DE963378C - Ionisationsmanometerroehre - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957

T 6539IX/42 k

Dje Erfindung betrifft eine Ionisationsmanometerröhre, deren Elektrodensystem aus einer Glühkathode, einer Gitterelektrode und einer zylindrischen Mantelelektrode sowie Seitenelektroden an den Stirnseiten der Mantelelektrode besteht.

Es ist bereits eine Ionisationsmanometerröhre mit einer Glühkathode, einer Ionisierungselektrode und einer Ionenauffangelektrode vorgeschlagen worden, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ionenauffangelektrode den Entladungsraum allseitig umschließt und daß die gerade Glühkathode die Längsachse der Ionenauffangelektrode in der Mitte zwischen deren Endflächen senkrecht schneidet und die Ionisierungselektrode aus zwei miteinander verbundenen, symmetrisch zur Glühkathode und parallel zu den Endflächen der Ionenauffangelektrode angeordneten Drahtringen besteht. Bei dieser Ionisationsmanometerröhre wurde der bisher übliche axialsymmetrische Aufbau des Elektrodensystems bewußt verlassen und die Kathode so angeordnet, daß sie nicht längs der Achse des Elektrodensystems verläuft, sondern diese schneidet. Dadurch wurde unter anderem erreicht, daß die Neigung zum Auftreten von Elektronentanzschwingungen verringert wird.

Daß Elektronentanzschwingungen in Ionisationsmanometerröhren stören und deshalb unerwünscht sind, war schon bekannt. Es war auch schon bekannt, die Anfachung solcher Schwingungen durch einen absichtlich unsymmetrischen Aufbau des

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Elektrodensystems zu erschweren. Wenn man in bekannter Weise eine haarnadelförmige Glühkathode in der Mitte eines kreiszylindrischen Beschleunigungsgitters, das von einer koaxialen, ebenfalls kreiszylindrischen Ionenauffangelektrode umschlossen wird, anordnet, herrscht noch immer eine bilaterale Symmetrie, so daß keine wirksame Unterdrückung von Elektronentanzschwingungen zustande kommt. Dasselbe läßt sich von einer anderen bekannten Elektrodenanordnung einer Ionisationsmanometerröhre sagen, bei welcher sich die Störung der Symmetrie darauf beschränkt, daß der die innerste Elektrode bildende Ionenfänger als steilgängige Drahtwendel ausgebildet ist. Die Ungleichförmigkeit liegt hierbei außerdem nicht schon im Anfachraum (zwischen Kathode und Beschleunigungselektrode), sondern erst im Umkehrraum (zwischen Beschleunigungs- und Bremselektrode) vor, so daß die Wirkung einer solchen Symmetriestörung sich auf die Dämpfung bereits angelaufener Elektronentanzschwingungen beschränkt. Eine noch weitergehende Unterdrückung der Schwingneigung, die sich nicht nur auf die Elektronentanzschwingungen, sondern auch auf Raumladungs- und Plasmaschwingungen erstreckt, läßt sich gemäß der Erfindung dadurch erzielen, daß "die Kathode die Achse des Elektrodensystems unter einem von 90⁰ verschiedenen Winkel schneidet. Dies läßt sich damit erklären, daß eine solche Anordnung noch weniger, nämlich höchstens nur noch in einer einzigen Querschnittsebene symmetrisch ist und daher die Anfachungsbedingungen für die einzelnen Entladungsbahnen voneinander so stark abweichen, daß sich keinerlei Schwingungen mehr erregen können.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch zwei beispielsweise Ausführungen der Erfindung. In Abb. 1 hat die Ionenauffangelektrode die Gestalt eines Hohlzylinders oder auch Hohlprismas und besteht aus den als Blechscheiben oder ebene Drahtspiralen ausgebildeten Endflächen 1 und einer Mantelfläche 2, die als Drahtwendel oder Drahtnetz ausgeführt ist. Um die Entgasung dieser Teile durch Elektronenbeschuß zu erleichtern, sind die miteinander verbundenen Blechscheiben oder Drahtspiralen 1 an eine Zuleitung 3 und die Drahtwendel 2 an eine andere Zuleitung 4 angeschlossen. Im Betriebe werden die Teile 1 und 2 leitend miteinander verbunden, so daß sie wie eine einheitliche Elektrode wirken. Die Glühkathode ist ein gerader Draht 5 aus Wolfram, welcher den von der Ionenauffangelektrode umschlossenen Raum längs einer Diagonale durchsetzt und die geometrische Achse 6 der Ionenauffangelektrode unter einem spitzen Winkel α von beispielsweise 30⁰ schneidet. Die Ionisierungselektrode besteht aus zwei Drahtringen 7, die konzentrisch zur Systemachse 6 und parallel zu den Endflächen 1 der Ionenauffangelektrode und in gleichen Abständen von diesen angeordnet sind. Sie sind innerhalb des Vakuumgefäßes leitend miteinander verbunden und an eine Zuführung 8 angeschlossen; im Beispielsfalle reicht als Ionisierungselektrode auch ein einziger Drahtring 7' aus, der sich in der Mitte zwischen den beiden Endflächen 1 befindet.

Man kann beispielsweise die Glühkathode mit einer Heizleistung von 4 Watt betreiben, an die Ionisierungselektrode eine Spannung von + 600 Volt und an die Ionenauffangelektrode eine solche von — 150 Volt anlegen und gegebenenfalls den Entladungs raum von einem konstanten Magnetfeld von beispielsweise 800 Gauß parallel zur Systemachse 6 durchsetzen lassen.

Wie aus der Zeichnung unmittelbar zu ersehen ist, sind den von verschiedenen Teilen der Glühkathode 5 ausgehenden Entladungsbahnen sehr unterschiedliche Werte des elektrischen Feldes und der Weglänge zugeordnet, so daß die Voraussetzungen für die Ausbildung von Ionen- oder Elektronenschwingungen im ganzen Entladungsraum denkbar schlecht sind und ein störungsfreier Betrieb der Ionisationsmanometerröhre gewährleistet ist.

In der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform ist 9 eine als Drahtwendel ausgebildete zylindrische Gitterelektrode und 10 eine sie umgebende und zu ihr koaxiale vollwandige Mantelelektrode, während zwei Seitenelektroden mit 11 und 12 bezeichnet sind. Die Glühkathode 5 schließt mit der Systemachse 6 wieder einen spitzen Winkel ein. Dementsprechend sind die Durchgangsöffnungen 13, 14 für die Glühkathode exzentrisch in den Seitenelektroden angeordnet. Die Glühkathode tritt in diesem Falle in radialer Richtung nicht über den Umfang der Gitterelektrode hinaus. Diese Röhre kann so betrieben werden, daß die als Ionisationselektrode wirkende Gitterelektrode eine gegen die Kathode stark positive Vorspannung, die Seitenelektroden eine stark negative Vorspannung und die Mantelelektrode eine schwach negative Vorspannung oder Kathodenpotential erhalten und ein zur Systemachse paralleles Magnetfeld auf den Entladungsraum einwirkt. Die Schaltung kann aber auch so gewählt werden, daß die Mantelelektrode als Ionenfänger wirkt. In keinem Falle läßt die Neigung der Glühkathode zur Systemachse störende Schwingungen zu.

Claims (5)

1. Patentansprüche-

   ι . Ionisationsmanometerröhre mit einer Glühkathode, einer den Entladungsraum umschließenden Mantelelektrode und einer mit dieser koaxialen Ionisierungselektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode (5) die geometrische Achse (6) der Mantelelektrode unter einem spitzen Winkel (α) schneidet.
2. 2. Ionisationsmanometerröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode den von der Mantelelektrode (2) umschlossenen Raum längs einer Diagonale durchsetzt.
3. 3. Ionisationsmanometerröhre nach Anspruch ι bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisierungselektrode aus einem in der Mitte zwischen den beiden Endflächen (1) der

   Mantelelektrode (2) angeordneten Drahtring (7') besteht.
4. 4. Ionisationsmanometerröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode (5) innerhalb der als zylindrisches Wendelgitter (9) ausgebildeten Ionisierungselektrode verläuft.
5. 5. Ionisationsmanometerröhre nach Anspruch i, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode (5) durch exzentrische offnungen (13, 14) von Seitenelektroden (11, 12) hindurchtritt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung T4i27lX/42k (Pa-

   tent 861 329);

   USA.-Patentschriften Nr. 2548283, 2573005,

   2605431.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen!

   15 6OJ 707/172 11.56 709 513/292 5.57