DE682013C - Quecksilberniederdruckroehre mit einer aus einem Neon-Krypton- oder Neon-Xenon-Gemisch bestehenden Grundgasfuellung - Google Patents

Description

• Quecksilberniederdruckröhre mit einer aus einem Neon-Krypton- oder Neon-Xenon-Gemisch bestehenden Grundgasfüllung Es ist bekannt, daß bei elektrischen Neonentladungsröhren durch einen Argonzusatz, der von 5 % bis zu geringen Bruchteilen eines einzigen Prozentes herabgehen kann, die Zündspannung erheblich herabgesetzt wird. Bei Quecksilberniederdruckröhren mit Neongrundfüllung wird ebenfalls Argon dem Neon zugesetzt, jedoch vornehmlich, um eine unerwünschte Rotverfärbung der Röhren bei tiefen Außentemperaturen zu vermeiden. Damit dies mit größerer Sicherheit eintritt, <wird der Argonzusatz bei derartigen Quecksilberniederdruckröhren in der Regel mit 5 bis 25% des Neongehaltes bemessen. Es wurden ferner auch schon die schwereren Edelgase Krypton und Xenon als Zusätze zur Neongrundfüllung zur Zündspannungsherabsetzung vorgeschlagen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Quecksilberniederdruckröhren mit einer aus einem Neon-Krypton-Gemisch oder Neon-Xenon-Gemisch bestehenden Grundgasfüllung,die zweckmäßig mit kalten Hohlblechelektroden versehen sind, wesentliche Vorteile erreicht werden, wenn bei einem Füllgasdruck von q. bis 8 mm Hg-S.äule der Kryptongehalt oder Xenongehalt der Füllung o,2 bis o,9o/o beträgt. Eine solche Röhre hat nämlich bei Stromstärken von wenigen Milliamperes an .eine stetig steigende StromspannungskennÜnie, die bei 5o bis ioomA einen waagerechten oder nur schwach fallenden Verlauf annimmt. Außerdem ist, wie an sich bekannt, die Erstzündspannung und Wiederzündspannung außerordentlich viel kleiner als bei reinem Neon, so daß eine Röhre nach der Erfindung, selbst wenn alles Quecksilber zufolge sehr tiefer Außentemperatur ausgefroren ist, zur Ausgleichung des noch verbleibenden geringen Unterschiedes zwischen Zünd- und Brennspannung nur noch einen ganz kleinen Vorschaltwiderstand Üucl zur Begrenzung der Stromstärke keine weiteren Mittel mehr erfordert. Dadurch wird aber der Betrieb von Röhren nach der Erfindung gegenüber bisherigen Röhren, die bei gleichem Füllgasdruck .einen wesentlich höheren Krypton- oder Xenonzusatz zur Neongrundfüllung laufweisen, wesentlich vereinfacht und verbilligt. Dieses Verhalten behält die Röhre nach der Erfindung von allen beliebig tiefliegenden Temperaturen an bis zu Zimmertemperatur und darüber bei. Die Röhren nach der Erfindung zeigen allerdings infolge :des geringen Krypton- oder Xenon genaltes bei sehr tiefer Außentemperatur eine Rotverfärbung, die aber leicht durch Verwendung von Quecksilbernachspeiseeinrichtungen behoben werden kann. Zweckmäßig werden hierfür die Elektroden oder mindestexiseine derselben als Quecksilber enthaltende Hohlgefäße mit kapillarer Austrittsöffnung für den Quecksilberdampf ausgestaltet. Die Verdampfung des Quecksilbers wird dabei durch die vom Kathodenfall veranlaßte Erwärmung der Elektroden bewirkt.
• Die genaue Innehaltung der Grenzen des Krypton- oder Xenonzusatzes und auch des Füllgasdruckes ist durchaus erforderlich, weil bei kleineren Krypton- oder Xenonzusätzen oder kleineren Füllgasdrücken das Krypton bzw. Xenon bei in der Kälte brennenden Röhren innerhalb 'weniger Stunden aufgezehrt wird; bei höheren Krypton- oder Xenonzusätzenoder höheren Gesamtfüllgasdrücken ist dagegen die die günstigen Eigenschaften der Röhre bewirkende steigende Kennlinie beim Brennen der Röhre in der Kälte nicht vorhanden. Ein etwas über o, 9 a/o betragender Krypton- oder Xenonzusatz, der die Kennlinie noch nicht steigend gemacht hat, kann nach einiger Brennzeit der Röhre so weit aufgezehrt sein, daß er` in das wirksame Gebiet gelangt ist, in dem die Kennlinie steigend ist.
• Worauf diese bisher völlig unbekannte Vorzeichenveränderung der Kennlinie des Neongases durch einen bestimmt bemessenen Zusatz von Krypton- oder Xenongas zurückzuführen ist, kann nicht angegeben werden, da die bisherigen theoretischen Vorstellungen dazu nicht ausreichen. Messungen haben jedenfalls ergeben, daß sowohl die Kennlinie des Gradienten der positiven Säule weniger stark fallend, zum Teil sogar steigend wird, als die einer mit reinem Neon oder Neon mit einem anderen Krypton- oder Xenonzusatz gefüllten Röhre, als auch die Kennlinien der Elektrodenfälle steigend werden, während sie bei anderen Röhren meist waagerecht verlaufen. , Aus diesem Grunde ist auch verständlich, daß bei Verwendung von zwei Glühelektroden bei Röhren nach . der Erfindung die gewünschte Wirkung nicht immer erreicht wird, weil nämlich die bis jetzt bekannten Glühelektroden wegen ihrer zu kleinen selbständigen Emission bei Erhöhung der Belastung stets ein starkes Fallen der Kennlinie herbeiführen, das nur durch eine sehr große, für praktische Zwecke selten in Frage kommende Rohrlänge mit geeigneter Auswahl eines Gasgemisches mit steigender Kennlinie des Gradienten überwogen werden könnte. Röhren nach der Erfindung lassen sich jedoch auch mit brauchbaren Längen herstellen unter Verwendung einer Glühelektrode und einer kalten Hohlblechelektrode, wobei sie dann mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden können. Bei Betrieb mit Gleichstrom muß nur darauf geachtet werden, daß durch elektrophoretische Wanderung nicht Teile der positiven Säule in ihrer Zusammensetzung so verändert werden, daß die Gesamtneigung der Kennlinie wieder fallend wird.
• Die steigende Kennlinie ,der neuen Quecksilberniederdruckröhre geht, wie bereits erwähnt, mit Vergrößerung der Belastung über ioomA über einen ziemlich flachen Höchstwert allmählich m einen ebenfalls nicht sehr steil fallenden Ast über. Um ein Übgrspringen der Entladung auf diesen Ast zu vermeiden, was ein unbegrenztes Steigen der Entladungsstromstärke zur Folge hab-enwürde, müssen Speisespsnnung und Vorschaltwiderstand zweckmäßig so gewählt werden, daß die durch den Betriebspunkt des steigenden Astes der Kennlinie des Neon-Krypton- oder Neon-Xenon-Gasgemisches gelegte Widerstandsgerade (vgl. S e e 1 i g e r, »Physik der Gasentladungen«, 2. Auflage, -1934, S. 128 u. ff) steiler ist als die vom Betriebspunkt ausgehende, an den tiefsten Punkt des fallenden Astes gelegte Berührende. Auch wird ein Überspringen auf den fallenden Ast der Kennlinie vermieden, wenn die Speisespannung kleiner bemessen wird als die Spannung des Höchstwertes der Kennlinie :des Grundgases.
• Eine Röhre nach der Erfindung hat z. B. bei einem Elektrodenabstand von i m einen Innendurchmesser von 2omm. Die Elektroden bestehen dabei,aus Eisenblechzylindern von 5o mm Länge und 17 mm Durchmesser. Die verwendete Grundgasfüllung besteht aus 6mm Neon mit o,5% Krypton oder Xenan. Die -einen kleinen Quecksilberhodenkörper aufweisende Röhre zündet noch sicher bei -22'C mit 8oo Volt; sie brennt dann mit einer Klemmenspannung von 65o Volt und einer Stromstärke von ¢o mA, so daß nur etwa i/5 der Speisespannung abgedrosselt zu werden braucht. Die Röhre kann im Innern noch zusätzlich lumineszierende Stoffe enthalten, die vorzugsweise an der Innenwand des Röhrengefäßes angebracht sind. Die Röhre kann aber auch, wie gleichfalls bekannt, mit einem Gefäß aus lumineszierendem Glase ausgestattet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Quecksilberniederdruckröhre, die mit einer aus einem Neon-Krypton- oder Neon-Xenon-Gemisch bestehenden Grundgasfüllung und zweckmäßig mit kalten Hohlblechelektroden versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Füllgasdruck von q. bis 8 mm Quecksilbersäule der Gehalt an Krypton oder Xenon der Füllung o,2 bis o,9o/u beträgt. z. Röhre nach Anspruch i, ,dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre mit einer kalten Hohlblechelektrode und einer Glühelektrode versehen ist. 3. Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode oder beide Elektroden aus Quecksilber enthaltenden Hohlgefäßen mit kapillarer Austrittsöffnung für den in der Elektrode entstehenden Quecksilberdampf bestehen.