-
Anordnung zum Messen der Feldstärke eines hochfrequenten Kondensator-
oder Spulenfeldes Gegenstkl.ad der Erfindung ist eine Anordnung rum Messen der Fcldstärke
ei,n;es hochfrequenten Kondensator- odier . Spu.lcnfeldes, insbesondere eines Ill.trakurzwelle-nfeldcs,
die sich durch besondere Einfachheit auszeichn;c-t. Die Erfindung besteht darin,
daß als Maß für die Feldstärke die Zünd-oder Abneißspann!ungoder die Leüchtstärke
eines oder mehrerer in dem Hochfrequenzfeld angeordneter, durch das Feld zum Leuchten,
erregbarer Entladungsgefäße dient. Als Enhladungsgefäß wird vorteilhaft ein elektrodenloses
Glas- .oder Quarzrohr vorgesehen, in dem sich ein unter niedrigem Druck stehendes
Edelgas oder Quecksilberdampf befindet. Die Vorteile der Erfindung werden an Hand
einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert, die gleichzeitig
vorteilhafte Weiterbildungen. der Anordnung nach der Er. findung zeigen.
-
In Fig. i ist ein Entladungsgefäß gezeigt, das aus den Teilen i bis
4 besteht. Teil i ist ein durchsichtiges, einseitig geschlossenes Glasrohr von geringer
Dielektrizitätskonstante und geringem DZpolverlustwinkel und hat die aus der Zeichnung
ersichtliche Form. An dass offene Ende des Glasrohres ist ein Gummischlauch z und
an diesen ein Ausgleichsgefäß 3 angeschlossen. 1n dem U-förmigen
Teil.
des' Entladungsgefäßes befindet sich eiiic ' Quecksilberme'1ige 4. In dem Glasrohr
i lirrrscht Unterdruck, also unteratmosphärischer Druck, so daß sich in ihm infolge
der Qu,ccksillrci-fii:llung Quecksilberdampf befindet.. Das Glasrohr i kann aber
.auch mit einem @geeigneten Edelas, z. 13. Neon oder Argon, gefüllt sein. Durch
Heli.en odtr Senkei des Ausgleichsgefäßes 3 kann der in cWin Rohr i herrschende
Druck geändert wei-dcn.
-
Dieses Entladungsgefäß wird l;cm:if'i Fig. a der Zeichnung derart
durch ein Loch in einer der beiden plattenförmigen Kond,ens.itoi-feldclektroden
6 und 6' gesteckt, daß nur der in der Zeichnung; waagerechte Teil des Glasro-lires
i in das Feld hineinragt, während sich der das Quecksilber enthaltende Teil dies
Emtladu,ngsl,cf<ilks außerhalb des Feldes befindet. Da das Eiitl:iclun"sgefäß
je nach der Art seiner Gas- bzw. Dampffüllung sowie je nach der Größe seines Gas-
bzw. Dampfdruckes eine ,ganz bestimmte Zündsli;inirung hat, so leuchtet das Gefäß
dann auf, w .eim die Feldstärke einen best#xnmten Mindestwert aulivcist. Da sich
der das Quecksilber enthalteaide Tvil des Gefäßes außerhalb des H,ochfrequenzf@eldes
hclimlet, so ist .die Leit-^fähigkeit des Quecksilbers praktisch ohne Einfluß auf
das Feld, so daß iiccfer eine die Messung, störende Erwärmung d-cs Quecksilbers
noch eine unerwünschte Feldverzerrum@ stattfindet.
-
Wird die Höhenlage des Ausgleichsgefäßes und somit der in dem Glasrohr
i lic.rrsch-ende Gas- bzw. Dampfdruck geändert, sei :iiiclert sich hierdurch auch
die Zündspannung des Gefäßes. Versieht man daher das Glasrohr i mit .c#iiie;i- geeichten
Skala 5 für .d:'n Höhenstand de,',' ()nccksilb-ers, so zeigt diese Skala,
gleich'ze'itig auch .die Zündspannung des Gefäßes an. Man braucht ;tlso lediglich
durch Heben .oder Senken des :liisgle;.chsgefäßes 3 d:elenige Lage zu ermitteln,
bei der 'das Gefäß zündet, um an Hand der Skala di.c dieser Lage entspr,ech-end@e
wid somit ,auch die jeweilige Feldstärke des 11()(-lifi-eclucnzfeldes ablesen zu
können.
-
Die Teile i bis 3 dc:r in Fig. i gezeigten Anordn'un.g können auch
aus ciiic°iii einzigen Stück bestehen. Eine Änderung des 1)rtlrkas im Entladungs-«'Cfäß
kann dann durch Drehen des Gefäßes um die Achse seines waagerechtcIi. durch die
Elektrodenplatt.e hindurchgehenden Tviles erfolgen. Das Gefäß wird bei dieser AusbildLiiig
zweckmäßig voll-
kommen geschlossen ausgeführt.
-
Eine Wandere Möglichkeit, in An%vcnclung des Erfind-ungs.gedankens
die Feldstärke eines H.ochfrequerizfeldes zu bestimmen, besteht darin, daß ein Entladungsgefäß
' vorgesehen wird, dessen Leuchtstärke mittels einer Fotozelle, die mit einem geeigneten
Galvanometer in Verbindung steht, als Maß .dex Feldstärke bestimmt wird. Eine veränderliche
Einsteilbarkeit des E.ritladungsgefäßes in der vorstehend geschilderten Weise ist
dann nicht erforderl'ich, da, die Feldspannung bereits an Hand der Leuchtstärke
an dem zweckmäßig in Feldspannungswerten geeichten Galvanometer abgelesen werden
kann.. Da, bei dieser Ausbildung der Ano-diinii;, ii.icb der Erfindung .eine Veränderlichkeit
des Ziiiidspannungswertes des Entladungsgefäßes nicht -erforderlich ist, so kann
auch die in Fig. i zur 1)i-iic-l;:iiid,eru'ng vorgesehene Quecksilberfüllung 4 fort-ckassen
werden. Das Entladungsgefäß kaiirr alsn beispielsweise ein einfaches mit Edelgas
gcfiilltes Glas- oder Quarzrohr sein.
-
Eine bcsiiiiclcrs einfache und vorteilhafte Ausbildung der Aiiccrclinui,y
nach der Erfindung .ist noch in Fig. -;crci;,t- 1li,er ist an einer pla,ttenförmigen
Konclciissitcii-li@ldclektrode 16 eine größere Anzahl einzeliicr I:iitlacliiiisgef@iße
7, 7', 7" usev. vorgesehen, die durch c,iitslii-"cliende Bemessung ihres
Gas- bzw. D<unlifclrci< kcs Je eine verschieden h,ahe Zündspannung
Auch diese Entladungsgefäße werden zi,cckiii:il;i lediglich als einfache Glas- oder
Qu.ii-zrcilirc- finit I?delgas- oder Quecksilberdampffüllung ausgclührt. I@cim Erregen
des H.ochfrequ.enzfeldes 1eLLclitct daim jc mich der Höhe der Felds-tärke eine mehr
oder »»iidur ;;-soße Anzahl der Entladun;,s@gefäße auf, so d;il5 in.ui, sofern die
Zündspannung der e.i,nzelneii GcKilte bekannt ist, die Feldstärke ohne weiteres
aii dein . Leuchtzustand des Entladungsgefäßes ablesen k<niii. Je kleiner die
Unterschiede zwischen den Zündspannungen der einzelnen Entladungsgefäße sind, um
so genauer kann die Höhn der Feldstärke festgestellt werden. Die Zündspannungen
der Gefäße werden zweckmäßig -unmittelbar auf die Elektrodenplätte neben jedes einzelne
Gefäß aufgeschrieben, so daß die Feldstärke ohne irgendi-,el.che sonstigen Hilfsmittel
unmittelbar an der Elektrode abgelesen werden kann.
-
-Will man es bei der Anordnung. von Fig. 3 vermeiden, daß die Entlid,ungsgefäße
7, 7' usw. dauernd der Einwirkung d,cs Feldes ausgesetzt sind, so können sie statt
an .der Feldelektrode an einer geeigneteai ortsbeweglichen Tragvorrichtung, z. B.
einer Platte aus Isolierstof, befestigt werden. Sie werden dann zusammen mit dieser
Platte lediglich für die Dauer der Messung in das Feld hineingebracht. Durch eine
solche Tragvorrichtung kann zwar das Feld ebenfalls verzerrt werden, doch wird diese
Beeinflussung des Meßergebnisses in vielen Fällen vernacchlässigbar gering schi.
Um diesen Einfluß auf ein möglichst geringes Maß herabzusetzen, kann die Tragvorrichtung
so' ausgebildet werden, daß sie sich zum größten Teil außerhalb des Feldes befindet.
Zwei Beispiele hierfür sind in den Fig.4 und 5 gezeigt. In Fig.4 sind mehrere Entladungsgefäße
5, die ähnlich wie .die Gefäße 7 in Fig.3 in ihrer Zündspannungsh-öhe .abgestuft
sind, mittels Fäden 9, z. B. Seidenfäden, an einem Tragstab i o .aufgehängt. Die
Gefäße werden derart in das Feld hineingehängt, daß sich der Tragstab i o außerhalb
des Feldes befindet.
-
Bei der Anordnung nach Fig. 5 ist eine Anzahl in der Zündspannung
abgestufter Entladungsgefäße i i ..mittels Fäden 12 und 13 stei-iiartig 'an einem
Tragrahmen 14 ausgespannt. Zum Straff halten der Fäden können Federn 15 vorgesehen
sein. Auch diese Anordnung wird ähnlich wie die in Fig. ,4 gezeigte so verwendet,
daß sich der Tragrahmen 14
außerhalb des Feldes befindet, Die Anordnung
nach Fig. 5 hat gegenüber der nach Fig.4 den Vorteil, daß alle Entladungsgefäße
die gleiche Lage zur Mittelachse des Feldes haben..
-
Bei der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
wurde erwähnt, daß als Maß für die Feldstärke die Zündspannung der Entladungsgefäße
-dient. Vorteilhafter kann es je-
doch in vielen Fällen sein, zur Messung
statt .der Zündspannung die Abreißspannung der E2rtladungsgefäße zu verwenden,.
Es kann nämlich vorkommen, daß sich die Zündspannung der Entladungsgefäße nach mehrmaligem,
kurz aufeinanderfol:gendcm Zünden infolge der Wandladungen bzw. l-#remidgasres:t-en
der Gefäße etwas ändert. Dieser Einfluß fällt beim Arbeiten mit der Abneißspannung
fort. Die Abreißspannu@g liegt im allgemeinen ejtwas niedriger als die Zündspannung.
-
Die Anordnung nach der Erfindung ist .nicht an die darges'tellfien
und 1)esclu-ic1)encn Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann in mannigfacher
Weise abgewandelt «@c rtlcn. . So können beispielsweise .die erläuterten Ausführtuigs-
und Anwenduxigsarten der Enthidirngsgefäße statt bei einem Kondensaltorfeld auch
bei einem hochfrequeniten Spulenfeld zum Messcri der .Feldstärke verwendet werden.
Die Äader tuig des Gas- bzw. Dampfdruckes in der Lampe kann mit d,er in Fig. i gezeigten
Anordnung besoncl,ers einfach durchgeführt werden, doch kann sie, inslx#sturtici-c
dann, wenn riecht große Drucktinterscliictl-c einstellbar sein sällen, auch dadurch
erfolgen, daß an das Entladungsgefäß ,eine grce.igne,te Dnuckänderungsvorrichtung,
z. B. eine Pumpe, angeschlossen wird. Will man die Anordnung nach der Erfindung
dazu verwenden, um beim Arbeiten im Hochfrequenzfeld mit veränderlichen Betriebsspannungen,
beispielsweise mit veränderlicher Elektrodenfoxm oder veränderlichem Elektrodnabstand,
das Vorhandensein einer ganz bestimmten Feldstärke, beispielsweise einer bestimmten
Mindestfeldstärke, an einer oder mehreren Stellen des Feldes festzustellen; so genügt
unter Umständen schon ein einziges, in seiner Zündoder Abreißspannung entsprechend
geeichtes Entladungsgefäß. Dieses kann entweder in dem Feld fest eingebaut .oder
auch .ortsbeweglich, beispielsweise am Ende eines Glasstabes, befestigt sein. Schließlich
kann auch -die bauliche Ausbildung der Entladungsgefäße in mannigfacher Weise abgewandelt
werden; beispielsweise können die Entladungsgefäße die Form einer Kugel haben, deren
Durchmesser vorteilhaft möglichst klein gewählt wird. Wird eine solche Kugel am
Ende eines Glasstabes befestigt, . so kann die Lichtstrahlung der Kugel unter Anwendung
der totalen Reflexion längs durch den Stab nach beliebigen Stellen außerhalb des
Feldes hingelenkt und hier beobachtet werden.