DE1473445A1 - Kaltkathoden-Vakuummeter fuer extrem niedrige Drucke - Google Patents

Description

Geophysics Corporation of America ' *♦ ' 3 k 4

— —— 2.9.1968

Kaltkathoden-Vakuummeter für extrem niedrige Drucke

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät und insbesondere ein Kaltkathoden-Vakuummeter hoher Empfindlichkeit für einen weiten dynamischen Druckmeßbereich von etwa 10 bis unter 10 mm Hg.

Die bisher verfügbaren Kaltkathoden-Vakuummeter verwendeten im allgemeinen entweder Metall elektroden und einen Glaskolben oder von flachen Keramikringen bzw. -scheiben in einem Metallkolben gehalterte Me tall elektro den, wie dies beispielsweise in Parellelpatent

(Akz.-Z. G 35 848 IXb/42k), angemeldet.5. September 1962, Titel ⁿ Kaltkathoden-Magnetronvakuummeter¹·) beschrieben ist. Bei allen derartigen Geräten traten gewisse Schwierigkeiten hinsichtlich Arbeitsweise oder Konstruktion oder bei dem auf, wodurch ihre Anwendbarkeit, ihre Empfindlichkeit sowie der dynamische Bereich, über welchen sie brauchbare Anzeigen liefern, Beschränkungen unterlagen.

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Unterlagen lM-7VAba.2Nr.lSatz3deafatwungw.v.4.9.]

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Im Fall von Glaskolben verwendenden Meßgeräten werden die Metallelektroden normalerweise von ziemlich langen Metallzuleitungen in ihrer Lage gehalten. Dies füht jedoch zu einer schlechteren mechanischen Konstruktion, da die Elektrodenausrichtung eines solchen Geräts gewöhnlich schlecht ist und die Elektroden selbst sehr anfällig gegen Stöße und Schwingungen sind. Die zur Aufnahme der Elektroden verwendeten Glaskolben führten ebenfalls zu Schwierigkeiten, da sie zerbrechlich sind und die anzuwendende Ausglühtemperatur auf etwa 450⁰C beschränken. Außerdem weist das normalerweise zur Herstellung dieser Kolben verwendete Pyrex-Glas eine hohe Heliumdurchlässigkeit auf, welche den niedrigsten in der Röhre erreichbaren Druck begrenzt. Aufgrund der bei der Herstellung derartiger Meßgeräte angewandten Konstruktionsνerfahren ist es darüberhinaus nicht möglich, den Glaskolben über seine Gesamtfläche elektrisch abzuschirmen. Weiterhin erfordert das Gerät eine getrennte Abschirmung gegen Eindringen von Ultraviolettstrahlung in das Innere des Glaskolbens.

Bei Meßgeräten, die von flachen Keramikringen bzw. -scheiben in einem Metallkolben abgestützte Metallelektroden verwenderijantfallen die meisten der genannten Naohteile von Glaskolbenröhren. Dafür sind aber die

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Innenabschnitte der bei diesen Geräten verwendeten flachen Keramikringe fast unmittelbar dem Aktivbereich der Gasentladung ausgesetzt, so daß sich nach einiger Betriebszelt eine Schicht von der Kathode zerstäubten Metalle auf den Keramikteilen niederschlägt. Diese Schicht beeinfluflt das Meßgerät nachteilig, da sie den Isolationswiderstand der Keramikscheiben herabsetzt und dadurch die Betriebslebensdauer des Geräts beträcht- λ lieh verkürzt. Das verhältnismäßig große Volumen sowie die Oberfläche der Keramikscheiben erschwert außerdem die Entgasung des Geräts. Wenn diese Keramik-Trägerglieder kleiner ausgebildet werden könnten, könnten sie einfacher entgast werden, wie dies für die einwandfreie Arbeitsweise des Meßgeräts über einen ausreichenden Druckbereich erforderlich ist. Weiterhin begrenzt die Größe dieser ausgedehnten Keramikscheiben auch den innerhalb des Geräts zur Verfügung stehenden Baum sowie den Gasaustausch zwischen dem Entladungsbereich und '

dem System, mit welohem das Gerät verbunden ist. Schließlich sind die Keramikscheiben, die gewöhnlich auf sehr enge Toleranzen geschliffen werden müssen, sehr teuer in der herstellung.

Erfindungsgemäß hat es sich dagegen gezeigt, daß es möglich 1st, ein verbessertes Kaltkathoden-Vakuummeter

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zur Messung τοη Hochs trakua iu schaffen, dag die vorher genannten Nachteile der B .Zt. τ er fügbar en Gerlt· dieser Art eu fiberwinden bait, beträchtlich zu refmindern reraag. Durch dieses rerbeseerte Gerät werden die den Glaskolben anhaftenden Nachteile durch die Tarwendung eines Metallkolben «it abnehmbaren Deckel überwunden. Der Innenauf bau des Metallkolben· und Am Deckels gestattet die Einführung einer neuartigen,

™ kegelförmigen Spulenkathode zur Einleitung der elektrischen Entladung im Gerat. Die die Kathode umgebende Blnganode wird durch eine neuartige Trägeraaordnung la Abstand τοη der Innenseite des Kolbens gehalten, welche Jf la wesentlichen aus kugeligen, isolierten Trägern be-

steht, während die Kathode ebenfalls durch kugelige, Isolierte Träger in ihrer Lage gehalten wird, die ihrerseits durch den abnehmbaren Deckel unter Druck gehalten werden. Außerdem ist eine neuartige Sockel- und'

Slektrodendurchführungs-Anordnung rorgeeehen, welche

weniger Dauerr erbindungen erfordert und höhere Betriebstemperaturen Euläet, als dies bisher möglieh war.

Demzufolge betrifft die Erfindung in erster Linie die

Kalt Schaffung eines rerbeeeerten/fcathoden-Vakuuaaetere, das aus einer Mindestanzahl τοη Teilen besteht, einen ganz aus Metall bestehenden Kolben besitzt, zur Reinigung

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und für Instandsetzungen leicht auseinander genommen werden kann und einen größeren Arbeitsbereich überspannt Bowl β eine längere Betriebsiebenedauer aufweist als andere, bisher bekannte Kaltkathoden-Meßgeräte.

Die besonderen Kennzeichen des erfindimgsgemäöen"Kältkathoden-Vakuummeters bestehen In einer neuartigen spulenförmigen Elektrode mit kegelförmigen Enden, in kupfcergelöteten Metallkabel-Bnddiohtungen für die verschiedenen Durchführungs— Anordnungen und in kugelförmigen Trägeranordnungen für die Elektroden, wobei eine im allgemeinen zylindrische Anode um eine axiale Kathode herum angeordnet ist und die Anode im Meßgerätgehäuse unter radial« und die Kathode unter axialem Druck gehalten wird.

Weiterhin beschäftigt sich die Erfindung mit der Schaf-

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flang eine? Kathoden-Vakuummeters mit einer großen Off- '

nung für den Gaseintritt in das Meßgerät, das in Verbindung mit einem Magnet mit einem kleineren Luftspalt, als bisher möglich, verwendet werden kann und das trotz der vorstehend genannten Vorteile billig hergestellt und gewartet werden kann.

Diese und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben

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' tiifci'fe·

sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Flg. 1 eine auseinandergezogene Darstellung eines Kaltkathoden-Vakuummeters mit den Merkmalen der Erfindung und

Fig. 2 einen lotrechten Querschnitt durch ein erfindungsgemäfles Kaltkathoden-Vakuummeter.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 weist eine zylindrische Metallelektrode bzw. Hochspannungsanode 10 eine Anzahl von maschinell bzw. anderweitig ausgearbeiteten Öffnungen 12-20 auf, von denen die kleineren Öffnungen 12-18 um die Zylinderanode 10 herum in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind und zur Aufnahme einer Anzahl kugelförmiger Anoden-Trägerisolatoren 22-28,dienen, welche aus einem beliebigen guten Hochspannungs-Isoliermaterial, wie Keramik, Saphirquarz oder Quarz, bestehen können.

Eine allgemein mit 30 bezeichnete Kathodenanordnung besteht aus einer einstückigen, spulenförmigen Elektrode

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mit einem Axialabschnitt 33 und kegelförmigen Enden 32 und 34, die in parallele, scheibenartige Bänder 35 und 3? übergehen. Gemäß dem Querschnitt von Fig. 2 ist jedes Ende der Kathode mit einer zentralen Senkbohrung 36 bzw. 38 versehen, wobei die unto» Bohrung 38 aus den später genauer erläuterten Gründen vorzugsweise im allgemeinen kegelförmig ausgebildet 1st. Die beiden Enden der Kathode sind auSerdem mit einer zweiten zentralen, aber kleineren Senkbohrung 39 bzw. 41 versehen.

Die im allgemeinen Kugelform besitzenden Kathoden-Trägerisolatoren 40 und 42, welche aus einem beliebigen guten Isoliermaterial bestehen können, dienen zur Befestigung der Kathode und sind so geformt bzw. maschinell bearbeitet, daß öle in die Bohrungen 36 und 38 eingepaßt werden können, wie dies aus Fig. 2 deutlicher ersichtlich ist.

Die Anode 10 und die Kathode 30 sind beide innerhalb eines Metallkolbens 44 angeordnet, der sich im wesentlichen aus drei Metallbestandteilen, nämlich einem zylindrischen Kolben 46, einem Deckel 48 und einen Bohr 50 zusammensetzt.

Der Kolben bzw. Hauptabschnitt 46 des Gehäuses besteht

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aus einem Zylinder mit einem geschlossenen Aide bzw. '

Bodenabschnitt 52, wie em besten au· Fig. 2 ersichtlich '

let. Die Innenfläche dieses geschlossenen Abeohnitts

1st eine aufrechtstehende zylindrische Wand 55, die *

in einen einwärts gerichteten Ringflanech bzw. Ring 53

i übergeht, weloher sich seinerseits bei zusammengesetzten Gerät geeäfl Flg. 2 bis dioht an die Unterkante des Rands 35 der Kathode 30 erstreckt. Diese Einganordnung unterstutzt, wie dies später genauer beschrieben werden wird, das Gehäuse 46 bei der Einleitung der Kaltkatho-

d en entladung. Die Innenfläche des Boden- bzw. geschlo·- ,

β en en Sndabsobni tts 52 ist mit einer in ihr ausgebildeten bzw. maschinell ausgearbeiteten zentralen Senkboh- ^;

; rung 70 zur Aufnahme und Halterung der Kathoden-Trägerkugel 42 versehen.

Eine Umfangenut zur Aufnähst β und Halterung der Anoden-Trägerkugeln 22-28 wird durch einen unteren Band 74 und einen oberen Rand 75 gebildet. Der untere Rand 74 ist an den Stellen unterbrochen, an denen das Genau·β mit Öffnungen versehen ist, während der obere Rand 75 zweck· Erleichterung des Einsetzens der Anoden-Trägerkugeln unterbrochen ist. In der Kolbenwand sind eine Anzahl von Öffnungen 54, 56 und 58 vorgesehen, während I

die Oberseite des Kolbens mit einem Flansch 60 versehen

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igt, dtr einen auswärt· gerichteten Abschnitt 61 sowie einen ein· Anzahl ron Vorsprung en 62 und Aussparungen 64 festlegenden einwärts gerichteten Abschnitt aufweist.

Der Deckel 48 des Vakuummeters ist an seiner Unterseite mit einer Reihe von Vorsprüngen 4# versehen, so daQ er mechanisch am Kolben 4-6 verriegelt werden kann, wie dies aus Fig. 2 besser ersichtlich ist. Zum Ver- "

riegeln des Deckels ist es nur erforderlich, die Vorsprünge 49 über den in der Oberseite des Kolbens 46 vorgesehenen Aussparungen 64 anzuordnen, den Deckel nach unten zu pressen und ihn dann zu drehen, bis sich seine Ansätze 49 unter den Ansätzen bzw. Vorsprung en des Kolbens befinden. Diese mechanische Verriegelung gestattet eine elektrische Überprüfung des Meßgeräts vor der endgültigen Abdichtung, wie dies später genauer erläutert werden wird. (

Die Unterseite des Deckels 48 ist mit einer abwärts gerichteten Zylinderwand 57 versehen, die in einen zylindrischen Flansch bzw. Ring 51 übergeht. Dieser Ring 51 befindet sich dicht neben dem oberen Rand 37 der Kathode 30, wenn das Gerät zusammengesetzt ist, und unterstützt auf diese Weise die Kaltkathoden-Entladung.

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Eine der Bohrung 70 Im Bodenabschnitt 52 entsprechende zentrale Gegenbohrung 66 1st In der Unterseite des Deckels vorgesehen und dient zur Aufnahme der Trägerkugeln 40 der Kathode. In der Oberseite des Deckels sind außerdem mehrere Öffnungen 68 zur Aufnahme eines nicht dargestellten, zum Festziehen bzw. Lösen des Deckels dienenden Werkzeugs vorgesehen.

Ein Rohr 50 dient zum Anschließen des Meßgeräts an den zu messenden Bereich bzw. die zu messende Vorrichtung. Das linke Ende dieses Rohrs ist mit dem Metallkolben 46 verbunden, indem es in die Öffnung 54 eingesetzt und zwecks Ausbildung einer luftdichten Verbindungsstelle darin verschweißt ist. Das rechte Ende des Rohrs ist mit einer Nutfläche 72 versehen, die eine Anschlußfläche zum Anschließen des Rohrs an das zu messende System bzw. Vorrichtung darstellt.

Beim Zusammenbau des erfindungsgemäßen Kaltkathoden-Vakuummeters wird zuerst die Anode 10 auf nachstehend beschriebene Weise in den Kolben 46 eingesetzt. Zunächst wird die Anode 10 derart angeordnet, daß die Öffnung 20 mit dem Rohr 50 und der in der Wand des Kolbens 46 vorgesehenen Öffnung 54 fluchtet. Durch dieses Konstruktionsmerkmal wird eine hohe Ansprechgeschwindigkeit des

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Meßgeräts gewährleistet. Nunmehr wird die Anode zusammen mit den in den vier Öffnungen 12-16 angeordneten kugelförmigen Anoden-Trägerlsolatoren 22-28 in den Kolben 46 herabgelassen bzw. gedrängt und anschließend gedreht, bis die vier Kugeln in die durch die an der Innenseite der Kolben-Seitenwand vorgesehenen Bänder 74 und 75 gebildete Umfangsnut einrasten. Der Durchmesser dieser Nut ist derart besessen, daß die Anode 10 unter Druck gehalten wird and normalerweise durch den durch die vier kugelförmigen Trägerisolatoren 22-28 ausgeübten Druck sicher in ihrer Lage befestigt 1st. Nunmehr wird die Anode mit einer Durchführleitung 82 verbunden. Zu diesem Zweok ist die Anode 10 mit einer Senkbohrung 78 zur Aufnahme eines SchwelBansatzes 80 (Fig.2) versehen, der beispielsweise durch Schweißen fest alt der Anode verbunden ist. Bine kapfergelötete Keramik/ Metall-Kabelenddlohtung 84 ist an der Öffnung 56 durch ^MHeliarc"-Schutzgasechwei9ung mit dem Kolben 46 ver- (

schweißt. Nach Fertigstellung dieser Verbindung wird die Anodenleitung 82 zentral durch die Kabelenddiohtung 84 hindurchgeführt und wird ihr linkes Ende 85 an einem am linken Ende der Dichtung vorgesehenen Gewindestift 87 angeschweißt. Das rechte Ende 86 der Anodenleitung 82 wird dann durch Schweißen bzw. anderweitig elektrisch mit dem Schweißansatz 80 verbunden.

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Nunmehr wird die Kathodenanordnung in die vereinigte Anoden-Kolbenanordnung eingesetzt, indem zunächst dir kugelförmige Trägerieolator 4£ in die Bohrung 70 eingeletzt und anschließend eine Kathoden-Verbindungsechelbe 73 mit einem aufziehbaren Leitungeende 77 Über dl« Kugel kZ angeordnet wird. Danach wird eine kupfergelötete Keramik/Metall-Kabelenddlohtung 76 unter Ausbildung einer luftdichten Abdichtung in die öffnung 58 de· KoI-bens 46 eingeeobweiflt. ;. line Kathodenleitung 7· wird durch die Kabel enddi oh tung 76 hindarohgeftthrt, fels ihr rechtes Ende 79 gem&S Fig. 2 das dünne, biegsam· Lei tungs ende 77 berührt. Das biegsame Lei tung· ende 77 dient nicht nur zur Herstellung eines Kontakte alt der Leitung, sondern auch zur Absorbierung jeglicher Aus« dehnungsunterechiede zwischen der Dichtung und der Leitung, welche andernfalls zu einer Beschädigung der Verbindung führen könnten. Die Kathodenleitung 79 und das ausziehbare Leitungsende 77 werden anschließend nach einem beliebigen Verfahren, beispielsweise durch Seist ei -Ben, elektrisch miteinander τ erb und en. Das mit dewinde versehene linke Bade 81 der Kathodenkabel-Saddiohtung 76 und das Bnde 83 der Kathodenleitung 78 werden nunmehr durch Schweißen bzw. Hartlöten miteinander verbunden, um eine luftdichte Abdichtung herzustellen.

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DuroH dl« Verwendlang der kupfergtlöteten Keramik/Metall-Kabelenddiohtun^ür die Tenohledenen Drahtdurchfüh- rungen wird erreicht, dafl die Dichtungen einer höheren Erhitzungstemperatur ■tandzuhalten vermögen als die herköaualiohen Meflgeräte, bei denen andere Arten von Keramik/Metall-Dichtungen angewandt werden. Diese Tatsache ist äußerst wichtig, da die Geräte häufig Erhitzungsund Abkühlungivorgängen unterworfen werden, die normalerweise die Zerstörung der vakuuidichten Abdichtung anderer Arten iron Bnddichtungen zur Folge haben. Durch die Verwendung von mit Gewinde versehenen Bndstiften wird außerdem eine einfache Anschlußverbindung für das Gerät gewährleistet, bei der kein Schweißen bzw. eine andere Art einer Dauerverbindung erforderlich ist.

Anschließend wird die Kathode 30 in die Anode und den Kolben eingesetzt und wird die Isolator-Trägerkugel 40 in die an der Oberseite der Kathode vorgesehen· Senk- (

bohrung 36 eingelegt „Düiaoh kann der Deckel 48 auf das vollständige Meßgerät aufgesetzt werden und auf die vorher beschriebene Welse mittels der Ansätze 49 an diesem befestigt werden.

Bei ordnungsgemäßer Zusammensetzung beult sich der Deckel etwas nach außen durch und übt auf diese Weise eine

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zwangsläufige Pederwirkung aus, um die Kathode einem Axialdruck zu unterwerfen und sie sowie ihre Isolatoren in der richtigen Lage zu halten. Durch diese Anordnung wird gewährleistetj daß die Kathodenscheibe 73 in fester mechanischer und elektrischer Verbindung mit der Unterseite der Kathode steht. Durch diese Art der Verbindung entfällt die Notwendigkeit eines Anechweißens bzw. sonstigen mechanischen Befestigens der Kathodenscheibe an der Kathode, wodurch es äußerst einfach wird, die Kathode in das Gerät einzusetzen bzw. aus diesem auszubauen. Die GröSe der längs der Hauptachse der Kathode ausgeübten Druckkraft kann gewünscht enfalls leicht geregelt bzw. verändert werden, indem die Größe der Senkbohrung an den Kanten der verschiedenen Bohrungen geändert wird_#

Bei verriegeltem Deckel kann das Vakuummeter nunmehr elektrisch überprüft werden, bevor die endgültige Schweißung erfolgt, um eine luftdichte Verbindungsstelle zwischen der Deckelkante und dem Ende des Flansches 60 hervorzubringen. Erforderlichenfalls kann der Deckel zwecks Nachstellung bzw. Berichtigung leicht entfernt werden, bevor er mit dem Kolben verschweißt wird. Gemäß Pig. 2 ist an den Kanten genügend überschußmaterial vorhanden, so daß der Deckel nach dem Anschweißen am Gehäuse

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bzw. Kolben zum Wiederöffnen des Geräte mehrmals durch maschinelle Bearbeitung getrennt werden kann.

Das Prinzip und die Arbeitsweise des Kaltkathoden-Vakuummeters können etwa wie folgt erläutert werden:

Die im Kaltkathoden-Vakuummet er erzeugte Entladung beruht wahrscheinlich auf einem selbständigen Townsend-Strom. Unter normalen Bedingungen sind aufgrund der Wirkung kosmischer Strahlen und radioaktiver Materie ständig einige freie Elektronen im Niederdruck-Meßgerät vorhanden. Wenn ein hohes Potential in der Größenordnung von mehreren tausend Volt an die im Niederdruckgas befindlichen Elektroden angelegt wird, trachten die Elektronen danach, sich in Richtung des erzeugten elektrischen Felds zu bewegen. Beim Vorhandensein eines starken Magnetfelds werden die Elektronen in eine zykloidieche bzw. spiralige Bewegungsbahn gedrängt und können (

die Anode) nicht gleich erreichen. Diese im Meßgerät vorhandenen Elektronen treffen auf Gasmoleküle auf, wodurch positive Ionen und weitere freie Elektronen hervorgebracht werden. Die hierbei freiwerdenden . positiven Ionen werden durch das Magnetfeld nicht merklich beeinflußt, so daß sie die Kathode leicht zu erreichen vermögen.

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Wenn die positiven Hochapannunga-Ionen auf dia Kathftde auf treffen, werden aus dieser Sekundär elektronen frei* gemacht, wodurch die Elektronenkonsentration la Haflgerät waiter erhöht wird. Di as er Vam ehrungsrorgjeg dauert an, bis ein· selbständige Batladung auftritt.

Die Entladung erreioht einen stabilen bsw. selbständigen Betriebszustand, sobald die Anzahl des* pro ZeitelM- ' halt' erzeugt en Elektronen und Ionen gerade dar pro ' Zeiteinheit verlor en en Anzahl entspricht. Sabald sich das Gerät la stabilen Betriebszustand befindet, ist | zwischen der Anode und der Kathode eine Volka Yon 11 aktronen in Bewegung· Dia Dichte dieser Elektrenenwelke bleibt konstant und praktisoh unabhängig το« Gasdruck, solange sich die Stärke daa Magnetfelds sowie dta Aaeden-Kathoden-Spannung nicht ändern.

BaIa erf indungagaaäeen VakuusMeter wird über dia tungen 78 und 82 Hochspannung an die Anode 10 und dl· Kathode 30 angelegt. Infolge der gewählten geoaetrisohen Konfiguration der Elektroden 10 und 30 und ihrer Anordnung in bezug auf die Binge 51 und 53 des Metallkolbens 46 erzeugte! sie la Gerät ein· elektrische "Potential, ■euer*. Die Anordnung und die Fora des erf indungsgeaäflen Meßgeräts erauglioht es soait dea Metallkolben k6, die

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Entladung einzuleiten· lin In Fig. 2 durch den Pfeil H

angedeutetes, einseitig gerichtetes Magnetfeld wird

der Achse lang? des Geräts an dieses angelegt, um die Bewegung der verschiedenen im Gerät erzeugten Elektronen weiter zu begrenzen. Das Gerät vermag eine Anzeige zu liefern, indem zwischen den Metallkolben und die Kathodenleitung ein Anzeigegerät eingeschaltet wird, wobei der Kolben geerdet ist und somit die negative Seite der zugeführten Hoohspannung darstellt.

Durch die Verwendung des Metallkolbens 46 wird gewährleistet, daß keine große Glasfläche vorhanden ist, die sich aufladen kann und&abei das elektrische Feld verzerrt. Dadurch, daß der Kolben an ein Bezugs- bzw. Erdpotential gelegt wird, wie es beim erfindungsgfMäßen Gerät erfolgen kann, wird es unmöglich, daß elektrische Oberflächen-Kriabströme von der Hochspannungsanode zur Kathode fließen, wie dies bei anderen Arten von KaItkathoden-Meßjsräten der Fall war_# Der undurchlässige Metallkolben dient zur Abschirmung der im Gerät befindlichen Elektroden und Gase gegen äußere Ultraviolett- und weiche Röntgenstrahlung und zur Abschirmung der Inn en elektroden gegen äußere elektrische Störungen. Der Kolben ist so aufgebaut, daß er aus weichem Eisen hergestellt werden kann oder daß gewünsentenfalls mehrere

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Magnete im Kolben eingeschlossen werden können. Die Verwendung eines derartigen Metallkolbens gestattet die Anwendung eines schmalen Luft spalte, da der Metallkolben das Magnetfeld durch das Gerät erhöht bzw. verstärkt. Für bestimmte zu prüfende Gase kann für den Metallkolben aber auch ein Material ganz geringer Durchlässigkeit ausgewählt werden. Durch den Metallkolben wird das Meßgerät mechanisch sehr stabil, da keine Gefahr eines Brechens besteht, wie dies bei Glaskolben der Fall ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist es ersichtlich, daß ein erfindungsgemäß konstruiertes Kaltkathoden-Meßgerät zahlreiche sehr wünschenswerte Eigenschaften besitzt, die mit den bisher bekannten Vakuummetern dieser Art nicht zu erzielen waren. Beispielsweise ergibt sich durch die Anwendung von zwei Elektroden, von denen eine eine einstückige Kathode mit kegelförmigen Enden ist, eine billige Anordnung mit überlegenen Entladungseigenschaften. Die Innenform des Metallkolbens, aufgrund welcher die Entladung bei einem sehr niedrigen Druck eingeleitet und der Kathodenstrom unabhängig von dem zur Einleitung der Entladung verwendeten Strom gemessen werden kann, ist ebenfalls sehr vorteilhaft. Die einzigartige und überlegene Aufhängung bzw. Halterung von Anode und Kathode führt zu einer einfachen und

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billigen Zusammensetzung und Wartung des Geräts.

Aufgrund der Tatsache, daß die Anode 10 nicht mit Öffnungen versehen bzw. perforiert ist, wird weiterhin verhindert, daß ausdiffundierende gasförmige Stoffe die Bitladungekammer erreichen, während die Verwendung der großen Öffnung 20 in dem dem Meßgeräfbhr 50 entgegengeriohteten Absobnltt der Anode dem Meßgerät eine höhere Anspreohgesohwindigkelt verleiht· Durch die Anordnung der Trägerisolatoren im Gerät außerhalb des aktiven Sntladungsbereiohs und diesem gegenüber abgeschirmt werden zahlreiche Schwierigkeiten beseitigt, die bisher bei Kaltkathoden-Vakuummetern auftraten.

Die Verwendung des mechanisch verriegelten Metalldeckels 48 ist ebenfalls von großer Bedeutung. Dieser Deckel gestattet nicht nur eine überprüfung des Geräte vor der endgültigen Abdichtung, sondern er ist auoh so ausgebildet, daß er mehrere Male durch maschinelle Bearbeitung vom Meßgerät entfernt werden kann, nachdem dieses duroh Schweißen verschlossen wurde. Der Deckel erfüllt weiterhin den zusätzlichen wichtigen Zweck, daß er einen Axialdruok auf die Kathode und ihre neuartige Verbindungssoheibe ausübt, wodurch beide starr in fester Lage gehalten werden. Hierdurch wird

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es überflüssig, eine Aueführ leitung durch o.dfrl. dauerhaft an der Kathode zu befestigen, we· wiederum zur Folge hat, daS dl· Kathode äußeret leioht in das Gerfit eingesetzt bzw. aus diese« entfetmt werden kann. Die Anordnung der Elektroden des Vakuum· et ere macht es darüber hinaus möglich, dafi die Kathode bei Reparaturen ohne Zerlegen der Anodenanordnung ausgebaut ~ werden kann.

Ersichtlicherweise kann die Erfindung auoh noch auf andere spezielle Weisen ausgeführt werden, ohne dafi ihr Grundgedanke τerlassen oder daß τοη ihren westtti» Ii ehe ten Eigenschaf ten abgewlohen wird« Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind daher in Jeder Hinsicht lediglich als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen. Weiterhin sollen alle innerhalb des Grundgedankens und des Bereiche der Erfindung 11«-. genden Änderungen durch den erweiterten Sohutzumfaag mit erfaßt werden.

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Claims (1)

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   atentansprüohe

   l.y Meßgerät in Fora einer Kaltkathoden-Ionisationsröhre Bit einem im we· ent lichen zylindrischen Metallgehäuse, in welches eine Kathode und tine zylindrieche Anode konzentrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (30) unter mechanischem axialem Druck in Metallgehäuse gehalten ist.

   2. Meßgerät nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (30) die Font einer Garnrolle mit einem Mittelstück (33) und zwei anflanschen besitzt, deren einander zugewandten Flächen (32, 3*0 kegelförmig ausgebildet sind.

   3. Meßgerät nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflansche der Kathode (30) an ihren voneinander abgewandten Seiten (35, 37) Lager für kraftübertragende Elemente (*t2, 40) aufweisen, die in zusammengebautem Zustand, des Geräts die Kathode unter axialem Druck halten.

   k. Meßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (10) in ihrer

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   Neue Unteriagen

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   Zylinderwand Lager (12, 14, 16, 18) für kraftübertragende Elemente (22, 24, 26, 28) aufweist, die in zusammengebautem Zustand des Geräts die Anode unter radialem Druck halten.

   5« Meßgerät nach Anspuch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragenden Elemente (22, 24-, 26, 28, 40, 42) Kugeln aus elektrisch nicht leitendem Material sind.

   6. Meßgerät nach Ansprüchen 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die die Anode (10) unter Druck haltenden Kugeln (22, 24, 26, 28) in in der Gehäusewand (46) vorgesehene Nuten (74, 75) eingerastet sind.

   7. Meßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragenden Elemente (22, 24, 26, 28; 40, 42) praktisch vollständig gegenüber dem aktiven Entladungsbereich des Geräts abgeschirmt sind.

   8. Meßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dicht neben den Kathodenflanschen Binge (51, 53) zur Erleichterung der Einleitung der Kaitkathodenentladung durch das

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   Metallgehäuse (44) angeordnet sind.

   9. Meßgerät nach einem der Torangehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (44) einen mit ihm mechanisch verriegelbaren, abnehmbaren Deckel (48) aufweist.

   10. Meßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (44) Permanentmagnete enthält.

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