DE1101631B - Elektronenstrahlroehre zur Zaehlung elektrischer Impulse mit einer zylindrischen Kathode - Google Patents
Elektronenstrahlroehre zur Zaehlung elektrischer Impulse mit einer zylindrischen KathodeInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft Elektronenstrahlröhren zur Zählung elektrischer Impulse mit einer zylindrischen
Kathode, einer koaxial zur Kathode angeordneten zylindrischen Auffangelektrode und einem Magnetfeld
parallel zur Achse der Kathode.
Es ist bekannt, Magnetfeldröhren für Schalt- und Zählzwecke herzustellen, die eine Entwicklung der
bekannten Magnetronröhren sind. Solche Schalt- oder Zählröhren haben eine zentral in der Röhre gelegene
Kathode und eine Anzahl von in bezug auf die Kathode positive Elektroden (Anoden), die die genannte
Kathode umgeben. DieKathode kann dabei zylindrisch und die Anoden langgestreckt sein und im wesentlichen
parallel zu der Kathode verlaufen. Das magnetische Feld ist im wesentlichen konstant, und seine Kraftlinien
sind fast parallel zu dem Kathodenzylinder. In einer solchen Röhre kann ein negativer innerer Widerstand
für eine oder mehrere Anoden erreicht werden, wenn ihr Potential unter das Potential der anderen
Anoden gesenkt wird.
In einer Elektronenstrahlröhre der genannten Art sind die die Kathode umgebenden Elektroden in zwei
verschiedenen Arten wirksam, einesteils als Auffangelektroden, die den von der Kathode ausgesandten
Elektronenstrahl auffangen, und andererseits als Steuerelektroden zur Leitung des Elektronenstrahls in
willkürlicher Weise an eine der Auffangelektroden. Die Auffangelektroden und die die zylindrische Kathode
umgebenden Steuerelektroden sind schienenförmig geschaltet und laufen parallel zur Kathode, wobei
die Auffangelektroden und die Steuerelektroden miteinander abwechseln. Die Steuerelektroden haben größere
Breite radial gegen die Kathode, und ihr der Kathode gegenüberliegender Teil liegt näher an der
Kathode als die Auffangelektroden. Ein eine oder mehrere Auffangelektroden umfassendes »Fach« wird
dadurch zwischen benachbarten Steuerelektroden gebildet.
Es ist auch eine Zählröhre bekannt, die im Prinzip eine Kathodenstrahlröhre ist, deren Schirm mit einer
Anzahl von mit Leuchtstoff belegten Fenstern versehen ist. Diese Röhre fordert aber sehr stabile Betriebsspannungen,
da die Strahlablenkung und damit die Zahlung von den Spannungen abhängig ist.
Es hat sich gezeigt, daß für gewisse Zwecke, wie den Gebrauch einer solchen koaxialen Röhre zur Zählung
von Impulsen, die Konstruktion der Röhre beträchtlich vereinfacht werden kann, wenn die Auffangelektroden
elektrisch miteinander verbunden werden, so daß jede von ihnen das gleiche positive
Potential mit Bezug auf die Anode hat. Die Steuerelektroden werden zur Steuerung des Elektronenstrahls
benutzt, indem eine von ihnen mit einer niedrigeren Spannung als die anderen gespeist wird, wo-Elektronenstrahlröhre
zur Zählung elektrischer Impulse
mit einer zylindrischen Kathode
zur Zählung elektrischer Impulse
mit einer zylindrischen Kathode
Anmelder:
Telefonaktiebolaget LM Ericsson,
Stockholm
Stockholm
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,
Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 5. Juli 1951
Schweden vom 5. Juli 1951
Olaf Sternbeck, Älvsjö (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
durch der Strahl in ein der genannten Steuerelektrode benachbartes Fach geleitet wird. Der Elektronenstrahl
kann veranlaßt werden, in der Röhre umzulaufen, d. h. automatisch eine fortschreitende Bewegung von
Fach zu Fach zu machen, indem die aufeinanderfolgenden Steuerelektroden nacheinander mit solch
einer niedrigen Spannung gespeist werden. Dies kann auf mehrere verschiedene Arten geschehen, z. B. durch
Speisung der Steuerelektroden mit einer mehrphasigen Spannung, was schon bekannt ist.
Die genannte Verbindung der Auffangelektroden kann in der Röhre selbst angeordnet werden, und die
einfachste Art ist dann, die Auffangelektroden durch einen Metallschirm zu ersetzen, der konzentrisch zur
Kathode und, von der Kathode aus gesehen, hinter den Steuerelektroden angeordnet ist. Die fortschreitende
Bewegung des Elektronenstrahls wird natürlich nicht dadurch beeinflußt. Die Konstruktion
der Röhre wird jedoch viel einfacher, weil eine Anzahl Einführungen durch seine Glasumhüllung fortgelassen
werden können.
Die Elektronenstrahlröhre gemäß der Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß das
Magnetfeld konstant ist und daß koaxial zwischen der Kathode und der Auffangelektrode Steuerelektroden
und in der Auffangelektrode jeweils zwi-
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sehen den Steuerelektroden Durchtrittsöffnungen für den Elektronenstrahl vorhanden sind.
Die derart aufgebaute Röhre wird an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Röhre der beschriebenen Art,
Fig. 2 eine Röhre mit abgeänderten Steuerelektroden,
Fig. 3 einen Horizontal- und einen Vertikalschnitt einer beschriebenen Röhre, die mit einem Lumineszenzschirm
versehen ist,
Fig. 4 einen Horizontalschnitt und eine Seitenansicht einer Röhre mit einer anderen Art des Überzuges
auf dem Lumineszenzschirm,
Fig. 5 und 6 eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht des Elektrodensystems in anderen Ausführungsformen einer Röhre.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Kathodenachse der Röhre. Hier bezeichnen 1 bis 8 eine Anzahl
Steuerelektroden, die symmetrisch um die zylindrische Kathode 11 herum angeordnet sind. Die Steuerelektroden
1 bis 8 sind so geformt, daß sie in der Richtung zur Peripherie gegen die Kathode eine beträchtliche
Ausdehnung haben. Die Steuerelektroden sind von einer zylinderförmigen Auffangelektrode
umgeben, die koaxial zu der Kathode ist. Der Entladungsraum der Röhre wird von einem konstanten
elektrischen Feld durchdrungen, das parallel zur Achse der zylindrischen Kathode 11 ist und mit der
Bezugsziffer 15 bezeichnet ist. Das magnetische Feld ist also auf die Ebene der Figur gerichtet. Wenn das
magnetische Feld genügend stark ist und wenn alle Steuerelektroden die gleiche positive Spannung (z. B.
aus der Batterie 17) haben, fließt praktisch kein Elektronenstrom von der Kathode zu den Steuerelektroden
oder der Auffangelektrode. Die von der Kathode ausgesandten Elektronen kreisen statt dessen um die
Kathode. Wegen ihrer Raumladung verhindert die so gebildete Elektronenwolke die weitere Aussendung
von Elektronen aus der Kathode. Wenn das Potential einer der Steuerelektroden, z. B. 1, abnimmt, wird
der Elektronenstrahl 12 nach dem zwischen den Steuerelektroden 1 und 8 befindlichen Fach abgelenkt,
wo er auf die Auffangelektrode 16 auftrifft.
Solange die Auffangelektrode positiv ist (mittels ■der Batterie 17), nehmen die verschiedenen Steuerelektroden
wegen einer Spannungsverminderung an der entsprechenden folgenden Steuerelektrode keinen
nennenswerten Strom auf. Wenn sich jedoch die Spannung an der Auffangelektrode bis nahe an das
Kathodenpotential vermindert, wird bei alleiniger Spannungssenkung an einer der Steuerelektroden der
Elektronenstrom gezwungen, zur unmittelbar vorhergehenden Steuerelektrode überzugehen. Wenn die
Steuerelektroden, in geeigneter Weise an Widerstände gelegt sind, kann diese Eigenschaft in einer geeigneten
Schaltung zur Zählung von Impulsen benutzt werden, die in geeigneter Weise zwischen der Kathode
11 und der Auffangelektrode 16 geliefert werden.
Die gemeinsame Auffangelektrode hat den Vorteil, daß eine größere Anzahl Durchführungen eingespart
und der Aufbau des Elektrodensystems sehr einfach und stabil wird.
Die Eigenschaften der Röhren werden weiter günstig beeinflußt, wenn der gegensetige Radialabstand
der Steuerelektroden 1 bis 8 konstant ist. In Fig. 2 ist eine Röhre gezeigt, bei welcher der zwischen zwei
benachbarten S teuer elektroden vorhandene Raum eine konstante Breite entlang der gesamten radialen Ausdehnung
der genannten Elektroden hat.
Wenn eine solche Röhre zum Zählen, von elektrischen
Impulsen benutzt wird, ist es augenscheinlich, daß es wünschenswert ist, eine Möglichkeit zu
haben, um zu sehen, in welchen der Fächer, die zwisehen benachbarten Steuerelektroden bestehen, der
Elektronenstrahl z. B. zu Anfang und zu Ende des Zählvorganges ist. Dies kann in einfacher Weise dadurch
erreicht werden, daß die Auffangelektrode mit einem lumineszierenden Material überzogen wird. Die
ίο Auffangelektrode wird dann nur an der Stelle aufleuchten
(durch 18 in Fig. 1 angedeutet), wo der Elektronenstrahl auf sie fällt.
Verschiedene Ausführungsformen von Elektronenröhren mit visuellen Anzeigemitteln sind in Fig. 3
bis 6 gezeigt.
In Fig. 3 ist ein Zählrohr mit zehn Fächern, die durch als mit der Kathode 11 parallele Schienen geformte
Steuerelektroden 1 bis 10 begrenzt sind, gezeigt. Die Röhre ist in einer Glasumhüllung 13 eingeschlossen
und mit vakuumdichten Einführungen 20 für die verschiedenen Elektroden versehen. Die zylindrische
Auffangelektrode 16 ist in ihrem oberen Teil mit einer Anzahl von Löchern versehen, je eins
vor jedem zwischen zwei benachbarten Steuerelektroden vorhandenen Fach. Zwei dieser Löcher 23
und 28 sind in der Seitenansicht der in Fig. 3 enthaltenen Röhre gezeigt. Bei Lenkung in das entsprechende
Fach kann ein Teil des Elektronenstrahls (in der Zeichnung nicht gezeigt) durch das genannte
Loch auf einen kegelförmigen Schirm 19 auftreffen, der auf der Innenseite mit einer lumineszierenden
Masse überzogen ist. Dadurch wird, wenn man von oben auf die Röhre sieht, ein leuchtender Fleck auf
dem kegelförmigen Schirm 19 deutlich anzeigen, in welches Fach der Elektronenstrahl gelenkt ist. Wie
aus Fig. 4 ersichtlich, ist dieser Schirm nicht gänzlich mit der lumineszierenden Masse überzogen, sondern
nur zehn Streifen seiner Oberfläche sind mit einem solchen Überzug versehen. Diese Streifen sind in der
Figur mit 41 bis 50 bezeichnet und sind in geeigneter Weise in bezug auf die verschiedenen Löcher 21 bis
30 auf der Auffangelektrode 16 angebracht. Wegen der Ablenkung des Elektronenstrahls unter dem Einfluß
des von dem permanenten Magneten 31 erzeugten magnetischen Feldes liegen die genannten Streifen
nicht den entsprechenden Löchern gegenüber, sondern sind nach einer Seite verschoben. Im oberen Teil der
Figur ist der Elektronenstrahl 12 gezeigt, wenn er in das Fach zwischen den Steuerelektroden 1 und 2 ge-
So steuert wird, wobei ein Teil des Strahls durch das
entsprechende Loch in der Auffangelektrode 16 aus
dem genannten Fach herauskommt, um auf den Streifen 41 zu treffen, auf dem ein Flecken mit einem dem
Loch entsprechenden Durchmesser leuchtet, um anzuzeigen, daß der Strahl im Fach zwischen den genannten
Steuerelektroden ist.
Statt einer runden Form wie in den Fig. 3 und 4 können die Löcher in den Auffangelektroden willkürlich
jede Form haben. Um zu vermeiden, daß der vom Elektronenstrahl gebildete Flecken sich ausbreitet, ist
der in Fig. 4 gezeigte Schirm nur teilweise mit Lumineszenzmasse überzogen. Eine solche Ausbreitung
kann auch verhindert werden, indem der zwischen dem kegelförmigen Schirm und der Auffangelektrode gebildete
Kanal vermittels Trennwänden in eine Anzahl Kammern entsprechend der Anzahl der Fächer unterteilt
wird. Eine solche Anordnung ist in dem in Fig. 5 gezeigten Elektrodensystem klar dargelegt, wo
die Auffangelektrode 16 mit dreieckigen Öffnungen 21 bis 30 versehen ist, aus denen klappenartige Trenn-
wände 51 bis 60 zwischen die Elektrode 16 und den Schirm 19 gebogen sind. In dem genannten Kanal
begrenzen die genannten Trennwände eine Anzahl von Kammern 41 bis 50, deren schräges, von der Kathode
aus gesehen hinteres Ende vom Schirm 19 gebildet wird und mit lumineszierender Masse überzogen ist.
In dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auffangelektrode 16 selbst auf ihrer Außenseite,
von der Kathode aus gesehen, in der Nähe der entsprechenden Löcher 21 bis 30 mit lumineszierenden
Überzügen 71 bis 80 versehen. Wenn der Elektronenstrahl 12 aus einem Loch herauskommt, z. B. 21, wird
er wegen des Einflusses des magnetischen Feldes nach der äußeren Auffangelektrode gebogen, wo er auf die
in der Nähe des genannten Loches angeordnete Lumineszenzfläche 71 auftrifft. Ein kegelförmiger
Schirm 81 ist um den oberen Teil der Auffangelektrode in derselben Weise wie die in den vorhergehenden
Figuren gezeigten Schirme angeordnet. In diesem Falle ist der Schirm 81 jedoch nicht mit einer
lumineszierenden Masse überzogen, sondern poliert, damit er nach oben ein Spiegelbild des auf der
Außenseite der Auffangelektrode infolge des Elektronenstrahls gebildeten Fleckens gibt. Bei Ansicht
der Röhre von oben ist so ein Spiegelbild 65 des Leuchtfleckens sichtbar, und die jeweilige Lage des
Elektronenstrahls in der Röhre kann beobachtet werden.
Claims (7)
1. Elektronenstrahlröhre zur Zählung elektrischer Impulse mit einer zylindrischen Kathode,
einer koaxial zur Kathode angeordneten zylindrischen Auffangelektrode und einem Magnetfeld
parallel zur Achse der Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld konstant ist und daß
koaxial zwischen der Kathode (11) und der Auffangelektrode (16) Steuerelektroden (1 bis 10)
vorgesehen sind und daß in der Auffangelektrode (16) jeweils zwischen den Steuerelektroden Durchtrittsöffnungen
(21 bis 30) für den Elektronenstrahl vorhanden sind.
2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Durchtrittsöffnungen
(21 bis 30) ein Schirm (19) vorgesehen ist, der mit einem lumineszierenden Material
überzogen ist.
3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (19) aus
einer kegelförmigen Hülse besteht, die an dem oberen Teil der Auffangelektrode (16) befestigt
ist und diese umgibt.
4.Elektronenstrahlröhre nachAnspruch2 oder3,
dadurch gekennzeichnet, daß das lumineszierende Material streifenförmig angeordnet ist.
5. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der
Auffangelektrode (16) mit einem lumineszierenden Material nahe den Durchtrittsöffnungen überzogen
ist (Fig. 6).
6. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Auffangelektrode
(16) nach außen z. B. dreieckige Lappen (51 bis 60) ausgebogen sind.
7. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen optisch reflektierenden
kegelförmigen Schirm (81), der auf der Außenseite der Auffangelektrode (16) angeordnet ist (Fig. 6).
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 819 435;
österreichische Patentschrift Nr. 167 399;
Dosse — Mierdel: »Der elektrische Strom im Hochvakuum und in Gasen«, Verlag S. Hirzel, Leipzig,
1943, S. 127 bis 129.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 109 529/56T 2.61
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SE729468X | 1951-07-05 |
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