DE1773016A1

DE1773016A1 - Device for the control of the heat treatment of a substance in a vacuum container

Info

Publication number: DE1773016A1
Application number: DE19681773016
Authority: DE
Inventors: Bernard Daigne; Louis Pelletier
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1967-03-21
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1972-03-02
Also published as: FR1528680A; NL6803929A; DE1773016B2; CH499098A; US3581086A

Description

DR. ING. HANS LICHTI- PATENTANWALT* ««~ β*DR. ING. HANS LICHTI- PATENTANWALT * «« ~ β *

KARLSRUHE-DURLACH · GRÖTZI N GER STRASSE 6J ' ' ' ^ ^ 'KARLSRUHE-DURLACH GRÖTZI N GER STRASSE 6J '' '^ ^'

TELEFON 4 1124TELEPHONE 4 1124

19. März 1968 I635/68March 19, 1968 I635 / 68

OFFICE NATIONAL D*ETUDES ET DE RECHERCiIES AEROSPATIALESOFFICE NATIONAL D * ETUDES ET DE RECHERCiIES AEROSPATIALES

92 CHATILLON«sous«BAGNEUX, 29/39, Avenue de la Division-Le eierc» Frankreich92 CHATILLON "sous" BAGNEUX, 29/39, avenue de la Division-Le eierc »France

Vorrichtung zur^Kontrolle der Wärmebehandlung eines |Device for ^ control of the heat treatment of a |

inin

Stoffes,/einem Unterdruckbehälter.Substance / a vacuum container.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kontrolle der Wärmebehandlung eines Stoffes- in einem Unterdruckbehälter unter Verwendung einer bei der Behandlung auftretenden Strahlung. " The invention relates to a device for controlling the heat treatment of a substance in one Vacuum container using radiation that occurs during treatment. "

Die Vorrichtung ist mit gufcam Erfolg verwendbar bei Einrichtungenjdie im wesentlichen aus einem Be* hälter bestehen, in dem Hochvakuum herrscht bzw. unterhalten wird, wobei die Atmosphäre des Behälters einen kondensierbaren Dampf enthalten kann wie den, der von im Behälter enthaltenem flüssigem Metall entwickelt wird.The device is usable with gufcam success in the case of facilities that essentially consist of a Containers exist in the high vacuum or is maintained, the atmosphere of the container a may contain condensable vapor such as that used by liquid metal contained in the container is developed.

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Wenn man bei solchen Einrichtungen Überwachungen durchführen will, sieht man gewöhnlich in der Behälter« wand eine für die jeweilige Strahlung durchlässige Öff« nung bzw. ein Beobachtungsfenster vor. Die Übertragung»« bedingungen der Strahlung durch das Fenster ändern sich jedoch ständig durch den sich darauf absetzende*) Nieder-» schlag} bzw* die im Innern des Behälters entstehende Strahlung wird durch das Fenster mehr oder weniger absorbiert und es ist schwierig, wenn nicht gar unmöglich, eins wirksame Kontrolle des Behandlungsablaufs im Innern durchzuführen.If you want to monitor such facilities, you usually see in the container « in front of an opening permeable to the respective radiation or an observation window. The transfer"" However, the conditions of radiation through the window are constantly changing due to the *) low- » shock} or * the radiation generated inside the container is more or less absorbed by the window and it is difficult, if not impossible, to carry out an effective control of the treatment process inside.

Selbst für beschränkte Kontrollen, z.B. durch direkte Beobachtung mit dem bloßen Auge oder mit Hilfe optischer Instrumente im sichtbaren Spektrum, ist man schon ge·» zwingen, verhältnismäßig komplizierte Mittel vorzusehen, um das Fenster ausreichend transparent zu halten.Even for limited controls, e.g. through direct observation with the naked eye or with the help of optical Instruments in the visible spectrum, one is already forced to provide relatively complicated means, to keep the window sufficiently transparent.

Man hat z.B. vorgaschlagen, vor das Fenster eine Schlitzdrehscheibe zu setzen, Dadurch wird der Niederschlag jedoch nur verlangsamt und nicht vermieden! außerdem ist die Einrichtung kompliziert und kostspielig. For example, it was suggested to put a slotted turntable in front of the window, but this only slows down the precipitation and does not prevent it! in addition, it is complicated and expensive to set up.

Einem anderen Vorschlag zufolge »atzt man vor das Fenster ein von Zeit zu Zeit auszuwechselndes durchsichtiges Schutzschild. Für längere Behandlungen iet diese Methode jedoch nicht durchführbar und zwingt auch zu störenden Hantierungen,According to another suggestion, “a transparent protective shield is etched in front of the window, which can be changed from time to time. For longer treatments, however, this method is not feasible and also necessitates disruptive handling,

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Man hat auch bereits vorgeschlagen, innerhalb des Behälters, in der Nähe des Fensters eine Gasspülung vor·« zusehen, um so die andrängenden Metalldampfmoleküle von der Innenseite des Fensters fernzuhalten. Die Einführung von Spülgas wirkt sich jedoph derart aus, daß es schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist, innerhalb des Behälters den erforderlichen Unterdruck aufrecht zu erhalten, selbst wenn die Mittel zum Abpumpen erheb·« lieh verstärkt werden.It has also already been suggested that gas purging be carried out inside the container, near the window. watch in order to keep the metal vapor molecules pushing away from the inside of the window. The introduction of purge gas has such an effect that it is difficult, if not impossible, to maintain the required negative pressure within the container to obtain, even if the means of expressing are considerable · « loaned to be reinforced.

Es ist weiterhin bekannt, außen vor die Behälterwand eine Kammer zu setzen, deren Außenseite aus dnem Beobach« tungsfenster besteht und deren Innenseite, d.h. die Trenn« wand zum Behälter, eine verhältnismäßig große Öffnung auf»« weist, um die direkte Beobachtung zu ermöglichen. In diese Kammer wird ein Gas eingeführt, und zwar unter ausreichen-· dem Druck, um das Anfliegen von Dampfmolekülen auf das fIt is also known outside of the container wall to set up a chamber, the outside of which by observation « window and its inside, i.e. the dividing wall to the container, has a relatively large opening "" to allow direct observation. In these Chamber a gas is introduced under sufficient- · the pressure to prevent steam molecules from flying towards the f

Fenster zu verhindern. Aufgrund des relativ großen Durch»· messers der Beobachtungsöffnung strömt Jedoch verhältnis·· mäßig viel Gas in den Behälter,woraus sich, um im Innern des Behälters das notwendige Vakuum aufrecht zu erhalten, die Notwendigkeit ergibt, die zum Abpumpen erforderlichen Mittel erheblich zu verstärken.Prevent windows. Due to the relatively large throughput »· diameter of the observation opening, however, the ratio moderate amount of gas in the container, resulting in to inside of the container to maintain the necessary vacuum, which results in the need for pumping Substantially reinforce funds.

Jedenfalls sichert keines der vorgeschlagenen Ver» fahren eine konstante StrahlungsübertragungsmöglichkeitIn any case, none of the proposed insurance drive a constant possibility of radiation transmission

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durch das Beobachtungsfenster. Damit ist es bei derartigen Einrichtungen ausgeschlossen, ständige Messungen von Strahlenenergie «* Wärme«, Licht« oder andere Strahlungen *· mit der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen.through the observation window. With this type of equipment it is impossible to continuously measure Radiant energy "* heat", light "or other radiation * · to be carried out with the required accuracy.

Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die diesen Mängeln abhilft.The purpose of the invention is to provide a device which remedies these deficiencies.

Insbesondere ist es Zweck der Erfindung, eine Vor« richtung anzugeben, die, obwohl sie mit dem Behälter in Verbindung steht, ein strahlungsempfindliches Organ oder Element unter solchen Bedingungen vorsieht, daß seine Wirkungsweise durch die kondensierbaren oder korrosiven Dämpfe, die der Behälter enthalten kann,nicht verfälscht wird, bzw. eine Schutzvorrichtung für ein alle im Verlauf ekier Vakuumbehaulung zu messenden Formen elektromagnetischer oder korpuskularer Strahlung empfindliches Element zu schaffen, die es über die Behandlungsdauer vollkommen transparent erhält.In particular, it is the purpose of the invention to provide a to indicate the direction, which, although it is in connection with the container, is a radiation-sensitive organ or Element under such conditions provides that its mode of action by condensable or corrosive Vapors that the container may contain is not adulterated, or a protective device for all in the course ekier vacuum housing to be measured forms of electromagnetic or corpuscular radiation-sensitive element to create it perfectly over the duration of the treatment transparently receives.

Außerdem soll durch die Erfindung keine Verstärkung der üblicherweise vorhandenen Mittel zum Abpumpen, die vorgesehen sind, um im Behälter den gewünschten Vakuumgrad zu halten, erforderlich werden.In addition, the invention is not intended to reinforce the means usually present for pumping out, which are provided in order to maintain the desired degree of vacuum in the container.

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Weiter soll die Vorrichtung leicht den Erfordere nissen angepaßt werden können, die sich aus den verschie*· denen Behandlungs« und Verfahrensbedingungen in Unter*· druckbehältern ergeben und sie soll auch von einfacher Struktur sein und nicht zu einer störenden Abänderung der Behälterwand zwingen»Further, the device should easily meet requirements can be adapted, which result from the different which treatment and procedural conditions in sub * result in pressure vessels and it should also be of a simple structure and not a disturbing modification of the Force container wall »

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine Unterdruck*· f Hilfskammer umfaßt, deren eine Endseit© die Strahlung transparent durchläßt oder auch auffängt, die eine mit einer Öffnung versehene Trennwand, die den Behälter und die Kammer voneinander trennt, durchquert hat, ist dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Öffnung versehene Trenn»-·The device according to the invention, which has a negative pressure * · f Auxiliary chamber includes, whose one end © lets the radiation through transparently or also intercepts the one with an apertured partition separating the container and the chamber from each other has traversed is therethrough marked that the opening provided dividing »- ·

im Innern
wand/des Behälters liegt.at the inside
wall / of the container.

Der im Itm&rn der Kammer herrschende Druck ,der etwas höher als der Unterdruck im Behälter ist _tvöränd«rt den g The in Itm & rn the chamber prevailing pressure which is slightly higher than the negative pressure in the container vöränd _t "rt the g

Unterdruck im Innern des Behälters aufgrund des geringen Durchmessers der Öffnung nicht nennenswert» In einer Aus« führungsform ist das Volumen der Kammer so groß bemessen, daß unter Berücksichtigtang dor vorgesehenen Behandlungs« dauer dar zu Beginn entsprechend eingestellte Druck im Innern der Kammer während cl©r gesamten Daiiar ausreichend bleibt, ohns daß es erforderlich vrärs, Gas stuauf uhren, tun dem Andrängen der aus dem Behälter kommenden Moleküle kon» densierbareii Dampfes "eNegative pressure inside the container is negligible due to the small diameter of the opening. guide, the volume of the chamber is so large that taking into account the intended treatment " duration is the pressure set at the beginning in Sufficient inside the chamber throughout the entire day remains, without the need to clock up the gas, do it the pressure of the molecules coming out of the container con » condensable steam "e

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Eine andere Ausführungsform sieht eine Kammer mit kleinen Abmessungen vor, die mit einer größeren, nahezu unter gleichem Unterdruck stehenden Kammer verbunden ist»Another embodiment provides a chamber with small dimensions, which is connected to a larger chamber under almost the same vacuum »

Einer weiteren, in großem Umfang anwendbaren Aus*· führung»form entsprechend ist die dauernde Zufuhr von Gas in die Kammer vorgesehen, und zwar unter einem relativ * geringen Druck, der jedoch ausreicht, um das Andrängen von aus dem Behälter kommenden Molekülen kondensierbaren Dampfes auf das strahlungsempfindliche Element,das einem weiteren Merkmal der Erfindung nach an der der Trennwand gegenüberliegende Endsei te der Kammer angebracht sein kann, zu vermeiden»Further, widely applicable Off * · leadership "shape the permanent supply of gas is provided in the chamber according to, taking a relatively * low pressure but sufficient condensable around are pressing for from coming out of the container molecules steam on to avoid the radiation-sensitive element, which according to a further feature of the invention can be attached to the end side of the chamber opposite the partition wall »

Das strahlungsempfindliche Element, auf welchem sich praktisch kein Molekül kondensierbaren oder korrosiven Dampfes absetzt, liefert dann genaue Angaben, die es er« möglichen, von der bis jetzt allein möglichen qualitativen Kontrolle zur mengenmäßigen Kontrolle überzugehen.The radiation-sensitive element on which there is practically no condensable or corrosive molecule Releases steam, then provides precise information that it possible to move from the qualitative control to the quantitative control which has been possible up to now.

Mit der örfindunsagemäßöii Vorrichtung iet es dann möglich, untereinander vergleichbare Messungen durchzu« führen, entweder im Verlauf einer bestimmten Behandlung eder im Vorlauf vsrsehiädenar Behandlungen im gleichen Apparat oder sogar im Vorlauf von in verschiedenen Appa** rafcan stattfindenden Behandlungen.With the örfindunsagemäßöii device it is then possible to carry out measurements that are comparable to one another « lead, either in the course of a particular treatment Either in advance vsrsehiädenar treatments in the same Apparatus or even in advance of in different Appa ** rafcan treatments taking place.

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Vom strahlungsempfindlichen Element ausgehend kann man während der gesamten Behandlungsdauer die Wirkungs*-. weise der im Vakuumbehälter angeordneten Apparate steuern oder kontrollieren, insbesondere jener, die das Auftreten der Strahlungserscheinungen hervorbringen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, eine davon abhängige Steuerung vorzusehen.Starting from the radiation-sensitive element the effect * - during the entire treatment period. way of controlling or controlling the apparatus arranged in the vacuum vessel, in particular those that cause the occurrence which produce radiation phenomena, whereby the possibility is given of a control that is dependent on it to be provided.

Einem anderen Kennzeichen der Erfindung entsprechend liegt die Kammer der Vorrichtung saum Teil im Innern des Behälters und zum Teil außerhalb desselben.According to another characteristic of the invention, the chamber of the device is located inside the hem part Container and partly outside of the same.

Bei einer anderen Ausführungsform liegt die ganze Kammer im Innern des Behälters und kann somit in nächster Nähe der Strahlungsquelle angeordnet werden.In another embodiment, the whole is Chamber inside the container and can therefore be arranged in close proximity to the radiation source.

Die kinetische Theorie über Gase ermöglicht, in be«- kannter Weise den erforderlichen Druckwert im Innern der Kammer, deren Länge, d.h. den Abstand zwischen der sehr kleinen Öffnung und dem strahlungsempfindlichen Element, sowie den Durchmesser der Öffnung zu bestimmen, um ein völliges Freibleiben des strahlungsempfindlichen Elements von jeglichem kondensierbaren Niederschlag unter Berück« siehtigung aller mit dem Behälter verbundenen Abpumpmittel zu bestimmen.The kinetic theory of gases makes it possible to known way the required pressure value inside the Chamber, the length of which, i.e. the distance between the very small opening and the radiation-sensitive element, as well as the diameter of the opening to determine a the radiation-sensitive element remains completely free of any condensable precipitate, taking into account « See all pumping equipment connected to the container to determine.

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Dae strahlung»empfindliche Organ kann beliebiger Art sein. S* kann lediglich aus einem strahlungsempfindlichen Element bestehen} diesem kann jedoch auch ein entsprechen«* der Apparat vor«« oder nachgeschaltet werden.The organ which is sensitive to radiation can be of any kind be. S * can only consist of a radiation-sensitive Element exist} however, this can also be followed by an «* the apparatus before« or after.

In der folgenden Beschreibung wird Bezug genommen auf die anhängenden schematischen Zeichnungen, die bei spieIs*- weise folgendes zeigentIn the following description, reference is made to the attached schematic drawings, which are used at spieIs * - wisely show the following

Figo 1 die schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform|1 shows the schematic view of a device according to the invention in a first embodiment

Fig. 2 die schematische Ansicht einer zweiten Ausführungen form einer Behandlungseinrichtung mit einer er*· findungsgemäßen Vorrichtung}2 shows the schematic view of a second embodiment form of a treatment facility with an er * inventive device}

Fig. 3 die schematische Ansicht einer weiteren Einrich*» tung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung! aber in einer anderen Ausführungsform$3 shows the schematic view of a further device device with a device according to the invention! but in another embodiment $

Fig. 4 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht, die je« doch eine Vorrichtung umfaßt, die der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform entspricht!4 shows a view corresponding to FIG. 2, each of which but includes a device which corresponds to the embodiment shown in Figure 3!

Fig. 5 die etwas vollständigere Ansicht einer erfindungs«* gemäßen Behandlungseinrichtung, jedoch in einer weiteren Auβführungsform|Fig. 5 is a somewhat more complete view of an invention according to the treatment facility, but in a further embodiment |

Fig. 6 das Schema efaier erfindungsgemäßen Einrichtung mit abhängiger Steuerung}6 shows the scheme of the device according to the invention with dependent control}

Fig. 7 die Teilansicht einer Einrichtung in einer anderen Ausführungsform mit Darstellung der Abpumpmittel}7 shows the partial view of a device in another embodiment with a representation of the pumping means}

Fig. 8 eine entsprechende Ansicht, jedooh für eine andere Ausführungsform}8 shows a corresponding view, but for a different one Embodiment}

Fig. 9 die Ansicht einer Einrichtung, die eine erfindungs« gemäße Vorrichtung umfaßt, in einer weiteren Aus·· führungsform.Fig. 9 is a view of a device that includes an invention « according to the device, in a further embodiment.

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Bezugnehmend auf Figur 1, die eine Ausführung»form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 19 ein am Ende einer läng« liehen Kammer 21 angeordnetes strahlungsempfindliches Element 20. Die durch Seitenwände 22 begrenzte Kammer kann eine allgemein zylindrische Form aufweisen. Die Kammer 21 ist mit einen unter Vakuum stehenden, d.h. bei Unter·· druck arbeitenden Behälter 26, in welchem sich eine zu |Referring to Figure 1, one embodiment "form relates to a device according to the invention, comprises the device 19 according to the invention at the end of a longitudinal « Lent chamber 21 arranged radiation-sensitive element 20. The chamber bounded by side walls 22 may be generally cylindrical in shape. The chamber 21 is provided with a vacuum, i.e. when under pressure working container 26, in which a to |

behandelnde Substanz befindet, absolut dicht verbunden. Die Längsachse der Kammer 21 ist auf diese Substanz aus«· gerichtet. Die dem strahlungsempfindlichen Element 20 gegenüberliegend· Trennwand 23 der Kammer 21 weist eine Öffnung 2k geringen Durchmessers auf« In den Innenraum der Kammer 21 führt eine Zuleitung 25, mit deren Hilfe im Innenraum 28 ein Druck aufrechterhalten wird, der aus«· reicht, damit praktisch keines der von der Substanz in dem unter Vakuum stehenden, d.h. bei Unterdruck arbeitenden Behälter 26 stanaenden Moleküle kondensierbaren Dampfes das strahlungsempfindliche Element 20 in der Kammer er*» reichen kann.treated substance is located, absolutely tightly connected. The longitudinal axis of the chamber 21 is directed towards this substance. The dividing wall 23 of the chamber 21 opposite the radiation-sensitive element 20 has an opening 2k of small diameter. A supply line 25 leads into the interior of the chamber 21, with the aid of which a pressure is maintained in the interior 28 which is sufficient, thus practically none of the molecules of condensable vapor which is condensable from the substance in the container 26 which is under vacuum, ie which operates at negative pressure, can reach the radiation-sensitive element 20 in the chamber.

Das durch die Zuleitung 23 zugeführt· Gas muß g«fe* benenfall· inert sein hinsichtlich der im Behälter 26 be* handelten Substanz und wenig oder* gar nicht absorbierend hinsiehtlieh der zu analysierenden Strahlung, z.B. der tob der in Behandlung befindlichen lubstanz ataaweaden Strahlung.The gas supplied through the supply line 23 must g «fe * if necessary be inert with regard to the contained in container 26 acted substance and little or * not at all absorbent looks at the radiation to be analyzed, e.g. the tob of the lubstanz under treatment ataaweaden Radiation.

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Der Gasdruck in der Kammer 21 i«t so zu wählen, daß der durchschnittliche freie Weg eines durch die öffnung 2% in die Kammer 21 eintretenden Dampfmoleküle im Sinne der kinetischen Theorie der Gase geringer ist als der Abstand zwischen dieser Öffnung und dem strahlung«empfindlichen Element 20« Die Anzahl von Dampf molekülen, die das strahl lungsempfindliche oder entsprechende Element erreichen, wird dadurch so erheblich verringert, daß das Andrängen der Molekühle ohne jeglichen Einfluß bleibt auf die Ge» nauigkeit und Strahlungsempfindlichkeit des Elements in Bezug auf die von der in Behandlung befindlichen Substanz stammenden Strahlung» Unter diesen Umständen gibt das am Austritt 27 des strahlungsempfindlichen Elements 20 vor« handene Signal eine genaue Angabe über die durch die Öff*» nung 24 in die Kammer 21 eindringende Strahlung, wobei auf diese Weise der störende Einfluß des sich auf dem strahlungsempfindlichen Element Verdichtenden Dampfes ausgeschaltet ist.The gas pressure in the chamber 21 should be chosen so that the average free path of one through the opening 2% in the chamber 21 entering vapor molecules in the sense of the kinetic theory of gases is less than the distance between this opening and the radiation «sensitive Element 20 «The number of vapor molecules that emanates reach sensitive or appropriate element, is reduced so considerably that the pressure of the molecules remains without any influence on the structure. accuracy and radiation sensitivity of the element in relation to the substance being treated originating radiation "Under these circumstances, it is at the exit 27 of the radiation-sensitive element 20" present signal an exact indication of the by the public * » tion 24 in the chamber 21 penetrating radiation, in this way the disturbing influence of the Radiation-sensitive element compressing vapor is turned off.

Aufgrund der sehr geringen Höhten Veite der Öffnung 2% kann die Kameier 21 die Rolle einer Dunkelzelle spielen und auf den «trahlungsempfindlichen Element die Entstehung des Bildes dvroh die Strahlung einer Probe i» Verlauf einer Behandlung oder eines Teils a derselben ermögliche*.Because of the very low height of the opening 2% the Kamier 21 can play the role of a dark cell and the creation of the element sensitive to radiation of the image so that the radiation of a sample "enables the course of a treatment or a part of it".

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Ebenfalls aufgrund der sehr geringen lichten Veite der Öffnung, durch welche die Strahlung ihren Weg nimmt, reichen auch die für einen Behälter ohne erfindungsge·» mäße Torrichtung vorgesehenen Abpumpmittel aus, um den für die Behandlung erforderlichen Unterdruck im Behälter auf«· recht zu erhalten·Also due to the very small clear width the opening through which the radiation finds its way, are also sufficient for a container without the invention in the correct direction of the door, use the pumping agent provided for the the required negative pressure in the container to «· to get right

In gewiesen Fällen sieht man zusätzliche Mittel vor, I um das Gas zu entfernen, das von der Vorrichtung her in den. Behälter eindringt.In certain cases, additional funds are provided, I. to remove the gas from the device in the. Container penetrates.

In einer Aus führung« form der Vorrichtung, die gute Ergebnisse gezeitigt hat, mit einem Behälter, in dessen Innern ein Unterdruck von 10 ^ mm QS herrschte, wies die Kammer eine Länge von 70 nun auf {die Öffnung hatte einen Durchmesser von 0,3 mm und der Druck im Innern der Kammer betrug 10 mm QS.In one embodiment of the device, the good one Has shown results, with a container inside which there was a negative pressure of 10 ^ mm QS, pointed the Chamber a length of 70 now {the opening had a 0.3 mm in diameter and the pressure inside the chamber was 10 mm QS.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann zu verschiedenen Zwecken verwendet werden je nach der Art des strahlung*» empfindlichen Elements, welches die Vorrichtung aufweist. Das strahlungsempfindliche Element kann z.B. eine Thermo*· batterie sein oder aus photoelektrischen Zellen, Photo*· dioden, Thermistoren oder einer Drucksonde mit kapazitivem Ausgang bestehen, oder auch aus einem Diffraktionskristall oder einer photographischen Platte·A device according to the invention can lead to various Purposes to be used depending on the type of radiation * » sensitive element that the device has. The radiation-sensitive element can, for example, be a thermo * battery or photoelectric cells, Photo * · diodes, thermistors or a pressure probe with a capacitive output, or a diffraction crystal or a photographic plate

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 19 kann auch vollkommen im Innern des Behälters liegen. Bei der Ausführungs« form gemäß Figur 1 liegt der Teil der Kammer 21 mit der Öffnung 24 im Innern des Behälters und der andere Teil außerhalb, wobei der Durchgang der Kammer 21 durch die Behälterwand völlig abgedichtet ist. Bei der in Figur 2 gezeigten Einrichtung liegt die Vorrichtung 19 gänzlich im Innern des Behälters, wo sie durch einen (nicht gezeigten) entsprechenden Träger gehalten wird, und zwar in der Nähe einer Strahlungsquelle S_t die z.B. aus einem auf hohe Temperatur erhitzten Metall besteht} der Einfluß des kondensierbaren Dampfes oder irgendeines anderen Dampfes auf die Ausbreitungsbedingungen der Strahlung zwischen der Quelle S und der Öffnung für den Strahlungseintritt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher außerordentlich reduziert. Das strahlungsempfindliche Element ist.z.B. in diesem Falle das Objektiv einer Fernsehkamera» die auf Ab** stand das Bild einer gerade behandelten Substanz wieder*« gibt.The device 19 according to the invention can also lie entirely inside the container. In the embodiment according to FIG. 1, the part of the chamber 21 with the opening 24 is inside the container and the other part is outside, the passage of the chamber 21 being completely sealed off by the container wall. In the device shown in FIG. 2, the device 19 lies entirely in the interior of the container, where it is held by a corresponding support (not shown), specifically in the vicinity of a radiation source S _t which consists, for example, of a metal heated to a high temperature} the influence of the condensable vapor or any other vapor on the propagation conditions of the radiation between the source S and the opening for the radiation entry in the device according to the invention is therefore extremely reduced. The radiation-sensitive element is, for example, in this case the lens of a television camera "which stands at a distance and reproduces the image of a substance that has just been treated *".

Bei deijin Figur 3 gezeigten Aus führung s form sind zwischen die Strahleneintrittsöffnung 24 in der erfindungs* gemäßen Vorrichtung und dem strahlungsempfindlichen Element 20 mehrere Blenden 30, 31, 32 zwischengeschaltet· Die Blen·· denöffnungen 34, 35, 36 können einen sich vergrößernden Durchmesser aufweisen, von der der öffnung 24 am nächstenIn the embodiment shown in FIG. 3, they are in shape between the radiation inlet opening 24 in the device according to the invention and the radiation-sensitive element 20 several diaphragms 30, 31, 32 interposed The diaphragms the openings 34, 35, 36 can make one enlarging Have diameter, of which the opening 24 closest

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*. 13 *· 19. März 1968*. 13 * March 19, 1968

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liegenden Blende bis zu der beim βtrahlungsempfindlichen Element liegenden Blende gesehen. Diese Blenden wirken den vielfachen Stoßen entgegen, denen ein Dampfmolekül von selten der in der Kammer enthaltenen Gasmoleküle aus« gesetzt ist und die das Dampfmolekül bis zum strahlungs« empfindlichen Element bringen könntenο Die Blenden tragen somit zum Schutz des strahlungsempfindlichen Elements gegenüber den aus dem Behälter kommenden Molekülen konden*> sierbaren Dampfes bei.lying diaphragm up to the one that is sensitive to radiation Element lying aperture seen. These screens counteract the multiple collisions caused by a vapor molecule from the rare gas molecules contained in the chamber « is set and which the vapor molecule up to the radiation « sensitive element o wear the covers thus to protect the radiation-sensitive element against the molecules coming out of the container condensate *> sizable steam.

Eine ähnliche Anordnung zeigt Figur 4, wobei sich die erfindungsgemäße Vorrichtung wie bei der in Figur 2 ge** zeigten Einrichtung völlig im Innern des Behälters 26 befin« det. Die völlig abgedichteten Wanddurchführungen 37 und 38 der den Austritt des strahlungsempfindlichen Elementes darstellenden Drähte sind schematisiert, wie auch die voll»· kommen abgedichtete Wanddurchführung kl der Zuleitung 25, I die zwecks Aufrechterhaltung des Druckes in der Kammer der Vorrichtung vorgeslien ist.A similar arrangement is shown in FIG. 4, the device according to the invention being located entirely in the interior of the container 26, as in the device shown in FIG. The completely sealed wall ducts 37 and 38 of the wires representing the exit of the radiation-sensitive element are schematized, as is the completely sealed wall duct k1 of the supply line 25, which is provided in the chamber of the device to maintain the pressure.

Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Figur 5· Bei dieser Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Vor*· richtung 70 einen Spektrographen 71 und ein strahlungs« empfindliches Element 72, bestehend aus einem für Roentgen«· strahlen empfindlichen Zähler. Auf diese Weise kann man eine in den Spektrographen 71 eindringende komplexe Roentgen·Reference is now made to FIG This embodiment contains the inventive advantage * · direction 70 a spectrograph 71 and a radiation « sensitive element 72, consisting of one for Roentgen «· radiate sensitive counters. In this way one can see a complex X-ray penetrating into the spectrograph 71

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strahlung analysieren* Das Ganze liegt hinter einem Rohr 73, welches eventuell mit Löchern versehene Blenden enthält. Die das Rohr 73 vom Spektrographen 71 trennende Querwand 76 weist ein Loch mit geringem Durchmesser 77 auf. Der
dem Behälter 83 näherliegende Rohrabschluß 74 ist mit einer Öffnung 75 versehen. Der erforderliche Druck im Innern des Rohres 73 wird durch ein Gas aufrechterhalten, z.B. durch Argon, das durch eine Zuleitung 78 von einem Gasbehälter 79 herangeführt wird. Das Rohr 73 ist mittels eines Auf«· satzstutzens 8O mit der Behälterwand 8l durch eine Gelenkver* bindung 82 verbunden, die ein Ausrichten der Vorrichtung und somit das Betrachten der verschiedenen Punkte der zu beobachtenden Zone S ermöglicht. Diese besteht z.B. aus
der Oberfläche einer Substanz, die unter elektronischem Beschüß aus einer Elektronenkanone 85 liegt und es sind
die-von der Substanz abgegebenen Roentgenstrahlen,die durch das strahlungsempfindliche Element 72 aufgefangen werden, ohne daß sie irgendeine Abschirmung zu durchqueren hatten.Analyze radiation * The whole thing lies behind a tube 73, which may contain apertures with holes. The transverse wall 76 separating the tube 73 from the spectrograph 71 has a hole 77 with a small diameter. Of the
The pipe closure 74, which is closer to the container 83, is provided with an opening 75 . The required pressure inside the tube 73 is maintained by a gas, for example argon, which is supplied from a gas container 79 through a feed line 78. The pipe 73 is connected to the container wall 81 by means of an attachment connector 80 by means of an articulated connection 82 which enables the device to be aligned and thus the various points of the zone S to be observed to be viewed. This consists of, for example
the surface of a substance that is and is under electronic bombardment from an electron gun 85
the x-rays emitted by the substance which are picked up by the radiation-sensitive element 72 without having to traverse any shielding.

Bei einer Aus«*führungeform, die zu guten Ergebnissen geführt hat, wies die Öffnung 75 einen Durchmesser von
einigen Zehntel Millimetern auf. Das Loch 77, das die
Atmosphäre des Spektrographen 71 mit dem Rohr 73 verbindet, hatte einen Durchmesser von einigen Hundertstel Millimetern.In one embodiment which has given good results, the opening 75 had a diameter of
a few tenths of a millimeter. The hole 77 that the
Atmosphere connecting the spectrograph 71 to the pipe 73 had a diameter of a few hundredths of a millimeter.

Die sehr geringe Abmessung der Öffnung, durch welche eine Strahlung in die Vorrichtung gelangt, ermöglicht dieThe very small dimensions of the opening through which radiation enters the device enables this

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Anbringung mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen am gleichen Behälter ohne Störung des Unterdrücke» oder anderer Parameter desselben., Bei der dargestellten Ein«« richtung ist daher eine zweite Vorrichtung 90 vorgesehen, die z.B. ein wärmestrahlungsempfindliches Element aufweist, das im Innern des Behälters 83 angeordnet ist. Pas Element besteht z.B. aus einer oder mehreren Photodioden» Der Aus** tritt 91 der Vorrichtung 90 ist mit einem Anzeigegerät 92 | verbunden. Ein unter entsprechendem Druck stehendes Gas wird ins Innere der Kammer 93 der Vorrichtung 90 durch eine von einem Gasbehälter 95 kommende Rohrleitung 94 eingelassen. Eine Kühlung des Hanteis der Kammer 93 erfolgt durch Zirkulation einer Kühlflüssigkeit von einem Kühlflüssig keitsbehälter 97 her, und zwar über eine Rohrleitung 960Attachment of several devices according to the invention to the same container without disturbing the negative pressure »or other parameters of the same., With the displayed On «« direction a second device 90 is therefore provided, which comprises, for example, an element which is sensitive to thermal radiation and which is arranged in the interior of the container 83. Pas element consists e.g. of one or more photodiodes »Der Aus ** enters 91 of the device 90 is connected to a display device 92 | tied together. A gas under corresponding pressure is passed into the interior of the chamber 93 of the device 90 a pipe 94 coming from a gas container 95 let in. The hand of the chamber 93 is cooled by circulating a coolant from a coolant tank 97 via a pipe 960

Es wird nun Bezug genommen auf die Figur 6. Bei dieser Einrichtung wird der Austritt einer erfindungsgemäßen Vor*· richtung 100, versehen mit einem strahlungsempfindlichen Element, das die von der Quelle S abgegebene Strahlung auf» nimmt, nach Durchführung durch einen Verstärker 101 zu einer Einstellvorrichtung 102 für die Regulierung der von einer elektrischen Stromquelle 103 an.einen im Innern öder außer« halb des Behälters 105 liegenden Apparat 104 gelieferten Energie, deren Aktion die Strahlung der Quelle S hervor» bringt, geführt. Der Apparat 10 4 beet eh t z.B. au» einer Elek«* tronenkanone, deren Elektronenbündel für die DurchführungReference is made to FIG Adjustment device 102 for regulating the energy supplied by an electrical power source 103 to an apparatus 104 located inside or outside the container 105, the action of which produces the radiation from the source S. The apparatus 10 4 is used, for example, on an electron gun, whose electron beam is used for the implementation

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einer Schweißung zwischen zwei Metallteilen verwendet wird» So ist es möglich, den ordnungsgemäßen Ablauf eines Schweißvorganges zu kontrollieren, z.B. die Temperatur der Schweißzone in der gewünschten Höhe zu halten.a weld between two metal parts is »This makes it possible to control the correct sequence of a welding process, e.g. the Maintain the temperature of the welding zone at the desired level.

Eine ähnliche Installation kann auch für die Bereitung einer Legierung verwendet werden. Die hierfür erforderliche Temperatur kann mit Hilfe einer Elektronenkanone oder irgendeines anderen Mittels hervorgebracht werden.A similar installation can also be used for the preparation of an alloy. The necessary Temperature can be generated with the aid of an electron gun or some other means.

Unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit strahlungsempfindlichen Elementen kann man auch eine abhängige Steuerung verwirklichen, die ein Metallbad auf konstantem Niveau hält.Using a device according to the invention with radiation-sensitive elements, one can also use a Realize dependent control that keeps a metal bath at a constant level.

Ss wird nun Bezug genommen auf Figur 7* Bei dieser Abwandlung ist das strahlungsempfindliche Element 110 auf der Rückwand 111 einer Kammer 112 angeordnet, deren Vorder«· wand II3 eine Vielzahl von Öffnungen 114, 115» II6 von sehr geringen Abmessungen aufweist _e Serien von Blenden, z.B. zwei Serien 11? und II8, sind zwischen dem strahlung**· empfindlichen Element 110 und der Vorderwand 113 angeordnet. Das strahlungsempfindliche Element 110 kann also gleich** zeitig die von mehreren Punkten der im Behälter 119 lie«· genden Quell« S kommende Strahlungsenergie aufnehmen.Reference is now made to FIG. 7. In this modification, the radiation-sensitive element 110 is arranged on the rear wall 111 of a chamber 112, the front wall II3 of which has a large number of openings 114, 115, II6 of very small dimensions _{and a} series of diaphragms , e.g. two series 11? and II8, are arranged between the radiation ** · sensitive element 110 and the front wall 113. The radiation-sensitive element 110 can thus simultaneously absorb the radiation energy coming from several points of the source S located in the container 119.

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Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform wird das Vakuum im Innern dee Behälters 119 durch eine Hauptpumpe 120 und eine Nebenpumpe 121 in bekannter Weise aufrechter«· haltenο Der im Innern der Kammer 112 erforderliche Druck wird durch die Verbindung der Kammer über ein Rohr 122 mit einer Vorrichtung 123 sichergestellteIn the embodiment shown in Figure 7, the Vacuum inside the container 119 is maintained in a known manner by a main pump 120 and a secondary pump 121 hold o The pressure required inside the chamber 112 is by connecting the chamber via a tube 122 with a device 123 secured

Es wird nun Bezug genommen auf die Figur 8. Bei dieser | Ausführungsform liegt zwischen dem unter Unterdruck stehen» den Behälter I30, und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 131 eine Zwiechenkammer 132« die getrennt ist vom Behälter I30 durch eine Trennwand 1331 welche eine Öffnung 134 aufweist, deren lichte Weite mindestens die lichte Weite der auf der Vorderwand I36 der Vorrichtung 131 vorgesehenen Öffnung 135 erreicht« Die Zwischenkammer 132 steht mit einer Neben« Vakuumeinrichtung 137 in Verbindung.Reference is now made to FIG. 8. In this | Embodiment is between that are under negative pressure » the container I30, and the device 131 according to the invention an intermediate chamber 132 'which is separate from the container I30 through a partition 1331 which has an opening 134, its clear width is at least the clear width of the opening 135 provided on the front wall I36 of the device 131 reached "The intermediate chamber 132 stands with a side" Vacuum device 137 in connection.

Die Verwendung einer derartigen Einrichtung ist vorThe use of such a device is proposed

allem günstig bei besonders niedrigem Druck (Ultra«»Vakuum) im Behälter I30, d.h. bei weniger als 10 mm QS. Der Druckespecially favorable at particularly low pressure (ultra «» vacuum) in container I30, i.e. with less than 10 mm QS. The pressure

•»2 im Innern der Kammer der Vorrichtung I3I kann etwa 10 mm Q£• »2 inside the chamber of the device I3I can be about 10 mm Q £

betragen. Der Druck im Innern der Zwischenkammer 132 beträgt z.B. ΙΟ**⁵ bis 10~⁶ mm QS.be. The pressure inside the intermediate chamber 132 is, for example, ΙΟ ** ⁵ to 10 ~ ⁶ mm QS.

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Ε« wird „nun Bezug genommen auf Figur 9. Bei dieser Einrichtung besteht die Strahlungsquelle S aus einem durch elektronischen Beschüß mittels einer Elektronenkanone 50 auf hohe Temperatur gebrachten Metall. Der Mantel 5I der Kammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit einem Aufsatzstutzen 52 des Behältermantels 5k durch eine Gelenk·» verbindung 53 verbunden, die die Ausrichtung des Mantels 5I ermöglicht. Der mit einem kleinen Loch 57 versehenen Trenn» wand 56 gegenüber ist das Objektiv 59 eines optischen Gee* rates 60 angeordnet, das einen völlig dichten Abschluß der Kammer gewährleistet. In diese Kammer führt ein aus einem Verteiler 62 kommendes Rohr 6l_t wobei der Verteiler durch eine Flasche 63 ve*sorgt wird und z.B. durch konstante Gas·* zufuhr durch Injektion im Innern der Kammer einen Druck aufrechterhält, der das Andrängen der vom Behälter 5^ kommenden Moleküle kondensierbaren Dampfes » z.B. Metall·· dampf «· zum Objektiv 59 hin verhindert. Die Anordnung der Gelenkverbindung 53 ermöglicht die Beobachtung der ver»Reference is now made to FIG. 9. In this device, the radiation source S consists of a metal which has been brought to a high temperature by electronic bombardment by means of an electron gun 50. The casing 5I of the chamber of the device according to the invention is connected to an attachment connector 52 of the container casing 5k by a hinge connection 53 which enables the casing 5I to be aligned. Opposite the partition 56, which is provided with a small hole 57, is the objective 59 of an optical device 60, which ensures a completely tight seal of the chamber. In this chamber coming from a distributor 62 tube 6l leads _t wherein the manifold ve through a bottle 63 * provides is and example by constant gas · * feed by injection inside the chamber a pressure maintains said are pressing for the from the container 5 ^ molecules of condensable vapor »eg metal · · vapor« · coming towards the objective 59 are prevented. The arrangement of the articulated connection 53 enables the observation of the schiedenen Punkte der Quelle S. Die Beobachtung kann solangedifferent points of the source S. The observation can as long as

er fortgesetzt werden wie erforderlich, da sich kein metallisch/it can be continued as required, since no metallic /

Niederschlag auf dem Objektiv 59 bildet.Precipitation on the lens 59 forms.

Das optische Gerät 6O oder Okular ermöglicht die Ver<* größerung der Sichtfläche des Prüfgutes oder Quelle S₁ die mit dem Auge durch die kleine Öffnung erblickt werden kann. Vorzugsweise wählt man für die Beobachtung mit einem OkularThe optical device 60 or eyepiece enables the viewing area of the test item or source S _{1 to be} enlarged, which can be seen with the eye through the small opening. It is preferable to choose an eyepiece for observation

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einen solchen Öffnungsdurchmesser, daß die Diffraktion die Trennkraft nicht wesentlich reduziert und daß die
zum Auge gelangende Energiemenge ausreicht.such an opening diameter that the diffraction does not significantly reduce the separation force and that the
The amount of energy reaching the eye is sufficient.

Für einen üblichen Wärmebehandlungsapparat ist eine Öffnung mit einem Durchmesser von etwa 1 mm angebracht. Mann kann dann für die Kammer einen Unterdruck von z.B.For a conventional heat treatment apparatus, an opening with a diameter of about 1 mm is made. A negative pressure of e.g.

10 nun QS wählen. Bei einem Abstand von etwa 10 cm
zwischen der Öffnung und dem Objektiv kann dann nur ein Molekül von etwa 5 x 10 die Öffnung 57 durchqueren und bis zum Objektiv 59 gelangen.10 now choose QS. At a distance of about 10 cm
between the opening and the objective, only a molecule of approximately 5 × 10 can then pass through the opening 57 and reach the objective 59.

Der Gasübertritt von der Kammer zum Behandlungsbee» hälter ist im Verhältnis zur Leistung der üblichen Pumpen, bei Behälterdrücken etwa zwischen 10*** und 10* mm QS
sehr schwach. Bei dem gegebenen Beispiel betrug die Leistung der Diffusionspumpe 2ooo %/see, während die Aueströmmenge von der Kammer in den Behälter sich nur auf einige hundert ji/sec belief.The gas transfer from the chamber to the treatment tank is in relation to the performance of the usual pumps, at tank pressures between 10 and 10 mm QS
very weak. In the example given, the output of the diffusion pump was 2,000 % / sec, while the flow rate from the chamber into the container was only a few hundred ji / sec.

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Claims

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Pat entans prü ehePat entans test before

1.y Vorrichtung zur Kontrolle der Wärmebehandlung eines Stoffes in einem Unterdruckbehälter durch Verwendung einer bei der Behandlung auftretenden Strahlung, die auf die Sndseite einer HilfsUnterdruckkammer auftrifft, nachdem sie eine mit einer Öffnung versehene Trennwand durchquert hatij die den Behälter von der Kammer trennt ₍dadurch ge«* kennzeichnet, daß die mit einer Öffnung (24, 57, 75, Il4, 1151 116, 134) versehene Trennwand (23, 56, 74, 113» 133) im Innern des Behälters (26, 83, I05, 119, I30) liegt.1.y Device for the control of the heat treatment of a substance in a vacuum container by using a radiation occurring during the treatment which strikes the bottom of an auxiliary vacuum chamber after it has passed through a partition provided with an opening which separates the container from the chamber ₍ thereby ge «* Indicates that the partition (23, 56, 74, 113» 133) provided with an opening (24, 57, 75, II4, 1151 116, 134) inside the container (26, 83, I05, 119, I30 ) lies.

2· Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn*« zeichnet, daß die der Trennwand (23, 74, 113, 133) ent»* gegengesetzte Stirnseite der Kammer (21, 112) mit einem strahlungsempfindlichen Element (20, 72, 110) versehen ist.2 · Device according to claim 1, characterized * « shows that the dividing wall (23, 74, 113, 133) The opposite end face of the chamber (21, 112) is provided with a radiation-sensitive element (20, 72, 110) is.

3· Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, da«* durch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnung (24, 57» 75* IIVT16, 134) in der Trennwand (23» 56, 74, 113, 133) so bemessen ist, daß unter Berücksichtung des Druckes in der Kammer (21, 112). und des Abstandes «wischen der öffnung und dem strahlungsempfindlichen Element (20, 72, 110) praktisch kein von Behälter (26, 83, 105, 119« 130) kommendes Dampf molekül die Kammer (21, 118) durchquert·3 · Device according to claims 1 and 2, since «* characterized in that the diameter of the opening (24, 57 »75 * IIVT16, 134) in the partition (23» 56, 74, 113, 133) is dimensioned in such a way that taking into account the Pressure in the chamber (21, 112). and the distance between the opening and the radiation-sensitive element (20, 72, 110) practically none of containers (26, 83, 105, 119 «130) incoming steam molecule crosses the chamber (21, 118)

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4. Device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the chamber is mounted entirely inside the container (26).

5. Device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the radiation-sensitive element (lOO) Is part of a device with which the chamber is provided

6. The device according to claim 5, characterized in that the device is a RoentgenstrahloSpektrograph (71) which extends the chamber and communicates with it through a hole (77) whose diameter has approximately the same dimensions as the diameter of the Opening (75) of the partition (74K

7 · Device according to claim 1, characterized in that «»

shows that the partition (II3) with a large number of ί

Openings (il4, 115, II6) is provided.

8. The device according to claim 1, characterized in that in the chamber (112) between the partition (113) and the opposite end face (ill) a plurality of diaphragms (117, HS) with them from the partition to End face increasing diameter, are arranged.

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9 · Device for heat treatment in a vacuum vessel consisting of an apparatus whose action causes the radiation of a source and regulating means for the apparatus in question, which is a dependent
Form control, characterized in that the
a W is controlling organ of the dependent control for be · * said radiation sensitive element in
a vacuum chamber opposite a partition wall
is brought, which is provided with a very small opening and is located inside the container (105).

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