DE2642847A1

DE2642847A1 - Hohlkathodenroehre

Info

Publication number: DE2642847A1
Application number: DE19762642847
Authority: DE
Inventors: Gordon Ernest Hames
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1975-09-23
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1977-03-24
Also published as: FR2326033A1; AU1800976A; JPS5256779A; FR2326033B3

Description

9942-76

HW/9 4/HGA/RC/CEF

GB-Anm. No. 38928/75 _n Patentanwälte

vom 23.Sept. 1975 Dr.-Ing. Ernst Sommerfeld

Dr. Dieter ν. Bezold

Dipl.-Ing. Pi>ter Schütz

Dipl.-Ing. Wolfgang Hausier

8 München 86, Pesifech 860668

The Rank Organisation Limited, Millbank Tower, Zlillbank London S.W.l(Großbritannien)

Hohlkathodenröhre

Die Erfindung betrifft Hohlkathodenrohren oder -lampen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Hohlkathodenrohren werden in der Atomab sorption s-Spektrophotometrie verwendet und können auch als Lichtquellen für Spektrographen eingesetzt werden. Diese Entladungröhren weisen normalerweise einen evakuierten Röhrenmantel mit einer Anode und einer Hohlkathode auf, wobei letztere das Element oder Stoff enthält, dessen Spektrum gewünscht wird. Der Kathodenmantel wird dann mit einem inerten Gas unter einem Druck eingefüllt, bei der im Kathodenloch eine Glimmentladung brennen kann.

Die Kathode einer Hohlkathodenröhre ist normalerweise aus reinem Metall, einer Legierung oder einem Sintermaterial hergestellt. Das Kathodenrohr besitzt normalerweise einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 2 mm bis 10 mm. Diese Kathodenlochform ist jedoch für die Ausnutzung und Zusammenfassung des an der Kathode erzeugten Lichtes nicht gut geeignet, da der grösste Teil des erzeugten Lichfes am Eintrittssohlitζ des Spektrometers bzw. des Spektro-

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graphen gestreut wird und verloren geht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hohlkathodenröhre zu schaffen, die den genannten Nachteil nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Hohlkathode eine lichtemittierende Öffnung in !Form eines Schlitzes aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemässen Hohlkathodenröhre ist die Lochöffnung ein Schlitz. Die Schlitzhöhe ist lediglich durch die Höhenanschläge in den Instrumenten begrenzt, mit denen die Hohlkathodenröhre zusammen verwendet wird. Die Breite des Schlitzes sollte so klein wie praktisch möglich sein und ist etwa 1 mm.

Eine KathodenlochÖ-ffnung in Schlitzform zeitigt im wesentlichen die frei nachfolgenden Vorteile:

1. Die erzeugte Lichtstärke ist pro Flächeneinheit der Öffnung ( unter der Annahme, dass das Kathodenloch einen gleichförmigen Querschnitt aufweist) im Vergleich zu der Lichtstärke grosser, die von einer Kathode mit einem zylinderförmigen Loch gleichen inneren Flächenbereiches mit demselben Strom erzeugt wird. .

2. Die Strahlungszusammensetzung wird nicht nachteilig beeinflusst und kann in vielen Fällen sogar verbessert werden, weil das Auftreten der Atome aus dem Loch im Gegensatz zu den bekannten Hohlkathodenröhren durch den kleineren Querschnitt der Öffnung begrenzt und verringert werden kann.

3. Die Form und räumliche Ausbildung des Glimmlichtes er-

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möglicht eine wirkungsvollere und effektivere Sammlung des Lichtes, beispielsweise mittels eines Spektrometers, weil eine grössere Eintrittsschlitzhöhe ausgenutzt werden kann.

Bei der Atomabsorptions-Spektrometrie wird das von der Hohlkathode abgegebene Licht üblicherweise in der Mitte einer Flamme oder einer Röhre fokussiert. Wenn eine starke Änderung der Atomzusammensetzung in der Flamme auftritt, ist die Anwendung solcher Röhren oder Lampen begrenzt, da die Werte für die dekadische Extinktion (absorbance figures) kleiner sind, wenn die gesamte Strahlenhöhe bzw. -breite ausgenutzt wird. Es können geeignete Höhenbegrenzungen bzw. -anschlage verwendet werden, aber auch dann wird auf Grund der unter zuvor erwähnten Tatsache vom Spektrometer mehr Licht aufgenommen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Hohlkathodenröhre,

Fig. "IA eine Seitenansicht in Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Röhre von links,

Fig.1B eine Seitenansicht auf die in Fig. 1 dargestellte Röhre von rechts,

Fig. 2 eine Darstellung mit Aufsicht auf das Ende der in der in Fig. 1 dargestellten Lampe verwendeten Kathode, und

Fig.2A einen Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie A-A durch die Kathode.

Die in den Fig. 1,1A und 1B dargestellte Hohlkathodenröhre oder -lampe weist einen hermetisch abgeschlossenen, isolierenden Kolben 1 auf, der mit einem inerten Gas gefüllt ist, und in dem eine Anode 2 und eine von ihr beabstande"tee Katho-

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denanordnung 3 untergebracht ist. Die Anode 2 ist im Kolben 1 an einer Zuleitung 4- befestigt, die durch den Röhrenfuss hindurch geht und luftdicht eingeschmolzen ist. Über die Anode 2 wird die erforderliche Betriebsspannung an die Anode gelegt. Die Kathodenanordnung 3 erhält die Betriebsspannung über eine Zuleitung 5 zugeführt, die ebenfalls im Eöhrenfuss eingeschmolzen ist. Sowohl die Kathodenanordnung 3 als auch der Leiter 5 sind mit Ausnahme des Iichtemittierenden Endes der Kathode durch Isoliermaterial 6 umgeben, das als Fortsatz der Röhre 1 im Innern derselben ausgebildet ist.

Der Röhrenfuss 1 ist in einem Sockel 7 mit Anschlusstiften 8 und 9 befestigt, an die die Leiter 4- und 5 durch nicht dargestellte Einrichtungen angeschlossen sind. Die Anschlusstifte 8 und 9 können in entsprechende Löcher einer Lampen- oder Röhrenfassung eingesetzt werden und der Sockel besitzt einen nicht symmetrischen Vorsprung 10, der in einem entsprechend geformten Loch in der Sockelfassung liegt, so dass die Stifte 8 und 9 vor dem Einstecken der Lampe in die Fassung bezüglich der Sockelfassung richtig ausgerichtet sind.

Die Kathodenvorrichtung gemäss den Fig. 2 und 2A ist aus zwei Teilen zusammengesetzt und besitzt eine zylinderförmige Einfassung 11 mit einem konzentrischen, zylinderförmigen Loch grossen Querschnitts, in das ein Einsatz 12 im Paßsitz eingeschoben ist, der durch Umbördeln des Randes 13 an der Einfassung 11 in seiner Lage gehalten wird. Der Einsatz 12 ist über die Breite hinweg teilweise oder ganz diametral und über den Hauptteil seiner Länge hinweg mit einem Schlitz versehen. Die Einfassung 11 und der Einsatz 12 begrenzen zusammen ein schmales Kathodenloch 14 mit gleichmässigem Querschnitt, das sich axial in die Kathodenanordnung hinein erstreckt und an den Seiten und dem rückwärtigen Ende abgeschlossen ist, so dass nur das vordere Ende offen ist. Auf diese Weise wird eine schlitzförmige Öffnung 16 senkrecht zur Achse der Kathodenanordnung für die Lichtemission gebildet.

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Die Kathodenanordnung weist darüberhinaus an dem dem Einsatz 12 gegenüberliegenden Ende der Einfassung 11 eine enge Bohrung 15 für die Zuleitung 5 auf.

Statt der zuvor dargestellten und beschriebenen Ausführungsform kann eine Ausführung gewählt werden, bei der ein keilförmiges Kathodenloch 14 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen ist, das in axialer Sichtung von der Öffnung 16 in die Kathode hinein in seinen Abmessungen abnimmt. Ein solches keilförmiges Loch kann in geeigneter Weise durch Pressformen im Einsatz 12 ausgebildet werden, wenn für den Einsatz ein dafür geeigneter, weicher Werkstoff gewählt wird«

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Claims

Pa t en t an sp rii c ~ri e

1.' Hohlkathodenröhre mit einem-hermetisch abgeschlossenen Röhrenmantel, einer Anode und einer Hohlkathode, die im Röhrenmantel voneinander beabstandet befestigt sind, und Jeweiligen Zuleitungen, die durch den Röhrenmantel hindurchgehen und die Anode und Kathode jeweils elektrisch anschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkathode (3) eine lichtemittierende Öffnung (16) in Form eines Schlitzes aufweist.

2. Hohlkathodenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (3) ein Loch (14·) mit gleichförmigem, rechteckigem Querschnitt und einem offenen Ende (16) aufweist.

3· Hohlkathodenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (3) ein keilförmiges Loch mit kleiner werdendem recheckigem Querschnitt aufweist, wobei ein offenes Ende die lichtemittierende Öffnung (16) bildet.

4·. Hohlkathodenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (3) zylinderförmig ist, das Loch (14-) sich in axialer Richtung der Kathode (3) erstreckt und das offene Ende (16) des Loches (14-) quer zur Kathodenachse läuft.

5. Hohlkathodenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (3) eine zylinderförmige Einfassung (11) mit einem Einsatz (12) aufweist und das axiale Loch (14-) im Einsatz (12) vorgesehen ist.

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