DE904321C - Einrichtung zum Betrieb von Gluehkathodenroehren mit Steuergitter, insbesondere mit Gas- oder Dampffuellung - Google Patents

Description

Bei der Inbetriebnahme von Glühkathodenröhren, insbesondere solchen mit Dampf- oder Gasfüllung zwecks Kompensation der Raumladung bzw. Erzeugung· einer regelrechten lichtbogenartigen Entladung, ist es von außerordentlicher Wesentlichkeit für die Schonung der Glühkathode, daß die Röhre erst belastet wird, wenn die Glühkathode eine bestimmte vorgeschriebene Temperatur erreicht hat. Man hat deshalb 'bereits vorgeschlagen, thermische Schalter innerhalb der Röhre in der Nähe der Glühkathode vorzusehen, die die Einschal tungder Anodenspannung der Röhre bewirken, und zwar erst dann, wenn (nach Einschalten der Heizspannung) die Glühkathode die vorgeschriebene Temperatur angenommen hat. Bei diesen bekannten Anordnungen müssen also die thermischen Schaltvorrichtungen verhältnismäßig starke Ströme, nämlich den BetriebS'Strom, schalten, auch bei verhältnismäßig¹ hohen Spannungen.

Es ist bereits zur Vermeidung dieses Nachteils vorgeschlagen worden, das Steuergitter des Entladungsgef äßes zur Durchführung der Betriebsüberwachung zu benutzen. Die Überwachung des Bmissionsstromes erfolgt dabei derart, daß ein indirekt von der Kathodentemperatur abhängiges Organ das Einsetzen der Entladung steuert. Dieses indirekt abhängige Organ besteht aus einer Brückenanordnung von Widerständen, deren Temperaturcharakteristik derjenigen der Kathode nachgebildet ist. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß diie Brücke von der Kathodentemperatur nicht direkt beeinflußt wird.

Die Erfindung stellt die Aufgabe, die Überwachung direkt in Abhängigkeit von der Temperatur

der Kathode vorzunehmen. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß ein von der Temperatur der Kathode oder des Entladungsraumes direkt abhängiges Organ (thermisches Relais, Thermoelement, Photozellen) derart vorgesehen und derart in den Gitterkreis der Röhre geschaltet ist, daß bei angeschalteter Anodenspannung ein bzw. das Steuergitter der Röhre diese so lange sperrt, wie die Kathode bzw. der Entliadungsraum die vorgeschriebene ίο Temperatur noch nicht angenommen hat bzw. ihre Temperatur den noch zulässigen Wert unterschreitet. Beim Gegenstand der Erfindung kann die Sperrung des Entladungsraumes mittels einer Gittergleich- oder mittels einer Gitterwechselspannung erfolgen. Im ersten Fall wird die Einrichtung zweckmäßig so getroffen, daß bei nicht hinreichender Temperatur der Kathode eine negative Gleichspannung gegen die Kathode von geeigneter Größe am Steuergitter liegt, diese sperrende Vorspannung dagegen durch das temperaturabhängige Organ abgeschaltet wird, wenn die Kathode die vorgeschriebene Temperatur erreicht bzw. wieder erreicht hat. Bei Verwendung einer Wechselspannung als Sperrspannung am Gitter der Röhre wird vorteilhaft die Wechselspannung verwendet, die auch zum Steuern der Betriebsstromstärke zur Entladung der Röhre dient. Vorzugsweise wird, um dieses zu erreichen, mittels des temperaturabhängigen Organs die Phasenverschiebung zwischen Gitterwechselspannung und AnodentwechiSelspannung in der Weise beeinflußt, daß bei nicht hinreichender Temperatur der Kathode die Gitterwechselspannung eine Phasenverschiebung von i8o° gegen die Anodenwechselspannung aufweist, dagegen diese Phasenverschiebung einen der Betriebsstromstärke entsprechenden Wert annimmt, sobald die Kathode die vorgeschriebene Temperatur erreicht hat.

Ausführunigsbeispiele der Erfindung sind im Prinzip in den Abb. 1 bis 3 dargestellt. In Abb. ι ist 1 eine Röhre mit der beispielsweise indirekt geheizten Glühkathode 2, Anode 3 und Steuergitter 4. Die Röhre 3 erhält ihre Anodenspannung aus dem Transformator 5 bzw. dessen Sekundärwicklung 6. Dem Transformator 5 wird auch die Wechselspannung für die Steuerung des Gitters 4 entnommen, und zwar in der Sekundärwicklung 7. Um die durch die Betriebsstromstärke festgelegte Phasenverschiebung zwischen Gitterwechselspannung und Anodenwechselspannung zu erzielen, ist an die Wicklung 7 ein aus dem Scheinwiderstand (Kapazität) 8 und dem Ohmschen Widerstand 9 bestehendes Potentiometer angeschlossen. Die eigentliche Steuerspannung wird an dem Widerstand 9 abgenommen. 10 ist ein Widerstand, der die Belastung der Röhre 1 darstellen soll. Vorzugsweise innerhalb der Röhre, von dem Glasfuß der Kathode 2 getragen, ist nun ein thermischer Schalter vorgesehen mit Zuleitungen 12 und 13, die zweckmäßig ebenfalls durch den Kathodenglasfuß hindurchgeführt sind. Die Kontakte des Wärmeschalters sind nun in einem Stromkreis angeordnet, der aus der Spannungsquelle 14 und dem Widerstand 15 besteht. Dieser Stromkreis ist so gewählt, daß sich der am Gitter 4 der Röhre 1 liegenden . Steuerwechselspannung eine Gleichspannung (nämlich der Spannungsabfall am Widerstand 15) überlagert und dadurch das Gitter 4 eine verhältnismäßig hohe negative Vorspannung erhält, solange die Kontakte des Wärmeschalters 11 geschlossen sind. Hat die Kathode 2 nach Anlegen der Heizspannung die vorgeschriebene Temperatur erreicht, so wird der aus 11, 14 und 15 bestehende Stromkreis unterbrochen und damit die sperrende negative Gleichspannung am Widerstand 15 aufgehoben, so daß nunmehr die Entladung, gesteuert von der am Widerstand 9 liegenden Wechselspannung, einsetzen kann. Sinkt die Temperatur der Kathode 2 währenddes Betriebes unter einen bestimmten noch zulässigen¹ Betrag, so werden die Kontakte des Wärmeschalters 11 geschlossen, was eine Sperrung des Entladungsstromes zur Folge hat, und zwar vom nächsten Nulldurchgang der Anodenspannung an.

Vorteilhaft ist der Wärmeschalter 11 verhältnismäßig nahe an der Glühkathode 2 angeordnet.

Bei 'dem in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden lediglich Wechselspannungen zur Steuerung und zur Sperrung der Entladung der Röhre 1 verwendet. Die Steuerwechselspannung wird wiederum der Wicklung 7 entnommen, und zwar mit Hilfe eines Potentiometers, das aus der Kapazität 8 und den Widerständen 16 und 17 besteht. Die Kapazität 8 und die Ohmschen Widerstände 16 und 17 sind so· gewählt, daß die aus der Reihenschaltung von Kapazität 8, Widerstand! 16 und Widerstand 1.7 bestehende-Reihenschaltung für die .95. Wicklung 7 praktisch eine reine Ohmsche Belastung darstellt, 'dagegen nach Kurzschließen des Widerstandes 17 die aus Kapazität 8 und Widerstand 16 bestehende Reihenschaltung eine solche Belastung der Wicklung 7 darstellt, daß die Spannung am Widerstand 16 einen gewünschten, durch die Größe der Betriebsstromstärke nach Größe und Phasenlage festgelegten- Wert hat. Das Kurzschließen des Widerstandes 17 wird-nun in Ausführung der Erfindung durch ein von der Kathodentemperatur abhängiges Organ bewirkt, das wiederum innerhalb der Röhre 1 in der Nähe der Kathode 2 angeordnet ist. Dieses Organ (Wärmeschalter 18) ist so¹ beschaffen, daß seine Kontakte bei niedrigeren Temperaturen geöffnet, dagegen bei höheren Temperatüren, nämlich wenn die Kathodentemperatur den vorgeschriebenen Wert erreicht hat, geschlossen werden. Solange die Kathodentemperatur den vorgeschriebenen Wert nicht erreicht hat, liegt also· an ·. dem Gitter ι eine Wechselspannung, · die um i8ö° phasenverschoben ist gegen die Anodenspannung, die Entladung also sperrt. Sobald die Temperatur der Kathode den vorgeschriebenen Wert erreicht hat, sind die Kontakte des Wärmeschalters 18 geschlossen, und am Gitter der Röhre 1 liegt nunmehr eine Wechselspannung von einer solchen Phasenlage (gegenüber 'der Anodeniwechselspaninung), daß der Betriebsstrom die gewünschte Größe hat.

Es ist zweckmäßig, auch in Anordnungen, bei denen an sich die Verwendung gittergesteuerter Röhren nicht notwendig ist, gittergesteuerte Röhren

zu verwenden, die in der die Erfindung bildenden Weise gesichert sind. Ein diesbezügliches Ausführungsbeispiel ist in der Abb. 3 dargestellt.

Die Abb. 3 zeigt eine gewöhnliche Doppelweggleichrichteranordnung mit dem Anodentransformator 19, den dampf gefüllten Glühkathodenröhren 20 und 21 und dem Belastungswiderstand 22. Innerhalb jeder Röhre in der Nachbarschaft von deren Kathode, gegebenenfalls aber auch außerhalb der Röhren, sind Thermoelemente 22, 23 vorgesehen, deren durch eine Verstärkungseinrichtung 24 verstärkte Spannungen eine Relaiswicklung 25 speisen. Die Verstärkungseinrichtung kann ein- oder mehrstufig sein und dementsprechend eine oder mehrere Elektrodenröhren, gittergesteuerte Glimmröhren oder gittergesteuerte Glühkathodenröhren mit Gasoder Dampffüllung kleineren Typs enthalten.

Der Anker 26 des Relais 25 ist so eingerichtet, daß er in seiner normalen Stellung (Spulen 25 nicht bzw. nicht genügend erregt) die Kontakte 27 und 28 geschlossen hält. Thermoelemente 2.2,, 23, Verstärkungseinrichtung 24 und Relais 25, 26 sind so gewählt, daß die Kontakte 27, 28 lediglich dann geöffnet werden, wenn beide Kathoden 29, 30 die vorgeschriebene Temperatur angenommen haben und die Kontakte geschlossen werden, sobald eine der Kathoden den noch zulässigen Temperaturwert unterschreitet. Bei der Inbetriebnahme des Gefäßes und desgleichen, sobald eine nicht hinreichende Temperatur vorhanden ist in einer der Röhren, ist über die Kontakte 27, 28 an die Gitter der Röhren 20 und 21 je eine der Transformatorwicklung 31 entnommene Wechselspannung gelegt, die um i8o° phasenverschoben ist gegenüber der zugehörigen Anodenspannung. Dementsprechend ist der Wickkingssinn der Wicklung 31 gewählt. Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind also· in einer Anordnung, bei der man nichtgittergesteuerte Gefäße zu verwenden braucht, gittergesteuerte Gefäße benutzt, um in vorteilhafter Weise die Einschaltung bzw. Unterbrechung des Betriebsstromes mit Hilfe des Steuergitters durchführen zu können.

An Stelle von Wärmeschaltungen und Thermoelementen kann man auch Photozellen, insbesondere solche, die vorzugsweise auf Wärmestrahlen ansprechen, als temperaturabhängiges Organ verwenden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Betrieb von Glühkathodenröhren mit Steuergitter, insbesondere mit Dampfoder Gasfüllung, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Temperatur der Kathode oder des Entladungsraumes direkt abhängiges Organ (thermisches Relais, Thermoelement, Photozellen) derart vorgesehen und in den Gitterkrei'S der Röhre geschaltet ist, daß bei angeschalteter Anodenspannung ein bzw. das Steuergitter der Röhre diese so lange sperrt, wie ■die Kathode bzw. der Entladungsraum die vorgeschriebene Temperatur noch nicht angenommen hat bzw. ihre Temperatur den noch zulässigen Wert unterschreitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das temperaturabhängige Organ die Spannung des Steuergitters hinsichtlich ihrer Größe oder Phasenlage oder beider beeinflußt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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