DE2853677A1

DE2853677A1 - Schaltung fuer ein ionisationsvakuummeter

Info

Publication number: DE2853677A1
Application number: DE19782853677
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Beinitz; Joachim Schubert
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1980-06-26
Also published as: GB2040523A; GB2040523B; DE2853677C2; CH644693A5; US4296356A

Description

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LEYBOLD-HERAEUS GMBH Köln-Bayental

Schaltung für ein Ionisationsvakuummeter

Ionisationsvakuuinmeter messen - wie alle elektrischen Vakuummeter den Druck für die Teilchenzahldichte. Dazu wird ein Teil der sich im Gasraum befindenden Moleküle oder Atome ionisiert. Diese so erzeugten Ionen geben ihre positive Ladung an eine Meßelektrode des Systems ab. Der so erzeugte Ionenstrom ist ein Maß für den Drück. Die Bildung der Ionen erfolgt in der Regel durch Elektronenstoß. Die Elektronen werden dazu aus einer Glühkathode emittiert.

Da die Glühkathoden solcher Systeme mit Rücksicht auf die Empfindlichkeit der Kathodenemissionsschicht nur bei Drücken

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unterhalb von ca. 10 mbar ih Betrieb genommen werden dürfen, ist ein Fehler des Meßsystems erst nach einem bereits durchgeführten relativ langen Evakuierungsvorgang zu erkennen. Im Falle eines solchen Defektes muß dann der Rezipient zwecks Erneuerung des Meßsystems belüftet und danach der Evakuierungsvorgang wiederholt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Versorgungsschaltung für das Ionisationsvakuuinmeter derart zu gestalten, daß immer dann, wenn die Ursache für ein defektes Meßsystem ein Heizfadenbruch ist, dieser Defekt bereits vor dem Beginn des Evakuierungsvorgangs erkannt werden kann.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, Schaltung für das Ionisationsvakuummeter Schaltelemente zur Anzeige einer Heizfadenunterbrechung umfaßt, daß dazu mindestens ein den Schalter für den Heizstrom überbrückender Widerstand zur Erzeugung eines Kontrollstromes durch den Heizfaden und ein von dem Kontrollsystem gesteuertes Indikatorelement vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, den Zustand des Heizfadens mit Hilfe des Indikatorelementes erkennen zu können, ohne daß der Heizstrom für den Heizfaden eingeschaltet ist. Die Prüfung des Zustandes des Meßsystems kann also bereits vor dem Evakuierungsvorgang erfolgen. Die Gefahr, daß ein Evakuierungsprozess wegen eines defekten Meßsystems wiederholt werden muß, ist also durch die Erfindung zumindest dann, wenn - wie meistens - ein Heizfadenbruch die Ursache ist, beseitigt.

Eine einfache und besonders praktische Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß entweder der Spannungsabfall an dem den Schalter für den Heizstrom überbrückenden Widerstand oder der Spannungsabfall an einem weiteren, mit dem Heizfaden in Reihe liegenden Widerstand der Steuerung des Indikatorelementes dient. Eine solche Schaltung kann in einfacher Weise so realisiert werden, daß der im Kontrollstromkreis fließende Strom so klein ist, daß er in keinem Fall störend oder gefährdend wirkt und daß der Heizstrom auf den über den Kontrollwiderstand fließenden Strom keinen Einfluß hat.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Schaltungs-; beispielen erläutert werden.

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In den Figuren 1 und 2 ist die Meßröhre jeweils mit 1 bezeichnet Mit dem Flanschanschluß 2 wird sie an den Rezipienten angeschlossen, dessen Druck gemessen oder überwacht werden soll. Außerdem sind dargestellt die vom Heizfaden 3 gebildete Glühkathode, die Anode 4 und der Ionenfänger 5.

Von der Meß- und Versorgungsschaltung für die Meßröhre 1 ist nur der Stromversorgungskreis für die Glühkathode bzw. den Heizfaden 3 dargestellt, die die erfindungsgemäße Kontrollschaltung enthält» Der Heizstromkreis umfaßt die Spannungsquelle 7, den Schalter 8 zum Ein- und Ausschalten des Heizstromes, die Glühkathode 3 sowie eine als Block 9 dargestellte Regelschaltung. Mit dieser Regelschaltung wird der Heizstrom so geregelt, daß - unabhängig vom Druckwert der zwischen der Kathode 3 und der Anode 4 fließende Elektronenstrom konstant bleibt. Da diese Regelschaltung an sich bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, erfolgte ihre Darstellung lediglich als Block. Im übrigen sind auch Ionisationsvakuummeter ohne eine solche Regelschaltung bekannt.

Bei der Schaltung nach Figur 1 sind der Schalter 8 und die hier vorhandene - Regelschaltung 9 von einem Widerstand 10 überbrückt, so daß auch bei geöffnetem Schalter 8 über den Heizfaden 3 und den damit in Reihe geschalteten Widerstand ein kleiner Strom fließt. Die Größe des Stromes muß so gewählt sein, daß sie die übrige Heizstromschaltung nicht stört. Vorzugsweise beträgt der Kontrollstrom einige mA.

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Mit Hilfe einer an sich bekannten und deshalb ebenfalls als Block 12 dargestellten Indikatorschaltung wird der Spannungsabfali über dem Widerstand 11 überwacht. Natürlich könnte auch der Spannungsabfall über dem Widerstand 10 von der Indikatorschaltung 12 überwacht werden. Der Widerstand 11 wäre dann nicht erforderlich. In Abhängigkeit davon, ob ein Spannungsabfall vorhanden ist oder nicht, erfolgt^ die Steuerung des Indikatorelementes 13, beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ein Glühlämpchen. Die Schaltung kann z.B. so gewählt sein, daß bei intaktem Heizfaden das Lämpchen 13 brennt und bei defektem Heizfaden nicht brennt (oder umgekehrt).

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind der Schalter 8 und die Regelschaltung 9 mit zwei Widerständen 14,15 überbrückt. Zwischen den beiden Widerständen ist die Basis des Transistors angeschlossen, welcher Bestandteil einer aus den beiden Transistoren 16 und 17 und deren Kollektorwiderstände 18,19 bestehenden Indikatorschaltung ist. Das Indikatorelement 13 wird bei diesem Ausführungsbeispiel von einer Leuchtdiode gebildet. Bei einer Heizfadenunterbrechung ist der aus der Spannungsquelle 7, den Widerrtänden 14,15 und dem Heizfaden 3 der Meßröhre 1 bestehende Stromkreis unterbrochen, wodurch der Ersttransistor 16 nicht leitend, der zweite Transistor 17 leitend ist und deshalb die Leuchtdiode 13 leuchtet. Ist hingegen der Heizfaden in Ordnung, dann fließt durch die Widerstände 14,15 der Kontrollstrom, der bei entsprechender Auslegung der beiden Widerstände unabhängig von der Stellung des Schalters 8 ausreicht, den ersten Transistor 16 leitend und den zweiten Transistor 17 nichtleitend zu steuern, wodurch die Leuchtdiode nichtleuchtend ist.

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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist noch darin zu sehen, daß sowohl für die Erzeugung des Heizstromes als auch für die Erzeugung des Kontrollstromes nur eine Spannungsquelle erforderlich ist. Sobald diese in Betrieb ist, ist auch eine Kontrolle des Zustandes des Heizfadens möglich.

Insgesamt gibt es eine Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Schaltung. So kann z.B., wenn die Schaltung eine Emissionsstromregelung aufweist, der Schalter als Halbleiterschalter (Transistor) ausgeführt und in die Emissionsstromregelschaltung integriert sein. Zweckmäßig wird dann die Regelung des Heizstromes in der Emissionsregelschaltung und das Schalten des Heizstromes durch den Schalter von demselben Halbleiterelement durchgeführt.

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Claims

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ANSPRUCH E

Schaltung für ein Ionisationsvakuummeter, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schaltelemente zur Anzeige einer Heizfadenunterbrechung umfaßt, daß dazu mindestens ein den Schalter (8) für den Heizstrom überbrückender Widerstand (10 bzw. 14,15) zur Erzeugung eines Kontrollstromes durch den Heizfaden (3) und ein von dem Kontrollstrom gesteuertes Indikatorelemeht (13) vorgesehen sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der Spannungsabfall an dem den Schalter überbrückenden Widerstand (10) oder der Spannungsabfall an einem weiteren, mit dem Heizfaden (3) in Reihe liegenden Widerstand (11) der Steuerung des Indikatorelementes (13) dient.
3. Schaltung nach Anspruch Λ, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Schalter (8) überbrückende Widerstände {14,15) vorgesehen sind, zwischen denen die Basis eines Transistors (16)angeschlossen ist, der Bestandteil einer aus zwei Transisotren (16,17) und zwei Kollektorwiderständen (18/19) bestehenden Indikatorschaltung ist.
4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Heizstromes und des Kontrollstromes nur eine Spannungsquelle {7) vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatorelement (13) von einer Leuchtdiode oder von einem Glühlämpchen gebildet wird.
6. Schaltung für ein Ionisationsvakuummeter mit Emissionsstromregelung, dadurch gekennzeichnet _r daß der Widerstand (10) bzw. die Widerstände (14,15) sowohl den Schalter (8) als auch die Emissionsstromregelschaltung (9) überbrückt.
7. Schaltung für ein Ionisationsvakuummeter mit Emissionsstromregelung/ dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (8) als Halbleiterschalter ausgeführt, in der Emissionsstromregelschaltung (9) integriert ist.
8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet., daß für die Regelung des Heizstromes in der Emissionsregelschaltung (9) und für das Schalten des Heizstromes durch den Schalter (8) nur ein Halbleiterbauelement vorgesehen ist.

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