DE565822C - Kathodenoszillograph - Google Patents

Description

Zu physikalischen und technischen Zwecken ist es zuweilen erwünscht, einen niedrigen Druck etwa in dem Bereich von 1 bis icr~⁴ mm Hg auf einem bestimmten Wert längere Zeit konstant zu halten. Um dies zu erreichen, verbindet man den Rezipienten sowohl mit einer Vakuumpumpe als auch mit einem Regelventil, durch das man ständig eine gewisse Gasmenge in den Rezipienten wieder einströmen läßt. Bei gleichbleibender Sauggeschwindigkeit der Pumpe, gleicher Ventilöft'nung und gleichem Druck vor dem Regelventil stellt sich im Rezipienten ein bestimmtes Vakuum ein, solange sich innerhalb des Rezipienten nicht in unregelmäßiger Weise Gase entwickeln. In praktischen Fällen sind diese Voraussetzungen namentlich hinsichtlich des letztgenannten Punktes nie gegeben, so daß durch Nachregulieren am Gaseinlaßventil der Druck im Rezipienten auf einem festen Wert gehalten werden muß. Die Regelung des Gaseinlaßventils erfolgte bisher vielfach von Hand, wobei es nicht möglich war, den Gasdruck im Rezipienten mit hinreichender Genauigkeit gleichzuhalten, wie sich z. B. beim Betrieb der Kathodenoszillographen mit kalter Kathode gezeigt hat.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Kathodenoszillographen, mit deren Hilfe das Gaseinlaßventil auf selbsttätige Weise beständig so einreguliert wird, daß ein bestimmter Druck im Rezipienten herrscht.

Hier erweist sich eine gute Druckregelung deswegen als besonders wichtig, weil zum

stabilen Betrieb des Entladungsrohres eine Hochspannungsquelle von hohem inneren Widerstand benutzt werden muß. Da sich der Entladungsstrom mit dem Gasdruck sehr schnell ändert, variiert die am Kathodenstrahl wirksame Beschleunigungsspannung so, daß genaue Messungen mit dem Gerät oft sehr erschwert werden. Danach erscheint es beim Kathodenoszillographen als besonders zweckmäßig, die Druckregelung im Entladungsrohr so vorzunehmen, daß der Entladungsstrom dabei konstant gehalten wird. Es liegt nun nahe, den Entladungsstrom etwa durch ein Drehspulrelais zu leiten, dessen Kontaktarm beim Sollwert des Entladestromes zwischen zwei Polen spielt. Je nach Über- oder Unterschreiten dieses Sollwertes kann das Relais Stellorgane betätigen, die eine entsprechende Ventilverstellung vornehmen.

Bei der praktischen Ausführung solcher Anordnungen zeigte es sich aber, daß die Ein-Stellung des Druckgleichgewichtes im Entladungsrohr nach jeder Ventilverstellung eine gewisse Zeit erfordert. Ein Regler der beschriebenen Art verstellt nun das Ventil mit konstanter Geschwindigkeit so lange, bis der Entladungsstrom den Sollwert erreicht hat. In diesem Augenblick ist aber der Regelvorgang noch nicht beendet, weil der inzwischen erreichten Ventilstellung ein Druckgleichgewicht entspricht, das sich wegen der Strömungswiderstände erst nach einiger Zeit einstellt. Die so gewonnene Ventileinstellung erweist sich deshalb als überregelt. Es setzt

ein Pendeln ein, dessen Ausschlagsweite nur durch extrem träge Ventilverstellung begrenzt werden kann. " Plötzlichen Druckschwankungen im Rezipienten begegnet eine solche Regelung naturgemäß zu langsam. Falls es sich um eine plötzliche Verschlechterung des Vakuums handelt, hat somit der entsprechend gesteigerte Entladestrom zu lange Gelegenheit, Elektroden-und Isolatoren

ίο zu erhitzen und zu beschädigen.

DiesemMangelwird erflndungsgemäß durch einen Regler abgeholfen, welcher nicht bis zum Sollwert des Stromes mit gleichbleibender Geschwindigkeit das Ventil verstellt, sondem dessen Verstellgeschwindigkeit sich in dem Grade mäßigt, wie der Strom an den Sollwert herankommt. Nur so erfolgt die Verstellung bei starken Gasausbrüchen hinreichend schnell und andererseits in der Nähe des Soliwertes so langsam, daß ein Überregeln der oben beschriebenen Art vermieden wird. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Regler gibt die Abb. τ. Im Ruhezustand des Reglers fließt aus der Gleichstromquelle F durch den Entladungsraum A, in dem das Vakuum konstant gehalten werden soll, ein Elektronenstrom/ über das Glühventil P zur Stromquelle zurück. Bei passend eingestellter Heizung des Glühventils P wird in P ein Spannungsabfall erzeugt, der genau so groß ist wie die Spannung der Hilfsbatterie R, so daß der Kondensator Q spannungslos ist. Steigt / über den Wert des Sättigungsstromes von P an, so dient der Überschuß dazu, die linke Belegung des Kondensators Q negativ aufzuladen. Sinkt / unter den Wert des Emmissionsstromes von P, so lädt die Hilfsspannung R den Kondensator Q im umgekehrten Sinne auf. Das Diagramm (Abb. 2) diene zur näheren Erläuterung der Verhältnisse. Auf der Abszissenachse ist / aufgetragen. Der Kondensator Q sei zunächst durch den Schalter 6" überbrückt. Bei J=O fließt in dem Kreis P R S P (Abb.i) der mittels der Heizung von P einstellbare Sättigungsstrom OA. Wird 5" geöffnet, so ist OA zugleich der Ladestrom, mit dem Q aufgeladen wird. Die Spannung am Kondensator steigt jetzt unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls in P von O bis zu einem

Festwert U in der Zeit t = , wobei K die

DA.

Kapazität des Kondensators Q ist..

Fließt der Strom 7 =05 durch den Entladungsraum A, so ist von dem vollen Emissionsstrom BC des Ventils P das Stück J=OB = DC abzuziehen, um den für Q bei geöffnetem Schalter S verfügbaren Ladestrom BD zu erhalten. Mit diesem Ladestrom steigt die Spannung am Kondensator Q erst

in der Zeit t = -' - auf den Festwert U an.

BeIJ=OE würde gar kein Strom für den Kondensator Q übrigbleiben, weil der Entladungsstrom in A gleich dem Emissionsstrom des Glühventils P, d.h. J = OE-EF ist. Es würde sich also auch beim Öffnen des Schalters 6" nichts ändern. Wächst J noch mehr an, etwa auf den Wert O G, so steht bei offenem Schalter 6" ein Strom von der Größe GH=GJ — OG zur Ladung des Kondensators Q in umgekehrter Richtung wie vorher zur Verfügung.

Entlädt man nun mit Hilfe des Schalters S den Kondensator Q jedesmal, wenn die Spannung am Kondensator -f- U oder — U erreicht hat, so erfolgen diese Schallerbewegungen' um so schneller aufeinander, je weiter sich/ von dem Sollwert OE, der gleich dem Sättigungsstrom des Glühventils P ist, nach der einen oder anderen Seite entfernt hat. Die Betätigung des Schalters 5 wird in derselben Weise durch ein an sich bekanntes spannungsempfindliches, aber nicht stromverbrauchendes Relais T jedesmal besorgt, wenn die Klemmspannung des Kondensators Q den Wert + U oder — 17 erreicht hat. Gleichzeitig¹ mit dem Schließen und Öffnen des Kontaktes S sendet das Relais T je nach der Polarität, die die Spannung U am Konden- go sator Q hatte, einen Stromstoß in den einen oder andern Fortschaltemagneten des Ventilverstellers K.

Schließlich sei erwähnt, daß der Schalter 5" auch durch eine Glimmlampe oder Funkenstrecke ersetzt werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kathodenoszillograph, dessen Entladungsraum an ein Ventil und an eine Pumpe angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ventil selbsttätig um so schneller verstellt wird, je weiter sich der Erregerstrom von einem erwünschten Sollwert entfernt hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen