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Einrichtung zur Druckmessung im Innern von Entladungsgefäßen, insbesondere
Gleichrichtern, mit Gas- oder Dampffüllung Zur Druckmessung in Vakuumentladungsapparaten
ist die Verwendung von Io;nisationsmanometern, die 2 mit Gitter zwischen Anode und
Kathode ausgestattet- sind, bereits vorgeschlagen. worden. Bei diesen Ionisationsmanometern
ist das @ Verhältnis zwischen Gitterstrom (Ionenstrom) und Anodenstrom (Elektronenstrom)
.der Gasdichte proportional. Ferner ist es bereits bekannt, die Kennlinien, also
die Charakteristik, beispielsweise einer Elektronenröhre, durch einen Elektronenoszillographen
abzubilden.
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Die Erfindung betrifft seine Einrichtung zur Druckmessung im Innern
von Entladungsgefäßen, insbesondere Gleichrichtern, mit Gas-oder Dampffüllung, :die
eine exakte Druckmeßeinrichtung für derartige Entladungsges fäße darstellt. Erfindungsgemäß
besteht die Druckmeßeinrichtüng aus einem im Innern des :gas- oder dampfgefüllten
Entladungsgefäßes untergebrachten, gegen Einstrom von Ionen aus seiner Umgebung
abgeschirmten Ionisationsmanometer mit Gitter zwischen Anode und Kathode- und einem
Elektronenoszillographen, dessen Ablenkplatten mit dem Gitter und der Anode des
Ionisationsmanometers verbunden sind, so..daß den. Ablenkplatten, gleichzeitig dem
Ionen- und dem Elektronenstrom im Ionisationsmanorneter proportionale Spannungen
zugeführt werden.
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Der Vorteil einer derartigen Einrichtung besteht .darin, @daß die
Druckmeßeinrichtung in Jedem Augenblick über den tatsächlichen Druck im Gleichrichter
Aufschluß zu geben in der Lage ist. Besonders wesentlich ist dabei auch der Umstand,
daß im Gegensatz zu` den sonst üblichen Druckmeßeinrichtuungen gleichzeitig der
Ionen- und der Elektronenstrom im Ionisationsmanometer überwacht werden.
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Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel für sein Ionisationsmanomeber
in schematischer Darstellung, das bei der Erfindung, verwandt werden kann -und das
sich besonders zum Einbau in Quecksilberdampfgleichrichter mit Metallgefäß eignet.
Es ist jedoch, wie man ohne weiteres sieht, durch Verwendung einer Glas-Metall-Verschmelzung
möglich, dieselbe -Anordnung auch bei Entladungsapparaten mit Glasgefäß anzuwenden.
Der Heizfaden i des Ionisationsmanomebers ist in bekannter Weise vom Gitter a umgeben,
das im Innern der Anode 3 angeordnet ist. Zur Isolation dieser Teile gegeneinander
sind zwei Isolierstücke ¢ und 5, vorzugsweise aus Quarz, vorgesehen. Da die Befestigung
- von Metallteilen in solchen hitzebeständigen Isoliermaterialien Schwierigkeiten
macht, werden im vorliegenden Falle diese Teile lediglich durch einen von außen
wirkenden Druck zusammengehalten: -Zu diesem Zweck sind indem Boden des das ganze
Ionisationsrizanometer umgebenden
Metallrohres 6 Schrauben 7 vorgesehen,
durch die das Isolierstück q. gegen eine Schulter 8 gepreßt wird. Zur Spannung des
Heizfadens ist eine Feder 9 vorgesehen, die zugleich zur Stromleitung vom Heizfaden
-zum Rohr dient. Als Widerlager für diese Kraft chexit entweder das Isolierstück
4. und eine geeig,'_ nete - Verdickung i o in der - Zuleitung - zum Heizfaden oder
die vakuumdichte Durchführung des Zuführungsdrahtes i i des Heizfadens. Zur Stromrückleitung
dient ein metallisches Schutzrohr 12; das mit dem Rohr 6 in leitender Verbindung
steht. Diese beiden Rohre sind mit Löchern 13 bzw. 14. versehen, durch die die Gas-
oder Dampfmoleküle zum Ionisationsmanometer ;gelangen können. Die Anode 3 ist ebenfalls
mit Löchern 15 versehen, die durch einen Schutzschirm 16 so abgedeckt sind,
.daß die :an sich schon infolge des Vorhandenseins der Schutzröhre 6 und 12 geringe
Wahrscheinlichkeit, daß Ionen in das Innere gelangen, außerordentlich klein ist.
Statt der metallischen Schutzrohre 6 und 12 können gegebenenfalls auch Rohre aus
nichtleitendem Stoff verwandt erden.
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Es ist unter Umständen zweckmäßig; den Teil des Rohres 12, in dem
sich die Zuführungsdrähte-befinden, durch öffnungen 17 mit dem Vakuumraum in Verbindung
zu bringen, da anderenfalls der Ausgleich des Druckes zwischen diesem Raum und dem
Vakuumraum sehr lange Zeit in Anspruch nimmt, so daß die Messungen unter Umständen
gefälscht werden würden. Die Zuführungsdrähte können entweder mit Hilfe einer Glas-Metall-Verschm.elzung
isoliert herausgeführt werden oder, wie in der Abbildung darge--stellt, mit Hilfe
einer isolierenden Vergüßmasse 18 vakuumdicht durch ein Isoliermate° xial z 9 -
hindurchgeführt werden.
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Zur Messung wird bekanntlich im allgemeinen das Gitter negativ aufgeladen
und das Verhältnis vom Gitterstrom (Ionenstrom) .zum Anodenstrom (Elektronenstrom)
beobachtet. Dieses Verhältnis ist bekanntlich der Gasdichte proportional: Die Messung
erfolgt bei der Erfindung mit Hilfe eines in der Abbildung nicht dargestellten Elektronenoszillographen.
Erfindungsgemäß werden dabei den Ablenkplatten, ,dem Ionen- und dem Elektronenstrom
proportionale Spannungen zugeführt, so daß der Lichtfleck bei zeitlich veränderlichem
Elektronenstrom auf dem Leuchtschirm eine Gerade beschreibt,. :deren Neigung gegen
die Elektronenstromachse der Dichte proportional ist. .Dies wird dadurch erreicht,
daß die Ablenkplatten mit dem Gitter und der Anode verbunden .sind. Die Druckrneßeinrichtung
gemäß der Erfindung @eignet sich besonders zur Beobachtung rasch veränderlicher
Vorgänge, beispielsweise zur Messung der Gasdichte im Innern des Anödenschutzrohres
.eines im Betrieb befindlichen Quecksilberdampfgleichrichters.
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. Für viele Anwendungen der Erfindung ist es zweckmäßig, den Heizstrom
des Glühfa-%-;dens i periodisch zu ändern. Wenn beispiels-`weise zur Speisung des
Glühfadens sinusfö.rmiger Wechselstrom der gleichen Frequenz verwendet wird wie
zur Speisung des gas-oder dampfgefüllten - Entladungsgefäßes, so ist es in sehr
vielen Fällen möglich, eine eindeutige Beziehung zwischen dem zeitlichen Dichteverlauf
und den periodischen elektri, scheu Vorgängen im Innern des Entladungsapparates
herzustellen.
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Abb. 2 neigt in schematischer Darstellung als weiteres Ausführungsbeispiel
eines Ionisationsmanometers für eine Einrichtung nach der Erfindung eine Anordnung,
bei der als - Elektronenquelle nicht ein Heizfaden, sondern .eine Gasentladung verwendet-wird.
Zu diesem Zweck ist im Innern des als Anode dienenden Rohres 2o ein Gitter 2i angeordnet,
und als Kathode ist ein vielfach durchbrochenes Rohr 2z vorgesehen, dessen Inneres
durch die Öffnung 23 mit dem Raum des Entladungsgefäßes in Verbindung steht. Dieses
Rohr 22 wird alt Anode für eine Glimm- oder Bogenentladung gegenüber einem Teil
des Entladungsgefäßes betrieben. Es gelangen dabei praktisch nur Elektronen aus
dieser Hilfsentladung in das Innere des Ionisationsmanometers. Auch in diesem Falle
ist erfindungsgemäß ein Elektronenoszillograph in der beim ersten Ausführungsbeispiel
angegebenen Weise zu benutzen. Bei dieser Anordnung, die schon infolge ihnen Bauart
und-Betriebsweise abgeschirmt ist, erübrigt sich selbstverständlich eine weitere
Abschirmung des Ionisationsmanometers gegenüber positiven Ionen. Es müssen jedoch
die Zuleitungen zur Kathode, zum Gitter und zur Anode in einem entladungsfreien
Raum untergebracht werden, der beispielsweise durch das Rohr 2¢ mit der Öffnung
17 ,für den Druckausgleich abgeschirmt ist: Es ist in vielen Fällen zweckmäßig;
das metallische Schutzrohr 12 oder' 24 durch vakuumdichte Ringe 25 und Hülsen 26
aus i Isoliermaterial, wie in Abb. i dargestellt, vom metallischen: Gefäß des Vakuumentladüngsapp.arates
zu isolieren.