CH455951A - Anordnung zur Stabilisierung des von einer Glühkathode emittierten Elektronenstroms - Google Patents

Description

  Anordnung     zur        Stabilisierung    des von einer Glühkathode     emittierten    Elektronenstroms    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung  zur Stabilisierung des von einer Glühkathode emittierten  Elektronenstroms. Eine solche Einrichtung kann für  verschiedenste Anwendungen in der industriellen Elek  tronik gebraucht werden, z.

   B. bei     Elektronenstrahlbear-          beitungsmaschinen    zum Bohren, Fräsen und Schweissen  von Werkstoffen, wobei ein von einer Glühkathode  emittierter Elektronenstrom auf das zu bearbeitende  Werkstück fokussiert wird und dieses an der     Auftreff-          stelle    des Elektronenstrahls durch Erhitzung geschmol  zen und durch Verdampfung stoffabtragend bearbeitet  werden kann.

   Um eine genaue Bearbeitung zu ermögli  chen, ist es wichtig, die Stärke des Elektronenstroms  möglichst genau regulieren zu können, d. h. es muss der  eingestellte     Strahlstrom    gegenüber     zufälligen    Schwan  kungen, die sich aus verschiedenen Ursachen, wie  Änderungen des Emissionsvermögens der Kathode,       Netzspannungsschwankungen    und dergleichen, ergeben  können, stabilisiert werden. Anwendungsmöglichkeiten  der Erfindung ergeben sich ferner bei vielen     Vakuum-          Elektronenstrahlgeräten    mit Glühkathode wie Röntgen  röhren, Elektronenmikroskopen,     Elektronenstrahldif-          fraktographen    usw.  



  Es sind schon zahlreiche Schaltungen zur Stabilisie  rung von Strömen für verschiedenste Anwendungen  bekannt geworden, die sämtlich einen mehr oder weniger  grossen     Auwand        erfordern.    Die vorliegende Erfindung  hat sich zum Ziel gesetzt, eine neue zuverlässige, wenig  Schaltungsmittel erfordernde Anordnung zur Stabilisie  rung des von einer Glühkathode emittierten Elektronen  stroms     für    solche Anwendungen anzugeben, bei denen  die Heizspannung für die Glühkathode und eine Saug  spannung zum Absaugen der emittierten Elektronen von       Transformatorsekundärwicklungen    geliefert werden.

   Die       erfindungsgemässe    Anordnung ist dadurch gekennzeich-         net,    dass in dem Primärstromkreis der beiden Sekundär  wicklungen ein gemeinsamer     Vorwiderstand    eingeschal  tet ist.  



  Zwar ist es schon bekannt, in einen Verbraucher  stromkreis einen     Vorwiderstand    einzuschalten, doch  wird in bekannten Fällen keine Stabilisierung des Stro  mes damit erreicht, sondern lediglich der Verbraucher  stromkreis bzw. die Stromquelle gegen     Überlastung     geschützt. Eine Verkopplung des Heizstromkreises einer  Glühkathode mit einem     Saugspannungskreis,    derart,  dass der von einer Glühkathode emittierte Strom stabili  siert wird, wurde dabei nicht     verwirklicht.     



  Im folgenden wird die Erfindung     anhand        zweier     Ausführungsbeispiele näher erläutert.  



  Die     Fig.    1 zeigt eine Anordnung, bei welcher     zwei     getrennte Transformatoren für Heizspannung und Saug  spannung vorgesehen sind und der     Vorwiderstand    in  einer gemeinsamen Zuleitung zu beiden angeordnet  ist.  



  Die     Fig.    2 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein  einziger Transformator mit einer Primärwicklung und je  einer Sekundärwicklung für Heiz- und Saugspannung  vorgesehen ist und der     Vorwiderstand    in den gemeinsa  men Primärstromkreis eingeschaltet ist.  



  In den beiden Ausführungsbeispielen bedeutet 1  symbolisch eine Vorrichtung, welche die Glühkathode 2  aufweist, deren Emissionsstrom stabilisiert werden soll.  Jede solche Vorrichtung, auf welche die Erfindung  angewendet werden kann, besitzt ferner eine Saugspan  nungselektrode 3, die bei den meisten Geräten dieser Art  Anode genannt wird. Die     Glühkathode    wird durch die  Sekundärwicklung 4 eines Transformators mit der nöti  gen Heizspannung und durch eine zweite Transformator  sekundärwicklung 5 über die     Gleichrichterschaltung    6  mit der zwischen Kathode und Anode anzulegenden           Saugspannung    versorgt.

   Im     Primärstromkreis    der beiden  Sekundärwicklungen liegt die als gemeinsamer     Vorwi-          derstand    für den Heiz- und     Saugspannungskreis    wirken  de Drossel 7. Zur Einstellung der Heizleistung ist  ausserdem noch ein Regelwiderstand 8 vorgesehen, der  in     Fig.    1 im     Primärkreis,    in     Fig.    2 im Sekundärkreis des       Heiztransformators    liegt.  



  Die beschriebene Einrichtung wirkt     folgendermas-          sen:     Wenn der von der Kathode 2 emittierte Elektronen  strom aus irgendwelchen Gründen z. B. infolge Verände  rung der     Emissionsfähigkeit    der Kathode     zunimmt,    also  ein grösserer Strom zwischen Kathode und Anode fliesst,  bewirkt dies auch einen     grösseren    Strom im Primärkreis  des     Saugspannungstransformators    und damit einen ent  sprechenden     Spannungsabfall    am     Vorwiderstand    7.

   Da  mit sinkt die     Primärspannung    auch für den Heizstrom  kreis; also wird der Heizstrom     geringer,    wodurch die  Kathodentemperatur;     und    damit die Elektronenemission       abfällt;    d. h.,     die    .durch die Schwankung der Elektronene  mission über den     Saugspannungskreis    und die Drossel  stattfindende     Rückwirkung    auf den Heizstromkreis wirkt  gerade dieser Schwankung entgegen, wirkt also auf den       Elektronenemissionsstrom    stabilisierend.

   Das gilt ent  sprechend auch im Falle eines Absinkens der Elektronen  emission der Kathode.     In    diesem Falle sinkt zugleich der  Anodenstrom ab, so dass die Spannung am Drosselaus  gang steigt und damit gleichzeitig die Heizspannung  steigt.  



  Die Erfindung hat sich besonders     bewährt    bei sol  chen Geräten mit Elektronen     emittierender    Kathode, die  im     Sättigungsstrombereich    arbeiten.  



  Unter      Vorwiderstand     im Sinne der vorgehenden       Erfindungsbeschreibung    können sowohl     Ohmsche    als  auch Blindwiderstände verstanden werden; letztere z. B.  Drosseln sind     vorteilhafter,    weil sie geringere Energie  verluste zur Folge haben als     Ohmsche    Widerstände.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Stabilisierung des von einer Glühka- thode emittierten Elektronenstroms, wobei die Heizspan nung für die Glühkathode und eine Saugspannung zum Absaugen der emittierten Elektronen von Transforma- tor-Sekundärwicklungen geliefert werden, dadurch ge kennzeichnet, dass in den Primärstromkreis der beiden Sekundärwicklungen ein gemeinsamer Vorwiderstand eingeschaltet ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwei getrennte Transformatoren vor gesehen sind, deren Primärwicklungen parallel geschaltet sind und dass der Vorwiderstand in einer gemeinsamen Zuleitung zu den beiden Primärwicklungen angeordnet ist. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwei Transformatoren vorgesehen sind, deren Primärwicklungen und der Vorwiderstand in Reihe geschaltet sind.

   3. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein einziger Transformator mit einer einzigen Primärwicklung und je einer Sekundärwicklung für Heiz- und Saugspannung vorgesehen ist und der Vorwiderstand in den gemeinsamen Primärstromkreis eingeschaltet ist. 4. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Vorwiderstand eine Drossel vor gesehen ist.