DE2545849A1

DE2545849A1 - Verfahren zum pruefen der hochspannungsfestigkeit und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2545849A1
Application number: DE19752545849
Authority: DE
Inventors: Reinhard Srowig
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-10-14
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1977-04-21

Description

"Verfahren zum Prüfen der Hochspannungs
festigkeit und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens" Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Hochspannungsfestigkeit von im Vakuum angeordneten Bauteilen, insbesondere von Elektrodenanordnungen in Elektronenröhren durch Anlegen einer Hochspannung über einen hochohmigen Vorwiderstand an den Prüfling derart, daß mindestens ein Hochspannungsüberschlag innerhalb des Vakuumraumes erzeugt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen, zur Hochspannungsprüfung von Kathodenstrahlröhren, diese mit einer Sägezahnhochspannung zu beaufschlagen, Zur Erzielung eines langsamen Spannungsanstieges wird ein parallel zum Prüfling P geschalteter Kondensator C über einen Vorwiderstand RV geladen (Fig. 1).
P Die Kapazität Cp muß so knapp bemessen sein, daß die gespeicherte, im Überschlagsfall sich in den Prüfling entladende Energie, diesen nicht schädigt. Das bedeutet andererseits, daß der Vorwiderstand R zur Erzielung einer gewünscht großen V Zeitkonstante sehr hochohmig sein muß. Das wiederum hat zur Folge, daß ein Spannungsabfall an RV aufgrund unvermeidlicher, im Prüfling auftretender Fehlströme entsteht und somit kein reproduzierbares dn am Prüfling gewährleistet ist.
d Darüberhinaus ist die Ausgangsspannung schwer reproduzierbar einzustellen, da sofort nach erfolgtem Überschlag ein Nachaufladen des Kondensators Cn stattfindet, P Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich der vorstehenden Nachteile verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, das auch im Zuge einer automatischen Fertigung anwendbar ist.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine von einem niedrigen Spannungswert ausgehende, mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 bis 100 KV/sec ansteigende hochspannungsseitig geregelte Spannung angelegt wird, bis ein Uberschlag im Prüfling erfolgt, daß der Überschlagsspannungswert registriert wird und daß die angelegte Spannung sofort nach erfolgtem Überschlag mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5 KV/m sec auf den niedrigen Spannungswert reduziert wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens angegeben, deren wesentlicher Vorteil darin besteht, daß das Verfahren ila Zuge einer automatischen Fertigung verwendet werden kann, da es verhältnismäßig wenig Zeit beansprucht.
Weiterhin erlaubt die Vorrichtung eine Erhöhung der Prüfspannung nach einer bestimmbaren Funktion in einfacher Weise vorzunehmen, insbesondere dann, wenn die Spannungsregelung, wie bevorzugt angegeben, mit einem veränderlichen Widerstand in Form einer Ballaströhre erfolgt.
Die den Überschlägen zugeordneten Überschlagsspannungen werden durch Fehlströme in dem Prüfling weitgehend nicht beeinflußt.
Die Anzahl der gewünschten Überschläge ist in einfacher Weise wählbar, und es ist von großem Vorteil, daß bei der Durchführung von mehreren Uberschlägen die dadurch erhaltenen Überschlagswerte mit ausreichender Genauigkeit feststellbar sind, daß die Tendenz der aufeinander folgenden Überschlagsspannungswerte einen Schluß auf das weitere Hochspannungsverhalten des Prüflinge zuläßt.
Die bevorzugte Anwendung der Erfindung ist die Hochspannungsprüfung von Kathodenstrahlröhren, insbesondere von Fersehbildröhren.
Das beschriebene Verfahren ist ggf. auch zweckmäßig dann einzusetzen, wenn eine Optimierung der gebräuchlichen Härteverfahren gewünscht wird. Unter Härten einer Elektronenröhre wird üblicherweise das Ausbrennen der Elektroden im Vakuum verstanden durch Anlegen von Hochspannung. Man spricht hierbei auch vom "Hochspannungsfestmachen".
Anhand des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.
Eine von einem Hochspannungsgenerator H gelieferte Gleichspannung UH, die den Wert der größten gewünschten Prüfspannung in jedem Fall übersteigt, wird über einen Vorwiderstand RV, dessen Wert bevorzugt zwischen 10 bis 50 M liegt, an den Prüfling P angelegt. Parallel zu diesem Prüfling liegt ein veränderlicher Widerstand RP in Form einer gittergesteuerten Ballaströhre, der mit dem Vorwiderstand Rv einen variablen Spannungsteiler bildet. Die an dem Prüfling liegende Spannung ergibt sich nun aus dem Widerstandsverhältnis multipliziert mit der Generatorspannung UH.
Die Gittersteuerung der Ballaströhre wird von einem Gitterspannungsgenerator vorgenommen, beispielsweise in der Form, daß ein sägezahnförmiger Spannungsanstieg erzeugt wird, Zu Beginn der Messung wird beispielsweise an das Gitter eine solche Spannung gelegt, daß der Innenwiderstand Rp der Ballaströhre klein gegen den Vorwiderstand RV ist. An dem Prüfling wird dann der niedere Anfangsspannungswert liegen. Durch eine sägezahnförmige Absenkung der Gitterspannung an der Ballaströhre wird nun deren Innenwiderstand RP erhöht, wodurch sich auch gleichzeitig die Spannung am Prüfling erhöht, und es wird zu irgend einem Zeitpunkt zu einem Überschlag in der Prüfröhre P kommen.
Die Gitterspannung wird von einem Gitterspannungsgenerator GG, der von einem Funktionsgenerator FG angesteuert wird, erzeugt.
Es ist ferner zweckmäßig noch eine Regeleinrichtung RE vorzusehen, deren Regelgröße die Prüfspannung Up ist und die den Spannungsabfall an RV, der durch Fehlströme im Prüfling hervorgerufen wird, kompensiert.
Ausgelöst durch den Überschlag in dem Prüfling wird nun der Widerstand R der Ballaströhre in einem so kurzen Zeitraum p wie möglich reduziert (Schaltbetrieb), so daß wiederum ein definierter niedriger Wert an dem Prüfling anliegt. Durch einen Vorwahlzähler Z, der mit dem Gitterspannungsgenerator gekoppelt ist, kann eine beliebige gewünschte Anzahl von Uberschlägen vorgewählt werden. Mit REG ist eine Registrierungs-Vorrichtung bezeichnet, die jeweils die Spannungswerte registriert, bei welchen die Überschläge erfolgen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Prüfen der Hochspannungsfestigkeit von im Vakuum angeordneten Bauteilen, insbesondere von Elektrodenanordnungen in Elektronenröhren durch Anlegen einer Hochspannung über einen hochohmigen Vorwiderstand an den Prüfling derart, daß mindestens ein Hochspannungsüberschlag innerhalb des Vakuumraumes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem niedrigen Spannungswert ausgehende, mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 bis 100 KV/sec ansteigende hochspannungsseitig geregelte Spannung angelegt wird bis ein Überschlag erfolgt, daß der Überschlagsspannungswert registriert wird und daß die angelegte Spannung sofort nach erfolgtem Überschlag mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5 KV/m sec auf den niedrigen Spannungswert reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrmals hinterinander ein Überschlag erzeugt wird, und die Tendenz der Höhe der Überschlagsspannungswerte ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsanstieg kontinuierlich, insbesondere etwa linear erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Prüfung der Hochspannungsfestigkeit von Kathodenstrahlbildröhren.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Prüfungsverlauf mittels eines, insbesondere als gittergesteuerte Ballaströhre ausgebildeten, parallel zum Prüfling liegenden regelbaren Widerstandes vorgenommen wird.
6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling in Reihe mit einem hochohmigen Widerstand (Rv) an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist und parallel zum Prüfling ein regelbarer Widerstand (R ) angeschlossen ist.
P 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der regelbare Widerstand ein elektronisches Bauelement nach Art einer gittergesteuerten Ballaströhre ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung des gewünschten Spannungsverlaufes am Prüfling ein an das Gitter der Ballaströhre angeschalteter von einem Funktionsgenerator gesteuerter Gitterspannungsgenerator vorgesehen ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von einem Spannungsabfall an dem Vorwiderstand (RV) den Gittersteuerungsgenerator (CG) so regelt, daß der gewünschte Spannungsanstieg pro Zeit am Prüfling erhalten bleibt.