DE1026101B - Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Hochvakuumanlagen - Google Patents

Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Hochvakuumanlagen

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Publication number
DE1026101B
DE1026101B DES33702A DES0033702A DE1026101B DE 1026101 B DE1026101 B DE 1026101B DE S33702 A DES33702 A DE S33702A DE S0033702 A DES0033702 A DE S0033702A DE 1026101 B DE1026101 B DE 1026101B
Authority
DE
Germany
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discharge
photocells
high vacuum
photocell
vessel
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Pending
Application number
DES33702A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Karl-Hans Reiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Reiniger Werke AG
Original Assignee
Siemens Reiniger Werke AG
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Publication date
Application filed by Siemens Reiniger Werke AG filed Critical Siemens Reiniger Werke AG
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Publication of DE1026101B publication Critical patent/DE1026101B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J41/00Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas; Discharge tubes for evacuation by diffusion of ions
    • H01J41/02Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Hochvakuumanlagen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Hochvakuumanlagen mittels einer in der Anlage aufrechterhaltenen elektrischen Entladung.
  • Bekannte derartige Vorriohtungen beruhen auf dem Prinzip, daß die Entladungsstromstärke sich bei Veränderung des Gasdruckes in der Anlage ändert, und weisen als Anzeigeinstrument ein in den Entladungsstromkreis eingeschaltetes Strommeßinstrument auf.
  • Diese Vorrichtungen vermögen. jedoch nicht, zwischen einem Druckanstieg infolge von außen in das Vakuumgefäß eindringende Gase und einem Druckanstieg von im Innern des Vakuumgefäßes frei werdender Gasmengen zu unterscheiden und haben n.ur eine geringe Anzeigeempfindlichkeit.
  • Es ist weiterhin eine Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Vakunmanlagen bekannt, bei der in einem Entladungsgefäß eine elektrische Entladung aufrechterhalten wird und bei der eine fotoelektrische Anordnung zur Überwachung des Entla.dungsleuchtens im Entla, dungsgefäß vorgesehen ist, die auf Veränderungen der Intensität des Entladungsleuchtens in vorgebbaren Spektralbereichen anspricht. Mit dieser Vorrichtung können nur qualitative Aussagen über eine Veränderung der in dem Entladungsgefäß befindl ichen, das Entladlungs1leuchten verursachenden Gase oder Dämpfe ermittelt werden. Sowohl die regulär in dem Entladungsgefäß befindlichen Gase oder Dämpfe als auch die etwa durch Lecks von außen in das Entladungsgefäß eingedrungenen tragen n. ämlich infolge der Breitbandigkeit ihrer Spektren zum Entladungsleuchten bei, und man kann daher bei einer Veränderung der Intensität des Entladungsleuchtens in einem gewissen Spektralbereich nicht unterscheiden. ob sie von einer Anderung des Gesamtdruckes der regulär in dem Entladungsgefäß befindlichen Gase oder Dämpfe herrührt oder von etwa durch Lecks von außen in das Vakuumgefäß eingedrungenen Gasen oder Dämpfen, die neben einer Veränderung des Gesamtdruckes in der Anlage eine Veränderung der quantitativen Zusammensetzung der Gase oder Dämpfe in der Anlage hervorrufen. Auf Grund nur eines Meßwertes ist es nicht möglich, beide Vorkommnisse zu unterscheiden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Hochvakuumanlagen, enthaltend ein Entladungsgefäß, in dem eine elektrische Entladung aufrechtzuerhalten ist, und eine auf Veränderungen der Intensität des Entladungsleuchtens in vorgebbaren Spektralbereichen ansprechende fotoelektrische Anordnung zur Überwachung des Entladungsleuchtens im Entladungsgefäß, werden die Nachteile der genannten vorbekannten Vorrichtungen beseitigt durch Mittel zur gleichzeitigen Vornahme von zwei verschiedenen Messungen an der Entladung, aus deren Ergebnis zu entscheiden ist, ob sich bei Veränderung des Gesamtdrucks in dem Entladungsgefäß die Zusammensetzung des Gas- und/oder Dampfinhalts in dem Entladungsgefäß geändert hat - wie es der Fall ist, wenn die Hochvakuumanlage leck ist - oder nicht - wie es der Fall ist, wenn allein der Gesamtdruck in der nicht lecken Hochvaliuumanlage ansteigt -, indem entweder ein Strommeßgerät zur Ermittlung des gesamten von der elektrischen Entladung durch das Entladungsgefäß getragenen Stromes und eine fotoelektrische Anordnung zur gleichzeitigen Ermittlung der Intensität des Entladungsleuchtens in einem ausgewählten. Spektralbereich vorgesehen ist oder zwei fotoelektrische Anordnungen zur gleichzeitigen Ermittlung der Intensität des Entladungsleuchtens in zwei voneinander verschiedenen auswählbaren Spektralbereichen.
  • Vorzugsweise kann mit der vorgeschlagenen Vorrichtung eine akustische oder optische Warnanlage oder eine andere automatische Betätigungseinrichtung gekoppelt werden, die im Falle eines plötzlich auf tretenden Leckes etwa die Bedienungsmannschaft aufmerksam macht oder elektrische Einrichtungen der Vakuumanlage abschaltet.
  • Bei der Durchführung der Lecksuche mit der Einrichtung nach der Erfindung wird die Wandung des unter Vakuum stehenden Objektes in bekannter Weise mit einem sogenannten Suchgasstrahl abgetastet, wobei die im Augenblick des Abtastens einer Leckstelle in die Vakuumanlage eindringenden Sprühgase, vorzugsweise Wasserstoff, einen Farbumschlag des Entladungsleuchtens bewirken.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sollen nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert werden.
  • In der Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau u des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Eine Entladung röhre 1 ist über das Rohr 2 mit dem zu prüfenden nicht dargestellten Hochvakuumgefäß verbunden und an eine geeignete, ebenfalls nicht dargestellte Spannungsquelle angeschlossen. Der im Meßinstrument 3 gemessene Strom gibt ein Maß für den Druck im Hochvakuumgefäß. Die Entladungssäule wird mit Hilfe einer Linse 4 auf der Isathode einer Fotozelle 5 abgebildet. Der dabei auftretende Fotostrom wird mit dem Instrument 6 gemessen. Die Ahhängigkeit der Grölle des Fotostromes von der spektralen Verteilung des Entladungsleuchtens wird durch ein in den Strahlengang eingeschaltetes Farbfilter 7 erreicht.
  • Soll die Vorrichtung zur Überwachung einer Hochvakuumanlage auf plötzlich auftretende Lecks verwendet werden, so wählt man zweckmäßig ein Rot filter, das für das Licht der roten Stickstoffbanden durchlässig ist, in Verbindung mit einer Zäsium-Fotozelle. Die beiden Instrumente 3 und 6 werden zweckmäßig empirisch geeicht. Zur Steigerung der Anzeigeempfindlichteit emfiefiehtl sich die Verwindung von Fotozellen mit Sekundärekektronenvervielfachern.
  • Als Spannungsquelle für die Entaladungsröhre 1 kann eine Hochfrequenzspannungsquelle oder eine Gleichspannungsquelle dienen.
  • Zur Aufrechterhaltung der Entladung bei niedrigen Drücken ist es im letzteren Falle unter Ltmständen erforderlich, in dem Entladungsraum auf bekannte Weise ein Magnetfeld aufrechtzuerhalten.
  • Um einen störenden Einfluß des Raumlichtes auszuschalten, werden die Teile 1, 4 5 und 7 zweckmäßig in einem lichtdichten Rasten od. dgl untergebracht und das Verbindungsrohr 2 zum Hochvakuumgefäß geschwärzt. Lichtleitung innerhalb der Glasrohre kann durch eine Unterbrechung mittels eines Schliftes oder eines metallrohres verhindert werden. Diese Maßnahmen sind jedoch nicht erforderlich. wenn die Gleichstromentladung nach einem weiteren Merkmal, der Erfindung impulsmäßig, z. B. durch periodisches Aufladen und Entladen eines Kondensators, durchgeführt wird.
  • Der hohe Anteil an Wechsellicht einer derartiges Entladung läßt sich, durch die Fotozelle in Wechselspann. uns transformiert, mit bekannten Mittelhn leicht verstärken. wobei das Raumlicht keine Störungen verursacht. Durch Wahl kurzer Impul sbreiten kann auch die mit einer Gleichstromentladung verbundene Getterwirkung der Entladung. die die Druckanzeige des Meßinstrumentes 3 verfälscht, verringert werden.
  • Um Intensitätsschwankungen des Lichtes der Entladung unwirksam zu machen und gleichzeitig die Anzeige noch empfindlicher zu gestalten, kann man nach einem weiteren Nilerkmal der Erfindung zwei Fotozellen mit verschiedener spektraler Empfindlichkeit in einer Brückenschaltung verwenden. In der Fig. 2 ist eine solche Anordnung dargestellt. Die Fotozelle 8 sei z. B. rotempfindlich (Zäsiumschicht) und die Fotozelle 9 blauempfindlich (Isaliumschicht.
  • Ein Rotfilter 10 und ein Blaufilter 11 schneiden. die jeweils unerwünschten Teile des Spektrums ab. Zwei Widestände 12 und 13, von denen midestens einer veränderlich ist, bilden zusammen mit den beiden Fotozellen 8 und 9 eine Brücke, die von einer Gleichspannungsquelle 14 gespeist wird. Der illit dem Instrument 15 gemessene Anodenstrom einer Elektronenröhre 16 zeigt in an sich Bekannter Weise den Abgleich der Brücke und geringe Verschiebungen des Abgleiches, z. B. durch Anderung der Farbe des Entladungsleuchtens, infolge eines Leckes an. Der Abgeichpunkt der Brücke, d. h. das Verhältnis der Werte der widerstände 1 2und 13, kann unmittelbar als ein Maß für die Dichtllei t der Hochvakuum -apparatur angesehen werden. Geringe Verfärbungen der Gasentladung durch Besprühen der Leclistelle mit einem Succhegas, z. B. Wasserstoff, machen sich durch relativ große ausschläge des Instrumentes 15 bemerkbar. Durch Ixompensation des Anodenruhestromes der Röhre 16 oder durch Nacverstärkung ist es in an sich bekannte rWeise möglich, die Empfindlichlieit der Anzeige gegebenenfallsf noch weiter zu erhöhen. An Stelle einer Brücke kann auch eine der bekannten Kompelisations- oder Differenz-Schlaungen verwendet werden. Ebenso liegt es im Bereich der Erfindung, bei impulsmäßiger Bestrahlung der Fortozellen zn stelle der gleichlichterregten Brücke eine echselstrombrücke zu verwenden.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. vorichtung zur Anzeige von Leckes in Hochvakununanloagen, enthaltend eine Entladungsgefäß, in dem eine elektrische Entladung aufrechtzuerhalten ist, und eine auf Veränderungen der Intesität des Entaldaungssleuchtens in vorgebbaren spektralbereichen Ansprechende fotoelekytrische Anordnung zur Überwachung des Entladungsleuchtens im entladungsgefäß, gekennzeichnet durch Älittel zur gleichzeitigen Vornahme von zwei verschiedene Messungen an der Entladung aus deren Ergebnis zu entsclleiden ist. ob sich bei Veränderung des Gesamtdrucks in dem Entladungsgefäß die Zusammensetzung des Gas-und/oder Dampfinhlats in dem Entladungsgefäß geänderi bat - wie es der Fal;l ist. wenn die Hochvakuumanulage leck ist - oder nicht - wie es der Fall ist. wenn allein der Gesamtdruck in der nicht lecken Hochvakuumanlage ansteigt indem entweder ein Strommeßgerät zur Ermirlung des gesamten von der elektrischen Entaldung durch das Entladungsgefäß getragenen Stromes und eine fotoelektrische Anordnung zur gleichzeitigen Ermittlung der Intensität des Entladungsl;eurchtens in einem ausgewählten Spektralbereich vorgesehen ist oder zwei fotoelektrische Anordnungen zur gleichzeitigen Ermittlung der Intensität des Entladungsleuchtens in zwei voneinander verschiedenen auswählbaren Spektralbereichen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch ge kennzeichnet, daß die Charakteristik der Fotozellenanordnung durch den Fotozellen l-orgeschaltete Farbfilter beeinflußt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch optische Systeme zur Abbildung der Entladungssäule auf den Fotozellen., insbesondere den Fotokathoden gasgefüllter oder Valkuum-fotozellen.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch l, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Entladungssäule auf zwei Fotozellen mit verschiedener spektraler Empfindlichkeit $zur Einwirkung gebracht wird. die in einer Brticlcen-, Differenz-oder Kompensationsschaltung liegen.
  5. 5. vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fotozellen in einer gleichspannungserregten Wheatstonebrücke angeordnet sind, in deren Nnllzweiu vorzugsweise die Gitter-Kathoden-Strccke einer Entladungsröhre angeordnet ist.
  6. 6. vorrichtung nach Anspruch 4 oder z. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von gasgefüllten oder Vakuum-Fotozellen die Fotokathode der einen Fotozelle eine Zäsiumschicht und d die Fotokathode der zweiten Fotozelle eine Kalinuischicht als elektronenemittierende Schicht enthält.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Fotozellen mit Sekundärelektronenvervielfachern.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Gleichstromentladung ein magnetisches Feld im Entladungsraum aufrechterhalten wird.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen impulsmäßigen, z. B. durch periodisches Aufladen und Entladen eines Kondensators bewirkten Entladungshetrieb.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine damit gekoppelte akustische oder optische Warnanlage oder eine andere automatische, vorzugsweise zur Abschaltung einer elektrischen Einrichtung der Vakuumanlage dienende Betätigungseinrichtung.
    In. Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 370 475.
DES33702A 1953-06-05 1953-06-05 Vorrichtung zur Anzeige von Lecks in Hochvakuumanlagen Pending DE1026101B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2370475A (en) * 1942-01-21 1945-02-27 Gen Electric Method and apparatus for testing sealed envelopes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2370475A (en) * 1942-01-21 1945-02-27 Gen Electric Method and apparatus for testing sealed envelopes

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