DE1130080B

DE1130080B - Glow discharge tubes with a cold, non-activated cathode that can be connected to AC voltage

Info

Publication number: DE1130080B
Application number: DEN19276A
Authority: DE
Inventors: Simon Mari Frouws; Jan Horseling
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-12-08
Filing date: 1960-12-05
Publication date: 1962-05-24

Description

An Wechselspannung anschließbare Glimmentladungsröhre mit einer kalten, nicht aktivierten Kathode Die Erfindung bezieht sich auf eine an Wechselspannung anschließbare Glimmentladungsröhre mit einer kalten, nicht aktivierten Kathode, einer Zündanode in der Nähe der Kathode und mit einem über einen hochohmigen Widerstand an die Anodenleitung anschließbaren Schirm, der einen großen Teil der Anode derart umgibt, daß nur ein Teil der Kathodenoberfläche mittels gerader Linien, die den Anodenschirm nicht schneiden, mit der Anode verbindbar ist, während zwischen der Anode und demjenigen Teil der Kathode, an dem die Hilfsentladung angreift, oder zwischen der Anode und der Zündanode entsprechende, den Anodenschirm nicht schneidende Verbindungsgeraden nicht ziehbar sind.Glow discharge tube that can be connected to AC voltage with a cold, non-activated cathode The invention relates to an alternating voltage connectable glow discharge tube with a cold, non-activated cathode, an ignition anode near the cathode and with one above a high-ohmic resistor to the anode line connectable screen that covers a large part of the anode in such a way surrounds that only part of the cathode surface by means of straight lines that form the Do not cut anode shield, connectable to the anode while between the Anode and that part of the cathode on which the auxiliary discharge attacks, or corresponding between the anode and the ignition anode, not cutting the anode screen Connecting lines cannot be drawn.

Es sind bereits Glimmentladungsröhren bekannt, bei denen der Anodenschirm über einen hochohmigen Widerstand mit der Kathode verbunden ist und bei denen infolge des geringen Abstandes zwischen dem Anodenschirm und der Anode, der dabei nur wenige Vielfache der freien Weglänge der Elektronen im Füllgas der Röhre beträgt, eine nur sehr schwache, zur Beseitigung von Zündverzögerungen hinreichende Entladung zwischen der Anode und dem Schirm auftreten kann. Da der Anodenschirm mit der Kathode verbunden ist, ist eine solche Röhre für Wechselspannung zwischen den Hauptelektroden nicht geeignet.Glow discharge tubes are already known in which the anode shield is connected to the cathode via a high-ohmic resistor and where as a result the small distance between the anode screen and the anode, which is only a few Multiples of the free path of the electrons in the filling gas of the tube is one only very weak discharge sufficient to eliminate ignition delays can occur between the anode and the screen. Since the anode screen with the cathode is one such tube for AC voltage between the main electrodes not suitable.

Es sind auch Röhren bekannt, bei denen der Anodenschirm nicht an ein konstantes Potential gelegt ist und bei denen Maßnahmen getroffen sind, Ableitungsströme zum Anodenschirm zu vermeiden, z. B. indem das Aufdampfen von leitenden Schichten auf dem den Schirm tragenden Isolator verhütet wird. Solche Röhren sind für Wechselspannung zwischen den Hauptelektroden geeignet. Um eine hinreichende Spannungsstabilität der Röhre in der Vorwärtsrichtung zu erzielen, ist die Röhre mit einer Hilfsanode versehen, die in einen von der Anode abgekehrten durchgedrückten Rand einer Öffnung in der Kathode reicht und durch die eine an der Kathode ansetzende Hilfsentladung auftritt, die in bezug auf das Anodenfeld abgeschirmt ist, so daß auch bei dauernd brennender Hilfsentladung die Gleichrichterwirkung der an Wechselspannung angeschlossenen Röhre nicht verlorengeht. Eine hinreichende Empfindlichkeit in der Durchlaßrichtung ist bei dieser Röhre nur mit einer negativen Spannung an der Zündanode erzielbar.There are also tubes known in which the anode screen is not connected to a constant potential is applied and for which measures have been taken, leakage currents to avoid the anode screen, e.g. B. by the vapor deposition of conductive layers on the insulator carrying the screen is prevented. Such tubes are for alternating voltage suitable between the main electrodes. To ensure adequate tension stability To achieve the tube in the forward direction is the tube with an auxiliary anode provided that into a pressed-through edge of an opening facing away from the anode in the cathode and through the auxiliary discharge at the cathode occurs, which is shielded with respect to the anode field, so that even with permanent burning auxiliary discharge the rectifying effect of the connected to AC voltage Tube is not lost. Sufficient sensitivity in the forward direction can only be achieved with this tube with a negative voltage at the ignition anode.

Um aber eine negative Spannung für die Zündanode dem Netz entnehmen zu können, muß ein Transformator zwischengeschaltet werden.But to take a negative voltage for the ignition anode from the network to be able to, a transformer must be interposed.

Die Erfindung bezweckt, eine Glimmentladungsröhre zu schaffen, in der unbedenklich normale Netzspannungen mit den darin auftretenden Spannungsänderungen zwischen der Anode und der Kathode verwendbar sind und demnach eine hinreichende Empfindlichkeit für die Zündung mittels einer positiven Zündanode erzielt werden kann.The invention aims to provide a glow discharge tube in the harmless normal mains voltages with the voltage changes that occur in them can be used between the anode and the cathode and therefore a sufficient one Sensitivity for the ignition can be achieved by means of a positive ignition anode can.

Die Erfindung betrifft eine an Wechselspannung anschließbare Glimmentladungsröhre mit einer kalten, nicht aktivierten Kathode, einer Zündanode in der Nähe der Kathode und mit einem über einen hochohmigen Widerstand an die Anodenleitung anschließenden Schirm, der einen großen Teil der Anode derart umgibt, daß nur ein Teil der Kathodenoberfläche mittels gerader Linien, die den Anodenschirm nicht schneiden, mit der Anode verbindbar ist, während zwischen der Anode und demjenigen Teil der Kathoden, an dem die Hilfsentladung angreift, oder zwischen der Anode und der Zündanode entsprechende, den Anodenschirm nicht schneidende Verbindungsgeraden nicht ziehbar sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Anodenschirmes eine zweite, über einen hochohmigen Widerstand an die Kathodenleitung anzuschließende Schirmelektrode angeordnet ist und wenigstens einer der beiden Schirme in an sich bekannter Weise einen zum anderen Schirm gerichteten Vorsprung aufweist zur Einleitung einer während des Betriebes der Röhre dauernd brennenden, schwachen Hilfsentladung zwischen den beiden Schirmen. Die Hilfsentladung zwischen den beiden Schirmen erfolgt vorzugsweise an derjenigen Seite des Schirmes, welche von der Öffnung zum Durchlaß der Hauptentladung möglichst weit entfernt ist.The invention relates to a glow discharge tube that can be connected to AC voltage with a cold, non-activated cathode, an ignition anode near the cathode and with one connected to the anode lead via a high-resistance resistor Screen which surrounds a large part of the anode in such a way that only part of the cathode surface Can be connected to the anode by means of straight lines that do not intersect the anode screen is, while between the anode and that part of the cathode on which the auxiliary discharge attacks, or between the anode and the ignition anode corresponding, the anode screen connecting straight lines that do not intersect cannot be drawn, and is characterized by that outside the anode shield a second one, via a high-resistance resistor is arranged to be connected to the cathode line shield electrode and at least one of the two screens is directed towards the other screen in a manner known per se Has projection for introducing a during operation of the tube continuously burning, weak auxiliary discharge between the two screens. The auxiliary discharge between the two screens is preferably carried out on that side of the screen, which is as far away as possible from the opening for the passage of the main discharge.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Glimmentladungsröhre nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung so getroffen ist und die Röhre so betrieben wird, daß bei der Betriebswechselspannung zwischen den Hauptelektroden die schwache Hilfsentladung zwischen den beiden Schirmen in einem solchen Abstand von der Hauptentladungsstrecke auftritt, daß eine Zündverzögerung in der Entladungsstrecke zwischen der Zündanode und der Kathode verhindert wird, ohne daß jedoch in der Hauptentladungsstrecke Zündspannungsverminderungen in einer der beiden Richtungen auftreten.An advantageous embodiment of the glow discharge tube according to Invention is characterized in that the arrangement is made and the Tube is operated so that at the operating AC voltage between the main electrodes the weak auxiliary discharge between the two screens at such a distance from the main discharge gap occurs that an ignition delay occurs in the discharge gap between the ignition anode and the cathode is prevented without, however, in the main discharge path Ignition voltage reductions occur in one of the two directions.

Infolge der hochohmigen Widerstände, über welche die Schirme an die Hauptelektroden gelegt sind und der zwischen den beiden Schirmen auftretenden Wachentladung wird in der Röhre eine Spannungsverteilung herbeigeführt, welche zur Spannungsstabilität der Röhre beiträgt.As a result of the high resistance via which the screens are connected to the Main electrodes are placed and the wake discharge occurring between the two screens a tension distribution is brought about in the tube, which leads to tension stability contributes to the tube.

Die Glimmentladungsröhre nach der Erfindung läßt sich auch mit Spannungen, die wesentlich über oder unter der Betriebsspannung liegen, noch einwandfrei steuern.The glow discharge tube according to the invention can also be used with voltages, that are significantly above or below the operating voltage can still be controlled properly.

Die Erfindung wird an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on the embodiment shown in the drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch den Kolben einer Entladungsröhre mit einer Seitenansicht der Elektroden; Fig. 2 ist eine Draufsicht der Elektroden; Fig. 3 und 4 zeigen zwei Schnitte gemäß den Linien III-III und IV-IV von Fig. 2, und Fig. 5 zeigt eine einfache Schaltung.Fig. 1 shows an axial section through the bulb of a discharge tube with a side view of the electrodes; Fig. 2 is a top plan view of the electrodes; 3 and 4 show two sections according to the lines III-III and IV-IV of FIG. 2, and Fig. 5 shows a simple circuit.

In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet 2 den Röhrenboden, mit dem der Kolben 2 verschmolzen ist. Die Kathode 3 besteht aus einem geknickten Molybdänblech, welches auf drei Halterungsdrähten befestigt ist. Die aus. Nickel bestehende Anode 4 ist drahtförmig und wird vom Anodenschirm 5 umgeben. Die Kathode 3 hat einen scharf zugespitzten Vorsprung 6, dem gegenüber sich die aus Molybdänstreifen bestehende Hilfsanode 7 befindet. Der Anodenschirm 5 ist von einem geknickten Schirm 8 umgeben, der ebenso wie der Anodenschirm 5 aus Nickel besteht. Der Schirm 8 trägt einen Vorsprung 9, der bis auf einen Abstand von 0,5 mm an den Anodenschirm heranreicht. Der Abstand zwischen der Hilfsanode 7 und dem Kathodenvorsprung 6 beträgt 0,2 mm. Die Anordnung der Anode und des Kathodenvorsprungs 6 zueinander ist deutlich aus Fig. 3 ersichtlich. Die Anordnung des Vorsprungs 9 des zweiten Schirmes 8 und des Anodenschirmes 5 zueinander ist aus Fig.4 ersichtlich. Die Röhre ist mit Neon mit einem Druck von 85 mm Quecksilbersäule gefüllt. Zur Vermeidung von Verzögerungen beim Zünden der Wachentladung zwischen dem Vorsprung 9 und dem Anodenschirm 5 ist auf einem der Flügel des Schirmes 8 eine geringe Menge feinen Titanpulvers 10 angebracht, in dem das. radioaktive Material Tritium in einer Menge von etwa 1 #LC absorbiert ist. Ein Nickelpol 11 dient als Anode zum Zerstäuben der Spitze 6 und der Hilfsanode 7. In Fig. 5 bezeichnet 12 die Röhre, 13 die Kathode, 14 die Anode, 15 den Anodenschirm, 18 den zweiten mit der Kathodenleitung verbundenen Schirm, 16 die vorspringende Spitze der Kathode und 17 die Hilfsanode. Der Schirm 18 ist über einen Widerstand 19 von 10 Megohm mit der Kathodenzuleitung und der Anodenschirm 15 ist über einen Widerstand 20 von gleichfalls 10 Megohm mit der Anodenleitung verbunden. Die Röhre wird aus einer Wechselspannungsquelle 21 von 220 V gespeist.In FIGS. 1 to 4, 2 designates the tube base with which the piston 2 is fused. The cathode 3 consists of a bent molybdenum sheet, which is attached to three holding wires. From. Anode 4 consisting of nickel is wire-shaped and is surrounded by the anode screen 5. The cathode 3 has a sharply pointed projection 6 opposite which the auxiliary anode 7 consisting of molybdenum strips is located. The anode screen 5 is surrounded by a kinked screen 8 which, like the anode screen 5, consists of nickel. The screen 8 has a projection 9 which extends up to a distance of 0.5 mm from the anode screen. The distance between the auxiliary anode 7 and the cathode projection 6 is 0.2 mm. The arrangement of the anode and the cathode projection 6 relative to one another can be clearly seen from FIG. The arrangement of the projection 9 of the second screen 8 and the anode screen 5 to one another can be seen from FIG. The tube is filled with neon with a pressure of 85 mm of mercury. To avoid delays in igniting the wake discharge between the projection 9 and the anode screen 5, a small amount of fine titanium powder 10 , in which the radioactive material tritium is absorbed in an amount of about 1 #LC, is applied to one of the wings of the screen 8. A nickel pole 11 serves as an anode for sputtering the tip 6 and the auxiliary anode 7. In Fig. 5, 12 denotes the tube, 13 the cathode, 14 the anode, 15 the anode screen, 18 the second screen connected to the cathode lead, 16 the projecting tip the cathode and 17 the auxiliary anode. The screen 18 is connected to the cathode lead via a resistor 19 of 10 megohms and the anode screen 15 is connected to the anode lead via a resistor 20 of likewise 10 megohms. The tube is fed from an alternating voltage source 21 of 220 volts.

Von der Anodenleitung ist über ein empfindliches Schaltungselement 22 die Verbindung mit der Zündanode 17 abgezweigt, in der sich ein Widerstand 23 befindet, der über einen Kondensator 24 noch mit der Kathode verbunden ist. Das empfindliche Schaltungselement 22 besteht aus einem Photowiderstand aus Cadmiumsulfid. Der Photowiderstand hat ohne Bestrahlung mit Licht einen sehr hohen Widerstand und bei Bestrahlung einen niedrigen Widerstand. Fällt nun Licht auf den Widerstand 22, so gelangt an die Zündanode 17 in der positiven Phase so viel Spannung, daß die Hilfsentladung und demnach die Hauptentladung in der Röhre 12 gezündet wird. Das Relais 25 wird dann erregt und schließt die Kontakte 26. Die Zündung der Röhre 12 erfolgt noch bei Steuerung durch die Hilfsanode bei einer Wechselspannung von 175 V der Wechselspannungsquelle 21, während bei 275 V ohne Steuerspannung an der Hilfsanode 17 noch keine Zündung auftritt.From the anode lead is via a sensitive circuit element 22 branches off the connection with the ignition anode 17, in which there is a resistor 23 which is still connected to the cathode via a capacitor 24. That sensitive circuit element 22 consists of a photoresistor made of cadmium sulfide. The photoresistor has a very high resistance and without irradiation with light low resistance when exposed to radiation. If light falls on resistor 22, so reaches the ignition anode 17 in the positive phase so much voltage that the Auxiliary discharge and therefore the main discharge in the tube 12 is ignited. That Relay 25 is then energized and closes contacts 26. The ignition of the tube 12 takes place when controlled by the auxiliary anode at an AC voltage of 175 V of the AC voltage source 21, while at 275 V without control voltage at the auxiliary anode 17 ignition has not yet occurred.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A glow discharge tube that can be connected to alternating voltage and has a cold, non-activated cathode, an ignition anode in the vicinity of the cathode and with a screen connected to the anode line via a high resistance, which surrounds a large part of the anode in such a way that only part of the Cathode surface can be connected to the anode by means of straight lines that do not intersect the anode screen, while between the anode and that part of the cathode on which the auxiliary discharge acts, or between the anode and the ignition anode, corresponding connecting lines that do not intersect the anode screen cannot be drawn characterized in that (5) is arranged second via a high value resistor to the cathode line to be connected shield electrode (8) outside of the anode screen and at least one of the two screens in a known manner comprises a directed to another screen projection (9) for Initiation of a during the B continuously burning, weak auxiliary discharge between the two screens (5, 8).

2. Glow discharge tube according to claim 1, characterized in that the projection (9) or the projections and the screens and thus the auxiliary discharge burning between the screens, if possible far from the opening in the anode screen (5) for the passage of the main discharge are.

3. glow discharge tube according to claim 2, characterized in that the arrangement is so taken and the tube is operated so that at the operating AC voltage the weak auxiliary discharge between the main electrodes (3, 4) between the two screens (5, 8) at such a distance from the main discharge path occurs that an ignition delay in the discharge gap between the ignition anode (7) and the cathode (3) is prevented without, however, in the main discharge path Ignition voltage reductions occur in one of the two directions. Into consideration Extracted publications: German Auslegeschriften No. 1031430, 1023 528, 1042 765, 1025 997.