DE592768C

DE592768C - Electric capacitor, especially for short waves

Info

Publication number: DE592768C
Application number: DET39097D
Authority: DE
Inventors: Mendel Osnos
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1931-07-03
Filing date: 1931-07-03
Publication date: 1934-02-14

Description

Elektrischer Kondensator, insbesondere für kurze Wellen Es ist bereits vorgeschlagen worden, Kondensatoren, bei denen die Kapazität von der Temperatur stark abhängig ist, nach dem Thermometerprinzip zu bauen, d. h. in der Weise, daß die in einem Behälter befindliche und sich mit der Erwärmung stark ausdehnende Flüssigkeit (Quecksilber oder ein anderer Elektrolyt) oder ein Gas die Standhöhe einer als bewegliche Kondensatorelektrode dienenden leitenden Flüssigkeitssäule in einem engen Rohr steuert, das in den erwähnten Behälter mündet.Electric capacitor, especially for short waves It is already has been proposed capacitors in which the capacitance depends on the temperature is heavily dependent on building according to the thermometer principle, d. H. in such a way that the liquid that is in a container and expands greatly as it heats up (Mercury or some other electrolyte) or a gas the standing height of one as moving The condenser electrode is used to control the conductive liquid column in a narrow tube, which opens into the mentioned container.

Diese Bauweise hat folgende Nachteile: Damit die kapazitive Fläche sich stark mit der Temperatur ändert, muß das Rohr, worin sich die Flüssigkeitssäule bewegt, einen möglichst kleinen Durchmesser haben. Die Länge der Flüssigkeitssäule bzw. des Rohres fällt dann verhältnismäßig groß aus. Der Apparat ist daher sehr leicht zerbrechlich und stoßempfindlich. Außerdem ist er für sehr kurze Wellen nicht gut zu benutzen, da die Verluste wegen des kleinen Querschnitts und der großen Weglänge übermäßig steigen und die durch die Säule gebildete Leitung überflüssigerweise mit Selbstinduktion behaftet ist. Ferner kann man hierbei nur die Außenfläche der Flüssigkeitssäule als Kondensatorelektrode benutzen. Die Erfindung bezieht sich auf einen nach dem Thermometerprinzip wirkenden elektrischen Kondensator, insbesondere für kurze Wellen, bei dem die erwähnten Nachteile vermieden werden.This design has the following disadvantages: So the capacitive surface changes greatly with temperature, the tube in which the liquid column is located moved, have the smallest possible diameter. The length of the column of liquid or the pipe is then relatively large. The apparatus is therefore very easily fragile and sensitive to shock. In addition, it is not for very short waves good to use because of the losses due to the small cross section and the long path length rise excessively and the line formed by the column unnecessarily with it Self-induction is afflicted. Furthermore, only the outer surface of the liquid column can be seen here Use as a capacitor electrode. The invention relates to one after Electric capacitor operating on the thermometer principle, especially for short waves, in which the disadvantages mentioned are avoided.

Die Erfindung besteht in. der Anwendung des bei von Hand zu steuernden, veränderlichen Flüssigkeitskondensatoren bekannten Aufbaues des Kondensatorgefäßes aus zwei ineinandergeschobenen konzentrischen Zylindern mit verhältnismäßig kleinem gegenseitigem Radialabstand, in deren Zwischenraum sich die bewegliche Flüssigkeitselektrode befindet, auf den ebenfalls bekannten Kondensator, bei dem die wirksame Fläche oder sein Elektrodenabstand oder beide von dem Wärmezustand einer Flüssigkeit von großem Temperaturausdehnungskoeffizienten oder eines Gases (z. B. Luft) oder einer Kombination derselben abhängig ist. Ein solcher Aufbau verbessert sehr wesentlich die nach dem Thermometerprinzip wirkenden Flüssigkeitskondensatoren, deren ganze Struktur hierdurch gedrängter und fester ausfällt. Ferner ist der Verlustwiderstand wegen der verhältnismäßig kleinen Länge und großen Breite des Weges der Ladeströme nur klein. Auch besitzt dieser Stromweg so gut wie keine Selbstinduktion. Schließlich kann die kapazitive Fläche, wenn gewünscht, im Vergleich zu den bekannten nach dem Thermometerprinzip gebauten Kondensatoren verdoppelt werden, da hier auch die zylindrische Innenfläche der beweglichen Flüssigkeitselektrode als Kondensatorbelegung dadurch in einfacher Weise ausgenutzt werden kann, daß die feste Elektrode sowohl an der Außenwand des Außenzylinders wie an der Innenwand des inneren Zylinders angeordnet ist, so daß sie die bewegliche Elektrode doppelseitig umgibt.The invention consists in. The application of the manually controlled, variable liquid condensers known structure of the condenser vessel of two concentric cylinders pushed into one another with a relatively small mutual radial distance, in the space between which the movable liquid electrode is located is located on the also known capacitor, in which the effective area or its electrode spacing or both of the heat state of a liquid of great Thermal expansion coefficient or a gas (e.g. air) or a combination the same is dependent. Such a structure improves the after Liquid capacitors acting on the thermometer principle, their entire structure as a result is more compact and solid. Furthermore, the loss resistance is proportionate because of the small length and large width of the path of the charging currents only small. Also owns this current path has almost no self-induction. Finally, the capacitive Area, if desired, compared to the known according to the thermometer principle built capacitors are doubled, because here also the cylindrical inner surface of the movable liquid electrode as a capacitor assignment through this can be used in a simple manner that the fixed electrode both at the Outer wall of the outer cylinder as arranged on the inner wall of the inner cylinder is so that it surrounds the movable electrode on both sides.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Abb. i bedeutet i und 2 ein doppelwandiges zylindrisches Glasgefäß, dessen Hohlraum zwischen den Seitenwänden sehr gering, z. B. 0,5 bis i mm, in radialer Richtung zwischen den Bodenflächen aber verhältnismäßig groß ist.In the embodiment according to Fig. I, i and 2 mean a double-walled one cylindrical glass vessel with a very small cavity between the side walls, z. B. 0.5 to i mm, but relatively in the radial direction between the bottom surfaces is great.

Der Hohlraum zwischen den Böden der beiden Zylinder ist ganz von einer Flüssigkeit (z. B. Quecksilber) ausgefüllt. Der Hohlraum zwischen den Mantelflächen wird entweder gar nicht ausgefüllt oder nur bis zu einer gewissen Höhe lt. Der gesamte Hohlraum zwischen den Mantelflächen wird zweckmäßigerweise evakuiert. Die innere und äußere Mantelfläche ist von einer gewissen Höhe lzo ab mit gut leitendem Metall 3, z. B. Stanniol, belegt.The cavity between the bottoms of the two cylinders is all of one Liquid (e.g. mercury) filled out. The cavity between the outer surfaces is either not filled out at all or only up to a certain amount according to the entire The cavity between the jacket surfaces is expediently evacuated. The inner one and the outer circumferential surface is of a certain height lzo ab with a highly conductive metal 3, e.g. B. tinfoil, occupied.

Will man den Wärmezustand des Kondensators von außen regeln, so kann man das gesamte Gefäß auf einem Spulenkörper 6 (am besten aus Metall) ruhend anordnen, der eine mit Strom geheizte Wicklung 7 trägt. Die Metallplatte 9 kann zum Anschluß des Kondensators über die Klemme 8 dienen. Für kurze Wellen ist der kapazitive Widerstand zwischen der Flüssigkeit und der Metallplatte 9 sehr gering, so daß die zwischen den Kontakten 5 und 8 wirksame Kapazität im wesentlichen nur die der aktiven Flächen der Quecksilberbelegung zwischen den Folien 3 ist.If you want to regulate the heat condition of the condenser from the outside, you can place the entire vessel resting on a bobbin 6 (preferably made of metal), which carries a winding 7 heated with electricity. The metal plate 9 can be used for connection of the capacitor via terminal 8. For short waves is the capacitive resistance between the liquid and the metal plate 9 is very small, so that the between the contacts 5 and 8 effective capacitance essentially only that of the active areas the mercury occupancy between the foils 3 is.

Eine andere Anordnung, bei der zur Steuerung der beweglichen Elektrode ein flüssiger oder gasförmiger Stoff benutzt wird, der zwar nicht oder wenig elektrisch leitend ist, dafür aber einen großen Temperaturausdehnungskoeffizienten hat, ist in der Abb. -9 dargestellt.Another arrangement in which to control the movable electrode a liquid or gaseous substance is used, which is not or little electrical is conductive, but has a large coefficient of thermal expansion shown in Fig. -9.

Die einzelnen Teile der Einrichtung sind wie folgt angegeben. i ist ein Raum, der entweder mit Flüssigkeit oder mit Gas, Luft oder mit beiden Stoffen, die zwar nicht elektrisch leiten, aber einen großen Temperaturausdehnungskoeffizienten haben, gefüllt ist. 2 ist eine leitende Flüssigkeit, z. B. Quecksilber. 3 sind Stanniolbelege. 4 ist ein zylindrisches Glasgefäß mit doppelter Seitenwand, innen kurz über dem Boden offen. 5 ist ein Verschlußdeckel, auf dem Glasgefäß 4 aufgekittet.The individual parts of the facility are indicated as follows. i is a room that is either with liquid or with gas, air or with both substances, which do not conduct electricity, but have a large coefficient of thermal expansion have is filled. 2 is a conductive liquid, e.g. B. Mercury. 3 are tinfoil covers. 4 is a cylindrical glass vessel with a double side wall, inside just above the Bottom open. 5 is a closure lid on which the glass vessel 4 is cemented.

Will man auch hier den Wärmezustand des Apparates von außen regeln, so kann man im Innern des Gefäßes einen Heizkörper 6 anordnen, dessen Stromanschlüsse 8 in Isoliermuffen 7 luftdicht durch den Verschlußdeckel5 durchgeführt sind.If you want to regulate the heat condition of the apparatus from the outside here too, so you can arrange a heater 6 inside the vessel, its power connections 8 in insulating sleeves 7 are carried out airtight through the closure cover5.

Ferner sind 9 Einschmelzstelle der Zuleitung zur flüssigen Elektrode, io Zuleitung zur flüssigen Elektrode, ii Verkittung des Deckels 5, i2 Raum über der leitenden Flüssigkeit zwischen den NTetallflächen der beiden Zylinder. Dieser Raum ist entweder evakuiert oder enthält ein Gas (Luft) von niedrigerem Druck als das im Raum i; evtl. kann noch im Raum 12 eine Heizwicklung 13 vorgesehen werden.Furthermore, there are 9 melting points of the supply line to the liquid electrode, io supply line to the liquid electrode, ii cementing of the cover 5, i2 space above the conductive liquid between the N metal surfaces of the two cylinders. This The room is either evacuated or contains a gas (air) of lower pressure than that in room i; possibly a heating coil 13 can also be provided in space 12.

Man kann den Kondensator nach der Erfindung zur--automatischen Konstanthaltung der Frequenz von selbstgesteuerten Röhrensendern verwenden.You can use the capacitor according to the invention for - automatic constant maintenance the frequency of self-controlled tube transmitters.

Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in der Abb. 3 dargestellt.An exemplary embodiment for this is shown in FIG. 3.

Die Teile der in dieser Abbildung dargestellten Anordnung sind folgende: i obere Elektrode des Kristallhalters, 2 Überwurfkappe zum Einstellen der Distanz zwischen oberer Elektrode und Kristall, 3 Feststellring, 4 Glasröhrchen zum Festhalten des Kristalles, 5 Glaszylinder, 6 untere Elektrode des Kristallhalters, 7 Raum für den Kristall, 8 Glasgefäß mit doppelter Seitenwand, innen kurz über dem Boden offen, 9 Quecksilber oder andere leitende Flüssigkeit, io Stanniolbelege, ii Hohlraum zwischen den doppelten Seitenwänden, evakuiert oder mit Gas gefüllt (Luft), 12 Verkittung, 13 Grundplatte und Zuleitung zur flüssigen Elektrode, 14 Luftrohr mit Hahn zur Regulierung des Luftdruckes im Glasgefäß, i5 Pumpansatz zum Evakuieren des Kristallhalters, 16 Raum über der leitenden Flüssigkeit, der ausgefüllt ist mit einer nichtleitenden Flüssigkeit oder Gas (z. B. Luft), 17 piezoelektrischer Kristall, der längs der elektrischen Achse geschnitten ist.The parts of the arrangement shown in this figure are as follows: i upper electrode of the crystal holder, 2 cap to adjust the distance between the upper electrode and crystal, 3 locking ring, 4 glass tubes to hold the crystal, 5 glass cylinders, 6 lower electrode of the crystal holder, 7 space for the crystal, 8 glass vessel with double side wall, open inside just above the bottom, 9 mercury or other conductive liquid, io tinfoil covers, ii cavity between the double side walls, evacuated or filled with gas (air), 12 cement, 13 base plate and supply line to the liquid electrode, 14 air tube with tap to regulate the air pressure in the glass vessel, i5 pump attachment for evacuating the crystal holder, 16 space above the conductive liquid, which is filled with a non-conductive liquid or gas (e.g. air), 17 piezoelectric crystal, which is cut along the electrical axis.

Die Anordnung gemäß Abb.3 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen: aus einem piezoelektrischen Kristall i7 im evakuierten Kristallhalter und aus einem Kondensator, dessen Kapazität nach der Erfindung sich sehr stark mit der Temperatur ändert, und zwar so, daß seine Kapazität mit Zunahme der Temperatur zunimmt.The arrangement according to Figure 3 essentially consists of two parts: from a piezoelectric crystal i7 in the evacuated crystal holder and from one Capacitor, the capacity of which according to the invention varies greatly with temperature changes in such a way that its capacity increases as the temperature increases.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist wie folgt: Ein längs zur elektrischen Achse geschnittener piezoelektrischer Kristall hat gewöhnlich die Eigenschaft, daß seine Eigenfrequenz mit steigender Temperatur zunimmt. Ein Kondensator dagegen, der in Reihe oder parallel mit dem Kristall geschaltet ist und dessen Kapazität mit der Temperatur zunimmt, hat die Eigenschaft, die Frequenz des Kristallkreises zu vermindern. Bei richtiger Bemessung von Kondensator und Kristall bzw. Kristallhalter können somit beide Wirkungen sich aufheben, so daß eine Temperaturänderung der Umgebung keinen oder keinen wesentlichen Einfluß auf die Frequenz des Kristallkreises hat. Durch die Anordnung nach Abb. 3 kann also die Frequenz eines Kristallkreises und somit auch die Frequenz der vom Kristall gesteuerten Senderöhre automatisch konstant gehalten werden.The mode of operation of this arrangement is as follows: A parallel to the electrical Axis cut piezoelectric crystal usually has the property that its natural frequency increases with increasing temperature. A capacitor on the other hand, which is connected in series or in parallel with the crystal and its capacity increases with temperature, has the property, the frequency of the crystal circle to diminish. With correct dimensioning of the capacitor and crystal or crystal holder Both effects can thus cancel each other out, so that a change in temperature of the environment has no or no significant influence on the frequency of the crystal circle. With the arrangement according to Fig. 3, the frequency of a crystal circle and thus the frequency of the transmitter tube controlled by the crystal is automatically constant being held.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Electric capacitor, especially for short Waves, characterized by the application of the variable to be controlled by hand Liquid condensers known structure of the condenser vessel from two nested concentric cylinders with a relatively small mutual radial distance, in the space between which the movable liquid electrode is located, on the also known capacitor in which the effective area or its electrode spacing or both of the heat state of a liquid with a large coefficient of thermal expansion or a gas (e.g. air) or a combination thereof. a. Electrical capacitor according to claim z, characterized in that the fixed Cylindrical electrode on one or both sides surrounding the movable electrode. 3. Electrical capacitor according to Claim z or 2, characterized by such a capacitor Combination with a piezoelectric in series or parallel to it Crystal that the frequency of the. the crystal controlled tube transmitter completely or remains almost independent of the outside temperature.