DE2717436C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Manometer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Vakuum-Manometer ist bekannt (DE-PS 10 26 101). Es ist weiterhin allgemein bekannt, bei einem Vakuum-Manometer den elektri­ schen Entladungsbereich mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen; eine solche Konstruktion wird als "Penning-Zelle" bezeichnet. Bei solchen Penning-Zellen sind Magnetfeldstärken in der Größenordnung von 0,1 Tesla üblich. Der erforderliche Fotovervielfacher muß deshalb in vergleichsweise großem Abstand von der Entladungsstrecke angeordnet werden; bei dem bekannten Vakuum-Manometer ist deshalb eine Optik zur Abbildung der Entladungsstrecke auf der Fotokathode vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, das bekannte Vakuum-Manometer derart auszugestalten, daß diese Einschränkung beseitigt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs aufge­ führten Maßnahmen gelöst. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Vakuum-Manometers dient das Joch der Magnetfeldeinrichtung nicht nur in allgemein üblicher Weise als magnetischer Rückschluß, sondern darüber hinaus als magnetische Abschirmung für den Fotovervielfacher, so daß das auf diesen einwirkende Streufeld verringert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Vakuum-Manometer;

Fig. 2 eine Ansicht des Manometers nach Fig. 1 von rechts; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Manometers nach Fig. 1 und 2.

Gemäß Fig. 1 ist ein zylindrisches Metallgehäuse 18 hermetisch mit einem Flansch 19 an ein nicht dargestelltes Vakuum­ system angeschlossen. Eine U-förmige Kathode 20 (vergl. Fig. 3) und eine zylindrische metallene Anode 21 sind innerhalb des Gehäuses 18 mit entsprechenden Leitern 22 und 23 sowie entsprechenden isolierten, hermetisch dichten Durchführungen 24 und 25 abgestützt. Die Durch­ führungen 24 und 25 sind in eine Stirnplatte 29 gelötet. Ein End­ flansch 31 ist an das Gehäuse 18 angelötet, und die Platte 29 ist an dem Flansch 31 befestigt, wobei ein zwischengeschalteter Dichtungsring eine hermetische Dichtung bildet. Elektrische Leitungen von den Leitern 22 und 23 werden zu Hochspannungsleitern eines Mehrleiterkabels 26 über metallene Buchsen 27 und 28 geführt. Ein magnetisches Feld wird senk­ recht zur Ebene der Fig. 1 innerhalb der Grenzen des Bereichs aufrecht­ erhalten, der durch die Kathoden-Anoden-Kombination definiert ist, und zwar durch eine noch zu beschreibende Magnetstruktur. Innerhalb dieser sog. "Penning-Zelle" entwickeltes Licht tritt aus dem Gehäuse durch ein Fenster 30 aus Glas oder einem anderen lichtdurchlässigen Material aus, und ein ausgewähltes Wellenlängenintervall wird von einem Filter 32 durchgelassen und fällt dann auf einen konventionellen Fotovervielfacher 33. Für Zugriff und Ersatz ist das Fenster 30 lösbar in ein ringförmiges metallenes Ausrichtrohr 34 montiert, das mit einem magnetischen Joch 36 an Ort und Stelle gehalten wird, das an einem Metallflansch 37 befestigt ist, der an einen metallenen Abstandskragen 38 gelötet ist, der seinerseits an das Gehäuse 18 derart gelötet ist, daß er mit der lichtdurchlässigen Öffnung des Gehäuses ausgefluchtet ist. Das Fenster 30 ist hermetisch dicht an den Flansch 37 des Gehäuses mit einer Dichtung 39 angesetzt. Dichtungen 40 und 41 sind vorgesehen, um das Fenster 30 bzw. Filter 32 gegen mechanische Spannungen zu schützen und um zu verhindern, daß externes Licht den Detektor 33 erreicht. Ein lichtdichtes Gehäuse 44 aus geformtem Gummi, das das optische Filter enthält, ist an das Ausfluchtelement 34 mit einer Schlauchklemme 45 angeklemmt.

Die Beziehung der Kathode 20 zur Anode 21 ergibt sich aus Fig. 2 und 3. Die Anode 21 ist ein Rohr aus rostfreiem Stahl, typischerweise 15,2 mm Innendurchmesser und 15,2 mm lang. Etwa das mittlere Drittel der Röhre ist über etwa die Hälfte des Umfangs entfernt, so daß ein Schlitz 47 für den Lichtaustritt gebildet wird. Die Kathode 20 ist aus blatt­ förmigem Material geformt, typischerweise 1,3 mm × 20,3 mm × 61 mm, das zu einem U-förmigen Element von quadratischer Form etwa 20 × 20 mm geformt ist. Die Kathode ist vorzugsweise aus einem Metall, wie rostfreiem Stahl, hergestellt, um Pumpen und Ausgasen von der Penning-Zelle zu minimieren. Die parallelen Stirnflächen der U-förmigen Kathode schließen die offenen Enden der zylindrischen Anode ab, und ein Fenster 48, das aus der mittleren Fläche der Kathode ausgeschnitten ist, ist mit dem Schlitz 47 in Anode 21 ausgefluchtet. Ein Magnetfeld von etwa 0,1 Tesla wird längs der Achse der Anode durch zwei Permanent­ magneten 49 erzeugt, die am Magnetjoch 36 befetigt sind. Das Joch 36 schließt den Magnetkreis zwischen den Magneten 49. Der Mittelteil des U-förmigen Joches ist mit einer Öffnung versehen, die um die Ausflucht­ röhre 34 paßt. Wenn also der mittlere Teil des Jochs 36 an dem Flansch 37 befestigt ist, erfüllt er die mehrfache Funktion, die Magnete in der richtigen Position zu lokalisieren und auch die Ausrichtung der Röhre 34 mit dem Fenster 30 zum Gehäuse zu gewährleisten. Das Zwischen­ schalten des Jochs zwischen den Fotovervielfacher und die Penning- Zelle hat den günstigen Effekt, das magnetische Streufeld in der Nähe des Fotovervielfachers zu verringern. Im Betrieb wird eine negative elektriche Spannung von -2 kV gegen Masse an die Kathode angelegt, so daß ein elektrisches Feld zwischen der Kathode und der Anode er­ zeugt wird, die sich auf Massepotential befindet.

Die Penning-Zelle ist so ausgelegt, daß die Transmission des darin entwickelten Lichtes optimal ist. Der mittlere Abschnitt der U-förmigen Kathode 20 ist zwischen die geschlitzte Anode 21 und den Fotosensor geschaltet, um optische Transmissionsflächen gegen Verschlechterung zu schützen, da es denkbar wäre, daß diese bei längerem Betrieb auftreten könnte. Genauer gesagt, ein Versprühen des Kathodenmaterials aus den parallelen Plattenteilen 50 der Kathode wird effektiv gegen die direkte Sicht durch das Fenster 30 durch den nicht mit Öffnung versehenen Mittelteil 51 der Kathoden­ struktur abgschirmt. Eine gleichermaßen wirksame Lösung ergibt sich, wenn unabhängige, nicht dargestellte Abschirmwände zwischen das Fenster und den Anodenschlitz gebracht werden, um das direkte Auf­ prallen von versprühtem Material von der Kathodenoberfläche auf das Fenster auszuschließen. Wenn dieser Lösungsweg gegangen wird, kann die U-förmige Kathode zweckmäßigerweise so orientiert werden, daß ihr Mittelteil um 180° um die Achse der zylindrischen Anode 21 aus der dargestellten Position herausgedreht wird, und der Mittel­ abschnitt kann massiv sein. Projektionen 52 sind ein Merkmal einer Penning-Zellen-Konstruktion, das bekannt ist und die Einleitung der Entladung erleichtert. Bei den Projektionen 52 kann es sich um einen einfachen Stab handeln, der vollständig zwischen den Kathodenplatten 50 liegt, um eine magnetronartige Betriebsweise zu erreichen.

Claims (1)

1. Vakuum-Manometer, das eine in dem zu messendem Vakuum angeordnete elektrische Entladungsstrecke und einen Fotovervielfacher zum Nachweis des bei der elektrischen Entladung erzeugten Lichts ent­ hält, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrischen Entladungs­ strecke eine ein zweipoliges Magnetfeld erzeugende Einrichtung zugeordnet ist, bei der ein die beiden Pole verbindendes Joch (36) zwischen der Entladungsstrecke und dem Fotovervielfacher (33) angeordnet ist und eine Öffnung für den Durchtritt des erzeugten Lichts aufweist.