DE658456C - Verfahren zum Formieren von Gluehkathoden in Entladungsroehren - Google Patents

Verfahren zum Formieren von Gluehkathoden in Entladungsroehren

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DE658456C
DE658456C DET43957D DET0043957D DE658456C DE 658456 C DE658456 C DE 658456C DE T43957 D DET43957 D DE T43957D DE T0043957 D DET0043957 D DE T0043957D DE 658456 C DE658456 C DE 658456C
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/04Manufacture of electrodes or electrode systems of thermionic cathodes
    • H01J9/042Manufacture, activation of the emissive part
    • H01J9/045Activation of assembled cathode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Description

Bekanntlich müssen Elektronenröhren nach dem Evakuieren noch einem Formierprozeß, dem sogenannten Einbrennen, unterworfen werden, bis sie ihren normalen Emissionsstrom und ihre sonstigen normalen elektrischen Werte besitzen. Dieses Formieren geschieht meistens so, daß die Kathode überhitzt und ihr ein wesentlich größerer Elektronenstrom als unter normalen Betriebsverhältnissen entnommen wird. Es ist bekannt,
to daß die Qualität der Röhren und insbesondere die Gleichmäßigkeit der Emissionseigenschaften bei größeren Stückzahlen wesentlich von der richtigen Durchführung des Einbrennprozesses abhängig ist.
Bei einer gleichartigen Behandlung einer größeren Stückzahl von Röhren treten infolge von Unterschieden in den Materialeigenschaften und der den heutigen Formierprozessen anhaftenden Mängel größere Abweichungen hinsicht-Hch der Emissionsfähigkeit auf.
Das normale Einbrennverfahren hat folgende Gefahrenquellen:
I. Durch die erhöhte Kathodentemperatur besteht die Gefahr, daß die der Kathode benachbarten Elektroden, insbesondere das Steuergitter, durch den von der Kathode verdampfenden Emissionsträger (z. B. Barium) selbst aktiviert "und formiert werden. Die Röhre zeigt dann hinterher die Erscheinung der thermitischen Gitteremission.
II. Die von der Kathode, infolge der erhöhten Temperatur abdampfenden Teile (sowohl Emissionsschicht wie Schichtträger und Heizfaden) schlagen sich auf den Isolierteilen der Röhren nieder und führen zu einer schlechten Isolation der Elektroden gegeneinander.
III. Infolge der.trotz abweichender Materialeigenschaften gewählten Gleichartigkeit der Behandlung großer Stückzahlen treten, wie bereits vorhin erwähnt, größere Streuungen auf.
Aus diesem Grunde wäre es an sich wünschenswert, beim Einbrennprozeß die Kathodentemperatur möglichst wenig zu überhöhen. Umgekehrt zeigt aber gerade die Erfahrung, daß sich die Röhren im allgemeinen wesentlich besser formieren, wenn man gerade zu Beginn des Formierprozesses kurzzeitig möglichst stark überhitzt.
Eine Steigerung der Kathodentemperatur wurde bisher u. a. nach folgenden Gesichtspunkten vorgenommen. Zu Untersuchungszwecken wurde in Verbindung mit einer Anodenspannungsänderung die Kathodentemperatur stufenweise erhöht und die sich dabei ergebende Emissionsstromstärke gemessen. Ferner wurde eine Alterung eines Glühdrahtes durch allmähliche Erhitzung des Drahtes und anschließende Konstanthaltung dieser hohen Temperatur durchgeführt. Die Reaktivierung von Kathoden hat man durch zeitweilige Überhitzung derselben herbeizuführen versucht, ohne jedoch dabei einen bestimmten Zusammenhang zwischen dem Anodenstrom und der Kathodentemperatur zu beobachten. Schließlich sei noch auf bekannte Betriebsschaltungen hingewiesen, bei denen der Heizstrom einer Glühkathode
ausgeschaltet wird, sobald der Entladungsstrom eine für die Erhitzung der Kathode ausreichende Stärke erreicht hat.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren· zum Formieren der Kathode von Entladung«· röhren, bei dem zu Beginn die Kathode so stark überhitzt wird, daß ein Entladungsstrom von' der für den Betrieb der Kathode höchst zulässigen Stärke fließt und anschließend die Kathodentemperatur durch Herabsetzung der Stärke des Heizstromes in Abhängigkeit von einem im Anodenstromkreis fließenden Richtstrom so stark erniedrigt wird, daß der Wert des Entladungsstromes erhalten bleibt. Bei diesem Verfahren werden zweckmäßig solche Vorrichtungen verwendet, die bei jeder einzelnen Röhre den Heizstrom in Abhängigkeit von ihrem Anodenrichtstrom selbständig regeln. Der Grundgedanke des Verfahrens ist folgender: Im Heizstromkreis einer jeden Röhre liegt ein veränderlicher Widerstand, der vom Anodenstrom der Röhre in dem Sinne beeinflußt wird, daß mit wachsendem Anodenstrom der Heizstrom abnimmt. Die praktische Ausführung ist in verschiedener Weise möglich. Von diesen Möglichkeiten sollen zwei genauer besprochen werden.
1. Im Heizstromkreis liegt ein 'Widerstand, der kurzgeschlossen ist und erst durch ein Relais, das vom Anodenstrom gesteuert wird, nach Erreichen eines bestimmten Anodenstromes durch Aufhebung des Kurzschlusses wirksam gemacht wird.
2. Im Heizstromkreis liegt in Reihe mit der Röhre ein kleiner Widerstand mit stark positivem Temperaturkoeffizienten. Der Widerstand ist so bemessen, daß durch den Heizstrom selbst noch keine wesentliche Erwärmung eintritt. In der Nähe dieses Widerstandes und mit diesem thermisch gekoppelt ist ein zweiter Widerstand angebracht, der vom Anodenstrom durchflossen wird. Dieser Widerstand soll so bemessen sein, daß er durch den Anodenstrom eine Erwärmung erfährt, welche genügt, um den Widerstand im Heizstromkreis so zu erwärmen, daß dieser eine hinreichende Erhöhung des Widerstandswertes erhält.
In Abb. ι sind schematisch eine Reihe von Kennlinien aufgetragen, welche den Anodenstrom Ia als Funktion der Steuergitterspannung Uq zeigen, wobei die Formierzeit als Parameter genommen ist. Zu Beginn des Formierprozesses hat die Kennlinie der Röhre einen ausgesprochenen Sättigungscharakter (Kurve a); mit förtschreitender Formierung wächst der Sättigungsstrom (Kurve b, c). Würde man nun den Anodenstrom für die Steuergitterspannung Null als Maß für den Formierzustand betrachten, dann würden sich Zustände, die nach langem Formieren eintreten (Kurve c, d, e), nicht mehr merklich unterscheiden. Deshalb wird zweckmäßig nicht der Anodenstrom selbst als Maß für den Formierzustand betrachtet, sondern der Anodenrichtstrom, welcher entsteht, wenn man dem 'Steuergitter bei geeigneter Vorspannung eine '■'." .Wechselspannung überlagert, wie dies in Abb. 1 durch die unten gezeichnete Sinuskurve angedeutet ist. Der Richtstrom ändert sich beim Übergang von Kurve c nach Kurve e noch beträchtlich, während der Ruhestrom bei Gitterspannung Null praktisch derselbe ist.
Durch die Einführung dieser Gitterwechselspannung erreicht man, daß man die Regelung von so großen Anodenstromwerten abhängig ' machen kann, die bei statischem Betrieb zu einer unzulässigen Überlastung der Röhren führen würde.
In den Abb. 2 und 3 sind zwei Ausführungsbeispiele für die vorhin beschriebene Einrichtung dargestellt.
In Abb. 3 bezeichnet R eine Entladungsröhre mit einer durch das Heizelement H indirekt geheizten Kathode K, einer Steuerelektrode G und einer Anode A. Zwischen Anode und Kathode wird eine Gleichspannung angelegt, deren Anschlußpunkte durch — Ua bzw. + Ua bezeichnet sind. Die Heizspannung wird Von einem Transformator T geliefert, dessen Primärseite an den Punkten a, b an das Netz angeschlossen wird. Der zwischen den Punkten 1 und 2 liegende Teil der Sekundärwicklung dient zur Erzeugung der Heizspannung, während zwischen den Punkten 1 und 3 die Gitterwechselspannung erzeugt wird. Im Anodenstromkreis liegt die Wicklung w eines Relais, dessen Magnetkern mit m und dessen Anker mit α bezeichnet ist. Die im Anodenstromkreis entstehende Wechselspannung wird.durch den zwischen Anode und Kathode angelegten Kondensator C kurzgeschlossen. Im Heizstromkreis liegt ein Widerstand r, welcher durch den Relaisanker a, solange dieser vom Magnet m nicht angezogen wird, kurzgeschlossen ist. Sobald ein Richtstrom hinreichender Größe fließt, wird der Relaisanker α angezogen und der Kurzschluß des Widerstandes r aufgehoben, so daß der Heizstrom abnimmt und die Temperatur der Kathode herabgesetzt wird.
In Abb. 3 ist eine Abänderung dieser Anordnung dargestellt, in der eine Widerstandsanordnung W vorgesehen ist. Diese enthält eine im Anodenstromkreis eingeschaltete Heizwicklung A1 und einen im Heizstromkreis liegenden Widerstand A2, welcher voraussetzungsgemäß einen großen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist und so bemessen ist, daß durch den Durchgang des Heizstromes keine wesentliche* Temperatur- und dadurch Widerstandserhöhung hervorgerufen wird. Die beiden Widerstände A1 und A2 stehen in innigem Wärmekontakt, und der Widerstand A1 ist so bemessen, daß er beim Durchgang des vorgeschriebenen Anodenstrom-
bzw. Anodenrichtstromwertes so stark erhitzt wird, daß auch der Widerstand h2 eine Temperatur annimmt, bei der sein Widerstandswert beträchtlich höher ist. Infolgedessen tritt eine Verminderung des Heizstromes und in Verbindung damit eine Herabsetzung der Kathodentemperatur ein. Diese Anordnung ist in hervorragendem Maße geeignet, eine stetige Regelung des Heizstromes zu bewirken, derart, daß der
xo Entladungsstrom auf einem konstanten Wert gehalten wird.
Das vorhin beschriebene Verfahren ist noch mehrfacher Abwandlungen fähig. Beispielsweise könnte man daran denken, die im Anodenstromkreis entstehende Wechselspannung nicht kurzzuschließen, sondern vielmehr mit ihrer Hilfe eine Gegenspannung im Heizkreis zu induzieren, die der vom Heiztransformator T gelieferten Heizspannung entgegenwirkt und dadurch den Heizstrom herabsetzt. Auch in diesem Falle ist eine stetige Regelung des Heizstromes möglich. Ferner ist es nicht unbedingt notwendig, die Regelung von dem zur Anode fließenden Strom abhängig zu machen, sondern man kann beispielsweise verschiedene Elektroden, die betriebsmäßig etwa als Schirmgitter arbeiten, mit der Anode verbunden und die Regelwirkung von dem Gesamtstrom abhängig machen.

Claims (8)

  1. Patentansprüche:
    i. Verfahren zum Formieren von Glühkathoden in Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Formierungsverfahrens die Kathode so stark überheizt wird, daß ein Entladungsstrom von der für den Betrieb der Kathode höchst zulässigen Stärke fließt und anschließend die Kathodentemperatur durch Herabsetzung der Stärke des Heizstromes in Abhängigkeit von einem im Anodenstromkreis fließenden Richtstrom so stark erniedrigt wird, daß der Wert des Entladungsstromes erhalten bleibt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch solche Vorrichtungen, die bei jeder einzelnen Röhre den Heizstrom in Abhängigkeit von ihrem Anodenrichtstrom selbsttätig regeln.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuergitter während des Formierungsvorganges eine Wechselspannung überlagert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Heizstromes durch ein vom Anodenrichtstrom gesteuertes Relais derart bewerkstelligt wird, daß durch dieses der Kurzschluß eines Widerstandes im Heizstromkreis aufgehoben wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Heizstromes durch den Anodenrichtstrom in der Weise bewerkstelligt wird, daß ein im Heizstromkreis liegender Widerstand mit stark positivem Temperaturkoeffizienten indirekt aufgeheizt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die im Anodenstromkreis auftretende Wechselspannung mittels eines Übertragers im Heizstromkreis eine der Heizspannung entgegenwirkende Gegenspannung induziert wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Steuergitter aufgedrückte Wechselspannung dem Heiztransformator entnommen wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Anode weitere Elektroden bzw. Schirmgitter verbunden werden und die Regelwirkung von dem zu diesen Elektroden fließenden Gesamtstrom abhängig gemacht wird.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DET43957D 1934-05-19 1934-05-19 Verfahren zum Formieren von Gluehkathoden in Entladungsroehren Expired DE658456C (de)

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DE (1) DE658456C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1015545B (de) * 1955-09-30 1957-09-12 Funkwerk Erfurt Veb K Verfahren zum Formieren von Oxydkathoden in elektrischen Entladungsroehren

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1015545B (de) * 1955-09-30 1957-09-12 Funkwerk Erfurt Veb K Verfahren zum Formieren von Oxydkathoden in elektrischen Entladungsroehren

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