DE741183C - Gas- oder dampfgefuelltes elektrisches Entladungsgefaess - Google Patents

Gas- oder dampfgefuelltes elektrisches Entladungsgefaess

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Publication number
DE741183C
DE741183C DES131353D DES0131353D DE741183C DE 741183 C DE741183 C DE 741183C DE S131353 D DES131353 D DE S131353D DE S0131353 D DES0131353 D DE S0131353D DE 741183 C DE741183 C DE 741183C
Authority
DE
Germany
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cathode
discharge vessel
discharge
anode
vessel according
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Expired
Application number
DES131353D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Rudolf Schade
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES131353D priority Critical patent/DE741183C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE741183C publication Critical patent/DE741183C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J40/00Photoelectric discharge tubes not involving the ionisation of a gas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/54Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting

Description

  • Gas- oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß Es sind elektrische Entladungsröhren mit Steuergitter bekannt, bei welchen das- Gitter mit einer Photoelektrode verbunden ist, durch deren Bestrahlung mit Licht von wechselnder Intensität das Potential des Steuergitters und damit der die Röhre durchfließende Strom verändert werden kann. Diese Röhren wirken gewissermaßen als optische Relais, eignen sich aber nicht zum Schalten von stärkeren Strömen. Um auch größere Ströme schalten zu können, hat man die Verwendung eines gasgefüllten elektrischen Entladungsgefäßes vorgeschlagen, das außer den Hauptelektroden noch eine Photoelektrode besitzt. Bei Bestrahlung der Photoelektrode mit Licht liefert diese eine gewisse Anzahl von Elektronen in den Raum zwischen den Hauptelektroden, so daß durch Ionisation des Füllgases (-dumpfes) die Zündung zwischen den Hauptelektroden herbeigeführt wird. So ist z. B. ein Photorelais bekannt, das aus flachen, einander in geringer Entfernung gegenüberstehenden Elektroden und einem lichtempfindlichen Belag auf der Röhrenwand besteht. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die an der Photoschicht ausgelösten Elektronen verhältnismäßig schwer in den Raum zwischen den beiden Hauptelektroden eindringen können. Es ist ferner bekannt, die Photokathode als Wandbelag auszubilden, der eine ringförmige Anode von allen Seiten umgibt, in deren Nähe eine Kathode angebracht ist.
  • Die Erfindung geht nun darauf -aus, ein gas-oder dampfgefülltes Entladungsgefäß mit einer Anode und einer Kathode sowie einer lichtempfindlichen Elektrode, die bei Bestrahlung mit Licht Elektronen in den Raum zwischen den Hauptelektroden aussendet und so die Entladung zwischen diesen Elektroden auslöst, derart auszubilden, daß bei allergrößter Empfindlichkeit der Anordnung auch eine hohe Lebensdauer erreicht wird, d. h. daß die Photoschicht im Betriebe nicht durch den Aufprall einer größeren Anzahl von positiven Ionen beschädigt wird. Gemäß der Erfindung wird dies in der Weise erreicht, daß die Photoelektrode, die vorzugsweise als Wandbelag ausgebildet ist, den die Kathode enthaltenden Raumteil des Gefäßes umhüllt und daß der Kathode und der Photoelektrode gegenüber eine Anode mit einer im Vergleich zur Kathodenfläche kleinen Oberfläche derart angeordnet ist, daß sie von allen Stellen der Photoelektrode einen größeren Abstand hat als von der Kathode. Dadurch erreicht man folgende vorteilhafte Wirkung.
  • Bei Belichtung der Photoelektrode gehen von der großen Oberfläche dieser Elektrode überall Elektronen aus, die im wesentlichen in gerader Richtung unmittelbar auf die der Hauptkathode zugekehrte Anodenoberfläche zustreben. Da die Anode außerdem noch klein ist, entsteht vor dieser Fläche eine sehr hohe Stromdichte und, wie sich herausgestellt hat, eine sehr intensive Trägererzeugung, so daß die Vorbedingungen für das Zünden der Hauptentladung besonders günstig werden. Der gesamte Elektronenstrom, der von der Photokathode ausgeht, wird dazu verwendet, gerade den Teil des Gasinhaltes des Gefäßes, der zwischen den beiden Hauptelektroden liegt, besonders kräftig zu ionisieren, so daß die Empfindlichkeit der Anordnung sehr groß ist. Es gelingt, schon bei verhältnismäßig schwacher Belichtung der Photokathode eine zum Zünden der Hauptentladung ausreichende Stromdichte vor der Anode zu erzeugen. Die Hauptentladung geht im wesentlichen zwischen Hauptanode und Hauptkathode über, da die gegenseitige Lage und die Abstände der Elektroden voneinander vorteilhaft gewählt sind. Dadurch wird aber die Photokathode entlastet und verhindert, daß im Betriebe die Photoschicht durch starken Ionenaufprall beschädigt bzw. zerstört wird. Man erreicht also durch die Anordnung nach der Erfindung gleichzeitig eine hohe Empfindlichkeit und große Lebensdauer.
  • Ein Beispiel für die Durchführung des Erfindungsgedankens gibt die Figur. Innerhalb des beispielsweise mit einem Edelgas von niedrigem Druck gefüllten Glasgefäßes i sind die Betriebskathode 2 und die Anode 3 angeordnet. Ein Teil der Gefäßwand in der Umgebung der Betriebskathode ist in der dargestellten ZVeise mit einer lichtempfindlichen Schicht q. versehen, so daß die lichtempfindliche Schicht den die Betriebskathode (Hauptkathode) enthaltenden Raum umschließt. Die Betriebskathode ist über den Verbraucher 8 und die Spannungsquelle g mit der Anode des Entladungsgefäßes verbunden.
  • Die Entladung zwischen den Hauptelektroden wird durch Bestrahlung der photoelektrischen Schicht mit Licht eingeleitet. Dadurch wird die Photoschicht zur Aussendung von Elektronen angeregt, welche nach der Anode zu fliegen und auf ihrem Wege Ionen erzeugen. Dadurch wird bei einer gewissen Intensität des eingestrahlten Lichtes die Stromdichte vor derAnode, auf die es für die Zündung einer Entladung zwischen Anode und Betriebskathode besonders ankommt, verhältnismäßig groß und die Vorbedingungen für den Übergang einer selbständigen Entladung zwischen den beiden Hauptelektroden sind damit geschaffen. Allerdings muß auch bei der Bemessung der Abstände zwischen den Elektroden bzw. den Elektroden und der Photoschicht so vorgegangen werden, daß die Hauptentladung tatsächlich zwischen Anode und Betriebskathode übergeht. Dazu genügt es, wenn man den Abstand zwischen den beiden Hauptelektroden kleiner wählt als den Abstand zwischen der Anode und dem ihr zunächstliegenden Teil der Photoschicht. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Abstandsverhältnis von i : 1,s ergeben. Diese Bemessung der Abstände zusammen mit der hohen, vor der Anode herrschenden Stromdichte begünstigen den Übergang einer Entladung zwischen den Hauptelektroden, so daß die Zündung tatsächlich zwischen diesen beiden Elektroden erfolgt und, wie die praktischen Versuche ergeben haben, die Photoschicht im Betriebe so gut wie gar nicht belastet wird.
  • Die hohe Stromdichte vor der Anode ist offenbar auf die große Konzentration metastabiler Atome zurückzuführen, welche sich vor der Anode einstellt und eine Herabsetzung der Zündspannung um einen ziemlich hohen Prozentsatz, beispielsweise 3o bis 3ö°", zur Folge hat. Um diese hohe Konzentration zu erhalten, ist es wesentlich, daß die metastabilen Atome keine ausgebreiteten Flächen vorfinden, an denen sie ihre Ladung abgeben können; man wird daher der Anode eine möglichst kleine Fläche geben.
  • Selbstverständlich kann man die Photoschicht anstatt auf der Glaswand auch auf einen Tragkörper (Schirm) anbringen.
  • Als Elektronenquelle (Betriebskathode) kann man sowohl eine kalte Kathode als auch eine in beliebiger Weise beheizte Oxydkathode verwenden. Im letzteren Falle muß durch Anordnung geeigneter Schirme in der Umgebung der Kathode oder in der Entladungsbahn die Zündung einer Entladung zwischen den Hauptelektroden erschwert «erden, derart, daß erst bei Auslösung eines entsprechend starken Elektronenstromes durch das eingestrahlte Licht die Spannung so weit herabgesetzt wird, daß die Zündung der Hauptentladung stattfindet.
  • In der Figur ist noch ein im Kreise der Photokathode liegender Ohmscher Widerstand 7 gezeichnet. Dieser Widerstand braucht nicht groß zu sein, da er lediglich bei Überspannungen zur Begrenzung des Photostromes dient.
  • Bei Einschaltung eines derartigen Widerstandes zur Begrenzung des Photostromes ergibt sich die Notwendigkeit, die Hauptkathode und Photokathode voneinander zu isolieren. Man ordnet daher die Einschmelzstelle für den Zuführungsdraht der Hauptkathode in einem Ansatz des Gefäßes an, welcher eine Einengung 6 besitzt. Die aufgedarnpftePhotoschicht kann dann keinen Kurzschluß mit dem Stromzuführungsdraht der Betriebskathode bekommen.
  • Durch die Wahl der angelegten Spannung läßt sich die Empfindlichkeit des Ansprechens der Röhre regeln. Liegt die angelegte Spannung sehr weit unterhalb der Zündspannung der Entladung im Dunkeln, dann ist die Empfindlichkeit geringer; sie wird größer, je näher die angelegte Spannung der Zündspannung im Dunkeln kommt. An sich ist die Empfindlichkeit der Anordnung nach der Erfindung sehr groß, so daß man Stoffe für den lichtelektrischen Belag wählen kann, welche mechanisch widerstandsfähig sind, dafür aber eine geringere lichtelektrische Empfindlichkeit besitzen. Durch die Vorteile der besonderen Anordnung wird dieser Mangel an Empfindlichkeit so weit kompensiert, daß er praktisch nicht fühlbar wird. So wurden beispielsweise mit Photoschichten aus metallischem Barium oder aus Kaliumoxyd gute Erfolge erzielt.
  • Die neue Röhre eignet sich sowohl für Einschaltung in Gleichstrom- als auch in Wechselstromkreise. Im letzteren Falle gewinnt man den Vorteil, daß die Entladung nach Aufhören der Lichteinwirkung auf die Photoschicht erlischt. Das gleiche gilt, wenn die Röhre in einer bekannten Kippschwingschaltung betrieben wird.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gas- oder dampfgefülltes elektrisches Entladungsgefäß mit einer Anode und einer Kathode sowie einer lichtempfindlichen Elektrode, die bei Bestrahlung mit Licht Elektronen in den Raum zwischen den Hauptelektroden aussendet und so die Entladung zwischen diesen Elektroden auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelektrode, die vorzugsweise als Wandbelag ausgebildet ist, den die Kathode enthaltenden Raumteil des Gefäßes umhüllt und daß der Kathode und der Photoelektrode gegenüber eine Anode mit einer im Vergleich zur Kathodenfläche kleinen Oberfläche derart angeordnet ist, daß sie von allen Stellen der Photoelektrode einen größeren Abstand hat als von der Kathode.
  2. 2. Entladungsgefäß nach Anspruch =, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen der Anode und der Betriebskathode zu dem zwischen der Anode und dem ihr am nächsten liegenden Teil der Photoschicht wie i : 1,5 verhält.
  3. 3. Entladungsgefäß nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoschicht auf einem besonderen Tragkörper angeordnet ist.
  4. 4. Entladungsgefäß nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode von der Stromführung zur Betriebskathode isoliert ist.
  5. 5. Entladungsgefäß nach den Ansprüchen = bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung mechanisch gut haltbarer Photoschichten, z. B. aus Kaliumoxyd oder metallischem Barium.
  6. 6. Entladungsgefäß nach Anspruch i und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer direkt oder indirekt geheizten Oxydkathode als Betriebskathode.
  7. 7. Entladungsgefäß nach Anspruch x und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entladung zwischen der geheizten Kathode und der Anode durch Anordnung schirnm artiger Elemente in der Umgebung der Kathode oder in der Entladungsbahn erschwert wird, derart, daß eine Zündung der Hauptentladung erst dann erfolgen kann, wenn ein Licht bestimmter Intensität in der Röhre eingestrahlt wird und einen Elektronenstrom entsprechender Größe auslöst. B. Anordnung zum Betriebe eines Entladungsgefäßes nach Anspruch i und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß in einen Wechselstromkreis eingeschaltet ist. g. Anordnung zum Betriebe eines Entladungsgefäßes nach Anspruch i und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß in einer an sich bekannten Kippschwingschaltung verwendet ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: österreichische Patentschrift.. Nr. 134 932; französische 772 613; amerikanische 2 o96 863.
DES131353D 1938-03-21 1938-03-22 Gas- oder dampfgefuelltes elektrisches Entladungsgefaess Expired DE741183C (de)

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DES131353D DE741183C (de) 1938-03-21 1938-03-22 Gas- oder dampfgefuelltes elektrisches Entladungsgefaess

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2229135X 1938-03-21
DES131353D DE741183C (de) 1938-03-21 1938-03-22 Gas- oder dampfgefuelltes elektrisches Entladungsgefaess

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DE (1) DE741183C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1127490B (de) * 1960-10-04 1962-04-12 Deutsche Bundespost Gasentladungsroehre

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT134932B (de) * 1931-05-06 1933-10-10 Max A E Pressler Verstärkerröhre.
FR772613A (fr) * 1933-05-01 1934-11-02 Lampe à décharge électronique et ses applications
US2096863A (en) * 1929-10-07 1937-10-26 Raytheon Production Corp Photoelectric tube system

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