DE2602078A1

DE2602078A1 - Niederdruck-gasentladungsrohr mit zuendeinrichtung

Info

Publication number: DE2602078A1
Application number: DE19762602078
Authority: DE
Inventors: John R Bayless; Robin J Harvey
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-04-14
Filing date: 1976-01-21
Publication date: 1976-10-28
Also published as: CA1066425A; GB1476293A; SE7601006L; JPS51121697A; US3949260A; DE2602078B2; FR2308191A1; CH600560A5; IT1053575B; FR2308191B1; AU477325B2; NL7600838A; AU1061376A; DE2602078C3; JPS5423098B2

Description

2602Q78

Anmelderin; ütuttgart, dem 19» Januar 1976

Hughes Aircraft; Company P 3131 &

Centinela Avenue and

Teale ütreet

Culver City, Calif., V.Jt.A₀

liiedardruck-Gasentladungsrohr mit Zündeinrichtung

Die Erfindung betrifft ein lliederdruck-Gasentladungsrohr mit einem ein unter vermindertem Druck stehendes Gas enthaltenden Gehäuse, einer Hauptanode und einer Hauptkathode, die innerhalb des Gehäuses mit Abistand voneinander angeordnet sind und einen zwischen ihnen liegenden Hauptentladungsraum begrenzen, mit am Gehäuse angeordneten Anschlüssen zum Anlegen einer elektrischen üpannunp; zwischen die Hauptanode und die Hauptkathode, welche die Urzeugung einer Niederdruck-Gasentladung in deia Iiauptentladungsraum ermöglicht, und mit einer zur Vorionisation des im Hauptentladungsraum enthaltenen Gases dienenden Zündeinrichtung_o

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Niederdruck-Gasentladungsröhren in Form von Schaltröhren mit; gekreuzten Feldern sind seit vielen Jahren aus den US-PSen 2 182 736, 3 215 893, 3 215 939 und 3 4-05 300 "bekannt. Sie galten zunächst als Labor-Kuriosität und fanden dann als Behälter für geringe Leistungen Verwendung„ Srst kürzlich wurde die Brauchbarkeit solcher Schaltröhren zum Schalten starker Gleichströme unter hohen Spannungen erkannt, weil ein sorgfältiger Aufbau erforderlich ist, um solche Schaltröhren mit gekreuzten Feldern bei hohen Strömen und hohen Spannungen einsetzen zu können,, Beispiele für einen solchen Einsatz sind in den US-PSen 3 534- und 3 538 960 beschrieben.

Beim Einschalten einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern werden ein elektrisches und ein magnetisches Feld so angelegt, daß ein Spannungsdurchbruch in dem sich im Bereich zwischen den Elektroden befindenden Gas stattfinden kann» Hierzu ist ein ursprüngliches Elektron oder Ion erforderlich, das den Lawinenprozeß auslöst. Solche Teilchen liegen im statistischen Sinne infolge von zufälligen, durch kosmische Strahlung hervorgerufenen Ereignissen ständig vor. Aus der US-PS 3 714· 510 ist es bekannt, zur Verbesserung der Einschalt-Bedingungen eine Zündeinrichtung zu verwenden, die Plasmawolken erzeugt, um die Notwendigkeit auszuschalten, auf das Erscheinen eines geladenen Teilchens warten zu müssen. Eine andere Möglichkeit besteht in

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der Verwendung einer radioaktiven Quelle_o Eine weitere Methode zur Erzeugung der erforderlichen Ionisation "besteht in der Anwendung einer Feldemission von Elektronen, wie es aus der Uo-Pü 3 890 520 "bekannt ist. Eine Feldemission erfordert jedoch die Anwendung verhältnismäßig hoher Spannungen und von Elektroden, die mit der Zeit durch Zerstäuben zerstört werden,,

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein ITiederdruck-Gasentladungsrohr mit einer zur Vorionisation dienenden Zündeinrichtung zu versehen, die mit niedrigen Üpaimungen arbeitet und eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer aufweist_o

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zündeinrichtung eine Kaltkathoden-Gasentladungskammer mit einer Zündkathodenfläche, einen in der Gasentladungskammer im Abstand von der Zündkathodenfläche angeordneten dünnen Anodendraht, Anschlüsse zum Anlegen einer Spannung zwischen die Zündkathodenfläche und den Anodendraht und eine öffnung zwischen der Gasentladungs kammer und dem Hauptentladungsraum umfaßt, so daß 3ich in der Gasentladungskammer das gleiche Gas unter dem gleichen verminderten Druck befindet wie in dem Ilauptentladungsraum und bei Anlegen einer Entladungsspannung zwischen die Zündkathodenfläche und die ürahtanode in der Gasentladungskammer eine Glimmentladung entzündet wird, die das Eindringen von Ionen und Elektronen aus der Glimmentladung durch die Öffnung in den Hauptentladungsraum zur Folge hat«,

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Bei dem erfindungsgemaßen Niederdruck-Gasentladungsrohr wird also ala Zündeinrichtung von einer kontinuierlich arbeitenden Plasmaquelle Gebrauch gemacht, in der eine Kaltkathoden-Glimmentladung unter Verwendung einer dünnen, drahtförmigen Anode stattfindet. Hierdurch wird im Hauptentladungsraum des Gasentladungsrohres ionisiertes Gas zugeführt. Bine solche Zündeinrichtung iat wirtschaftlich, zuverlässig und sicher und hat eine große Lebensdauer, weil keine Zerstörungen durch Zerstäubung der Elektroden stattfindet. Da hierdurch gewährleistet ist, daß ständig ionisierte Teilchen vorliegen, ist es möglich, die statistische Verzögerung beim Zünden auf eine Zeit von weniger als 1 u.s zu reduzieren, so daß ein genaues Zünden mit einer von Zündvorgang zu Zündvorgang sehr geringen Schwankung, die kleiner ist als eine Mikrosekunde, möglich ist₀

Ein besonderer Vorteil der Verwendung einer Niederdruck-Glimmentladung, die mit dem Hauptentladungsraum des Ga3entladungsröhres in Verbindung steht, besteht noch darin, daß sie gleichzeitig als Ionenpumpe und als Druckmesser dienen kann.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ein- ■ zein für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

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Figo i die Ansicht einer teilweise aufgebrochenen und teilweise geschnittenen Schaltröhre mit gekreuzten Feldern mit einer Zündeinrichtung nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Zündeinrichtung der Schaltröhre nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,,

Zum vollen Verständnis der Zündeinrichtung zum Zünden eines Niederdruck-Gasentladungsrohres ist ein gewisses Verständnis der Schaltröhre 10 mit gekreuzten Feldern, die ein Beispiel für ein Niederdruck-Gasentladungsrohr darstellt, erforderlich. Die Schaltröhre 10 umfaßt ein Gehäuse 12, das von einem unteren Flansch 14 getragen wird» Der untere Flansch 14· ist seinerseits auf einer Bodenplatte 16 derart befestigt, daß eine dichte Verbindung entsteht« Die Bodenplatte 16 steht auf einem Fuß 18, der die Schaltröhre trägt. Der Fuß 18 kann außerdem als Verbindung zu einer Pumpeinrichtung dienen, mit der im Inneren des Gehäuses 12 ein geeignetes Vakuum erzeugt werden kann, und als Einlaß für ein geeignetes Gas, wie beispielsweise Helium oder Wasserstoff, einschließlich des Isotops Deuterium, bei dem erforderlichen Druck. Da Gehäuse 12 dient zusammen mit dem unteren Flansch 14· als geeignete, vakuumdichte Umhüllung. Das Gehäuse 12 besteht aus Metall, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, und bildet zugleich die Kathode, Die Kathode ist mit dem Fuß 18

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metallisch verbunden, aο daß der Fuß 18 einen der elektrischen Anschlüsse der Schaltröhre 10 bildet. Die Kathode 12 kann einen axial gerichteten Schlitz aufweisen, um einen iitromfluß in Umfangsrichtung während der üchaltvorgänge zu vermeiden, wenn sich das axiale magnetische Feld zeitlich ändert.

Konzentrisch innerhalb der Kathode 12 ist eine Anode 26 angeordnet, die von einem rohrförmigen Zylinder gebildet wird. Der Radialabstand d zwischen Kathode und Anode ist an allen Stellen der sich gegenüberstehenden Flächen im wesentlichen gleich«, Das Gehäuse 12 weist einen oberen Deckel 28 auf, an dem die Anode 26 befestigt ist. Die Anode wird in ihrer Stellung unter Verwendung einer Endscheibe 30 gehalten, die an der zylindrischen Anode befestigt ist und ihrerseits einen Montagestutzen trägt. Der Montagestutzen 32 dient sowohl zur mechanischen Befestigung, v/eil er mit dem Deckel 28 des Gehäuses verbunden i3t, als auch zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch den Deckel 28 hindurch mittels eines elektrischen Anschlusses 34·· Vo3?zugsweise ist die Endscheibe 30 der Anode 26 im Abstand vom Deckel 28 angeordnet und es durchdringt der Anschluß 34- den isolierenden Montagestutzen 32, so daß der Anschluß 34- und die gesamte Anode von dem Gehäuse elektrisch getrennt sind. Statt dessen kann auch der Deckel 28 aus einem isolierenden Material bestehen»

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Die Anode 26 kann perforiert sein, so daß ihr Innenraum als Gasraum dienen kann, von dem aus Gas in den Raum zwischen den Elektroden geliefert wird» Weiterhin können im Inneren der Anode gasliefernde Einrichtungen angeordnet sein, die das Ga3 ersetzen, das durch die Glimmentladung zwischen den Elektroden verbraucht wird. Beide Möglichkeiten für die Aufrechterhaltung des Gasdruckes im Raum zwischen den Elektroden sind in der US-Pü 3 ^lj>^>8 960 im einzelnen behandelt.

Außerhalb des Gehäuses 12 ist ein Magnet 36 so angeordnet, daß die Kraftlinien des erzeugten Magnetfeldes im Raum zwischen den Elektroden über wenigstens einen Teil der Elektrodenlänge im wesentlichen parallel zur Achse der Elektroden verlaufen. Der Magnet 36 ist ala Elektromagnet dargestellt. Ein solcher wird bevorzugt, damit das Magnetfeld auf einfache V/eise ein- und ausgeschaltet werden kann«, Ein Netzgerät für das Magnet 36 wird vorzugsweise so ausgebildet, daß es ein schnelles Ein- und Ausschalten des Feldes ermöglicht. Der Magnet ist so dimensioniert, daß er ein 'Feld mit einer ütärke von etwa 100 Gauss, wenn nur ein Ausschalten erforderlich ist, oder von etwa 1000 Gauss erzeugt, wenn auch ein Einschalten gegen hohe Spannungen bis zu 1000 kV verlangt wird.

wenn eine Glimmentladung zwischen den Elektroden und 26 existiert und Btrom fließt, kann ein Abschalten

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durch Reduzieren der Stärke des Magnetfeldes im Raum zwischen den Elektroden Ms auf einen Wert erfolgen, bei dem Lawinenprozesse bei der Ionisation nicht mehr stattfinden,. Hierfür ist eine Reduktion der Feldstärke auf weniger als 50 Gauss typische Die Stromleitung wird dann unterbrochen,, Diese Vorgänge sind sehr viel ausführlicher in der oben erwähnten US-PS 3 558 960 behandelt»

Beim Fehlen eines luagnetfeldes wird der elektrische Durchbruch eines Gases beim Druck p, das sich zwischen zwei Elektroden im Abstand d befindet, von der Paschen-Kurve für das spezielle, verwendete Gas beschrieben. Damit der nichtleitende Zustand bei einer gegebenen, angelegten Spannung erhalten bleibt, ist es erforderlich, das Produkt pd einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern so einzustellen, daß es links von der Paschen-Kurve liegt. Es ist schwierig, eine solche Schaltröhre zur Glimmentladung anzuregen, wenn der Gasdruck 50*10 ^y Torr unterschreitet„ Hieraus ergibt sich eine obere Grenze für den Elektrodenabstand von etwa 4- cm für Helium. Der kleinstmögliche Elektrodenabstand ist durch die Forderung bestimmt, daß bei der maximal möglichen Spannung kein Vakuum-Durchschlag entsteht. Verschiedene ^ersuche haben gezeigt, daß ein Abstand von wenigstens 1,5 cm erforderlich 13t, um eine Spanriungsfestigkeit von 100 kV zu erzielen. Demgemäß muß der Elektrodenabstand in definierten Grenzen bleiben, wenn das Rohr bei Anliegen einer

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hohen Spannung im nichtleitenden Ziistand bleiben soll. Die obere Grenze ist durch den l'aachen-üurchbruch und die untere Grenze durch den Vakuum -Durchbruch bestirmit,

Wenn sich die ochaltrühre in nichtleitenden Zustand befindet, ist die freie Weglänge der Elektronen zwischen ionisierenden Zusammenstößen sehr viel größer als der Elektrodenabstand d. Infolgedessen gehen Elektronen, die ira Kaum zwischen den Elektronen erscheinen, mit einer Rate verloren, die zu hoch ist, als daß eine Gasentladung ausgebildet und erhalten werden könnte. Das Anlegen eines ausreichend starken Magnetfeldes mit einer Komponente, die zum elektrischen Feld senkrecht steht, bewirkt jedoch, daß diese Elektronen im Elektroden-Zwischenraum eine sehr viel längere Zeit verbleiben» Infolgedessen können sie trotz des geringen Gasdruckes eine ausreichende Anzahl ionisierender ütößo ausführen, so daß wie in einem Gas hoher Dichte eine Gasentladung stattfinden kann_o Tatsächlich ist das Anlegen eines magnetischen Feldes einer Erhöhung des Gasdruckes äquivalent. Damit ein Zünden bei einem annehmbaren niedrigen Wert der magnetischen Feldstärke stattfindet, ist es üblich, koaxial angeordnete, zylindrische Elektroden zu verwenden, weil zylindrische Elektroden ideale Fangeinrichtungen sind.

Die Anzahl der Amperewindungen, die zum Zünden einer Schaltröhre mit gekreuzten Feldern erforderlich sind,

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hängt von der angelegten Spannung und der Geometrie von Feldspule und Elektroden ab. Für eine typische Schaltröhre, die einer Spannung von 100 kV standhält, ist die Anzahl der Aiaperewindungen nicht übermäßige Sie beträgt nur etwas mehr als 2000. Die bei dieser Größe im Magnetfeld gespeicherte Energie liegt etwa zwischen 1 und 10 J.

Zundungszittern (ignition jitter) ist als die zeitliche Variation des Einsetzen des Stromflusses bei aufeinanderfolgenden Zündungen definiert. Dieses Zündungszittern muß in bestimmten zulässigen Grenzen liegen, welche durch die Kreis- und Systemforderungen bestimmt sind. Bei einem idealisierten System beginnt der Stromfluß in dem Augenblick, in dem die elektrischen und magnetischen Felder die für das Zünden erforderlichen Werte erreicht haben, also ein Einfangen der Elektronen stattfindet. In einem tatsächlichen System kann die Zündung jedoch über diese Zeit hinaus verzögert werden, wenn ein Mangel an ursprünglichen, geladenen Teilchen besteht.

Die Zündeinrichtung 50 weist ein rohrförmigea äußeres Gehäuse 52 auf, das an der Außenseite des Gehäuses befestigt ist, das die Kathode der Schaltröhre 10 bildet. Eine Öffnung 54- im Gehäuse 12 ermöglicht eine Verbindung zwischen dem Innenraum 56 der Zündeinrichtung und dem den Hauptentladungsraum bildenden Raum zwischen den Elektroden 12 und 26. Das Gehäuse 52 ist an seinem inneren Ende durch eine Endwand 53 geschlossen, die von einem Abschnitt der

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Kathode ΎΛ gebildet wird. u.n seinen äußeren ist es durch eine j^ndwand ^ly~j abgeschlossen. Infolgedessen stent die Atmosphäre innerhalb des itauiiies zwischen den Elektroden in Verbindung in it dem Inneren der Z und einrichtung. Die .^ntladung in der bchaltröli3"ⁱe mit gekreuzten i'eldern int durch geringen Druck und geringe spannung gekennzeichnet.

—"5 —1 Der Dr\ick liegt im JiOr.-! ic Ii zwischen 10 ^y uiivl 10 L'orr.

Die iJntlade.si'^nnun;/; ließt ii-Ί li-'j-eich von 300 V. ^w₁ Gas für den Knuia zwischen den j^loktrodcni ist Helium geeignete Dieses lioliuia M^lau^t auch in den Innenraum ^L}& der* kjii

Die Zündeinrichtung [>u \/»ίϊυΐ; iu Inneren einen αϋη·;οη Draht i?Ö auf. Der dünne Draht J;8 \<^!ird von eii>er Kapx^e 60 getrogen, dia mit der äuiieren bildwand 'j^lj des üehäuaes 52 verbunden ist. Das gesamte üuliere der otruktur i.'Jt geüchlonsen, so daß der geringe Damck ira iiaum zwischen den Elektroden und dem Inneren der Zündtäinrichtun^ 50 erhalten bleibt. Der Draht 5^ ^nat einen typischen Durchmesser von weniger als 1 mm. Lin bevoa'augter 'Wert liegt bei 0,2 mm«,

Zwischen den Draht ^b und das Gehäuse 12 ist eine opannungsquelle 64- mit solcher Polarität geschaltet, daß der dünne Draht 58 gegenüber dem Gehäuse positiv ist und als iuiode dient, wogegen das rolirforiaigo Gehäuse 5?. negativ ist, so daß dessen Injienflache

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als aktive Lathodenflache wirkt. Die Spannungsquelle 6^zt- liefert; eine Spannung von etwa 500 V und hat einen ausreichend hohen Inne nwid er stand, uii eine stabile Entladung zu gewährleisten.

eine ixnodenspannung an den dünnen Draht 58 angelegt wird, werden alle Elektronen, die in den Haura 56 beispielsweise infolge einer Ionisation durch kosmische Strahlung existieren, von der Anode angezogene Unter den Bedingungen, die sich aus der Anwendung eines dünnen Änodendrahtes ergeben, wird ein ursprüngliches Plektron unter dem Einfluß des elektrischen Ifeldes zwar in Richtung auf den Anodendraht 58 beschleunigt, wird jedoch infolge seines Winkelmoiaentes den Draht mit hoher Wahrscheinlichkeit verpassen. Unter diesen Umständen wird das Elektron infolge des den Draht umgebenden elektrischen Potentials in einer den Anodendraht umgebenden Bahn gefangen, bis es eine Anzahl von Ionisationsstößen mitdem im Kaum 56 enthaltenen Gas vollführt hat. Diese Stöße haben die Bildung eines Plasma zur l'olge. Auf diese Weise erzeugte Ionen werden in Richtung auf die aktive Kathodenfläche 66 angezogen, wo sie Elektronen auslösen, wie es bei einex^ üblichen Kaltkathoden-Entladung der Fall ist. Auf diese Weise wird in der Zündeinrichtung 50 eine Kaltkathoden-Entladung ausgelöst„ Daß diese Entladung bei geringem Druck existieren

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kann, ist ein Ergebnis der sehr wirksamen Fesselung der Elektronen an die elektrostatische Potentialquelle des Drahtes. Die erforderliche Betriebsspannung nimmt mit zunehmendem ürahtdurchmesser zu. Bei dem bevorzugten Drahtdurchmesser von 0,2 mm ist eine Entladungsspannung von 300 V zu erwarten.

Wenn in dem Kaum 56 der Zündeinrichtung eine Gasentladung aufrechterhalten wird, gelangt eine ausreichend große Anzahl geladener Teilchen durch die Öffnung 54-in den Hauptentladungsraum zwischen den Elektroden 12 und 26 um dort eine Vorionisierung zu bewirken, die dazu ausreieht, die statistische Verzögerung der Entladungs aus lösung in der Schaltröhre 10 auf ein Minimum zu reduzieren. Die Betriebsspannung der Zündvorrichtung 50 liegt um eine Größenordnung tiefer als die Betriebsspannung die eine scharfe Spitze zur Elektronenemission aufweist.

Die Kaltkathoden-Entladung bei geringer Spannung im Innenraum 56 der Zündeinrichtung ist gegen Magnetfelder empfindlich. Wenn eine Abschirmung gegen das magnetische Feld der Schaltröhre 10 erforderlich, ist, kann sie leicht bewerkstelligt werden, indem das rohrförmige Gehäuse 52 der Zündeinrichtung aus Eisen oder aus einem elektrisch gut leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer, hergestellt wird. Im letzten Fall dienen wirbelströme dazu, die im Gehäuse 52 infolge der starken Änderung des Magnetfeldes fließen,

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die beim Einschalten der Schaltröhre auftreten, zur Abschirmung der Entladung in der Zündeinrichtung 50 während des Zündens der Schaltröhre_o

Die Kaltkathoden-Gasentladung in der Zündeinrichtung 50 spricht auf den Gasdruck im Innenraum 56 an, weil die Entladespannung vom Gasdruck abhängt. Es ist daher möglich, die Entladespannung bei einem festen Entladestrom in Werten des Druckes zu eichen, so daß die Möglichkeit einer Druckmessung besteht»

Die behandelte Zündeinrichtung hat eine große Lebensdauer, weil sich der dünne Draht 58 auf imodenpotential befindet. Bei Elektroneneniittern init scharfer Spitze wird die Spitze durch Zerstäuben abgetragen und infolgedessen mit der Zeit zerstört,,

Bei der erfindungsfiemäßen Anordnung hat die Zerstäubung, die auf das Beschießen der aktiven Kathodenfläche 56 mit Ionen zurückzuführen ist, die ständige Bildung einer Oberfläche zur Folge, die chemisch aktive Gase bindet. Chemisch aktive Gase, die in dieser Umgebung in kleinen Mengen angetroffen werden, sind Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid, Viasserdampf und andere. Das Ptuapen dieser chemisch aktiven Gase findet statt, wo das in Bereichen mit hoher Plasmadichte, wie der inneren zylindrischen Wandfläche 66, zerstäubte Material an den Endwänden 53 und 55 des Entladungsraumes abgeschieden wird, wo die Plasmadichte gering ist. Ein kontinuierliches Pumpen durch die Öffnung 5^-

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hindurch wird durch kontinuierliches Betreiben der Entladung im Itaum 56 mit geringer Stromstärke erzielte Wenn der Raum 56 einen Durchmesser von mehr als 2 cm und eine Länge von mehr als 3 cm aufweist, liegt bei einer »Stromstärke von 1 mA die Pumpleistung für Luft im Bereich von 10 ^y bis iO Torr-Liter/s ο

Demgemäß hat die "bei dem erfindungsgemäßen Gasentladungarohr vorgesehene Zündeinrichtung eine lange Lebensdauer, weil der dünne Anodendraht keiner-Abnutzung durch Zerstäubung unterliegt, und sie arbeitet mit geringer Spannung, so daß es sich um eine wünschenswerte und nützliche Anordnung handelt, mit der Elektronen und Ionen in den Üntladungsraum der Schaltröhre gebracht werden können.

Unter diesen Bedingungen kann die Zündeinrichtung zusammen mit dem Gasentladungsrohr, insbesondere einer Schaltröhre, unter Betriebsbedingungen ständig betrielben werden, bei denen die Schal tr öhre zu jeder beliebigen Zeit in den leitenden Zustand versetzt werden kann. Ks ist demnach ersichtlich, daß auf diese Weise eine Schaltröhre mit gekreuzten Feldern in einem Zustand gehalten werden kann, aus dem heraus sie zu jeder Zeit durch Anlegen einer Spannung und eines Magnetfeldes mit einer zum Zünden ausreichenden Größe in den leitenden Zustand versetzt werden kann» Die Zündeinrichtung reduziert die Zeit, die zum Zünden der Schaltröhre erforderlich ist, und reduziert

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auch die Unterschiede in den jeweils zuu Zünden erforderlichen Zeiten, die als Gittern bezeichnet v/erden.

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Claims

Patentansprüche

Hiederdruck-Gasentladungsrohr mit einem ein unter vermindertem Druck stehendes Gas enthaltenden Gehäuse, einer Hauptanodo und einer Hauptkathode, die innerhalb des Gehäuses mit Abstand voneinander angeordnet sind und einen zwischen ihnen liegenden Hauptentladungsraum begrenzen, mit an Gehäuse angeordneten Anschlüssen zum Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen die Hnuptanode und die Hauptkathode, welche die Erzeugung einer Niederdruck-Gasentladung in den Hauptentladungsraum ermöglicht, und mit einer zur Vorionisation des im Hauptentladungsraum enthalteinen Gases dienenden Zündeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (50) eine Kathoden-Gasentladungskammer (56) mit einer Zündkathodenfläche (66), einen in der Gasentladungskammer im Abstand von der Zündkathodenfläche angeordneten dünnen Anodendraht (58), Anschlüsse zum Anlegen einer Spannung zwischen die Zündkathodenflache (66) und den Anodendraht (58) und eine Öffnung (5^) zwischen der Gasentladungskaamer (56) und dem Hauptentladungsraum umfaßt, so daß sich in der Gasentladungskammer das gleiche Gas unter dem gleichen verminderten Druck befindet wie in dem Hauptentladungsraum und bei Anlegen einer Entladung«spannung zwischen die Zündkathodenfläche und die Drahtanode in der Gasentladungskammer eine

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Glimmentladung entzündet wird, die das Eindringen von Ionen und Elektronen aus der Glimmentladung durch, die öffnung (5^) in den Ilauptentladungsraum zur Folge hat.

2. Niederdruck-Gasentladungsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine Schaltröhre (1O) mit gekreuzten Feldern handelt, die eine im wesentlichen zylindrische, rohrförraige. Hauptkathode (12) und eine im wesentlichen zylindrische, zur Hauptkathode konzentrische Hauptanode (26) auf v/eist, die einen ringförmigen Hau£.)tentladungsraum begrenzen, bei der im Gehäuse ein in bezug auf die Dimension des Hauptentladung3-raumes derart gewählter Gasdruck herrscht, daß die Bedingungen außerhalb des leitenden Be3?eiches der Paschenkurve liegen, und die mit einem Magneten (36) zur wahlweisen Erzeugung eines Magnetfeldes im Hauptentladungsraum versehen ist, das die Elektronen im Hauptentladungsraum auf eine wenigstens annähernd kreisförmige Bahn im ringförmigen Hauptentladungsraura zwingt, die eine lawinenartige Zunahme der Ionisation und damit eine Stromleitung zwischen Anode und Kathode zur Folge hat.

5ο Niederdruck-Gasentladungsrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodendraht (58) der Kaltkathoden-Gasentladungskammer (56) geradlinig angeordnet ist und die Zündkathodenfläche (66) von einer rohrförmigen, den Anodendraht (58) im wesentlichen konzentrisch umgebenden Wand (52) gebildet wird»

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M-. Uiederdruck-Gasentladunpjsroln? nach i-nspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (5^z0 zwischen der Gasentladungskainmei· (56) und den Hauptentladungsrauiii im wesentlichen auf der von dem geradlinigen iuiodendraht (58) definiertem Achse

5c. Iliederdruck-CJasentladun^srohr nach Anspruch p, dadurch gokennzoichnet, daü die Gauentladungiikfaamer (5G) eine von der Zündkathodenfliiohe (mi) entfernte j-iiidwand (5i?> 55) aufweist, an der ijicli unter dem Einfluß der Gasentladxxng zerstäubtes Material der die Ziindkatliodunflache (66) bildenden V/cind (5'-) abachcidet und dadurch ein ]\impen dea aktiven Ciaaes bewirkt.

6. iiiederdruck-Uc'i/jentladiaii^jrohr nach Anspruch 5i dadurch gokennzeiclmet, daii die Endv^and (55) ^a^ einem eine Kappe (6OJ tragenden Isolator vergehen ist und der -unodendraht (5ö) '¹^i der Kappe befestigt int.

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