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An Wechselspannung anschließbare Glimmentladungsröhre mit einer kalten,
nicht aktivierten Kathode Die Erfindung bezieht sich auf eine an Wechselspannung
anschließbare Glimmentladungsröhre mit einer kalten, nicht aktivierten Kathode,
einer Zündanode in der Nähe der Kathode und mit einem über einen hochohmigen Widerstand
an die Anodenleitung anschließbaren Schirm, der einen großen Teil der Anode derart
umgibt, daß nur ein Teil der Kathodenoberfläche mittels gerader Linien, die den
Anodenschirm nicht schneiden, mit der Anode verbindbar ist, während zwischen der
Anode und demjenigen Teil der Kathode, an dem die Hilfsentladung angreift, oder
zwischen der Anode und der Zündanode entsprechende, den Anodenschirm nicht schneidende
Verbindungsgeraden nicht ziehbar sind.
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Es sind bereits Glimmentladungsröhren bekannt, bei denen der Anodenschirm
über einen hochohmigen Widerstand mit der Kathode verbunden ist und bei denen infolge
des geringen Abstandes zwischen dem Anodenschirm und der Anode, der dabei nur wenige
Vielfache der freien Weglänge der Elektronen im Füllgas der Röhre beträgt, eine
nur sehr schwache, zur Beseitigung von Zündverzögerungen hinreichende Entladung
zwischen der Anode und dem Schirm auftreten kann. Da der Anodenschirm mit der Kathode
verbunden ist, ist eine solche Röhre für Wechselspannung zwischen den Hauptelektroden
nicht geeignet.
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Es sind auch Röhren bekannt, bei denen der Anodenschirm nicht an ein
konstantes Potential gelegt ist und bei denen Maßnahmen getroffen sind, Ableitungsströme
zum Anodenschirm zu vermeiden, z. B. indem das Aufdampfen von leitenden Schichten
auf dem den Schirm tragenden Isolator verhütet wird. Solche Röhren sind für Wechselspannung
zwischen den Hauptelektroden geeignet. Um eine hinreichende Spannungsstabilität
der Röhre in der Vorwärtsrichtung zu erzielen, ist die Röhre mit einer Hilfsanode
versehen, die in einen von der Anode abgekehrten durchgedrückten Rand einer Öffnung
in der Kathode reicht und durch die eine an der Kathode ansetzende Hilfsentladung
auftritt, die in bezug auf das Anodenfeld abgeschirmt ist, so daß auch bei dauernd
brennender Hilfsentladung die Gleichrichterwirkung der an Wechselspannung angeschlossenen
Röhre nicht verlorengeht. Eine hinreichende Empfindlichkeit in der Durchlaßrichtung
ist bei dieser Röhre nur mit einer negativen Spannung an der Zündanode erzielbar.
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Um aber eine negative Spannung für die Zündanode dem Netz entnehmen
zu können, muß ein Transformator zwischengeschaltet werden.
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Die Erfindung bezweckt, eine Glimmentladungsröhre zu schaffen, in
der unbedenklich normale Netzspannungen mit den darin auftretenden Spannungsänderungen
zwischen der Anode und der Kathode verwendbar sind und demnach eine hinreichende
Empfindlichkeit für die Zündung mittels einer positiven Zündanode erzielt werden
kann.
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Die Erfindung betrifft eine an Wechselspannung anschließbare Glimmentladungsröhre
mit einer kalten, nicht aktivierten Kathode, einer Zündanode in der Nähe der Kathode
und mit einem über einen hochohmigen Widerstand an die Anodenleitung anschließenden
Schirm, der einen großen Teil der Anode derart umgibt, daß nur ein Teil der Kathodenoberfläche
mittels gerader Linien, die den Anodenschirm nicht schneiden, mit der Anode verbindbar
ist, während zwischen der Anode und demjenigen Teil der Kathoden, an dem die Hilfsentladung
angreift, oder zwischen der Anode und der Zündanode entsprechende, den Anodenschirm
nicht schneidende Verbindungsgeraden nicht ziehbar sind, und ist dadurch gekennzeichnet,
daß außerhalb des Anodenschirmes eine zweite, über einen hochohmigen Widerstand
an die Kathodenleitung anzuschließende Schirmelektrode angeordnet ist und wenigstens
einer der beiden Schirme in an sich bekannter Weise einen zum anderen Schirm gerichteten
Vorsprung aufweist zur Einleitung einer während des Betriebes der Röhre
dauernd
brennenden, schwachen Hilfsentladung zwischen den beiden Schirmen. Die Hilfsentladung
zwischen den beiden Schirmen erfolgt vorzugsweise an derjenigen Seite des Schirmes,
welche von der Öffnung zum Durchlaß der Hauptentladung möglichst weit entfernt ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Glimmentladungsröhre nach der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung so getroffen ist und die
Röhre so betrieben wird, daß bei der Betriebswechselspannung zwischen den Hauptelektroden
die schwache Hilfsentladung zwischen den beiden Schirmen in einem solchen Abstand
von der Hauptentladungsstrecke auftritt, daß eine Zündverzögerung in der Entladungsstrecke
zwischen der Zündanode und der Kathode verhindert wird, ohne daß jedoch in der Hauptentladungsstrecke
Zündspannungsverminderungen in einer der beiden Richtungen auftreten.
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Infolge der hochohmigen Widerstände, über welche die Schirme an die
Hauptelektroden gelegt sind und der zwischen den beiden Schirmen auftretenden Wachentladung
wird in der Röhre eine Spannungsverteilung herbeigeführt, welche zur Spannungsstabilität
der Röhre beiträgt.
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Die Glimmentladungsröhre nach der Erfindung läßt sich auch mit Spannungen,
die wesentlich über oder unter der Betriebsspannung liegen, noch einwandfrei steuern.
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Die Erfindung wird an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch den Kolben einer Entladungsröhre
mit einer Seitenansicht der Elektroden; Fig. 2 ist eine Draufsicht der Elektroden;
Fig. 3 und 4 zeigen zwei Schnitte gemäß den Linien III-III und IV-IV von Fig. 2,
und Fig. 5 zeigt eine einfache Schaltung.
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In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet 2 den Röhrenboden, mit dem der Kolben
2 verschmolzen ist. Die Kathode 3 besteht aus einem geknickten Molybdänblech, welches
auf drei Halterungsdrähten befestigt ist. Die aus. Nickel bestehende Anode 4 ist
drahtförmig und wird vom Anodenschirm 5 umgeben. Die Kathode 3 hat einen scharf
zugespitzten Vorsprung 6, dem gegenüber sich die aus Molybdänstreifen bestehende
Hilfsanode 7 befindet. Der Anodenschirm 5 ist von einem geknickten Schirm 8 umgeben,
der ebenso wie der Anodenschirm 5 aus Nickel besteht. Der Schirm 8 trägt einen Vorsprung
9, der bis auf einen Abstand von 0,5 mm an den Anodenschirm heranreicht. Der Abstand
zwischen der Hilfsanode 7 und dem Kathodenvorsprung 6 beträgt 0,2 mm. Die Anordnung
der Anode und des Kathodenvorsprungs 6 zueinander ist deutlich aus Fig. 3 ersichtlich.
Die Anordnung des Vorsprungs 9 des zweiten Schirmes 8 und des Anodenschirmes 5 zueinander
ist aus Fig.4 ersichtlich. Die Röhre ist mit Neon mit einem Druck von 85 mm Quecksilbersäule
gefüllt. Zur Vermeidung von Verzögerungen beim Zünden der Wachentladung zwischen
dem Vorsprung 9 und dem Anodenschirm 5 ist auf einem der Flügel des Schirmes
8 eine geringe Menge feinen Titanpulvers 10
angebracht, in dem das.
radioaktive Material Tritium in einer Menge von etwa 1 #LC absorbiert ist. Ein Nickelpol
11 dient als Anode zum Zerstäuben der Spitze 6 und der Hilfsanode 7. In Fig.
5 bezeichnet 12 die Röhre, 13 die Kathode, 14 die Anode, 15 den Anodenschirm, 18
den zweiten mit der Kathodenleitung verbundenen Schirm, 16 die vorspringende Spitze
der Kathode und 17 die Hilfsanode. Der Schirm 18 ist über einen Widerstand 19 von
10 Megohm mit der Kathodenzuleitung und der Anodenschirm 15 ist über einen Widerstand
20 von gleichfalls 10 Megohm mit der Anodenleitung verbunden. Die Röhre wird aus
einer Wechselspannungsquelle 21 von 220 V gespeist.
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Von der Anodenleitung ist über ein empfindliches Schaltungselement
22 die Verbindung mit der Zündanode 17 abgezweigt, in der sich ein Widerstand 23
befindet, der über einen Kondensator 24 noch mit der Kathode verbunden ist. Das
empfindliche Schaltungselement 22 besteht aus einem Photowiderstand aus Cadmiumsulfid.
Der Photowiderstand hat ohne Bestrahlung mit Licht einen sehr hohen Widerstand und
bei Bestrahlung einen niedrigen Widerstand. Fällt nun Licht auf den Widerstand 22,
so gelangt an die Zündanode 17 in der positiven Phase so viel Spannung, daß die
Hilfsentladung und demnach die Hauptentladung in der Röhre 12 gezündet wird. Das
Relais 25 wird dann erregt und schließt die Kontakte 26. Die Zündung der Röhre 12
erfolgt noch bei Steuerung durch die Hilfsanode bei einer Wechselspannung von 175
V der Wechselspannungsquelle 21, während bei 275 V ohne Steuerspannung an der Hilfsanode
17 noch keine Zündung auftritt.