CS219638B1

CS219638B1 - Integrated resistive voltage divider for electrical vacuum equipment

Info

Publication number: CS219638B1
Application number: CS873080A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Zikes; Hana Janatkova; Michal Jedlicka
Original assignee: Vaclav Zikes; Hana Janatkova; Michal Jedlicka
Priority date: 1980-12-11
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Integrovaný odporový dělič napětí pro elektrovakuová zařízení, umístěný uvnitř jejich vakuového obalu. Tento dělič se uplatňuje zejména v elektronových násobičích, v elektrostatických válcových zrcadlových energetických analyzátorech, cykl-oidálních hmotových spektrometrech a hmotových spektrometrech typu omegatron. Při použití tohoto integrovaného odporového děliče napětí je proud uvolňovaných molekul z celého děliče v rozmezí 1019s_1 až 0 s"* 1 a stabilita hodnoty elektrického odporu po vypečení a po vystavení vzduchu za atmosférického tlaku je v rozmezí 50 % až 0,001 %. Tvarovaná odporová vrstva opatřená kontakty vymezujícími dělicí poměr napětí je vytvořena na podložce z keramiky pjoužitím techniky nanášení tenkých nebo tlustých vrstev.Integrated resistive voltage divider for electro-vacuum devices located inside their vacuum package. This divider is mainly used in electron multipliers, in electrostatic cylindrical mirror energy analyzers, in cyclic mass spectrometers and in omegatron type mass spectrometers. Using this integrated resistive voltage divider, the flow of released molecules from the entire divider is in the range of 1019s -1 to 0s "* 1, and the resistance of the electrical resistance value after baking and after exposure to air at atmospheric pressure is in the range of 50% to 0.001%. the contacts delimiting the stress ratio is formed on a ceramic support using thin or thick coating techniques.

Description

Vynález se týká integrovaného odporového děliče napětí pro elektrovakuová zařízení, umístěného uvniř jejich vakuového obalu, zejména pro elektronové násobiče, elektrostatické válcové zrcadlové energetické analyzátory, cykloidální hmotové spektrometry a hmotové spektrometry typu amegatron.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an integrated resistive voltage divider for electrovacuum devices located within their vacuum enclosure, particularly for electron multipliers, electrostatic cylindrical mirror energy analyzers, cycloidal mass spectrometers and amegatron mass spectrometers.

Odporové děliče napětí se používají ve spojení s elektrovakuovým zařízením, jestliže elektrovakuov-é zařízení potřebuje pro svou funkci různá napájecí napětí, která lze 'získat podělením jednoho zdrojového napětí. Dosud jsou známy zhruba dva způsoby provedení odporového děliče pro napájení elektrov-akuových zařízení. Při prvním způsobu je odporový dělič umístěn mimo vakuový obal tohoto zařízení. V tomto případě může být odporový dělič zhotoven spojením běžných odporů, vakuový obal elektrovakuového zařízení však musí být vybaven paticí s mnoha průchodkami. Počet průchodek je přitom dán počtem potřebných napájecích napětí elektrovakuového zařízení. Tento způsob provedení odporového děliče má dvě nevýhody. První spočívá v tom, že elektr-ovakuové zařízení musí být opatřeno paticí s mnoha průchodkami, což mimo pracnost a nákladnost jejich výroby snižuje i spolehlivost celého elektrovakuového zařízení následkem častých vakuových netěsností a mechanického poškození patice. Druhou nevýhodou tohoto způsobu provedení odporového děliče je to, že v případě vypékání elektrovakuového zařízení nebo při jiné manipulaci s ním se musí odporový dělič od zařízení odpojit a po vypečení opět připojit. To znamená jednak zvýšenou pracnost při obsluze zařízení a jednak zajištění elektrického kontaktu na mnoha průchodkách při manipulaci s přívody se opět stává zdrojem provozní nespolehlivosti. Při druhém známém způsobu provedení odporového děliče je tento umístěn uvnitř vakuového obalu elektrovakuového zařízení a je zhotoven z jednotlivých odporů, případně zatavených ve skleněném obalu. U tohoto odporového děliče napětí umístěného' uvnitř obalu elektrovakuového zařízení hrají důležitou roli vlastnosti významné z hlediska užití ve vakuu. Takovou vlastností je uvolňování plynu kvantitativně charakterizované proudem uvolňovaných molekul o jednotce s'¹. U známých odporových děličů umístěných uvnitř obalu elektrovakuových zařízení a zhotovených z jednotlivých odporů, případně zatavených ve skleněném obalu, se proud uvolPŘEDMĚTResistance voltage dividers are used in conjunction with an electrovacuum device if the electrovacuum device requires different supply voltages to function, which can be obtained by dividing one source voltage. So far, two methods of designing a resistive divider for supplying electro-battery devices are known. In the first method, the resistive divider is located outside the vacuum envelope of the device. In this case, the resistive divider can be made by combining conventional resistors, but the vacuum package of the electrovacuum device must be equipped with a multi-grommet base. The number of bushings is determined by the number of supply voltages required for the electrovacuum system. This embodiment of the resistive divider has two disadvantages. The first is that the electro-vacuum device has to be provided with a base with many bushings, which in addition to the labor and cost of manufacture reduces the reliability of the whole electro-vacuum device due to frequent vacuum leaks and mechanical damage to the base. A second disadvantage of this embodiment of the resistive divider is that in the case of baking or other handling of the electrovacuum device, the resistive divider must be disconnected from the device and reconnected after baking. This means, on the one hand, increased laboriousness in the operation of the device and, on the other hand, providing electrical contact at many bushings when handling the leads again becomes a source of operational unreliability. In a second known embodiment of the resistive divider, the resistive divider is located inside the vacuum casing of the electrovacuum device and is made of individual resistors, possibly sealed in a glass casing. In this resistive voltage divider located within the envelope of the electrovacuum device, properties important for use in vacuum play an important role. Such a property is the release of gas quantitatively characterized by a stream of released molecules having a unit s ^-1 . In the known resistive dividers located inside the package of an electro-vacuum device and made of individual resistors, possibly sealed in a glass package, the current is released.

1. Integrovaný odporový dělič napětí pro elektrovakuová zařízení, umístěný uvnitř jejich vakuového obalu, vyznačený tím, že na podložce (4) z keramiky je vytvořena tvarovaná odporová vrstva (5) opatřená kontakty (6j vymezujícími dělicí poměr napětí.An integrated resistive voltage divider for electro-vacuum devices located within their vacuum casing, characterized in that a shaped resistive layer (5) provided with contacts (6j) defining a voltage separation ratio is formed on the ceramic substrate (4).

ňovaných molekul pohybuje v rozmezí 10¹⁹s^_1 až 10¹³ s“h To znamená, že takový odporový dělič je vhodný pro* použití v elektwvakuových zařízeních s celkovým tlakem v oboru vysokého vakua, nikoliv však v oboru ultravakua. Dále u tohoto» odporového děliče v případě vypékání nebo provozu elektrovakuového zařízení za zvýšené teploty je důležitá stabilita hodnoty elektrického odporu jednotlivých odporů po vypečení a jejich vystavení vzduchu za atmosférického^ tlaku. Tato stabilita se pohybuje v rozmezí 10 % až 0,1 %. Nevýhodami tohoto druhého známého způsobu provedení odporového děliče je pracná výroba při spojování jednotlivých odporů a případném jejich zatavování do skelněného obalu, dále velké rozměry a hmotnost a konečně nevhodnost pro použití v elektrovakuových zařízeních s celkovým tlakem v oboru ultravakua.ned molecules in the range of 10 ¹⁹ to 10 ¹³ ^_1 with "h That is, such a resistive divider is suitable for use in elektwvakuových * installations with a total pressure in the field of high vacuum, but not in the field ultravakua. Further, in this resistive divider in the case of baking or operation of an electro-vacuum device at elevated temperature, the stability of the electrical resistance value of the individual resistors after baking and their exposure to air at atmospheric pressure is important. This stability ranges from 10% to 0.1%. The disadvantages of this second known embodiment of the resistive divider are the laborious manufacture of joining the individual resistors and eventually sealing them into the vitreous casing, the large dimensions and the weight, and finally the unsuitability for use in ultra-vacuum ultra-vacuum electric vacuum devices.

Uvedené nevýhody odstraňuje integrovaný odporový dělič napětí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na podložce z keramiky je vytvořena tvarovaná odporová vrstva opatřená kontakty vymezujícími dělicí poměr napětí, přičemž proud uvolňovaných molekul z celého děliče je v rozmezí 10¹⁹ s¹ až 0 s’¹ a stabilita hodnoty elektrického odporu po vypečení a po· vystavení vzduchu za atmosférického tlaku je v rozmezí 50 % až 0,001 °/o. Odporová vrstva nebo celý dělič může být pokryt ochrannou vrstvou.These disadvantages are overcome by the integrated resistive voltage divider according to the invention, characterized in that a shaped resistive layer is provided on the ceramic substrate with contacts defining the voltage dividing ratio, the current of released molecules from the entire divider being in the range of 10 ¹⁹ s ¹ to 0 s ^-1 and stability of the electrical resistance value after browning and · after exposure to air at atmospheric pressure is in the range of 50% to 0,001 ° / o. The resistive layer or the entire divider may be covered with a protective layer.

Výhody a vyšší účir^pk vynálezu se projevují zejména v tom, že zhotovení odporového děliče se provádí najednou za použití techniky nanášení tenkých nebo tlustých vrstev na keramickou podložku, přičemž tento odporový dělič je vhodný i pro použití v elektrovakuovém zařízení s celkovým tlakem v oboru ultravakua. Další jeho výhodou jsou i menší rozměry a hmotnost jak samotného děliče, tak i celého· elektrovakuového zařízení.Advantages and advantages of the invention are particularly apparent in the fact that the resistive divider is made at once using a thin or thick layer technique on a ceramic substrate, which resistive divider is also suitable for use in an ultra-vacuum ultra-vacuum electric vacuum apparatus. . Another advantage is the smaller size and weight of both the splitter itself and the whole electro-vacuum device.

Na výkresu je schematicky znázorněn integrovaný odporový dělič napětí podle vynálezu, použitý v elektronovém násobiči. Ve společném vakuovém obalu 3 elektronového násobiče 2 je umístěn integrovaný odporový dělič 1, tvořený podložkou 4 z keramiky, na níž je vytvořena tvarovaná odporová vrstva 5 opatřená kontakty 6, které vymezují dělicí poměr napětí. Jednotlivé vývody 7 děliče 1 jsou spojeny s elektrodami 8 elektronového násobiče 2. Obal 3 je «opatřen dvěma přívody 9, 10.The drawing illustrates schematically an integrated resistive voltage divider according to the invention used in an electron multiplier. In the common vacuum envelope 3 of the electron multiplier 2 there is an integrated resistive divider 1 formed of a ceramic substrate 4 on which a shaped resistive layer 5 is provided with contacts 6 defining a voltage separation ratio. The individual terminals 7 of the divider 1 are connected to the electrodes 8 of the electron multiplier 2. The cover 3 is provided with two leads 9, 10.

Claims

Integrated resistive divider according to claim 1, characterized in that either the resistive layer (5) or the entire divider (1) is covered with a protective layer.