DE1017708B - Vorrichtung zur Herabsetzung der Zuendverzoegerung bei Glimmentladungsroehren mit kalten Kathoden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herabsetzung der Zündverzögerung bei Glimmentladungsröhren mit kalten Kathoden, die eine in der Nähe einer anderen Elektrode angebrachte Hilfselektrode haben, wobei diese Elektroden eine Vorionisationsstrecke bilden und wenigstens die Teile der Hilfselektrode, die in Richtung zur anderen Elektrode liegen, mit einer Schicht Glas oder einem anderen halbleitenden Stoff überzogen sind und die Vorionisationsstrecke ständig an eine Spannungsquelle geschaltet ist.

Es ist bekannt, daß bei allen Entladungsröhren mit kalter Kathode die Zündung nicht unmittelbar bei Anlegung einer Spannung stattfindet, die höher ist als Brennspannung. Die Zeitdauer zwischen einer solchen Spannungsanlegung und der Zündung ändert sich von Fall zu Fall, da die für die Zündung erforderliche Ionisierung selten stattfindet und infolgedessen eine solche Zündverzögerung in der Praxis in Betracht gezogen werden muß. Falls keine besonderen Maßnahmen zu deren Beseitigung getroffen werden, kann sie mehrere Sekunden und in lichtabgeschirmten Röhren nicht weniger als einige Millisekunden betragen.

Die Zündverzögerung ist darauf zurückzuführen, daß gewöhnlich keine ausreichende primäre Ionisierung des Füllgases innerhalb des Röhrenkolbens auftritt, um die Zündung in dem Zeitpunkt der Anlegung der Zündspannung zwischen der Anode und der Kathode zu bewirken. Die Zündung kommt erst zustande, wenn eine ausreichende primäre Ionisierung vorhanden ist, beispielsweise infolge kosmischer Strahlung, geringer Wärmeemission der Kathodenoberfläche oder abgespaltener Ionen, die aus irgendeinem anderen Grunde auftreten. Das Wesen der Zündverzögerung und verschiedene Vorrichtungen zu deren Herabsetzung sind eingehend beschrieben in Engel-Steenbeck, Elektrische Gasentladungen, Berlin 1934, § 70. "

Verschiedene bekannte Maßnahmen zur Herabsetzung der Zündverzögerung und der diese begleitenden Nachteile seien erwähnt: Lichteinwirkung auf die Röhre, Einführung radioaktiver Stoffe, besondere Formgebung der Elektroden derart, daß die elektrostatische Feldemission vergrößert wird, und Einfügung einer besonderen Elektrode oder eines Elektrodenpaares, von der bzw. dem eine geringe kontinuierliche Entladung mittels eines Reihenwiderstandes bei so ausreichender, kleiner Stromintensität aufrechterhalten wird, daß der Wert der zwischen den Elektroden erforderlichen Zündspannung nicht merklich beeinflußt wird. Das zuletzt erwähnte Verfahren ist im allgemeinen zuverlässig, erfordert aber einen umständlichen Aufbau der Röhren und eine gute Isolierung, wenigstens zwischen den der Vorionisierung Vorrichtung zur Herabsetzung der
Zündverzögerung bei Glimmentladungsröhren mit kalten Kathoden

Anmelder:

Telefonaktiebolaget L M Ericsson,
Stockholm

Vertreter:

Dr.-Ing. H, Ruschke, Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 29. September 1951

Olaf Sternbeck, Älvsjö (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

dienenden Elektroden. Alle diese erwähnten Maßnahmen erhöhen außerdem die Kosten der Röhren und der zu diesen gehörenden Schaltungen.

Gemäß der Erfindung sind der Widerstand der Halbleiterschicht und die" Spannung der Spannungsquelle derart gewählt, daß ein Entladungsstrom durch die Halbleiterschicht und die Entladungsstrecke fließt, so daß die Zündverzögerung herabgesetzt wird, ohne die Zündspannung der übrigen Entladungsstrecken der Röhre zu beeinflussen. In einfacher Ausführung kann infolgedessen die eine Elektrode der Hilfsentladungsstrecke aus einem Teil des die Röhre umgebenden Glaskolbens bestehen und die zweite Elektrode die Anode bzw. die Kathode sein, die normalerweise in der Röhre enthalten sind.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsformen einer Glimmentladungsröhre, zum Teil nach bereits bekannten Vorschlägen, zum Teil nach der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 eine bekannte Röhre mit einer besonderen Vorionisierüngselektrode,

Fig. 2 "eine andere Ausführungsform einer bekannten Glimmentladungsröhre,

Fig. 3 eine Ausführungsform einer Glimmentladungsröhre nach der Erfindung, die eine mit Glas überzogene Hilfselektrode aufweist,

709 756/344

In Fig. 3 könnte die Elektrode 3 auch eine Kathode sein, so daß der Vorionisierungsstrom nach der Anode anstatt nach der Kathode fließt.

In Fig. 5 ist eine einfache Ausführungsform der 5 erfindungsgemäßen Glimmentladungsröhre dargestellt. In diesem Fall wird die Hilfselektrode von einem Teil des Glases des Kolbens und einer außen angebrachten Elektrode gebildet. Das Glas des Kolbens wirkt als der erforderliche Begrenzungswiderstand. Die an der der ίο Außenfläche des Glaskolbens angebrachte Elektrode wird durch ein Band 12 aus Metall oder Kohle gebildet. Bei der dargestellten Verbindung bildet die Innenfläche des Glaskolbens, die genau vor dem metallisierten oder dem karbonisierten Teil liegt, eine Hilfs-

Fig. 4 eine Röhre nach der Erfindung mit einem besonderen Paar von Hilfselektroden,

Fig. 5 eine Glimmentladungsröhre, bei der ein Teil des Glaskolbens als Halbleiterschicht für die außen angebrachte Hilfselektrode verwendet wird,

Fig. 6 eine Ausführungsform mit einer Hilfselektrode nach der Erfindung, wobei diese Anordnung insbesondere für Vielelektrodenröhren (Glimmtrioden) entwickelt ist,

Fig. 7 eine Schaltanordnung zur Messung Zündverzögerung und

Fig. 8 eine für Messungen verwendete Glimmentladungsröhre.

In Fig. 1 ist eine bereits bekannte Glimmentladungsröhre dargestellt, die mit einer Anode 1, einer 15 anode, so daß von dieser zu der Kathode 2 der geKathode 2, einer Hilfselektrode 3 versehen und an wünschte Glimmstrom auftritt.

eine Spannungsquelle 4 angeschlossen ist. Die Ent- In Glimmtrioden und ähnlichen Vielelektroden-

ladung zwischen der Kathode 2 und der Hilfselek- röhren kann eine Vorrichtung nach Fig. 6 benutzt trode 3 setzt bei einer niedrigeren Spannung als der werden, bei der eine mit Glas überzogene Hilfselek-Zündspannung der Röhre ein, und der Entladestrom 20 trode 3 zwischen die beiden Elektroden 1 und 2 eingezwischen den Elektroden 2 und 3 ist durch einen Be- fügt wird, die trotzdem normalerweise einen ausreichenden Potentialunterschied haben müssen. In diesem Fall ist die Elektrode 3 über den Zuführungsdraht 120 mit der Anode 1 verbunden, und infolge-25 dessen wird ein besonderer Zuführungsdraht durch den Röhrenkolben für die Vorionisierungselektrode gespart, wobei der übrige Teil auch der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung entspricht.

In allen dargestellten Ausführungsformen gemäß

sich eine Hilfselektrode 3 und an der anderen eine 30 der Erfindung (Fig. 3 bis 6) fällt vorteilhafterweise Auslöseelektrode 6. Die Elektrode 3 dient als Kathode der vorher bekannte Widerstand 5 (Fig. 1 und 2) weg, für einen sehr kleinen Strom, der ununterbrochen von und es ist keine hochwertige Isolierung auf derAußender Anode 1 bis zu dem Auslösezeitpunkt fließt. Von seite der Röhre erforderlich, da die Hilfselektrode mit der Elektrode 6 fließt ein sehr kleiner ununterbroche- einer niederohmigen Stromquelle verbunden werden ner Strom zu der Kathode 2. Das Auslösezeichen wird 35 kann.

über die Klemmen 7-7 angelegt. Die Strombegren- Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung nach Fig. 5

zungswiderstände 5 und 8 sind sehr groß, und ihre besteht darin, daß das Potential der Innenseite der

Glaswand stabilisiert ist, was zu einer vergrößerten Reproduzierbarkeit der Zündspannung beiträgt.

der Glimmentladungsröhre wird eine schwache Vor- 4° Mittels der in Fig. 7 dargestellten Entladungsröhre, ionisierung verwendet und von einer Hilfselektrode 3 bestehend aus der Kathode 2 und der Anode 1, die in erhalten, die aus einem Zuführungsdraht 12 und einem
diesen überdeckenden Glasüberzug 9 besteht. Die

grenzungswiderstand 5 begrenzt, der zwischen dem positiven Pol der Spannungsquelle 4 und der Hilfselektrode 3 liegt und eine Größe von 10000 Megohm hat.

In Fig. 2 ist eine andere bereits bekannte Glimmentladungsröhre dargestellt, die in einem Auslösekreis verwendet wird, wodurch die Zündverzögerung beseitigt worden ist. An einer Seite der Anode 1 befindet

Werte betragen 10⁹ Ohm.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform

Hilfselektrode 3 hält zwischen ihrer der Kathode am

einem mit einer Edelgasmischung aus Neon und 1 % Argon bei 70 mm Druck gefüllten, einen metallisierten Teil 12 zum Anlegen der Vorionisierungsspannächsten liegenden Glasoberfläche und der Kathode 2 45 nung aufweisenden Kolben 19 untergebracht sind, einen kleinen Entladungsstrom vermittels einer Span- wurden Zündverzögerungszeiten von 60 s erhalten, nungsquelle 10 über die als Begrenzungswiderstand wenn keine Spannung an dem Metallband 12 lag. Bei wirkende Glasschicht 9 aufrecht. Die Glasoberfläche Röhren, die so gebaut sind, daß sie 2 · 10—⁷ Curie selbst wirkt auf diese Weise als Hilfselektrode wie radioaktives Kobalt enthalten, wurde eine Zeitverzödie Elektrode 3 in Fig. 1, und die Glasschicht ent- 5° gerung von 5-10—² s gemessen. Bei Anschluß des äußespricht dem Widerstand 5 derselben Figur. Beim ren metallisierten Teiles 12 an +125 V in bezug auf Schließen des Schalters 11 wird zwischen Anode 1 die Kathode betrug die Zündverzögerung nur 5 · 10~-⁵ s und Kathode 2 eine Zündspannung von der Span- sowohl in Röhren mit und ohne diesen radioaktiven nungsquelle 4 angelegt. Die Zündung erfolgt äugen- Stoff. Bei sehr geringen Herstellungskosten des metalblicklich, da bereits eine ausreichende Anzahl La- 55 Iisierten Teiles 12 für normale Röhren ergibt die Vor

dungsträger im Füllgas der Röhre vorhanden ist, wenn die Hauptentladungsstrecke eingeschaltet wird. An Stelle von Glas kann auch ein anderer Halbleiter zur Umhüllung des Zuführungsdrahtes 12 verwendet werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform dient die Kathode 2 selbst als Hilfselektrode. Es ist natürlich möglich, eine weitere Hilfselektrode außer der Elektrode 3 zu verwenden, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, wodurch die Hauptanode und die Hauptkathode nicht die Vorionisierung stören. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, arbeitet die Glaselektrode 3 in diesem Falle als Hilfskathode und die zweite Hilfselektrode 6 als Hilfsanode. Es steht natürlich frei, welche Hilfselektrode die Anode oder die Kathode ist.

richtung nach der Erfindung eine tausendfach geringere Zündverzögerung gegenüber der mit radioaktiver Verbindung.

Claims (2)

Patentansprüche·

1. Vorrichtung zur Herabsetzung der Zündverzögerung bei Glimmentladungsröhren mit kalten Kathoden, die eine in der Nähe einer anderen Elektrode angebrachte Hilfselektrode haben, wobei diese Elektroden eine Vorionisierungsstrecke bilden und wenigstens die Teile der Hilfselektrode, die in Richtung zur anderen Elektrode liegen, mit einer Schicht Glas oder einem anderen halbleitenden Stoff überzogen sind, und die Vorionisierungsstrecke ständig an eine Spannungsquelle geschaltet

ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Halbleiterschicht und die Spannung der Spannungsquelle derart gewählt sind, daß ein Entladungsstrom durch die Halbleiterschicht und die Entladungsstrecke fließt, so daß die Zündverzögerung herabgesetzt wird, ohne die Zündspannung der übrigen Entladungsstrecken der Röhre zu beeinflussen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Glas überzogene Elektrode aus der Glashülle der Gasentladungsröhre besteht, die mit einem äußeren leitenden Belag in der Nähe der anderen Elektrode der Hilfsentladungsstrecke versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 545 622, 722 823, 904, 810 793;

USA.-Patentschriften Nr. 2 340 799, 2 457 891; Cios-Berichte, XXXI-50, German Cold Cathode

Tubes der Siemens-Reinigerwerke, Rudolstadt, S. 12

bis 23, Abb. 10 bis 19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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