DEP0046413DA - Verfahren zur Vakuumprüfung - Google Patents

Description

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FEjIfSEH G.M.B.H., Taufkirchen//ils, Oberbayern. Verfaiiren zur Vakuumprüfung.

Bei den zur Prüfung von handelsüblichen Hundfunkröhren und dergl. verwendeten Röhrenprüfgeräten werden im allgemeinen für die Vakuumprüfung Messverfahren angewendet, die auf dem Entstehen eines Ionenstrora.es beruhen. Bei schlechtem Vakuum entstehen durch Zusammenstoss zwischen den emittierten Elelcbronen und den Gasmolekülen in der Söhre Ionen, die wegen ihrer positiven Ladung zum negativen Steuergitter wandern. Der entstehende Ionenstrom erzeugt an einem in den äusseren Gitterkreis eingeschalteten Hochohmwiderstand einen Spannungsabfall, der das negative Gitterpotential verkleinert. Die hierdurch hervorgerufene Erhöhung des Anodenstroms lässt also auf schlechtes Vakuum schliessen.

■Sine Anodenstronierhöhung kann aber auch durch Kriec hstr örae bei ungenügender Isolationües Steuergitters auftreten. Isolationsfehler zwischen diesem Gitter und einer positiven Elektrode bewirken im Betrieb durch Auftreten eines Krieclistromes eine Verkleinerung der Gittervorspannung und führen besonders bei hohen Gitterableitwiderständen und bei steilen Höhren zu überhöhtem Anodenstrom, wodurch ein schlechtes Vakuum vorgetäuscht wird.

Die Erfindung bezweckt, durch ein neuartiges Messverfahren diese Fehlermöglichkeit auszuschliessen und dabei gleichzeitig den zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Schaltaufwand gegenüber den bisher üblichen Messverfahren herabzusetzen.

Erfindnngsgemäss wird zur Prüfung des Vakuums in Elektronenröhren zwischen Kathode und Anode der zu prüfenden Höhre eine wechselspannung gelegt und eine weitere Eleirtrode gegenüber Kathode negativ vorgespannt, so dass ein impulsförmiger Ionenstrom zu dieser Elektrode entsteht ,und schliesslich werden besondere Mittel vorgesehen, weiche eine Trennung zwischen dem durch den lonenstrom hervorgerufenen Gleichstrom und den infolge Isolationsfehler zu dieser Elektrode fliessenden Kriech?jechselströmen bewirken, wobei die Grösse des in der Zuleitung zu dieser negativen Elektrode fliessenden Gleiclistroms ein Mass für die Güte des Vakuums ist. Es ist zweckmässig, als negative Elektrode ein Steuergitter der zu prüfenden Höhre zu verwenden und in dessen Zuleitung einen Bochohinwiderstarid

derart einzuschalten, dass der daran entstehende Spannungsabfall eine Steuervsirkung auf den von der Kathode emittierten Elektronenstrom, ausübt und die Änderung dieses Elektronenstroms als Mass für die Güte des Fakuums zu verwenden, so dass durch die Verst ärkervsiirkung der Röhre die Anzeigeempfindlichkeit erhöht wird.

£<ur Dur c hf uhr Ling dieses Verfahrens ist es günstig, bei der Vakuumprüfung zwischen Gitter und Kathode der Röhre einen mit einem Widerstand überbrückten Kondensator zu sc ha Iten. Oleseyⁱ wird vorteilhafterweise derart bemessen, dass die von den positiven Elektroden zur negativ vorgespannten Bteuerelektrode gelangenden Kriechvjechse!ströme um wenigstens 70, vorzugsweise etwa 90 Grad in der Phase gegen die ^echselspannungsimpulse verschoben werden. In vielen Fällen ist es zweckmässig, den zwischen 3t euer gitter und Kathode der zu prüfenden Röhre zu schaltenden Kondensator (G) sowie die übrigen parallel dazu liegenden .'Schaltelemente derart zu bemessen, dass für die Frequenz der den positiven Elektroden zugeführten Spannungsimpulse zwischen Steuergitter und Kathode die Impedanz kleiner als lüO k-Ohm ist.

Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur beschrieben, wobei alle zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Einzelheiten der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen sind.

An Anode und Schirmgitter der zu prüfenden Röhre V wird als Anodenspannung ^bezw. Schirmgitt er spannung Uq_icw je eine sinusförmige WechseLspannung von 250 V und 50 Perioden angeschlossen. Das Steuergitter ist mit einer Gleichspannung Uq^_ negativ vorgespannt. Während der Halbperioden, in denen die Anode positiv gegen di.e Kathode ist, fliesst fm Innern der Röhre von der Kathode zur Anode ein Elektronenstrom. Die emittierten Elektronen treffen dabei auf etwa vorhandene Gasmoleküle auf und ionisieren diese. Me dabei entstehenden Ionenmit positiver Ladung wandern zur negativsten Elektrode der Röhre, also zu dem negativ vorgespannten Steuergitter, geben dort ihre positive Ladung ab und verursachen dadurch einen Gleichstrom in der Steuergitterzuleitung. Bei Offnen des Schalters S, also bei Einschalten des Widerstandes R von 5-M-Ohm in die Stetiergitterzuleitung^wird an diesem Widerstand, ein Spannungsabfall hervorgerufen, welcher das Potential des Bteuergitters in Richtung zum Positiven verschiebt.

Infolgedessen nimmt bei schlechtem Vakuum, also -wenn viele Gasmoleküle ionisiert werden, der von der Kathode emittierte, zur Anode fliessende Anodenstrom zu und der Ausschlag des in die Anoden zuleitung eingeschalteten Messinstruments J wird grösser. Diese Anodenstromzunahnie bei Einschalten des Widerstandes R in die Gitterzuleitung dient als Hinweis für ein schlechtes Vakuum der Röhre.

Bei mangeßiafter Isolation des Steuergitters, beispielsweise bei minderwertiger Pressraasse des Röhrensockels, gelangen im Rhythmus der zugeführten Spannungsimpulse schwankende Kriechwechselströine von der Anoden- und 3chirmgitterzuleitung zum oteuergitter. Der Isolationswiderstand zwischen Anode und dchirmgitter einerseits, Steuergitter andererseits, sollte bei einwandfreien Verstärkerröhre en mehr als 2uU M-Uhra betragen; doch sinkt er manchmal auf mehrere M-Ohra. Diese Isolationswiderstande sind in der E¹Igur durch die gestrichelt eingezeichneten Widerstände R^ und R₀ angedeutet. Zwischen oteuergitter und Kathode ist ein Kondensator C von 0,1,uP geschaltet. Dieser Kondensator ist durch den Widerstand R und den in Reihe dazu liegenden inneren Widerstand des Hetzan-Schlussgerätes für die negative Gittervorspannung überbrückt« Dieser Kondensator C bewirkt eine Phasenverschiebung der ans Steuergitter gelangenden sinusförmigen Kriechströme von fast 90 Grad₉ Diese Kriechströme werden infolge der phasenverschiebung gerade in dem Zeitpunkt Null, in dem die sinusförmige Anodensoannung ihren Maximalwert erreicht. Das den Anodenstrom anzeigende Instrument ist als sogenannter Spitzenwertmesser gebaut. Ss besteht im wesentlichen aus einem Kondensator, der über eine Gleichrichterstrecke auf die Spitzenspannung des Impulses aufgeladen wird und diese Spannung bis zum Eintreffen des nächsten Impulses hält. Die Kondensatorspannung wird mit einem hochohoigen Gleidhspannungsinstrurnenc gemessen und ist deshalb ein Maß für den Spitzenwert der Impulse, Bei dieser Art der Messung kommt es nicht mehr auf die Form der Impulse, sondern nur noch auf deren Scheitelwert an. Bei Verwendung eines Spitzenwertmessers wird, da der Spitzenwert des Anodenstroms durch die phasenverschobenen Kriechströme nicht beeinflusst wird, eine von Isolationsfehlern völlig unabhängige Anzeige des Röhrenvakuums gewährleistet.

Durch aiese Phasenverschiebung wird auch bei Verwendung eines normalen Strommeßgerätes (z.B. Dreheiseninstruoientes) an Stelle eines Spitzenwertmessers der störende Sinfluss der Kriechströme auf die Vakuummessung erheblich verringert.

1st die Impedanz zwischen Steuergitter und Kathode der zu prüfenden Röhre (für die Frequenz der zugeführten Anoden- und Schirmgitterwechselspannung) sehr gering, also nur ein kleiner Bruchteil des Isolationswiderstandes zwischen Steuergitter und den positiven HohreneleKtroden, dann wird die Vakuumraessung ebenfalls unabhängig von den Kriechstromen. In diesem jPall werden die durch die Kriechströme aus Steuergitter hervorgerufenen V/echselspannungen kurzgeschlossen.

Claims (6)

Pa t ent ansprü che.

1. Verfahren zur Prüfung des Vakuums in i£ Iekt ro neriröhr en, bei dem der in Söhren mit mangelhaftem Vakuum entstehende Ionenstrom als Mass für die Güte des Vakuums verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kathode und Anode der zu prüfenden Röhre (V) eine Wechselspannung gelegt wird, dass eine weitere gegenüber Kathode negativ vorgespannte Elektrode vorhanden ist, so dass ein impulsförmiger Ionenstrom zu dieser Elektrode entsteht, dass Mittel vorgesehen sind,.«eiche eine Trennung zwischen dem durch den Ionenstrom hervorgerufenen Gleichstrom und den infolge Isolationsfehler zu dieser Elektrode fliessenden Kriech-Vv'echselströmen bewirken und dass die Grösse des in der Zuleitung zu dieser negativen Elektrode fliessenden Gleichstromes ein Mass für die Güte des Vakuums ist.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als negativ vorgespannte Elektrode ein Steuergitter der zu prüfenden Röhre dient, dass ein V/iderstand (ß) in die Steuergitterzuleitung eingescnaltet ist, dass der an diesem Widerstand entstehende Spannungsabfall eine Steuervärkung auf den von der Kathode emittierten Blekttfonenstrom ausübt und dass die Änderung dieses Elektronenstroas, vorzugsweise des Anodenstromes als Mass für die Güte des Vakuums verwendet wird.

3. Anordnung zur JJurchfüiirung des Verfaircens nach Anspruch

1 und 2j dadurch gekennzeichnet, dass den positiven Elektroden der Röhre viechselspannungsimpulse (U^bezw. Uq£^) zugeführt werden und bei der Vakuumprüfung zwischen Gitter und Kathode der Röhre (V) ein mit einem Widerstand, ζ.B_e der Reihenschaltung von Widerstand (R) und Innemmiderstand des die Gittervorspannung liefernden Netzgerätes üb er brüc Icter Kondensator (C) geschaltet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung^des Kondensators (C), dass von den positiven Elektroden zur negativ vorgespannten Steuerelektrode gelangende Kriechwechselströme durch diesen Kondensator (C) eine Phasenverschiebung von wenigstens 70, vorzugsweise etwa 90 Graa, erfahren,

5* Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Kondensators (C) sowie der anderen Schaltelemente des Gitterkreises, dass die Iiapedanz zwischen negativ vorgespannter Steuerelektrode und Kathode der zu prüfenden Röhre für die Frequenz der den positiven Elektroden zugeführten Spannungsimpulse kleiner als löc k-chm ist, vorzugsweise so klein ist, dass die durch die Kriechströme liervorgerufenen Wechselspannungen kurzgeschlossen werden.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5_S dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Änderung des von der Kathode emittierten -^lektronenstrones mit einem den Spitzenwert anzeigenden Strommessgerät erfolgt_a