DE645647C - Anordnung zur Vakuummessung, besonders in Ionenventilen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
31. MAI 1937

• REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 k GRUPPE 12

St 52155 IX/42 k. Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des-Patents: i

Stalturbine G. m. b. H. in Berlin

Anordnung zur Vakuummessung, besonders in Ionenventilen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1934 ab

Zum Messen von Vafcua der in Ionenventilen (z. B. Quecksilbergleichrichtern) vorkommenden Größenordnung, d.h. etwa 10—² bis io~³ mm Hg, verwendet man oft die Widerstandsmessung eines vom Vakuum umgebenen, elektrisch erwärmten Leiters, dessen Temperatur und darum Widerstand mit dem Vakuum stark schwankt. Oft steht das Vakuumgefäß unter ziemlich hoher Spannung gegen Erde oder kann wenigstens bei gewissen Betriebsstörungen einer derartigen Spannung ausgesetzt werden. Es war deshalb lange erwünscht, das Meßinstrument selbst von dem das primäre Meßorgan bildenden, elektrisch erwärmten Leiter isolieren zu können. Eine Weise zur Herstellung einer solchen Isolierung ist die Verwendung von Wechselstrom als Mießstnom und die Zwischenschaltung ,eines Transformators. Bei den Versuchen zur praktischen Ausführung dieser Anordnung ist man jedoch auf die Schwierigkeit gestoßen, daß Transformatoren für so kleine Leistungen, die für Messung des Widerstandes in Drähten vpn zweckentsprechenden Bemessungen in Frage kommen können, einen so niedrigen Wirkungsgrad haben, daß die Verlustleistung des Transformators im Verhältnis zur Meßleistung des Drahtes zu groß, die Meßgenauigkeit also zu klein wird.

Gemäß der Erfindung wird in Verbindung mit leinem Transformator zur Überführung der Meßgröße oder Meßgrößen an das anzeigende Instrument ein primäres Meßglied in Gestalt eines Metallblechs mit einer die Dicke vielfach übersteigenden Breite verwendet. Als Beispiel kann eine Dicke von der Größenordnung io~²mm 'und eine Breite von der Größenordnung 10 mm genannt werden. Ein derartiger Leiter kann, ohne höhere Zeitkonstante als einer aus Draht zu bekommen oder wesentlich größeren Vakuumraum als ein solcher zu benötigen, für 100- bis iooomal größere Meßleistung ausgeführt werden und ermöglicht deshalb die Verwendung eines Transformators mit genügend hohem Wirkungsgrad und mäßigen Größenabmessun-^ gen für die Überführung der Meßgrößen (ζ. B. Strom und Spannung) an das anzeigende Instrument. Weil solche Meßglieder an sich bekannt sind, besteht die Erfindung ausschließlich in ihrer Verwendung zusammen mit Meßtransformatoren.

In der Zeichnung zeigt Abb. 1 ein Prinzipschema über feine erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung, während Abb. 2 den Vakuumbiehälter der Meßvorrichtung im Schnitt mit dem darin eingesetzten primären Meßglied in Seitenansicht darstellt. Der obere und untere Teil der Abb. 2 zeigen hierbei zwei zueinander senkrechte Schnitte.

In Abb. ι ist 1 das primäre Meßglied, bestehend aus einem Widerstandsleiter, der

in einem Vakuumbehälter 2 angebracht ist, welcher durch ein Rohr mit dem Gefäß, in dem das Vakuum gemessen werden soll, in. Verbindung steht. Der Leiter 1 ist durc% einen Transformator 4 und über einen Eisen;.', drahtwiderstand 10 mit einer Wechselstrom~;-quelle 5 verbunden, wobei der Widerstand ιό den Strom konstant hält. .Gegebenenfalls kann die Stromquelle aus einem regelbaren Stromwandler in Reihe mit einem Eisendrahtwiderstand bestehen. Der Transformator 4 kann auf der Primär- oder Sekundärseite mit 'einem Kondensator 6 zur Lieferung seines Blindstrombedarfes parallel geschaltet wer-X5 den. Der konstante Strom wird durch eine Spule 7 eines Widerstandsmeßinstrumentes geleitet, das in der dargestellten Ausführungsform von sogenannter Ringeisentype ist, und zwar mit einer Spannungsspule 8, auf welche die Spannung der Sekundärklemmen des Transformators 4 über einen Reihenwiderstand 9 aufgedrückt wird. Das Instrument gibt einen Ausschlag entsprechend dem Verhältnis zwischen Spannung und Strom und kann empirisch so eingeteilt werden, daß es das Vakuum in μ Hg unmittelbar zeigt.

Im Schaltschema können gewisse Abänderungen vorgenommen werden, so daß z. B. der Strom durch den Widerstandsleiter 1 und die Spannung an seinen Enden durch getrennte 1 Transformatoren transformiert werden, wobei jeder Transformator mit einem Kondensator zur Lieferung des Blindstromes versehen werden kann. Das Meßinstrument kann in Brückenschaltung oder anderer Differenzschaltung liegen, anstatt das Verhältnis zwischen Strom und Spannung des Widerstandsleiters direkt zu messen. Falls der Strom hinreichend konstant gehalten werden kann, kann das Instrument ein reiner Spannungszeiger sein.

In Abb. 2 wird gezeigt, wie der Widerstandsleiter ι die Gestalt eines dünnen Metallblechs hat, beispielsweise aus Platin oder Aluminium und in zwei Teilen geteilt, damit die Anschlüsse an demselben Ende des rohrförmigen Behälters 2 angeordnet werden können. Diese Anschlüsse haben Vakuumdichtungen 11 beispielsweise der im Hauptapparat gebräuchlichen Art. Am entgegengesetzten Ende werden die zwei Teile des Widerstandsleiters von einem Metallkörper 12 geführt, welcher, falls er zwecks Erleichterung des Einsetzens und Austauschs des Widerstandsleiters vom Behälter 2 lösbar ist, in guter wärmeleitender Verbindung mit dem genannten Behälter stehen soll, um von der Temperatur des Widerstandsleiters nicht nennenswert beeinflußt zu werden und dadurch auf die Zeitkonstante des letzteren einzuwirken. ;|)a eine gute Wärmeübertragung im Vakuum , zwischen zwei gegeneinander anliegenden Körpern einen hohen Kontaktdruck fordert, wird der Körper 12 vorzugsweise gegen den Boden des Behälters 2 durch Federn 13 gepreßt, welche einen von Längenänderungen ziemlich unabhängigen Druck ausüben. Eine Wärmeisolierung des Widerstandsleiters an den Befestigungsstellen in höherem Maße, als man für die elektrische Isolierung nötig hat, ist nicht empfehlenswert, was sowohl Versuche wie theoretische Untersuchungen dargelegt haben, da selbst die besten Wärmeisolatoren eine so hohe Leistungsfähigkeit besitzen, daß die davon erforderlichen Mengen im Verhältnis zum Widerstandsleiter selbst beträchtliche Wärmespeicher bilden und somit auf die Zeitbonstante einwirken. Die Einwirkung hiervon auf den Ausschlag des Instrumentes bei Schwankungen des Vakuums ist größer und schwerer zu berechnen als das Abnehmen der Temperatur gegen die Enden, welche die Folge einer guten wärmeleitenden Verbindung zwischen dem Leiter und dem Führungskörper wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Vakuummessung, besonders in Ionenventilen, mit einem vom _go Vakuum umgebenen, elektrisch erwärmten Widerstandsleiter in Verbindung mit einem Instrument zur Messung von Strom, Spannung, deren gegenseitigem Verhältnis oder einer !entsprechenden elektrischen Größe des Widerstandsleiters, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Widerstandsleiters aus einem Metallblech mit vielmals größerer Breite als Dicke, der durch eine Wechselstromquelle gespeist wird, mit einem oder mehreren das elektrische Meßinstrument mit dem Leiter verbindenden Transformatoren.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Widerstandsleiter zwei — einen Hin- und Rückweg bildende — Teile hat, die untereinander durch ein Querstück mechanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Querstück (12) aus Metall besteht und in guter wärmelieitender Verbindung mit den umgebenden Behältern steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen