DE872603C - Ionenventil - Google Patents

Ionenventil

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Publication number
DE872603C
DE872603C DEST1183D DEST001183D DE872603C DE 872603 C DE872603 C DE 872603C DE ST1183 D DEST1183 D DE ST1183D DE ST001183 D DEST001183 D DE ST001183D DE 872603 C DE872603 C DE 872603C
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DE
Germany
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valve according
ion valve
ion
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oscillating
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Expired
Application number
DEST1183D
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English (en)
Inventor
Hannes Alfven
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ABB Norden Holding AB
Original Assignee
ASEA AB
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Publication date
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Publication of DE872603C publication Critical patent/DE872603C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J13/00Discharge tubes with liquid-pool cathodes, e.g. metal-vapour rectifying tubes

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

  • Ionenventil Falls man in einer !dampf- oder gasförmigen Strombahn den Druck oder, genauer ausgedrückt, die Dampf- bzw. Gasdichte (die bei gleicher Temperatur dem Druck proportional ist) sinken läßt, sinkt anfangs auch der Spannungsabfall in der Strombahn, um bei einem gewissen, von der Beschaffenheit des Gases bzw. Dampfes gewissermaßen abhängigen Druck ein Mindestmaß zu erreichen und dann wieder zu steigen. Er wird beträchtlich, wenn die Gasdichte so niedrig wird, daß die freie Weglänge der Elektronen von der gleichen Größenordnung wie die Abmessungen des umgebenden Gefäßes wird, weil die Wahrscheinlichkeit einer Stoßionisation dann schnell abnimmt und die gesamte Ionisation niedriger wird, so daß die früher als ein Ionenventil wirkende Strombahn als ein reines Elektronenventil zu wirken anfängt. Man kann annehmen, daß ein solcher Übergang etwa bei einer freien Elektronenweglänge von der Größenordnung von i cm eintritt.
  • Ein reines Elektronenventil vermag bei gleichen Abmessungen nur einen beträchtlich schwächeren Strom als ein Ionenventil zü leiten und hat auch einen höheren Spannungsabfall. Es hat andererseits gewisse Vorteile gegenüber dem Ionenventil, unter anderem eine größere Sicherheit gegen Rücksttom (Rückzündung).. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ionenventil, das diesen Vorteil des Elektronenventils mit der wesentlich höheren Stromleitfähigkeit und dem-niedrigeren Spannungsabfall des Ionenventils vereinigt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine mit hoher Frequenz --(von -der Größenordnung 107-1o8 Hz) pendelnde Elektronenbewegung die Fähigkeit hat, eine lebhafte Stoßiönisierung auch in Gasen und Dämpfen zu bewirken, deren Dichte so klein ist, däß die freie Elektronenweglänge von der gleichen Größenordnung wie die Abmessungen des Gefäßes ist. Dies scheint darauf zu beruhen, daß die pendelnde Bewegung dem Elektron eine wirksame Gesamtweglänge gibt, die vielmals größer als der Abstand zwischen den Endlagen der Bewegung ist. Falls das Elektron z. B. geradlinig hin und her pendelt, kann es sich. vielmals hin und zurück zwischen seinen Endlagen bewegen, und die Wahrscheinlichkeit dafür, daß es während dieser ganzen Bewegung auf ein neutrales Molekül mit genügender Geschwindigkeit trifft, um eine Stoßionisation hervorzurufen, wird entsprechend erhöht. Die Bewegung kann auch kreisend anstatt geradlinig hin und her gehend sein, und auch in diesem Fall wird- die Gesämtweglänge, bevor @d;as Elektron zufällig aus seiner Bahn abgelenkt wird; vielfach größer als der Kreisdurchmesser mit entsprechend erhöhter Wahrscheinlichkeit eines ionisierenden Zusammenstoßes. Selbstverständlich ist auch jede Zwischenform zwischen der kreisenden und der geradlinig hin und her gehenden Bewegung möglich, z. B. jede Form einer Lissajouschen Kurvenbewegung. Die Pendelbewegung kann in verschiedener Weise geschaffen werden. Eine hauptsächlich geradlinige Bewegung kann man durch den Anschluß eines Hochfrequenzsenders an zwei Elektroden bewirken, die nicht innerhalb des Ventilgefäßes liegen müssen, da der Strom kapazitiv durch die Wand geleitet werden kann. Sie kann auch durch .ein schwingendes magnetisches Feld erzeugt werden. Eine Kreisbewegung kann man durch zwei zueinander senkrechte phasenverschobene elektrische oder magnetische Felder, oder durch eine Anordnung der Zyklotrontype erzeugen. Andere Arten von Pendelbewegungen können in entsprechender Weise erzeugt werden.
  • Es ist bekannt, in dem elektrostatische Steuergitter umgebenden Raum hochfrequente Schwingungen zu erzeugen, um idie Raumladung am Gitter zu. beeinflussen und das letztere dadurch bei. einem Potential unwirksam zu machen, bei dem es sonst sperren- würde. Hier wird also nicht beabsichtigt; die -Strombahn im übrigen zu beeinflussen, die ohnedies genügend leitend angenommen wird.
  • Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung in Abb. i bis 3 schematisch dargestellt.
  • In Abb. x sind in einem Ionenventilgefäß i eine Glühkathode 2, ein Gitter 3 und eine Anode ¢ für die Hauptstrombahn angebracht. In gewisser Entfernung- von dieser Bahn. befinden sich zwei an einen Hochfrequenzsender 5 angeschlossene Elektroden 6, 7, von denen die von der Hauptstrombalin entfernteste, 6, eben und die andere, 7, ringförmig ist. Die- hochfrequente: Spannung erzeugt eine oszillierende Elektronenbewegung zwischen den Elektroden 6 und 7, und durch eine entsprechende Potentialverteilung kann man den größeren Teil der hierdurch gebildeten Ionen an die Hauptstrombahn überführen, deren Leitfähigkeit sie bedeutend erhöben. Sobald die hochfrequente Pendelung aufhört; erfolgt infolge:: der geringen. Gasdichte eine schnelle Entionisierung, so däß die Hauptstrombahn im wesentlichen einen Elektronenventilcharakter wieder erhält. Beispielsweise kann eine solche Entionisierung jedesmal bewirkt werden, wenn die Hauptstrombahn gesperrt werden soll.
  • In Abb. 2 ist die Kathode 12 nur schematisch angedeutet; sie kann eine Glüh- oder Lichtbogenkathode sein. Im letzteren Fall soll der sie umgebende Raum gegebenenfalls besonders gekühlt sein, um den Dämpfdruck niedrig zu halten. Die an einen Hochfrequenzerzeuger 15 angeschlossenen Elektroden 16, 17 sind hier beide ringförmig und an verschiedenen Seiten der Hauptanode 1q; angebracht. Die oberhalb der Anode angebrachte Hochfrequenzelektrode 16 kann gegebenenfalls mit der Anode verbunden sein.
  • In Abb. 3 sind die Hochfrequenzelektroden 2,6,.27 so -angebracht, daß die zwischen ihnen stattfindende Elektronenbewegung im wesentlichen quer zur Hauptstrombahn zwischen der Anode 2q. und -der Kathode 23 erfolgt. Letztere ist schematisch als eine Glühkathode mit mittelbarer Erhitzung angedeutet.
  • Den Abh. 2 und 3 ist es gemeinsam, daß die Elektroden zur Einführung der die Elektronenpendelung bewirkenden hochfrequenten Spannung zu beiden Seiten der Anode der Hauptstrombahn derart liegen, daß, die Ionisierung besonders stark in der Nähe dieser Anode wird, was sich als wichtig erwiesen hat.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ionenventil mit so niedriger Dampf- oder Gasdichte, daß der vom Belastungsstrom erzeugte Spannungsabfall normal beträchtlich höher als der Mindestwert des Spannungsabfalles als Funktion, der Gasdichte wird, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Hilfsmitteln zur Erzeugung einer ausreichenden Stoßionisation durch eine mit höher Frequenz (von der Größenordnung io?-io8Hz) pendelnde Elektronenbewegung versehen ist.
  2. 2. Ionenventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdichte einer freien Weglänge der Elektronen von i cm oder mehr entspricht.
  3. 3. Ionenventil nach Anspruch s, dadurch.. gekennzeichnet, daß, die pendelnde Elektronen- Bewegung durch eine zwischen Punkte im Ventil eingeführte hochfrequente Spannung erzeugt wird. q..
  4. Ionenventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die pendelnde Elektronenbewegung im wesentlichen in .derselben Richtung wie der Belastungsstrom geht.
  5. 5. Ionenventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die pendelnde Elektronenbewegung im wesentlichen quer zum Belastungsstrom geht.
  6. 6. Ionenventil nach Anspruch q. oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden zur Erzeugung der pendelnden Elektronenbewegung zu beiden Seiten der Anode der Belastungsstrombahn liegen.
DEST1183D 1949-03-06 1943-03-02 Ionenventil Expired DE872603C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE872603X 1949-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE872603C true DE872603C (de) 1953-04-02

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ID=40521869

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DEST1183D Expired DE872603C (de) 1949-03-06 1943-03-02 Ionenventil

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