DE963378C

DE963378C - Ionization manometer tube

Info

Publication number: DE963378C
Application number: DET6539A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Strotzer
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-08-07
Filing date: 1952-08-07
Publication date: 1957-05-09

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957ISSUED MAY 9, 1957

T 6539IX/42 kT 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.The invention relates to an ionization manometer tube, Their electrode system consists of a hot cathode, a grid electrode and a cylindrical one Sheath electrode and side electrodes on the end faces of the sheath electrode.

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.It is already an ionization manometer tube with a hot cathode, an ionization electrode and an ion trapping electrode which is characterized in that the Ion collecting electrode encloses the discharge space on all sides and that the straight hot cathode perpendicularly intersects the longitudinal axis of the ion trapping electrode in the middle between its end faces and the ionization electrode from two interconnected, symmetrical to the hot cathode and wire rings arranged parallel to the end faces of the ion trapping electrode. In this ionization manometer tube, the previously usual axially symmetrical structure of the electrode system was used deliberately left and the cathode arranged so that it is not along the axis of the Electrode system runs, but this intersects. This achieved, among other things, that the tendency for electron dance vibrations to occur is reduced.

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 desThat electron dance vibrations interfere in ionization manometer tubes and are therefore undesirable are already known. It was already known to stimulate such vibrations an intentionally asymmetrical structure of the

709513/2Ϊ2709513 / 2Ϊ2

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.To complicate the electrode system. If a hairpin-shaped hot cathode is placed in the middle of a circular-cylindrical acceleration grid, which is enclosed by a coaxial, likewise circular-cylindrical ion-collecting electrode, there is still bilateral symmetry, so that there is no effective suppression of electron dance vibrations. The same can be said of another known electrode arrangement of an ionization manometer tube, in which the disturbance of the symmetry is limited to the fact that the ion trap forming the innermost electrode is designed as a steep wire helix. The non-uniformity is not already present in the initial space (between cathode and acceleration electrode), but only in the reversal space (between acceleration and braking electrode), so that the effect of such a symmetry disturbance is limited to the damping of already started electron dance oscillations. An even further suppressing the tendency to oscillate, which extends not only to the electrons dance vibrations, but also to space charge and plasma oscillations, the invention can be according to obtain the fact that "the cathode intersecting the axis of the electrode system at a 90 ⁰ angle different. This can be explained by the fact that such an arrangement is even less symmetrical, namely at most only in a single cross-sectional plane, and therefore the fanning conditions for the individual discharge paths differ from one another so much that no vibrations can be excited.

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.The drawing shows a schematic representation of a longitudinal section through two exemplary embodiments of the invention. In Fig. 1, the ion-collecting electrode has the shape of a hollow cylinder or hollow prism and consists of the end surfaces 1, which are designed as sheet metal disks or flat wire spirals, and a lateral surface 2, which is designed as a wire helix or wire mesh. In order to facilitate the degassing of these parts by electron bombardment, the sheet metal disks or wire spirals 1 connected to one another are connected to a supply line 3 and the wire helix 2 is connected to another supply line 4. In operation, parts 1 and 2 are conductively connected to one another so that they act like a single electrode. The hot cathode is a straight wire 5 made of tungsten, which longitudinally passes through the space enclosed by the ion trap electrode area of a diagonal and the geometrical axis 6 α ion collecting electrode at an acute angle cuts such as 30 ^0th The ionization electrode consists of two wire rings 7, which are arranged concentrically to the system axis 6 and parallel to the end surfaces 1 of the ion-collecting electrode and at equal distances from them. They are conductively connected to one another within the vacuum vessel and connected to a feed 8; In the example case, a single wire ring 7 ′, which is located in the middle between the two end faces 1, is also sufficient as the ionization electrode.

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.For example, the hot cathode can be operated with a heating power of 4 watts the ionization electrode has a voltage of + 600 volts and a voltage of + 600 volts is applied to the ion collecting electrode Apply those of - 150 volts and, if necessary, the discharge space from a constant magnetic field of, for example, 800 Gauss parallel to the system axis 6.

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.As can be seen directly from the drawing, the are of different parts of the hot cathode 5 outgoing discharge paths have very different values of the electric field and assigned to the path length, so that the requirements for the formation of ions or Electron oscillations in the entire discharge space are extremely bad and free from interference Operation of the ionization manometer tube is guaranteed.

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.In the embodiment shown in Fig. 2, 9 is a cylindrical wire helix Grid electrode and 10 a full-walled jacket electrode surrounding it and coaxial with it, while two side electrodes labeled 11 and 12 are. The hot cathode 5 again forms an acute angle with the system axis 6. Accordingly, the through openings 13, 14 for the hot cathode are eccentric in the Side electrodes arranged. In this case, the hot cathode does not cross over in the radial direction the circumference of the grid electrode. This tube can be operated as an ionization electrode acting grid electrode a strongly positive bias against the cathode, the side electrodes a strongly negative bias and the clad electrode is given a weakly negative bias or cathode potential and a magnetic field parallel to the system axis acts on the discharge space. The circuit can but can also be chosen so that the jacket electrode acts as an ion trap. In no case the inclination of the hot cathode to the system axis allows disturbing vibrations.

Claims

Patent claims

ι. Ionization manometer tube with a hot cathode, one surrounding the discharge space Jacket electrode and an ionization electrode coaxial with this, characterized in that that the hot cathode (5) intersects the geometric axis (6) of the jacket electrode at an acute angle (α).

2. ionization manometer tube according to claim i, characterized in that the Hot cathode the space enclosed by the jacket electrode (2) along a diagonal interspersed.

3. ionization manometer tube according to claim ι or 2, characterized in that the ionization electrode from one in the Middle between the two end faces (1) of the

Sheath electrode (2) arranged wire ring (7 ') consists.

4. ionization manometer tube according to claim i, characterized in that the Hot cathode (5) within the ionization electrode designed as a cylindrical helical grid (9) runs.

5. ionization manometer tube according to claim i, 2 or 4, characterized in that the hot cathode (5) through eccentric openings (13, 14) of side electrodes (11, 12) passes through.

Considered publications: German patent application T4i27lX / 42k (Pa-

tent 861 329);

U.S. Patents Nos. 2548283, 2573005,

2605431.

For this 1 sheet of drawings!

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