FI71852C - Elektronstraolebildande system foer flerstraolekatodroer. - Google Patents

Description

U„^~] KUULUTUSJULKAISU „ Λ o r Q

•SHI? 6 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT /fOOZ

c (45) £°;tl/;y ·; ;. bH „ (51) Kv.lk.4/lnt.a.4 H 01 J 29/02 // H 01 J 29/50, 29/82 SUOMI — FINLAND (21) Patenttihakemus — Patenunsökning 801562 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 1 A . 05.80 (^) (23) Alkupäivä — Glltighetsdag 1 k . 0 5.8 0 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 19.11 .80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon Ja kuul.julkaisun pvm.— t ^ 10 86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 18.05· 79

Saksan 1i ittotasavalta-Förbundsrepubliken

Tyskland(DE) P 2920151.2 (71) International Standard Electric Corporation, 320 Park Avenue,

New York, New York, USA(US) (72) Hans Reule, Wendlingen, Horst H. Vogel, Denkendorf,

Hartmut Gänzle, Plochingen, Saksan 1iittotasavalta-Förbundsrepubl iken Tyskland(DE) (yk) Oy Koi ster Ab (Cfk) Elektronisuihkun muodostusjärjestelmä monisädekatodiputkia varten -Elektronstralebi1dande system för flerstralekatodrör Tämä keksintö koskee elektronisuihkun muodostusjärjestelmää monisädekatodiputkia varten, joissa on useita katodeja ja niitä seuraavia, peräkkäin olevia elektrodeja, joissa on yksittäisiin katodeihin kuuluvia, kulloinkin yhteisessä elektrodissa olevia lä-pimenoreikiä elektroneja varten, jolloin yksittäiset elektrodit käytön aikana ovat erilaisissa, katodeja kohti kohoavissa lämpötiloissa. Tällöin syntyy muutoksia elektrodien sijaintiin, yksittäisten elektrodien läpimenoaukkojen välisiin etäisyyksiin ja/tai mekaanisia jännityksiä järjestelmään, joilla kaikilla on muun muassa suuri vaikutus katodivirtaan tai putken konvergenssiominaisuuksiin.

Alussa mainitun kaltainen elektronisuihkun muodostusjärjestelmä on tunnettu saksalaisesta hakemusjulkaisusta 2 511 758. Julkaisussa esitetään, lähtien tästä ongelmasta, että on tarkoituksenmukaista parantaa konvergenssiominaisuuksia siten, että ainakin oh-jauselektrodin tukielimet koostuvat materiaalista, jonka lineaarinen laajenemiskerroin on pienempi kuin 80 x 10 7 °C 1.

2 71852

Lisäksi on saksalaisesta hakemusjulkaisusta 2 642 582 tunnettua, että katodin ja ohjauselektrodin välisen lämmöstä johtuvan etäisyyden muutoksen välttämiseksi koostuu ohjauselektrodi metallista, jonka lämpölaajenemiskerroin on yhtäsuuri tai pienempi kuin katodia kannattavan metallihylsyn vastaava kerroin.

On osoittautunut, että niiden materiaalien lukumäärä, joilla on käytännöllisesti katsoen mitättömän pieni lämpölaajeneminen, on hyvin pieni. Tämän ominaisuuden ansiosta kysymykseen tulevilla materiaaleilla on puolestaan muita ominaisuuksia, erityisesti magneettisia ominaisuuksia, jotka estävät niiden käytön elektronisuihkun muodostusjärjestelmissä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on siis suunnitella päävaati-muksen johdannossa esitetyn kaltainen järjestelmä niin, että elektronioptiikan vääristymä ja myös mekaaniset jännitykset tulevat oleellisesti pienemmiksi yksittäisten elektrodien lämpölaajenemisen takia.

Tähän päämäärään päästään siten, että yksittäisten elektrodien materiaalit on lämpölaajenemiskertoimien suhteen valittu niin, että kulloinkin kahdessa vierekkäisessä elektrodissa olevien elektronien läpimenoreikien lämpötilasta johtuvien välimatkamuutosten eron suhde näissä kahdessa vierekkäisessä elektrodissa olevien elektronien läpimenoreikien tasojen etäisyyteen nähden on olennaisesti vakio koko elektrodijärjestelmää ajatellen.

Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on kuvattu vaatimuksissa 2 ja 3.

Näin ei käytetyiltä materiaaleilta vaadita pientä lämpölaajenemista, joten käyttökelpoisten materiaalien lukumäärä kasvaa huomattavasti.

Tämän keksinnön suoritusmuotoja selitetään nyt yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää elektronisuihkun muodostusjärjestelmän pitkittäistä poikkileikkausta; kuvio 2 esittää eri elektrodien lämpölaajenemista tunnetussa järjestelmässä; kuvio 3 esittää eri elektrodien lämpölaajenemista tämän keksinnön mukaisessa järjestelmässä, ja kuvio 4 esittää eri materiaaleista valmistettujen elektroni- 3 71852 suihkun muodostusjärjestelmien katodivirtaa: a) Kaikki elektrodit on tehty samasta materiaalista, kuten on nykyisen tekniikan mukaisissa järjestelmissä.

b) Hilasylinteri on tehty Fe Ni 36:sta, kuten on patenttihakemuksessa DE-OS 25 11 758 ehdotettu.

c) Kuvion 3 mukainen rakenne.

Kuviossa 1 esitetään "in-line"-kuvaputken pitkittäinen poikkileikkaus, jossa kuvaputkessa kolme elektronitykkiä on järjestetty vierekkäin, ja joiden elektronitykkien elektrodit 1-4 ovat säteen suunnassa katsottuna peräkkäin tasoissa E1...E4. Tulee huomata, että poikkileikkausalue on valittu niin, että elektrodien lasi-sauvat ja tukielimet ovat "halkaistut". Elektrodit 1...4 on suljettu lasisauvoihin 6 joko suoraan tai tukielimien 5 avulla. Jokaisessa elektrodissa on elektronisuihkuja varten kolme aukkoa 7. Kuviossa 1 nämä aukot ovat vierekkäin kohtisuorassa leikkaustasoon nähden niin, että vain keskimmäisen katodin läpimenoaukot ovat näkyvissä. Aukkojen keskinäinen etäisyys on huoneenlämpötilassa 6,6 mm. Aukkojen keskipisteestä keskipisteeseen mitatun etäisyyden muutos otetaan mitaksi elektrodin lämpölaajenemiselle.

Toiminnan aikana elektrodit kuumenevat eri lämpötiloihin. Seuraavilla riveillä E1-E4 esitetään kunkin neljässä tasossa E1-E4 olevan elektrodin 1-4 lämpötilat. Aika t tarkoittaa aikaa sen jälkeen kun kuumennin on pantu toimimaan.

t = 0 t = 4 min t = 12 min t =

El 25°C 25°C 305°C 315°C

E2 25°C 58°C 125°C 155°C

E3 25°C 38°C 85°C 119°C

E4 25°C 33°C 61°C 91°C

Kun lämpötila kasvaa, aukkojen etäisyys muuttuu elektrodi-materiaalien lämpötilalaajenemisen seurauksena. Kuviossa 2 on tämä aukkojen etäisyyden muutos merkitty vaaka-akselille kolmella lämpe-nemisajalla, nimittäin t = 4 min,, t = 12 min. ja lopulliselle tilalle t = o° , ja pystyakselille on merkitty tasojen E1-E4 kulloinenkin etäisyys katodista. Keksinnön periaatteellisen tarkastelun kannalta on riittävän tarkkaa, jos oletetaan, että käyttölämpötilassa kukin elektrodeista 1-4 on vakiolämpötilassa. Siksi on kuvioissa 2 ja 3, jotka esittävät tekniikan tason ja esillä olevan kek- 4 71852 sinnön eroa, perusteltua tehdä yksinkertaistettu olettamus, jonka mukaan elektrodit 1-4 on kulloinkin keskitetty levylle, joka on järjestetty tasoille E1-E4. Kuten kuviosta 2 voidaan selvästi havaita, ei kulloinkin kahden vierekkäisen elektrodin lineaarisien lämpölaajenemisien eron ja näiden elektrodien tasojen välisen etäisyyden suhde ole vakio. Tämä rasittaa järjestelmää suuresti. Tämän keksinnön mukaisesti nämä rasitukset vältetään, mikäli em. suhde pysyy vakiona, kuten kuviossa 3 esitetään. Kuviossa 3 aukkojen etäisyyden muutos on tahallaan jätetty merkitsemättä ko. koordinaatiston vaaka-akselille osoittaaksemme, että idealle on olennaista ennemminkin vakiosuhteen säilyttäminen kuin hyvin pienen lämpötila-laajentumisen saavuttaminen.

On edullista, että kahden tason elektrodit tehdään samasta materiaalista, koska näin tarvitsee testata ja pitää varastossa harvempia materiaaleja kuin silloin, kun jokaista tasoa varten käytetään eri elektrodimateriaaleja.

Kuvion 2 esittämiin arvoihin päästään käyttämällä materiaalia X 4 Cr Ni 1813 kaikille elektrodeille. Kuvion 3 esittämien suhteiden hyvään likiarvoon päästään, so. saavutetaan tämän keksinnön tarkoitus käyttämällä seuraavia materiaaleja elektrodiin 1: Fe Ni 36; elektrodiin 2: Ni Fe 48 Cr; elektrodeihin 3 ja 4: X 4 Cr Ni 1813.

Mikäli elektrodiin 2 käytetään Ni Fe 48 Cr:ää, toiminnan aikana ei koskaan ylitetä Curie-lämpötilaa 480°C. On kuitenkin käynyt ilmi, ettei elektrodin 2 magneettinen vaikutus aiheuta mitään vakavia virheitä kuvapinnalla. Mikäli käytetään materiaaleja 30 % Ni ja 70 % Fe, Curien pisteen ollessa 35-65°C rajoissa, voidaan välttää sellaiset vaikeudet, joita ferromagneettisuuden vuoksi kohdataan muiden elektrodirakenteiden yhteydessä. Kuvion 1 elektrodira-kenteessa elektrodien 3 ja 4 materiaalien täytyy ylittää Curien piste lyhyen toiminta-ajan jälkeen, mikäli halutaan välttää kuvavir-heet. Tämä keksintö soveltuu vastaavasti muihinkin kuin kuviossa 1 esitetyn kaltaisiin järjestelmiin, so. ei vain "in-line"-kuvaputki-järjestelmiin, vaan myös deltajärjestelmiin.

Katodivirta on osoittautunut järjestelmän rasituksien herkäksi paljastajaksi. Katodi on kytketty jännitteeseen 0 V ja elek- 5 71852 trodilla 1-100 V. Elektrodien 2 ja 3 positiivinen jännite on säädetty niin, että pysyvässä tilassa virtaa 100 μΑ:η katodivirta.

Tämän säädön jälkeen järjestelmän on annettu jäähtyä ja katodivirta on mitattu sen jälkeen kun teho on jälleen kytketty.

Kuviossa 4 esitetyt tulokset saatiin kuvion 1 kaltaisella järjestelmärakenteella. Käyrän a tapauksessa kaikki elektrodit oli tehty X 4 Cr Ni 1813:sta. Laajan ylityksen jälkeen katodivirta saavuttaa virran 100 ^uA. Käyrä b saatiin järjestelmillä, joissa elektrodi 1 oli Fe Ni 36:tta, Katodivirta kohoaa hyvin hitaasti virtaan 100 ^uA:a. Tämän keksinnön mukaisessa järjestelmässä, jossa elektrodi 1 on tehty materiaalista Fe Ni 36, elektrodi 2 materiaalista Ni Fe 48 Cr ja elektrodit 3 ja 4 materiaalista X 4 Cr Ni 1813, 100 μΑ:η pysyvä tila saavutetaan hyvin nopeasti ilman ylitystä, kuten käyrä c osoittaa.

Tunnettuihin järjestelmiin verrattuna elektronisuihkun muo-dostusjärjestelmä, jonka elektrodien materiaalit on sovitettu yhteen lämpölaajenemisen suhteen tämän keksinnön mukaisesti, vähentää myös huomattavasti niitä virheitä, joita aiheuttavat suihkun suunnassa peräkkäin olevien aukkojen 7 suhteelliset siirtymät, esim. ajan mittaan kehittyviä konvergenssivirheitä.

Claims (3)

6 71852

1. Elektronisuihkun muodostusjärjestelmä monisädekatodiputkia varten, joissa on useita katodeja ja niitä seuraavia, peräkkäin olevia elektrodeja (1-4), joissa on yksittäisiin katodeihin kuuluvia, kulloinkin yhteisessä elektrodissa olevia läpimenoreikiä elektroneja varten, jolloin yksittäiset elektrodit (1-4) käytön aikana ovat erilaisissa, katodeja kohti kohoavissa lämpötiloissa, tunnet- t u siitä, että yksittäisten elektrodien (1-4) materiaalit on lämpö-laajenemiskertoimien suhteen valittu niin, että kulloinkin kahdessa vierekkäisessä elektrodissa olevien elektronien läpimenoreikien lämpötilasta johtuvien välimatkamuutosten eron suhde näissä kahdessa vierekkäisessä elektrodissa olevien elektronien läpimenoreikien tasojen etäisyyteen nähden on olennaisesti vakio koko elektrodijärjestelmää ajatellen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektronisuihkun muodostus-järjestelmä, tunnettu siitä, että materiaalit eivät yksittäisten elektrodien käyttölämpötilassa ole ferromagneettisia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elektronisuihkun muodostus järjestelmä, tunnettu siitä, että kaksi elektrodia koostuu samasta materiaalista.