-
Für Registrierzwecke, als Aussteuerungsanzeiger und für ähnliche Zwecke
verwendbare Glimmlampe Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glimmlampe, bei der
man die Längenänderungen der kathodischen Säule als Funktion des durch die Röhre
hindurchfließenden Stromes für Registrierzwecke, als Aussteuerungsanzeiger und für
dergleichen Zwecke benutzt.
-
Besonders bei Aussteuerungsanzeigen ist es oft erwünscht, Glimmröhren
von großen Abmessungen zur Verfügung zu haben, die folgenden Bedingungen entsprechen:
sie sollen eine genügende Leuchtkraft auch bei weniger großen Stromstärken haben,
welche Bedingung sich daraus ergibt, daß sie auch mit Elektronenröhren und Generatoren
geringer Leistung betreibbar sein müssen und daß eine lange Lebensdauer verlangt
wird, in welchem Falle man eine intensive Zerstäubung vermeiden muß, die zu einer
schnellen Schwärzung des Gefäßes führen würde; gleichzeitig soll das Gesetz, nach
dem sich die Länge der Säule als Funktion der Stromstärke ändert, möglichst linear
sein.
-
Bekanntlich enthalten solche Glimmröhren außer einer Anode eine Stab-
oder fadenförmige Kathode, die in der Achse eines rohrförmigen Gefäßes liegt. Als
Funktion der Stromstärke beobachtet man eine Änderung der Länge des negativen Glimmlichtes
auf der Kathode. Fig. i zeigt eine solche bekannte Röhre, und zwar ist i die Anode
und 2 die längliche Kathode, längs der das Glimmlicht auftritt, und 3 das Gefäß.
-
Die Ausführung von derartigen Glimmlampen großer Länge begegnet folgenden
Schwierigkeiten: mit zunehmender Länge des Kathodenstiftes, der einen genügenden
Durchmesser haben muß, um eine hinreichend steife Kcnstruktion zu ergeben, nimmt
der Strom zu, der für die vollständige Bedeckung der Kathode mit Glimmlicht notwendig
ist, so daß diese Röhre nicht mehr durch einen Generator bzw. eine Elektronenröhre
schwacher Leistung betrieben werden kann. Außerdem zerstäubt die Kathode infolge
der in der Röhre aufgewendeten, verhältnismäßig beträchtlichen Leistung (z. B. io
Watt und mehr) rasch, so daß die Röhre schon nach wenigen Stunden gebrauchsunfähig
wird. Schließlich zeigt die Kennlinie der Röhre, die ciie Änderungen der Säulenlänge
als Funktion des Betriebsstromes widergibt, eine sehr ausgesprochene Sättigung,
wenn die Säule eine Länge erreicht, die sich ihrer Maximallänge nähert. Die Kurve
2a in Fig. 2 zeigt z. B.
die Kennlinie einer Röhre, deren Kathode
eine Länge von 32o mm und deren Gasdruck 2,5 mm beträgt (Durchmesser des Kathodenstabes
= 3,5 mm) ; hierbei sind die Strogi-` werte als Abszissen in Milliampere
und ä?@4 Längen des negativen Glimmlichtes als Oräi:-' naten in Millimeter aufgetragen.
Von einer gewissen Länge ab nimmt die negative . Säule nur sehr langsam zu, wenn
der Strom zunimmt, was oft sehr lästig ist, da die Nutzlänge der Röhre dadurch verringert
-wird. Die Röhren von kleinen Abmessungen zeigen analoge Sättigungserscheinungen.
Man kann diese Nachteile nicht durch Erniedrigung des Druckes in der Röhre beseitigen,.
da sich gleichzeitig damit der Dunkelraum vergrößert und die Röhre an Leuchtkraft
verliert.
-
Die vorliegende Erfindung beseitigt diese N-aEhfeile und gestattet
die-Herstellung einer Röhre von großer Länge und genügender Leuchtkraft ohne zu
großen Stromverbrauch und von linearer Kennlinie, welch letzterer Vorteil sich auch
auf Röhren von kleineren Abmessungen bezieht. Zu diesem Zwecke wird als Kathode
ein Leiter verwendet, der auf einer stab- oder rohrförmigen Isolierstütze angeordnet
ist, und dessen wirksame Oberfläche klein ist im Verhältnis zur Oberfläche der Isolierstütze.
Zweckmäßigerweise wird dieser Leiter durch einen schraubenförmig um die Isolierstütze
gewickelten dünnen Draht gebildet. Fig.3 zeigt eine solche Kathode, und zwar ist
i der Isolierkörper und 2 der darum gewickelte Draht. Man kommt auf diese- Weise
gegenüber einer Röhre mit ,einer im ganzen aus einem Leiter bestehenden Kathode
von gleichen Abmessungen, wie die in Abb. 3 dargestellte, zu einem verringerten
Stromverbrauch bei gleichem Gasdruck. In Fig: 2 zeigt die Kurve 2b die Kennlinie
einer solchen Röhre unter denselben Bedingungen wie die Röhre mit der Kurve 2a.
-
Man erkennt, daß- diese Kennlinie zwar bezüglich des Stromverbrauches
einen Fortschritt darstellt, - aber immer noch die Sättigungserscheinung zeigt.
Zur Beseitigung dieser Erscheinung wird in einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung für den um den Isolierstab gewickelten Leiter ein Element verwendet, das
genügend elektrischen Widerstand besitzt, damit der Röhrenstrom längs der Kathode
eine Potentialdifferenz schafft. Offenbar wird die Sättigungserscheinung weniger
ausgeprägt sein, wenn man, anstatt die Kathodenfläche äquipotential zu lassen, auf
ihr eine Potentialdifferenz entwickelt, die in dem Mäße zunimmt, wie das Kathodenglitiimlicht
sich dem der Anode gegenüberliegenden Ende nähert. Das einfachste Verfahren - zur
Erreichung dieses Zweckes besteht' darin, für den auf dein Isolierstab aufgewickelten
Draht einen feinen Draht aus Material genügenden elektrischen Widerstandes zu verwenden.
Dieses Verfah-9 gestattet eine Veränderung der Kennlinie äuf . verschiedenen Wegen
und in jeder ge-@ninschten Weise, da drei Faktoren, Durchdes Drahtes, sein Material
und der Abstand der Drahtwindungen, zur Verfügung stehen, die in jeder beliebigen
Weise gelvählt -.werden können.. Diese Faktoren kann man vor' allem` so wählen,
daß man eine Iineare Kernlinie gemäß Fig.4 erhält. Diese Kennlinie ist mit einer
Röhre erzielt, deren Kathode aus einem Nickel-Chromdraht von Q;o33 nm Durchmesser
bestand, der mit einer Steigung von o,3 mm auf einen Glasstab von 3,5 mm aufgewickelt
war. Die Röhre entsprach in sonstiger- Beziehung den Röhren, deren Kennlinien in
Abb.2 dargestellt sind. Der Widerstand der Röhre hat bei der soeben beschriebenen
Ausführungsform zwar zugenommen, dieses stört aber nicht, da die Röhren durch Elektronenröhren
von großem inneren Widerstand, wie Schirmgitterröhren, erregt werden können.
-
Man erkennt, daß bei einer- Glimmröhre gemäß der vorliegenden Erfindung
die Länge der Säule direkt durch den modulierten Strom geregelt wird, und daß' es
die Änderungen des Röhrenstromes selbst sind, die die Differenzen der Hilfspotentiale
schaffen, die zur Verbesserung ihrer Kennlinie dienen. Glimmröhren gemäß der Erfindung
unterscheiden sich also grundsätzlich von Registrierlampen, bei denen man eine einen
hohen elektrischen Widerstand aufweisende - Elektrode benutzt, längs der eine Potentialdifferenz
dadurch erzeugt wird, daß an ihre Enden eine Hilfsbatterie mit einer überlagerten
Modulationsspannung angeschlossen wird.
-
Fig. 5 zeigt die praktische Ausbildung einer Röhre gemäß der Erfindung.
-
i .ist der Glasstab, der den als Kathode dienenden und bei 4 eingeschmolzenen
Draht 2 trägt. Die Anode 3 ist so ausgebildet und angeordnet, daß sie gleichzeitig
als Stütze für den Stab i dient. Das Ganze befindet sich in einem Gefäß 5, das mit
einem geeigneten Gas gefüllt ist.