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Verfahren zue Herstellung von Vorrichtungen zur Umwandlung von unsichtbaren,
insbesondere infraroten Strahlen in sichtbares Licht Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zur Umwandlung von unsichtbaren, insbesondere infraroten Strahlen
in sichtbares Licht, bestehend aus einer Glimmlampe mit einer mit einer bei Belichtung
seinen Widerstand ändernde Schicht, beispielsweise Selen, überzogenen Elektrode.
Bei diesen Vorrichtungen findet die Beobachtung -der auf der Kathode entstehenden
Glinimbilder, welche durch die Projektion der unsichtbaren, insbesondere infraroten
Strahlen erzeugt werden, im allgemeinen durch die der Kathode gegenüberstehende
Anode hindurch statt. Die Anode muß daher so ausgebildet sein, daß sie die Beobachtung
des Glimmbildes nicht wesentlich stört. Da es zur Erzielung eines gleichmäßig hellen
Bildes notwendig ist, daß das elektrische Feld zwischen Anode und Kathode möglichst
homogen ist, wird die Anode gewöhnlich von einem Schirm gebildet, der aus einer
großen Menge möglichst dünner Drähte, beispielsweise aus Tantal, Wolfram, Platin,
besteht. Diese Drähte sind bei bekannten Vorrichtungen der genannten Art parallel
in einem aus Draht gebogenen Rahmen, z. B. aus Kupfer, ausgespannt, der gleichzeitig
die Stromzuführung zu den Drähten vermittelt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß infolge der Unterschiede in den Wärmeausdehnungswerten
zwischen dem Stoff des Rahmens und dem Stoff der dünnen Drähte bei der Ausglühung
der Einrichtung zur Entfernung der Gasreste aus den Metallteilen die dünnen Anodendrähte
ausgezogen werden und sich nach dein Erkalten nicht mehr zu ihrer ursprünglichen
Länge zusammenziehen. Infolgedessen entstehen nach dem Erkalten Krümmungen, durch
welche die Homogenität des Feldes gestört wird.
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Um unzulässige Dehnungen der Anodendrähte beim Ausglühen zu verhindern,
wird erfindungsgemäß zum Befestigen der Drähte ein Ring aus Glas oder ähnlichem
Werkstoff verwendet und die Befestigung dieser Drähte an diesem Ring in folgender
Weise vorgenommen.
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Die Drähte werden zunächst in einem Hilfsrahmen ausgespannt. Sie werden
dann gegen die oben abgeschliffene Seite des Glasringes gedrückt, die zuvor mit
einem aus Glaspulver, einem Fluß- und einem Bindemittel bestehenden Glaslot bestrichen
ist. In dieser Lage werden die Drähte ' mit dem Ring in einem Ofen bis zur
Bindung des Lotes erhitzt. Nach dem Abkühlen können dann die Drähte um den Glasring
in der erforderlichen Länge abgeschnitten und die Enden mit der Stromzuleitung verbunden
werden. ZumFestklemmen der Drähte auf dem Glasring vor der Erhitzung kann gegebenenfalls
ein weiterer Glasring verwendet werden, der über den
ersten geschoben
wird und hierbei die Drähte festklemmt.
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Die Verbindung der Drahtenden untereinander kann gegebenenfalls dadurch
hergestellt -,verden, daß man den Glasring an der Seite, an der er mit den Anodendrähten
in direkte Berührung kommt, mit einer Platinlösung oder einer anderen Lösung bestreicht,
die beim Erhitzen einen leitenden Niederschlag erzeugt. Bei der Erhitzung der Anode
zum Zweck der Lötung wirddieser leitende Niederschlag dann gleichzeitig eingebrannt.
Ein zur Zuleitung des Stromes dienender Draht kann in demselben Arbeitsgang an den
Glasring angeschmolzen werden.
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1-?ine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß
man ein leitendes Lot verwendet. Da die in Frage kommenden Ströme verhältnismäßig
schwach sind, braucht die Leitfähigkeit des Lotes nicht besonders groß zu sein.
Es wurden beispielsweise ganz gute Ergebnisse erzielt mit einem Lot, das aus Glaspulver,
einem Flußmittel, beispiels--weise Borax, und gegebenenfalls noch Bleisalzen bestand,
dem noch fein verteilte leitende Stoffe zugesetzt wurden. Als solche wurden kolloidaler
Graphit oder Metallsalze, wie Silberchlorid, benutzt, die gegebenenfalls nach Hinzufügung
von Reduktionsmitteln bei der zum Zweck der Lösung folgenden Erwärmung Metalle in
kolloidaler Form abschneiden. '
Bei Verwendung eines Glasringes für die Befestigung
der Anodendrähte kann jede 'Dehnung der Anodendrähte vermieden werden, weil Glas
annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie Tantal oder Platin.
Mit Spezialgläsern kann man sogar dem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten des Wolframs
nahekommen. Außerdem verringert die Verwendung des Glasringes die in der Vorrichtung
vorhandenen Metallmengen, so daß die Gefahr einer nachträglichen Gasabgabe verringert
w- ird.
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Noch günstiger als die Benutzung von einzeln ausgespannten dünnen
Drähten ist die Verwendung eines gewirkten Drahtnetzes. Dieses hat wie gewirkte
Stoffe eine hohe Elastizität, auch wenn die einzelnen Drähte selbst ihre Elastizität
beim Ausglühen zum
Teil verloren haben. Es nimmt immer wieder die erwünschte
ebene Form an, wenn es am Anfang mit der nötigen Spannung angebracht ist. Aus diesem
Grunde ist bei Benutzung eines gewirkten Drahtnetzes zur Lösung der der Erfindung
zugrunde liegenden Aufgabe die Verwendung eines Rahmens aus Glas oder keramischem
Stoff geringen Ausdehnungskoeffizientens nicht unbedingt erforderlich. Wenn man
jedoch, um die bei Vorhandensein größerer Metallniassen in der Zelle bestehende
Gefahr einer nachträglicher Gasabg,abe zu vermeiden, einen Rahmen aus Glas oder
keramischern Stoff vorzieht, kann man mit Vorteil den Rand des Rahmens mit einem
leitenden Überzug versehen, durch den die Verbindung init der Stromquelle bewirkt
wird.
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Eine weitere Möglichkeit, die durch die Wärmeausdehnung beim Ausglühen
entstehenden Dehnungen der Anodendrälite zu vermeiden, besteht darin, daß man mit
den Drähten eine Birnetallfeder verbindet, die so eingerichtet ist, daß sie während
einer Erwärmung der Anode die einzelnen Drähte entspannt und bei der Abkühlung für
die Wiederherstellung der Spannung sorgt.
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Die hier für die Ausführung der Anode angegebenen Maßnahmen können
auch bei der Ausbildung einer Hilfselektrode angewendet werden, die zur Steigerung
der Kontraste des Glimmlichtbildes vorgesehen sein kann.
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Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben
werden.
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Fig. i zeigt eine Vorrichtung zur Umwandlung von unsichtbaren, insbesondere
infraroten Strahlen in sichtbares Licht mit einer Anode gemäß der Erfindung im Schnitt
nach Linie 1-1 der Fig. 2.
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Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. i in Richtung der
Pfeile gesehen.
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F41. 3- zeigt eine andere Ausführungsforill der Anode
gemäß der Erfindung.
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Fig- 4 zeigt einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Die in den Fig. i und 2 dargestellte Vorrichtung zur Umwandlung von
unsichtbaren, insbesondere infraroten Strahlen in sichtbares Licht wird von einer
Zelle gebildet, die bei der dargestellten Ausführungsform aus einem kreiszylindrischen
Rohrstück i und daran angebrachten vorderen und hinteren Abschlußplatten 2 und
3 besteht. Von diesen ist wenigstens die vordere Abschlußplatte2, durch die
die unsichtbaren Strahlen einfallen und die Beobachtung, des von ihnen erzeugten
Glimmbildes geschieht, aus durchsichtigem und auch für die sichtbar zu machende
Strahlung durchlässigem Glas. Innerhalb der Zelle befindet sich die als Kathode
dienende lichtelektrisch wirksame Schicht 4 aus Seleii, Thallofid o. dgl. unter
Zwischenschaltung einer leitenden Schicht 5 z. B. aus Graphit oder Platin
auf einer ebenen Glasplatte 6. Der lichtelektrisch wirksamen Schicht gegenüber
ist die Anode angeordnet, die bei der in den Fig. i und 2 dargestellten i1,usführungsforni
aus parallel zueinander und zu der Schicht 4 ausgespannten einzelnen Drähten
7 besteht. Die dünnen Drähte 7 sind vorzugsweise aus einem widerstandsfähigen
Stoff, wie Platin, Wolfrain o. dgl., hergestellt.
Da bestimmte Gase,
beispielsweise Sauerstoff, auf die lichtelektrisch wirksame Schicht ungünstige Einwirkungen
ausüben, ist es notwendig, alle Metallteile vollständig zu entgasen, was bekanntlich
durch Ausglühen derselben im Vakuum geschieht. Damit sich dabei die Drähte, aus
denen die Anode zusaminengesetzt Üt, nicht verziehen, ist erfindungsgemäß der Rahmen,
in welchem die Drähte7 ausgespannt sind, aus einem Stoff hergestellt, der annähernd
denselben oder jedenfalls keinen wesentlich größeren Ausdehnungskoeffizienten als
der Stoff der Drähte 7 besitzt. Der Rahmen besteht z. B. aus einem Glasring8,
mit dem die Drähte7 nach dem oben beschriebenen Verfahren durch Lötung mit Glaslot
verbunden sind. Um eine möglichst feste Verbindung der Drähte 7 mit ihrem
Rahmen zu erzielen, ist bei der dargestellten Ausführungsform über den Glasring
8 ein weiterer Glasring 9 geschoben, dessen innerer Durchmesser nur
wenig größer als der A:ußendurchmesser des Ringes 8
ist. Auf diese Weise werden
die Anodendrähte 7 zwischen den Glasringen fest eingeklemmt und können nach
der Lötung auch eine gewisse mechanische Beanspruchung aushalten, ohne an ihren
Befestigungsstellen auszureißen. Die Verbindung der Anodendrähte 7 mit der
Stromquelle erfolgt durch Zusammenführen der Enden der einzelnen Drähte oder besser
dadurch, daß die Oberfläche des Glasringes 8 mit einem leitenden Überzug
8" versehen wird, der die Enden der Drähte 7 verbindet und der seinerseits
mit einer Stromzuführung io verbunden ist, die nach außen geführt ist und die Herstellung
einer Verbindung mit der Stromquelle gestattet.
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Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Glasring
9 erfindungsgemäß gleichzeitig zur Bestimmung des Abstandes der Kathode von
der Anode. Der Träger 6 der Kathode ist dabei zwischen den 'Glasring
9
und einen weiteren Glasring ii eingeklemmt, der auf ihrer Rückseite angeordnet
ist.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten anderen Ausführungsforrn der
Anode besteht diese aus einem Netz 18 bzw. 18", das aus dünnem Draht gewirkt ist.
je nachdem das Drahtmaterial selbst mehr oder weniger elastisch ist bzw. mehr oder
weniger dazu neigt, seine Elastizität beim'Ausglühen zu verlieren, kann man die
ein besonders elastisches Netz ergebende Ausführung 18, die im oberen Teil der Fig.
3 dargestellt ist, oder die einfacher herzustellende Ausführung 18" verwenden,
die der untere Teil der Fig. 3 zeigt. Ein derartig h'ergestelltes Netz besitzt
eine große Elastizität und nimmt bei Dehnungen stets wieder seine ursprüngliche
Form an. Die Verwendung eines gewirkten Drahtnetzes als Anode hat den weiteren Vorteil,
gegenüber den einzeln ausgespannten Drähten, daß es auch durch etwa beim Zusammenbau
stattfindende Berührungen nicht deforrniert wird, da infolge seiner Elastizität
sich etwaige Ausbuchtungen sofort wieder ausgleichen.
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Schließlich kann man auch, um eine Dehnung und Deformierung der Anode
zu vermeiden, Bimetallfedern vorsehen, die eine Anspannun 'g der Anode beim
Ausglühen, welche übrigens außer durch Unterschiede im Wärineausdehnungskoeffizienten
auch durch die eigene Schwere der Anodendrähte hervorgerufen werden kann, verhindern.
In der Fig. 4 ist diese Einrichtung bei einem einzelnen Anodendraht einer Anode,
die ähnlich der in den Fig. i und :2 gezeigten Anode gebaut ist, dargestellt. Bei
dieser Ausführungsform ist das eine Ende des Drahtes 7 nicht unmittelbar
an dem Rahmen 8" angebracht, sondern steht mit diesem durch eine aus zwei
Metallen verschiedenen Ausdehnungskoeffi--zientens zusammengesetzte Feder ig in
Verbindung. Die Feder ig ist so dimensioniert, daß sie sich vor der Ausglühung unter
Spannung, beispielsweise in der Lage I, befindet. Bei der Erwärmung bewegt sich
ihr an dem Draht 7 befestigtes Ende in die strichpunktiert gezeichnete Stellung
II, in der der Draht 5 völlig entspannt ist, so daß er auch, wenn er etwa
beim Ausglühen weich wird, nicht in die Länge gezogen werden kann. Eine Ausdehnung
kann höchstens durch sein eigenes Gewicht erfolgen. Nach dem Ab-
kühlen geht
die Feder ig wieder zurück und kommt, falls tatsächlich eine geringe Dehnung des
Drahtes 7 stattgefunden hat, in die ebenfalls strichpunktiert gezeichnete
Stellung III, in der sie sich immer noch unter einer gewissen Spannung befindet,
so daß sie imstande ist, den Draht7 dauernd gerade ausgespannt zu halten.