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Elektrische Hochdruckmetalldampfentladungsröhre zum Aussenden von
Strahlen Es ist bekannt, in Reihe mit einer Hochdruckquecksilberdampfentladungsröhre
zum Aussenden von Strahlen einen Glühdraht zu schalten, der beim Betrieb sichtbare
Strahlen aussendet, welche mit den von der Entladungsröhre ausgesandten Strahlen
vermischt werden. Solche Hochdruckmetalldampfentladungsröhren zum Aussenden von
Strahlen besitzen die Eigentümlichkeit, daß die Spannung zwischen den Elektroden
kurz nach dem Einschalten beträchtlich kleiner als beim Normalbetrieb ist, wenn
die Entladung ihren Endzustand erreicht hat. Demzufolge ist die Belastung des Glühdrahtes
kurz nach dem Einschalten erheblich größer, als nachdem die Entladung diesen Endzustand
erreicht hat. Wenn der Glühdrabt für diese kurz nach dem Einschalten auftretende
Belastung bemessen wird, wird er beim Normalbetrieb nur schwach oder überhaupt nicht
glühen, und falls der Glühdraht für die während des Normalbetriebes auftretende
Belastung bemessen wird, wird er während der Aufheizperiode der Entladungsröhre
stark überlastet, wodurch er bricht oder wenigstens die Leb,ensdauer des Glühdrahtes
wesentlich verringert wird.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Nach der Erfindung
wird in Reihe mit der Hochdruckmetalldampfentladungsröhre zum Aussenden von Strahlen
und dem als Vorschaltwiderstand dienenden Glühdraht, der in einer die H.ochdrucklamp:e
umgebenden überglocke untergebracht ist, ein Widerstand mit großem negativem Temperaturkoeffizienten
des elektrischen Widerstandes geschaltet. Im kalten Zustand hat dieser Widerstand
einen großen Widerstandswert, so daß der den Glühdraht durchfließende Strom kurz
nach dem Einschalten der Entladungsröhre begrenzt und auf einem Wert gehalten Nvird,
der verhältnismäßig nur wenig größer als die Stromstärke beim Normalbetrieb ist.
In dem Maße, wie der in Reihe geschaltete Widerstand heißer wird, nünmt sein Widerstandswert
ab; gleichzeitig wächst aber die Spannung zwischen den Elektroden der Entladungsröhre,
so daß die Belastung des Glühdrahtes annähernd gleichbleibend ist und dieser Draht
derart bemessen werden kann, daß :er bei dieser Belastung die gewünschten Lichtstrahlen
finit .einer hohen Lebensdauer aussendet. Diese nahezu gleichbleibende Belastung
des Glühdrahtes wird ganz selbsttätig und ohne Umschalten, Schließen oder Üffnen
eines Stromkreises ,erzielt.
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Zweckmäßig wird die Aufheizzeit des
Widerstandes jener
der Entladungsröhre zum Aussenden von Strahlen angepaßt, d. h. der Widerstand mit
negativem Temperaturkoeffizienten wird derart bemessen, daß der kleine Endwert des
Widerstandes ,erst kurz bevor die Entladung ihren normalen Endzustand, annimmt,
erreicht wird.
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Die Erhitzung des Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten
kann durch ein parallel geschaltetes Widerstandselement unterstützt werden.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
schematisch dargestellt.
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In der Zeichnung ist f eine aus einem Quarzrohr bestehende Quecksilberdampfentladungsröhre
zum Aussenden von Strahlen, an. dessen Enden sich die Elektrodenräume 2 und 3 befinden.
Der Innen- bzw. Außendurchmesser dieses Quarzrohres beträgt beispielsweise q. bzw.
7, 5 mm. Die Entladungsröhre zum Aussenden von Strahlen ist mit zwei mit Bariumoxyd
überzogenen, durch die Entladung auf hohe Temperatur gebrachten Glühelektroden 4
und 5 versehen. Sie enthält eine Edelgasfüllung, z. B. Argon unter einem Druck von
2o mm Quecksilbersäule, und außerdem eine Menge Quecksilber. Der Abstand zwischen
Elektroden beträgt etwa 8 mm.
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Die Entladungsröhre i zum Aussenden von Strahlen ist im Glaskolben
6 angeordnet, der mit Stickstoff unter einem Druck von z. B. 6oo mm Quecksilbersäule
gefüllt ist. In diesem Kolben befindet sich auch der beim Betrieb sichtbares Licht
aussendende Glühdraht 7, der an einem Ende durch den Draht 8 mit der Elektrode 5
verbunden ist. Der Glühdraht wird von den Stützdrähten g unterstützt, welche mittels
der Glasperle i o an dem Draht 8 befestigt sind. Das andere Ende des Glühdrahtes
7 ist durch den Draht i i mit einem Ende des Widerstandes 12 verbunden, der einen
höhlen negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes besitzt.
An das andere Ende dieses Widerstandes ist der Draht 13 angeschlossen, der ebenso
wie auch der mit der Elektrode 4 in Verbindung stehende Draht 14 durch das Traggestell
15 nach außen geführt ist. Es ist ersichtlich, daß .auf diese Weise die Entladungsröhre
i zum Aussenden von Strahlen, der Glühdraht 7 und der Widerstand 12 in Reihe ,geschaltet
sind.
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Der Widerstand 12 besteht .aus einem Stab aus einem gesinterten, keramisches
Material, z. B. Aluminiumsilicat, und Silicium enthaltenden Gemisch. Der spezifische
Widerstand der Stäbchen bei Umgebungstemperatur und auch jener bei höherer Temperatur
ist von den Verhältnissen der vermischten Bestandteile und auch von der Temperatur,
bei der gesintert wird, abhängig. Diese Faktoren gestatten die Erzielung der geeignetsten
Widersxandswerte.
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- ' @@,'arallel zu dem Widerstand 12 mit negati.s_m Temperaturkoeffizienten
kann der aus ,
##@ifram bestehende, den Widerstand 12 'heizende Widerstandsdraht
16 liegen. Bei der Inbetriebnahme fließt dann nahezu der ganze Strom .durch den
Draht 16. Die in dem Draht entwickelte Wärme bringt den Widerstand 12 auf eine höhere
Temperatur, wodurch sein Widerstand abnimmt, bis schließlich fast der ganze Strom
durch den Widerstand 12 fließt.
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Der Endwert der Stromstärke der Entladungsröhre i zum Aussenden von
Strahlen kann z. B. 0,4 A und jener der Spannung zwischen den Elektroden i io V
betragen; diesen Werten entspricht ein betriebsmäßiger Quecksilberdampfdruck von
etwa 2o Atm. Die Spannung zwischen den Elektroden der Röhre kurz nach dem Einschalten
ist aber nur 15 V. Für den Anschluß an eine Spannung von 22o V können der Glühdraht
7 und der Widerstand 12 mit parallel geschaltetem Widerstand 16 derart ausgebildet
werden, daß beim N:ormalhetrieb, also nachdem die Entladungsröhre zum Aussenden
von Strahlen und der Widerstand ihren Endzustand erreicht haben, der Glühdraht i
o 5 V und der Widerstand 12 nur 5 V aufnehmen. Wenn der Draht 16 einen Widerstand
von 240 Ohm hat, so muß der Widerstandswert des Widerstandes 12 im heißen Zustand
somit 13 Ohm sein. Wenn Iran sofort nach dem Einschalten der Entladungsröhre, wenn
die Spannung der Rühre 15 V beträgt, einen Strom von 0,45 A zuzulassen wünscht,
so nimmt der Glühdraht anfänglich
auf, so daß der Widerstand 12 und der Draht 16 220- (15-f- 118) --- 87 V aufnehmen.
Bei einem Widerstand des Drahtes 16 von 24o Ohm muß der Widerstandswert des Widerstandes
12 dann ioooOlun sein. Der Widerstand 12 soll somit derart ausgebildet werden, daß
der Widerstandswert von. i ooo Ohm bei der Umgebungstemperatur bis auf
13 Ohm bei der Temperatur absinkt, welche der Widerstand bei der gewählten
Aufstellung in dem Kolben 6 erlangt.
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Die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Widerstandswert des Widerstandes
12 ändert, kann durch Änderung der Aufstellung des Drahtes 16 in bezug auf. den
Widerstand 12 geändert werden. Dieser Draht kann z. B. .in, größerer .oder geringerer
Entferntuig um den Widerstand 12 herumgewickelt werden. Wenn man keinen gleichbleibenden
Widerstand parallel zu dem veränderlichen Widerstand 12 verwendet, so kann die Aufheizgeschwindigkeit
des Widerstandes 12 durch Änderung des Wärmeabgabevermögens des
Widerstandes
geregelt werden. In einem hochevakuierten Kolben wird der Widerstand 12 z. B. schneller
den Endwiderstandswert erreichen, als wenn der Kolben mit Gas gefüllt ist.