DE1473445C - Kaltkathoden Vakuummeter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Meßgerät in Form einer Vakuummeter in Form einer Kaltkathoden-Ioni-Kaltkathoden-Ionisationsröhre mit einem im wesent- sationsröhre zu schaffen, welches wirtschaftlich in liehen zylindrischen Metallgehäuse, in welchem eine der Herstellung und zuverlässig über eine lange Kathode und eine zylindrische Anode konzentrisch Betriebszeit zur Messung von Höchstvakua verwendangeordnet sind. Das Gerät kann insbesondere zur 5 bar ist.

Druckmessung in einem Druckmeßbereich von etwa Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in erster

10~⁴ bis unter 10"¹¹ mm Hg Verwendung finden. Linie dadurch gelöst, daß die Kathode unter mecha-

In bisher bekannten Kaltkathoden-Vakuummetern nischem axialem Druck im Metallgehäuse gehalten

finden im allgemeinen entweder in einen Glaskolben ist. Durch das Einspannen der Kathode im Gehäuse

eingebrachte Metallelektroden oder von flachen io erübrigt sich jede besondere Einrichtung zum

Keramikringen bzw. -scheiben in einem Metallkolben Befestigen der elektrischen Anschlüsse, wobei dar-

gehalterte Metallelektroden Verwendung. Bei allen über hinaus erfindungsgemäß bei einem Mindestmaß

derartigen Geräten treten gewisse Schwierigkeiten so- an Bauteilen ein schneller und mechanisch stabiler

wohl im Betrieb als auch bei der Herstellung auf, Zusammenbau der gesamten Anordnung ohne lang-

wodurch ihre Anwendbarkeit, ihre Empfindlichkeit 15 wierige Justierarbeit ermöglicht wird. Ein besonders

sowie insbesondere der dynamische Bereich, in wel- einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die Kathode die

chem sie verwendbar sind, Beschränkungen unter- Form einer Garnrolle mit einem Mittelstück und zwei

lagen. Endflanschen besitzt, deren einander zugewandten

Bekannte, unter Verwendung eines Glaskolbens Flächen kegelförmig ausgebildet sind, wobei die zen-

aufgebaute Meßgeräte weisen Metallelektroden auf, 20 trische Einspannung der Kathode vorteilhaft so vor-

die von langen Metallzuleitungen in ihrer Lage ge- genommen wird, daß die Endflansche der Kathode

halten werden. Dies führt jedoch zu einer instabilen an ihren voneinander abgewandten Seiten Lager für

mechanischen Konstruktion, bei der die Elektroden- kraftübertragende Elemente aufweisen, die in zusam- .

ausrichtung gewöhnlich schlecht ist und die Elek- mengebautem Zustand des Geräts die Kathode unter

troden selbst sehr anfällig gegen Stöße und Schwin- 25 axialem Druck halten.

gungen sind. Die zur Aufnahme der Elektroden ver- Eine weitere Vereinfachung beim Zusammenbau,

wendeten Glaskolben führten ebenfalls zu Schwie- insbesondere unter weitgehender Vermeidung von

rigkeiten, da sie zerbrechlich sind und die obere Justierarbeiten, wird erfindungsgemäß dadurch er-

Temperaturgrenze auf etwa 45O⁰C beschränken. reicht, daß die Anode in ihrer Zylinderwand Lager

Außerdem weist das normalerweise zur Herstellung 30 für kraftübertragende Elemente aufweist, die in zu-

dieser Kolben verwendete Glas eine hohe Helium- sammengebautem Zustand des Geräts die Anode

durchlässigkeit auf, welche den niedrigsten in der unter radialem Druck halten.

Röhre erreichbaren Druck begrenzt. Auf Grund der Erfindungsgemäß wird darüber hinaus die Konbei der Herstellung derartiger Meßgeräte angewand- stanz des Meßgeräts über eine lange Betriebszeit hinten Konstruktionsverfahren ist es darüber hinaus 35 weg in erster Linie dadurch gewährleistet, daß die nicht möglich, den Glaskolben über seine Gesamt- kraftübertragenden Elemente praktisch vollständig fläche elektrisch abzuschirmen. Weiterhin erfordert gegenüber dem aktiven Entladungsbereich des Geräts das Gerät dabei eine zusätzliche getrennte Abschir- abgeschirmt sind, da dabei ein Aufdampfen leitmung gegen Eindringen von Ultraviolettstrahlung in fähiger Stoffe auf den Isolierkörper vermieden das Innere des Glaskolbens. 40 wird.

Bei Meßgeräten, welche von flachen Keramik- Ein weiter vereinfachter Zusammenbau sowie die ringen bzw. -scheiben in einem Metallkolben abge- Möglichkeit, daß Meßgerät nach einer bestimmten stützte Metallelektroden verwenden, entfallen die Betriebszeit zu warten, ergeben sich erfindungsgemäß, meisten der genannten "Nachteile von Glaskolben- wenn das Metallgehäuse einen mit ihm mechanisch röhren. Dafür sind aber die Innenabschnitte der bei 45 verriegelbaren, abnehmbaren Deckel aufweist, wodiesen Geräten verwendeten flachen Keramikringe durch die Lebensdauer herkömmlicher Meßgeräte um fast unmittelbar dem aktiven Bereich der Gasent- ein Vielfaches übertroffen wird. Dabei werden die ladung ausgesetzt, so daß sich nach einiger Betriebs- Meßgeräten mit Glaskolben anhaftenden Nachteile zeit eine Schicht des von der Kathode abgetragenen durch die Verwendung des Metallkolbens mit abMetalls auf den Keramikteilen niederschlägt. Diese 5° nehmbarem Deckel überwunden. Der Innenaufbau Schicht beeinflußt das Meßgerät nachteilig, da sie des Metallkolbens und des Deckels gestattet die Einden Isolationswiderstand der Keramikscheiben her- führung der kegelförmigen Spulenkathode zur Einabsetzt und dadurch die Betriebslebensdauer des leitung der elektrischen Entladung im Gerät. Die die Geräts beträchtlich. verkürzt. Das verhältnismäßig , Kathode umgebende Ringanode wird durch eine neugroße Volumen sowie die Oberfläche der Keramik- 55 artige Trägeranordnung im Abstand von der Innenscheiben erschwert außerdem die: Entgasung des seite des Kolbens gehalten, welche im wesentlichen Geräts. Weiterhin begrenzt die Größe der Keramik- aus kugeligen, isolierten Trägern besteht, während scheiben auch den innerhalb des Geräts zur Verfü- die Kathode ebenfalls durch kugelige, isolierte Träger gung stehenden Raum sowie den Gasaustausch zwi- in ihrer Lage gehalten wird, die ihrerseits durch den sehen dem Entladungsbereich und dem System, mit 60 abnehmbaren Deckel unter Druck gehalten werden, welchem das Gerät verbunden ist. Schließlich sind Außerdem ist eine neuartige Sockel- und Elektrodendie Keramikscheiben, die gewöhnlich auf sehr enge durchführungsanordnung vorgesehen, welche weni-Toleranzen geschliffen werden müssen, sehr teuer in ger feste Verbindungen erfordert und höhere der Herstellung, so daß zu der relativ geringen Betriebstemperaturen zuläßt, als dies bisher möglich Lebensdauer derartige Geräte eine teuere Fertigung 65 war.
hinzukommt. Vorteilhaft wird beim Erfindungsgegenstand auch

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des erreicht, daß eine große Öffnung für den Gaseintritt

Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein in das Meßgerät vorgesehen und daß ein Magnet mit

einem kleineren Luftspalt, als bisher möglich, verwendet werden kann.

Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Kaltkathoden-Vakuummeters mit den Merkmalen der Erfindung und

F i g. 2 einen lotrechten Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kaltkathoden-Vakuummeter.

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

Eine Kathode 30 besteht aus einer einstückigen, , . spulenförmigen Elektrode mit einem Mittelstück 33 l^:" und kegelförmigen Flächen 32 und 34, die an den ,einander abgewandten Seiten in parallele Randabschnitte 35 und 37 übergehen. Gemäß dem Querschnitt von F i g. 2 ist jedes Ende der Kathode mit einer zentralen Senkbohrung 36 bzw. 38 versehen, wobei die untere Bohrung 38 aus später genauer erläuterten Gründen vorzugsweise kegelförmig ausgebildet ist. Die beiden Enden der Kathode sind außerdem mit einer zweiten zentralen, aber kleineren Senkbohrung 39 bzw. 41 versehen.

Die kugelförmigen kraftübertragenden Elemente 40 und 42, welche aus einem beliebigen Isoliermaterial bestehen können, dienen zur Befestigung der Kathode und sind so geformt, daß sie in die Bohrungen 36 und 38 eingepaßt werden können, wie dies aus F i g. 2 deutlicher ersichtlich ist.

Die Anode 10 und die Kathode 30 sind beide innerhalb eines Metallgehäuses 44 angeordnet, der sich im wesentlichen aus drei Metallbestandteilen, nämlich einem zylindrischen Hauptabschnitt 46, einem Deckel 48 und einem Rohr 50 zusammensetzt. ;) Der Abschnitt 46 des Metallgehäuses 44 besteht

aus einem Zylinder mit einem geschlossenen Ende bzw. Boden 52, wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist. Die Innenfläche dieses geschlossenen Abschnitts ist eine aufrecht stehende zylindrische Wand 55, die in einen einwärts gerichteten Ring 53 übergeht, welcher sich seinerseits bei zusammengesetztem Gerät gemäß F i g. 2 bis dicht an die Unterkante des Randabschnitts 35 der Kathode 30 erstreckt. Diese Ringanordnung unterstützt, wie dies später genauer beschrieben werden wird, den Abschnitt 46 bei der Einleitung der Kaltkathodenentladung. Die Innenfläche des Bodens 52 ist mit einer zentralen Senkbohrung 70 zur Aufnahme und Halterung der Elemente 42 versehen.

Eine Umfangsnut zur Aufnahme und Halterung der Elemente 22 bis 28 wird durch einen unteren Rand 74 und einen oberen Rand 75 gebildet. Der untere Rand 74 ist an den Stellen unterbrochen, an denen das Gehäuse mit Öffnungen versehen ist, während der obere Rand 75 zwecks Erleichterung des Einsetzens der Anoden-Trägerkugeln unterbrochen ist. In der Kolbenwand sind eine Anzahl von öffnungen 54, 56 und 58 vorgesehen, während die Oberseite des Kolbens mit einem Flansch 60 versehen ist, der einen auswärts gerichteten Abschnitt 61 sowie einen eine Anzahl von Vorsprüngen 62 und Aussparungen 64 festlegenden, einwärts gerichteten Abschnitt aufweist. Der Deckel 48 des Vakuummeters ist an seiner Unterseite mit einer Reihe von Vorsprüngen 49 versehen, so daß er mechanisch mit dem Abschnitt 46 verriegelt werden kann, wie dies aus F i g. 2 ersichtlich ist. Zum Verriegeln des Deckels ist es nur erforderlich, die Vorsprünge 49 über den in der Oberseite des Abschnitts 46 vorgesehenen Aussparungen 64 anzuordnen, den Deckel nach unten zu pressen und ihn dann zu drehen, bis sich seine Ansätze 49 unter den Vorsprüngen 62 des Kolbens befinden. Diese mechanische Verriegelung gestattet eine elektrische Überprüfung des Meßgeräts vor der endgültigen Abdichtung, wie dies nachstehend erläutert werden wird.

Die Unterseite des Deckels 48 ist mit einer abwärts gerichteten Zylinderwand 57 versehen, die in einen Ring 51 übergeht. Wenn das Gerät zusammengesetzt ist, befindet sich der Ring dicht neben dem oberen Randabschnitt 37 der Kathode 30 und unterstützt auf diese Weise die Kaltkathodenentladung. Eine der Senkbohrung 70 im Bodenabschnitt 52 entsprechende zentrale Gegenbohrung 66 ist in der Unterseite des Deckels vorgesehen und dient zur Aufnahme der Trägerisolatoren 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.

Das Rohr 50 dient zum Anschließen des Meßgeräts an die zu messende Anordnung bzw. die zu messende Vorrichtung. Das linke Ende dieses Rohrs ist mit dem Metallkolben 44 verbunden, indem es in die öffnung 54 eingesetzt und luftdicht verschweißt ist. Das rechte Ende des Rohrs ist mit Nuten 72 zum Anschließen des Rohrs an das zu messende System versehen.

Bei Zusammenbau des erfindungsgemäßen Meßgeräts wird zuerst die Anode 10 in das Metallgehäuse 44 eingesetzt. Dabei wird die Anode 10 derart angeordnet, daß die Öffnung 20 mit dem Rohr 50und der in der Wand des Hauptabschnitts 46 vorgesehenen Öffnung 54 fluchtet. Durch dieses Konstruktionsmerkmal wird eine hohe Ansprechgeschwindigkeit des Meßgeräts gewährleistet. Nunmehr wird die Anode zusammen mit den in den vier Lageröffnungen 12 bis 18 angeordneten kugelförmigen Elementen 22 bis 28 in den Hauptabschnitt 46 gedrängt und anschließend gedreht, bis die vier Kugeln in die durch die an der Innenseite der Kolben-Seitenwand vorgesehenen Ränder 74 und 75 gebildete Umf angsnut einrasten. Der Durchmesser dieser Nut ist derart bemessen, daß die Anode 10 durch den durch die vier kugelförmigen Elemente 22 bis 28 ausgeübten Druck sicher in ihrer Lage gehalten wird. Nunmehr wird die Anode mit einer Leitung 82 verbunden. Zu diesem Zweck ist die Anode 10 mit einer Senkbohrung 78 zur Aufnahme eines Schweißänsatzes 80 (F i g. 2) versehen, der fest mit der Anode verbunden ist. Eine kupfergelötete Kabel-Enddichtung 84 aus Keramik und Metall ist an der Öffnung 56 durch »HeliarcÄ-Schutzgasschweißung mit dem Abschnitt A6 verschweißt. Nach Fertigstellung dieser Verbindung wird die Leitung 82 zentral durch die Kabel-Enddichtung 84 hindurchgeführt und wird ihr Ende 85 an einem am linken Ende der Dichtung vorge-

sehenen Gewindestift 87 angeschweißt. Das rechte Ende 86 der Anodenleitung 82 wird dann durch Schweißen bzw. anderweitig elektrisch mit dem Schweißansatz 80 verbunden.

Nunmehr wird die Kathodenanordnung in die Anoden-Kolben-Anordnung eingesetzt, indem zunächst das Element 42 in die Bohrung 70 eingesetzt und anschließend eine Scheibe 73 mit einem ausziehbaren Leitungsende 77 über die Kugel 42 angeordnet wird. Danach wird eine zweite Kabel-Enddichtung 76 unter Ausbildung einer luftdichten Verbindung in die Öffnung 58 des Abschnitts 46 eingeschweißt. Eine Kathodenleitung 78 wird durch die Enddichtung 76 hindurchgeführt, bis ihr Ende 79 gemäß F i g. 2 das dünne, flexible Leitungsende 77 berührt. Das Leitungsende 77 dient nicht nur zur Herstellung eines Kontakts mit der Leitung, sondern auch zur Absorbierung jeglicher Ausdehnungsunterschiede zwischen der Dichtung und der Leitung, welche ,andernfalls zu einer Beschädigung der Verbindung führen könnten. Das Ende 79 und das ausziehbare Leitungsende 77 werden anschließend nach einem beliebigen Verfahren, beispielsweise durch Schweißen, elektrisch miteinander verbunden. Das mit ' Gewinde versehene linke Ende 81 der Kathodenkabel-Enddichtung 76 und das Ende 83 der Kathodenleitung 78 werden nunmehr durch Schweißen bzw. Hartlöten miteinander verbunden, um eine luftdichte Abdichtung herzustellen.

Durch die Verwendung der kupfergelöteten Keramik-Metall-Enddichtungen für die verschiedenen Drahtdurchführungen wird erreicht, daß die Dichtungen einer höheren Temperatur standzuhalten vermögen, als dies bei herkömmlichen Meßgeräten, bei denen andere Arten von Keramik-Metall-Dichtungen angewandt werden, der Fall ist. Dies ist äußerst wichtig, da die Geräte häufig Erhitzungs- und Abkühlungsvorgängen unterworfen werden, die normalerweise die Zerstörung der vakuumdichten Abdichtung anderer Arten von Enddichtungen zur Folge haben. Durch die Verwendung der Gewindestifte wird außerdem eine einfache Anschlußverbindung für das Gerät gewährleistet, bei der kein Schweißen bzw. eine andere Art einer festen Verbindung erforderlich ist. ,45

Anschließend wird die Kathode 30 in die Anode und den Kolben eingesetzt und wird das Element 40 in die an der Oberseite der Kathode vorgesehene Senkbohrung 36 eingelegt. Danach kann der Deckel 48 auf das Meßgerät aufgesetzt werden und auf die vorher beschriebenen Weise 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 Federwirkung aus, um die Kathode einem Axialdruck zu unterwerfen und sie sowie ihre Isolatoren in der richtigen Lage zu halten. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, 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 Anschweißens 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 Größe der längs der Hauptachse der Kathode ausgeübten Druckkraft kann gewünschtenfalls 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 F i g. 2 ist an den Kanten genügend Überschußmaterial vorhanden, so daß der Deckel nach dem Anschweißen am Gehäuse bzw. Kolben zum Wiederöffnen des Geräts mehrmals durch maschinelle Bearbeitung getrennt werden kann.

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

Die im Kaltkathoden-Vakuummeter erzeugte Entladung beruht wahrscheinlich auf einem selbständigen Townsend-Strom. Unter normalen Bedingungen sind auf Grund 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 zykloidische 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 frei werdenden positiven Ionen werden durch das Magnetfeld nicht merklich beeinflußt, so daß sie die Kathode leicht zu erreichen vermögen.

Wenn die positiven Ionen auf die Kathode auftreffen, werden aus dieser Sekundärelektronen frei gemacht, wodurch die Elektronenkonzentration im Meßgerät weiter erhöht wird. Dieser Vorgang dauert an, bis eine selbständige Entladung auftritt. _f

Die Entladung erreicht einen stabilen bzw. selbständigen Betriebszustand, sobald die Anzahl der pro Zeiteinheit erzeugten Elektronen und positiven Ionen gerade der pro Zeiteinheit rekombinierten oder abgegebenen Anzahl entspricht. Sobald sich das Gerät im stabilen Betriebszustand befindet, ist zwischen der Anode und der Kathode eine Wolke von Elektronen in Bewegung. Die Dichte dieser Elektronenwolke bleibt konstant und praktisch unabhängig vom Gasdruck, solange sich die Stärke des Magnetfeldes sowie die Anoden-Kathoden-Spannung nicht ändern.

Beim erfindungsgemäßen Vakuummeter wird über die Leitungen 78 und 82 Hochspannung an die Anode 10 und die Kathode 30 angelegt. Infolge der gewählten geometrischen Konfiguration der Elektroden 10 und 30 und ihrer Anordnung in bezug auf die Ringe 51 und 53 des Metallkolbens 46 erzeugen sie im Gerät eine elektrische »Potentialmauer«. Die Anordnung und die Form des erfindungsgemäßen Meßgeräts ermöglicht es somit dem Abschnitt 46, die Entladung einzuleiten. Ein in F i g. 2 durch den Pfeil H angedeutetes, einseitig gerichtetes Magnetfeld wird längs der Achse 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 am negativen Potential der zugeführten Hochspannung liegt.

Durch die Verwendung des Metallkolbens 46 wird gewährleistet, daß keine große Glasfläche vorhanden ist, die sich aufladen kann und dabei das elektrische Feld verzerrt. Dadurch, daß der Kolben an ein Bezugs- bzw. Erdpotential gelegt wird, wie es beim erfindungsgemäßen Gerät erfolgen kann, wird es unmöglich, daß elektrische Oberflächen-Kriechströme von der Hochspannungsanode zur Kathode fließen, wie dies bei anderen Arten von Kaltkathoden-Meßgeräten 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 Innenelektroden gegen äußere elektrische Störungen. Der Kolben ist so aufgebaut, daß er aus weichem Eisen hergestellt werden kann oder daß gewünschtenfalls mehrere Magnete im Kolben eingeschlossen werden können. Die Verwendung eines derartigen Metallkolbens gestattet die Anwendung eines schmalen Luftspalts, 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.

Zusammenfassend ist es aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, daß das erfindungsgemäß konstruierte Meßgerät zahlreiche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Vakuummetern dieser Art aufweist. 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, auf Grund 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 billigen Zusammensetzung und Wartung des Geräts.

Auf Grund der Tatsache, daß die Anode 10 nicht mit Öffnungen versehen bzw. perforiert ist, wird weiterhin verhindert, daß ausdiffundierende gasförmige Stoffe die Entladungskammer erreichen, während die Verwendung der großen Öffnung 20 in dem dem Meßgerätrohr 50 entgegengerichteten Abschnitt der Anode dem Meßgerät eine höhere Ansprechgeschwindigkeit verleiht. Durch die Anordnung der Trägerisolatoren im Gerät außerhalb des aktiven Entladungsbereichs 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 Geräts vor der endgültigen Abdichtung, sonderner ist auch so ausgebildet, daß er mehrere Male durch maschinelle Bearbeitung vom Meßgerät entfernt werden kann, nachdem dieses durch Schweißen verschlossen wurde. Der Deckel erfüllt weiterhin den zusätzlichen wichtigen Zweck, daß er einen Axialdruck auf die Kathode und ihre neuartige Verbindungsscheibe ausübt, wodurch beide starr in fester Lage gehalten werden. Hierdurch wird es überflüssig, eine Ausführung durch Schweißen od. dgl. dauerhaft an der Kathode zu befestigen, was wiederum zur Folge hat, daß die Kathode äußerst leicht in das Gerät eingesetzt bzw. aus diesem entfernt werden kann. Die Anordnung der Elektroden des Vakuummeters macht es darüber hinaus möglich, daß die Kathode bei Reparaturen ohne Zerlegen der Anodenanordnung ausgebaut werden kann.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Meßgerät in Form einer Kaltkathoden-Ionisationsröhre mit einem im wesentlichen zylindrischen Metallgehäuse, in welchem eine Kathode und eine zylindrische Anode konzentrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (30) unter mechanischem axialem Druck im Metallgehäuse(44) gehalten ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (30) die Form einer Garnrolle mit einem Mittelstück (33) und zwei Endflanschen besitzt, deren einander zugewandten Flächen (32, 34) kegelförmig ausgebildet sind.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflansche der Kathode (30) an ihren voneinander abgewandten Seiten (35, 37) Lager für kraftübertragende Elemente (42,40) aufweisen, die in zusammengebautem Zustand des Geräts die Kathode unter axialem Druck halten.

4. Meßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (10) in ihrer 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 Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragenden Elemente (22, 24, 26, 28; 40, 42) Kugeln aus, elektrisch nichtleitendem Material sind.

6. Meßgerät nach den 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 Ringe (51, 53) zur Erleichterung der Einleitung der Kaltkathodenentladung durch das Metallgehäuse (44) angeordnet sind.

9. Meßgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (44) einen mit ihm mechanisch

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verriegelbaren, abnehmbaren Deckel (48) aufweist.

10. Mei3gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse (44) Permanentmagnete enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen