein flaches Gefäss gegossen werden. Die Anordnung mit dem wendelförmigen Leiter in der Keramikhülse wird dann in das Gefäss gelegt, so dass der Füllstoff- Gemisch-Brei die Anordnung vollständig bedeckt. Der Raum über der Gemisch-Oberfläche wird dann evakuiert, so dass alle Luftreste, die in dem Brei enthalten sind, zur Oberfläche abgezogen und ent fernt werden.
In Verbindung mit dem letzteren Schritt hat es sich in manchen Fällen als zweckmässig er wiesen, ausser dem Evakuieren, das ganze Gefäss zu rütteln. Eine solche Rüttelbehandlung trägt in einigen Fällen wesentlich dazu bei, die Luft zur Oberfläche des Füllstoff-Gemisch-Breies zu bringen.
Der gesamte Inhalt des Gefässes, in das natürlich jeweils gleichzeitig eine Mehrzahl von mit Leitern versehenen Keramikhülsen statt nur einer eingesetzt sein können, kann dann trocknen. Der überschüssige Füllstoff wird ebenso fest wie das im Inneren der Keramikhülsen, welche die elektrischen Leiter ent halten. Die Hülsen sind dann mit dem Füllstoff- Gemisch ausgefüllt und werden von dem überschüs sigen Füllstoff-Gemisch befreit, welches an ihrer Aussenseite angetrocknet ist. Die gefüllten Hülsen können dann gebrannt werden, um das Füllstoff- Gemisch zu härten.
Dies kann jedoch auch dadurch erzielt werden, indem ein elektrischer Strom durch den Leiter hindurchgeschickt wird und die Strahlen quelle eine Zeitlang mit einer hinreichend hohen Tem peratur betrieben wird. Dieser Härtungsarbeitsgang verbindet die Elemente der Strahlungsquelle zu einer kompakten Einheit.
Infrared radiation source The invention relates to an electrically heated infrared radiation source such as that used for measuring purposes, for. B. used in infrared spectrophotometers or infrared gas analyzers.
For this purpose a radiation source with a water-cooled housing has been provided so far, in which the large excess heat is dissipated by the water cooling. Such an arrangement is particularly disadvantageous and complicated because special facilities must be seen in order to ensure the circulation of the water and thus proper cooling.
Another, frequently used type of infrared radiation source has a falling temperature-resistance characteristic, which requires a special starter circuit during a start-up time in order to bring the radiation source to its normal working temperature range. After the working temperature has been reached, special precautions must be taken to precisely limit the current through the radiation source, to keep it at a constant temperature and to prevent burning.
In order to ensure proper functioning of these known arrangements, special accessories are required in addition to the radiation source itself. It can be seen that such accessories both increase the cost of the devices and complicate the devices and thus make them more susceptible to failure.
The invention is therefore primarily based on the object of creating a simple, self-contained radiation source of the present type in which such sources of interference are largely avoided, and which therefore has a long service life and requires only a minimum of maintenance.
According to the invention, the radiation source consists of a heating element in the form of an electrical conductor made of a metal of the platinum group and a ceramic sleeve surrounding this, which is filled with a high-melting filler material enclosing the conductor.
The conductor is expediently made of rhodium or a rhodium alloy. The filling compound can be made of zirconium silicate (Zr02 * Si09), aluminum oxide (A1203), cobalt oxide (Co304) and molybdic acid (H.Mo04 - H20).
It has been shown that with a radiation source constructed in this way, radiation lying essentially in the infrared and having a precisely defined and stable spectral distribution can be generated, as is required for measurement purposes of the type mentioned above. Compared to the known radiation sources used for this purpose, however, it has the advantage of greater simplicity and thus lower manufacturing costs on the one hand, and greater operational reliability and longer service life on the other. It represents a self-contained component that is easy to assemble and, if necessary, to be replaced.
Infrared radiation sources with quartz shells are known. However, these quartz shells do not radiate themselves, but only let through the rays that are emitted by another part of the radiation source. So they only act as a window for the infra red rays.
In contrast, in the present invention, the entire radiation source arrangement is heated in the working state, so that the hot ceramic sleeve is the actual radiator. This offers the advantage that, with the arrangement according to the invention, the ceramic sleeve can be coated with various substances in order to change, change or increase the emitted radiation as desired. For example, it may be desirable to increase or otherwise change the radiation within a certain spectral band. In this case, a suitable coating can be applied to the sleeve through which the desired results can be achieved.
In this regard, the radiation source according to the invention advantageously differs from such known infrared radiation sources which consist of a ceramic substance or mixture of substances which is made electrically conductive. Since the entire body of this special type of radiator is electrically conductive, it is not expedient to provide it with a coating in the manner that is possible with the radiation source according to the invention for the purpose of varying the spectral distribution. Such a coating is very likely to have completely different electrical and chemical properties than the conductive body of the radiation source.
As a result, the coating can change the characteristics of the radiator, so that the arrangement does not work properly. For example, a Nernst burner must be operated in an oxidizing atmosphere; otherwise it will be destroyed.
For other reasons, such a cover for changing the radiation cannot be attached to those infrared radiation sources that have an infrared-permeable sleeve. Such a coating, instead of delivering the desired result, would lead to very undesirable results. A coating on the outside of an infrared-permeable sleeve emits at a color temperature which, in addition to the color temperature of the sleeve itself, is essentially determined by the amount of energy that it absorbs.
You can now make the cover thicker to increase its absorption capacity and thus its temperature and radiance. But such a thick coating would make the sleeve impermeable to infrared and thus make its intended function impossible.
In contrast to this, in the present invention the ceramic sleeve has essentially the same color temperature as the electrical conductor serving as the heating element. Accordingly, a coating on the sleeve also has essentially the same temperature because it receives its energy through direct contact and heat conduction and not through its own absorption properties.
The present invention therefore has the advantage that it enables a much greater variety of emission characteristics to be represented by simply applying one or more suitable coatings to the ceramic sleeve, which the latter actually emits the radiation energy supplied by the radiation source arrangement. Different zones of the radiator can be provided with different coatings in order to obtain different emissions in the different zones.
It is desirable that the space inside the sleeve is filled with the high-melting filler in such a way that the electrical conductor, especially in the hot central zones, does not come into contact with air which could be present in the filler in the form of air bubbles, for example. Even if such air bubbles are extremely small, the conductor will be significantly oxidized when the radiation source is at the usual temperature of e.g. B. 1350 K works.
As a consequence, such air pockets or air bubbles adjoining the conductor not only shorten the service life of the radiator, but also very easily cause undesirable changes in the emitted spectral distribution. The invention also comprises a method for producing an infrared radiation source of the type in question, according to which the sleeve is filled with the filling compound in a suspended state after the conductor has been introduced, and the filling compound is then solidified.
Another possibility, which has proven itself in practice, is that the sleeve with the conductor inserted in it is immersed in an aqueous solution of the filling compound and the space above the solution is evacuated, whereupon the filling compound is left to dry and the compound is then solidified inside the sleeve becomes. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. In the accompanying drawing: Fig.l is a longitudinal section through an infrared radiation source, Fig. 2 is a longitudinal section through another imple mentation form.
The embodiment according to FIG. 1 consists mainly of the following parts: A ceramic sleeve 10, which is made of any suitable material, for. B. aluminum oxide, consists of an electrical conductor 11, which consists of a metal of the platinum group (rhodium has proven to be particularly useful) and a filler 12, which can be, for example, a mixture of high-boiling, ceramic materials, and which the conductor completely encloses, and fills the space inside the ceramic sleeve, so that no air spaces are available.
The special embodiment according to FIG. 1 has silver caps 13 at both ends of the ceramic sleeve 10, through which the rhodium conductor 11 is passed and connected to the caps 13. This can be done with the help of a silver solder 14. The silver caps 13 form permanent contact surfaces through which the power can be supplied. On the caps 13, the radiation source can also be conveniently attached in the device, for. B. by means of the caps encompassing resilient contacts.
The conductor 11 can be helically wound, as shown at 15. The length of the coil 15 of the conductor is mainly determined by the area of the radiation source on which one wants to have maximum radiation. The conductor 11 is provided with a special loop 16 near each end. These loops 16 of the rhodium wire conductor 11 relieve the latter of all mechanical stresses which could occur between the main part of the conductor 11 and the caps 13. The main part of the conductor 11 is embedded in the filler 12. Some metals of the platinum group are quite brittle, especially in wire form and as a result it is important that the wire-shaped conductor 11 is relieved of all mechanical stresses.
A mixture of high-melting substances, containing zirconium silicate Zr02 * Sioz, aluminum oxide A1203, cobalt oxide Co 304 and molybdic acid H2M004 - H .., 0 as filler 12 has led to very satisfactory results. In this high melting mixture in the form of a hardened filler 12, the conductor 11 is embedded and it is thereby the sleeve 10, the conductor 11 and the hardened filling mass 12 connected to form a unit.
The filling material also has the important task of preventing air from entering the conductor 11 during operation at high temperature and of eliminating the risk of oxidation.
Fig.2 shows another embodiment of the invention, which consists of similar elements as those of Fig. 1. Identical parts have the same reference numerals as in Fig. 1. The conductor 11 made of a metal of the platinum group, for example rhodium, is of a Ceramic sleeve 10 surrounded.
The sleeve 10 is filled with a high-melting material 12 which encloses the electrical conductor 11 and completely fills the space within the sleeve 10.
A completely self-contained structure is obtained if wires 17 made of a suitable metal such as silver are connected to the ends of the rhodium conductor 11 and the connection points 18 on both sides are completely enclosed by the filler 12. The silver wires 17 can serve both for holding and for power supply, so that the assembly of the radiation source is facilitated. The silver wires are much more stable and ductile than the relatively brittle and brittle rhodium conductor 11. The connections shown at 18 can be made very easily by spot-welding the silver wires 17 to the ends of the helical conductor 11.
The infrared radiation sources described are produced in the following way: A wire-shaped electrical conductor made of a metal of the platinum group is wound in a helical shape and then placed in a hollow ceramic sleeve. One end of the sleeve is plugged with a porous material such as absorbent cotton and then connected to a vacuum pump. The sleeve can be connected to the pump by a small piece of rubber hose.
The mixture of high-melting ceramic substances, such as those indicated above, for example, can most conveniently be introduced in the form of a pulpy, aqueous suspension. The evacuated sleeve is then filled with the filler mixture using one of the following methods.
The method is carried out, for example, in such a way that a filling funnel is attached to the end of the ceramic sleeve that is still open, which can preferably be done by means of a piece of rubber pipe.
The filler is fed to the funnel in a pulpy form and the vacuum system is put into operation. The pulp is drawn into the ceramic sleeve, but stopped at the end of the sleeve by the cotton plug. However, the vacuum continues to act on the filler due to the porosity of the plug.
The assembly is usually held under vacuum for several hours until the filler is completely dry and free of air.
The radiation source is then withdrawn from both the filling funnel and the vacuum system and current is then sent through it so that it comes to its normal working temperature of between 1200 and 1500 K. The mixture of high-melting substances hardens and solidifies.
Another way in which the sleeve can be filled with the filler and the air content of the slurry-like aqueous mixture can be removed is characterized by the following other equivalent operations: The filler can be suspended in water and poured into a shallow vessel. The arrangement with the helical conductor in the ceramic sleeve is then placed in the vessel so that the filler mixture slurry completely covers the arrangement. The space above the mixture surface is then evacuated so that any residual air contained in the slurry is drawn to the surface and removed.
In connection with the latter step it has in some cases been found to be expedient, apart from evacuation, to shake the whole vessel. In some cases, such a shaking treatment makes a significant contribution to bringing the air to the surface of the filler mixture slurry.
The entire contents of the vessel, in which of course a plurality of ceramic sleeves provided with conductors can be inserted at the same time instead of just one, can then dry. The excess filler is just as solid as that inside the ceramic sleeves, which hold the electrical conductors ent. The sleeves are then filled with the filler mixture and are freed from the excess filler mixture which has dried on its outside. The filled sleeves can then be fired to harden the filler mixture.
However, this can also be achieved in that an electric current is sent through the conductor and the radiation source is operated for a time at a sufficiently high temperature. This hardening operation combines the elements of the radiation source into a compact unit.