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Anordnung zur Prüfung und zum Schutz von Glühkathod'enentladungsrähren
Bekanntlich erfordert das Einschalten von Entladungsgefäßen mit Glühkathoden besondere
Aufmerksamkeit, da die Glühkathode zum Anheizen eine gewisse Zeit benötigt, ehe
ihre Emission so hoch geworden ist, daß die Anodenspannung eingeschaltet werden
kann. Würde die Anodenspannung an die Röhre angelegt werden, bevor die Kathode diese
Emission erreicht hat, so würde eine Zerstörung der Kathode infolge Überbeanspruchung
einzelner Punkte auf ihrer emittierenden Oberfläche eintreten. Man hat deshalb schon
die verschiedenartigsten Anordnungen entwickelt,, die eine Zerstörung der Kathode
durch frühzeitiges Einschalten der Anodenspannung verhindern sollen. Neben Anordnungen,
die die Einschaltung der Anodenspannung von der Anheizzeit der Kathode abhängig
machen, ist bereits eine Anordnung bekanntgeworden,. bei der die Kathode bei der
Inbetriebnahme zunächst in einen Überwachungsstromkreis mit heräbgesetzter Spannung
eingeschaltet wird. Die hierdurch entstehende Hilfsentladung dient dann als Kriterium
für die Zulässigkeit des Einschaltens der vollen Anodenspannung. Sobald die Stromstärke
der Hilfsentladung einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird durch ein Einschaltrelais
selbsttätig die betriebsmäßige Anodenspannung eingeschaltet. Die in dem Überwachungsstromkreis
wirksame Spannung ist dabei in ihrer Höhe so begrenzt, daß die Kathode bei keiner
Temperatur beschädigt werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer derartigenÜberwachungseinrichtung
für die Inbetriebnahme von Glühkathodenentladungsgefäßen. Die Aufgabe der Erfindung
ergibt sich aus folgendem: Im Laufe der Zeit ändert sich infolge von Alterung oder
Abnutzung der Zustand der Kathode in der Weise, daß die zur Erzielung der normalen
Emission erforderliche Anheizzeit immer größer wird bzw. daß die nach einer gegebenen
Anheizzeit erzielte Emission abnimmt. In diesem Fall würde eine Überwachungseinrichtung
der vorher beschriebenen Art die Einschaltung der vollenAnodenspannung erst nach
einer übermäßig langen Zeitdauer oder unter Umständen überhaupt nicht mehr vornehmen.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine solche Veränderung des Zustandes des Entladungsgefäßes
rechtzeitig zur Anzeige zu bringen oder bei Erreichung eines bestimmten Alterungszustandes
ein Inbetriebsetzen unmöglich zu machen. Auf diese Weise werden Störungen in den
Speise- oder Verbraucherleitungen, die ihre Ursache m einer
übermäßigen
Abnutzung der Röhre haben, mit Sicherheit vermieden.
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Gemäß derErfindungwirddieseAufgabedadurch gelöst, daß außer dem von
der Hilfsentladungabhängigen Einschaltrelais für die volle Annodenspannung noch
ein weiteres selbsttätig wirkendes Zeitrelais mit einer Zeitkonstante vorgesehen
wird, die größer ist als die normale: Einschaltzeitkonstante der Röhre. Dieses Zeitrelais
wird so geschaltet, daß es eine Anzeige- oder Abschalteinrichtung betätigt, wenn
nach Ablauf einer Zeiteinstellung die Einstellung der betriebsmäßigen Anodenspannung
noch nicht erfolgt ist. An sich könnte man daran denken, den Alterungszustand der
Röhre: dadurch zu bestimmen, däß man den Emissionsstrom der Kathode durch ein Meßinstrument
überwacht. Eine derartige Lösung birgt jedoch erhebliche Nachteile in sich. Zunächst
könnte man das Meßinstrument unmittelbar in den Anodenkreis der Röhre einschalten:
Dann hängt aber seine Anzeige sowohlvan der jeweiligen Höhe der Anodenspannung als
auch von dem gerade vorhandenen Aussteuerungsgrad der Entladungsröhre ab: Da diese
beiden Größen, solange sich -die Röhre in einem normalen Betriebszustand befindet,
kaum jemals eindeutig festliegen, so läßt auch die Anzeige des Meßinstrumentes keinen
sicheren Rückschluß zu; ob die Röhre verbraucht ist oder sich noch in einwandfreiem
Zustand befindet: Die zweite Möglichkeit wäre die Einschaltung des Meßinstrumentes
in den mit verminderter Spannung gespeisten Prüfstromkreis, der auch zur Überwachung
des Anlaßvorganges dient. Dieser Prüfstromkreis wird jedoch, nachdem ein bestimmter
Bruchteil des Sättigungs-Emissionsströmes erreicht ist, durch Ansprechen des Einschaltrelais
abgeschaltet, so daß der für die Beurteilung des Alterungszustandes allein maßgebende
Sättigungsstrom in diesem Stromkreis betriebsmäßig überhaupt nicht auftreten kann.
Eine Feststellung des Alterungszustandes der Röhre durch Messung des Emissionsstromes
ist infolgedessen nur möglich; wenn die Röhre .aus ihrer normalen Schaltung entfernt
und in einen besonderen Prüfstromkreis eingeschaltet wird. Demgegenüber bietet die
erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß die Überwachung des Alterungszustandes
erfolgt, ohne daß an der normalen Betriebsschaltung der Röhre irgend etwas geändert
wird.
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Das Einschaltrelais für das Anlegen der vollen Anodenspannung kann
außerdem noch zu einer Reihe weiterer Schaltmaßnahmen benutzt werden, die zum In'betriebsetzen
der betreffenden Anlage erforderlich sind. Solche Schaltmaßnahmen sind z. B. Abschalten
der Hilfsspannung, Anschalten der Selbsthaltung des Relais, Abschalten von Nebenschlüssen
zum Relais zur Verringerung des Stromverbrauches sowie bei indirekt geheizten Entladungsgefäßen
Überbrücken -eines Wderstandes, der zwischen Heizwendel und Kathode angeordnet ist;
um den von der Heizwendel selbst emittierten Strom so klein zu halten, daß das Relais
nicht anspricht. Die Hilfsspannung, die die als Einschaltkriterium dienende Hilfsentladung
hervorruft, braucht nicht an die Anode der Röhre angeschlossen zu werden. Man kann
hierfür auch eine be-
sondere Hilfselektrode (Sonde) vorsehen oder auch eine
bereits vorhandene Hilfselektrode, wie z: B. ein Steuergitter; als Hilfsanode benutzen.
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Das Einschaltrelais kann vorteilhaft noch mit einer weiteren Wicklung
versehen werden, die von dem Anodenstrom der Röhre durchflossen wird und der von
dem Hilfsentladungsstrom durchflossenen Wicklung entgegenwirkt. Bei entsprechender
Bemessung der einzelnen Wicklungen kann dann erreicht werden, daß sich bei plötzlichem
Anstieg des Anodenstroms infolge einer Störung die Wirkungen der beiden Wicklungen
gegenseitig aufheben und damit ein Abfallen des Einschaltrelais verursachen. Es
tritt dann also ein selbsttätiges Abschalten der Röhre im Störungsfall ein. Jetzt
wird von neuem geprüft, ob die Röhre betriebsbereit ist. Das Einschaltrelais zieht,
da die Kathode ja warm ist, wieder an und legt von neuem Spannung an die Anode;
das Gerät ist im Bruchteil einer Sekunde wieder im Betrieb. Sollte die Störung dauernder
Natur sein, so kann durch ein verzögertes Überstromrelais eine endgültige Abschaltung
der Anlage bewirkt werden.