DE694241C - Quecksilberniederdruckroehre mit einer aus einem Neon-Argon-Gemisch bestehenden Grundgasfuellung - Google Patents

Description

• Quecksilberniederdruckröhre mit einer aus einem Neon-Argon-Gemisch bestehenden Grundgasfüllung-Es ist bekannt, daß bei elektrischen Neonentladungsröhren .durch eignen Argonzusatz, der von 5 % bis zu geringen Bruchteilen eines einzigen Prozentes herabgehen. kann, die Zündspannung erheblich herabgesetzt wird. - Bei Quecksilberniederdruckröhren.mit Neongrundfüllung wird ebenfalls Argon dem Neon zugesetzt, jedoch vornehmlich , um eine unerwünschfe Rotverfärbung. der Röhren bei tiefen Außentemperaturen zu vermeiden. Damit dies mit größerer Sicherheit eintritt, wird der Argonzusatz bei derartigen Quecksilberniederdruckröhren in der Regel mit 5 bis 25% des Neongehaltes bemessen. Zu dem gleichen Zweck hat man auch schön vorgeschlagen, eine Edelgasgrundfüllwng von 7,5 mm Gesamtdruck aus ,einem Helium-Neon-Gemisch mit einem Zusatz von 6,6% Krypton oder Xenon zu verwenden. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus; daß bei Quecksübernüederdruckröhren mit einer aus einem Neon-Argon-Gemisch bestehenden Grundgasfüllung, die zweckmäßig mit kalten Hohlblechelektroden versehen sind, wesentliche Vorteile erreicht werden, wenn bei einem Füllgasdruck von q. bis 8 mm Hg-Säule der Argongehalt der Füllung 0,2 bis 2% beträgt. Eine solche Röhre hat nämlich bei Stromstärken von wenigen. Miniampere an eine stetig steigende Stromspannungske!milizie, die bei 5o bis ioomA einen waagerechten oder ;nur schwach fallenden Verlauf annimmt. Außerdem ist, wie an sich bekannt, die Erstzündspannung und Wiederzündspannung außerordentlich viel kleiner als bei reinem Neon, so. daß eigne Röhre nach der Erfindung, selbst wenn alles Quecksilber zufolge sehr tiefer Auß,entemperatur ausgefroren ist, zur Ausgleichung des noch verbleibenden geringen Unterschiedes zwischen Zünd- und Brennspannung nur noch einen ganz kleinen Vorschaltwiderstand und zur Begrenzung der Stromstärke keine weiteren Mittel mehr erfordert. Der noch erforderliche Vorschaltwiderstand kann wegen seiner Kleinheit in an sich bekannter Weise bequem innerhalb der Röhre oder in einem Sockel derselben untergebracht sein. Dadurch wird aber der Betrieb von Röhren nach der Erfindung gegenüber bisherigen Röhren, die bei gleichem Füllgasdruck einen wesentlich höheren Argonzusatz zur Neongru;ndfüllung aufweisen, wesentlich vereinfacht und verbilligt. Dieses Verhalten behält die Röhre nach der Erfindung von allen beliebig tief liegenden Temperaturen an bis zu Zimmertemperatur und darüber bei. Die Röhren nach der Erfindung zeigen allerdings infolge des geringen Argongehaltes bei sehr tiefer Außentemperatur eine Rotverfärbung, die aber leicht durch Verwendung von Qu@ecksilbernachspeise,einrichtungein behoben werden. kann. Zweckmäßig werden hierfür die Elektroden oder mindestens eine derselben als Quecksilber enthaltende Hohlgefäße mit kapillarer Austrittsöffnung für den Quecksilberdampf ausgestaltet. Die Verdampfung des Quecksilbers wird dabei durch die vom Kathodenfall veranlaßte Erwärmung der Elektroden bewirkt.
• Die genaue Innehaltung der Grenzen des Argonzusatzes und auch des Füllgasdruckes ist durchaus erforderlich, weil bei kleineren Argonzusätzen oder kleineren Füllgasdrücken das Argon bei in der Kälte brennenden Röhren innerhalb weniger Stunden aufgezehrt wird; bei höheren Argonzusätzexi oder höheren Gesamtfüllgasdrücken ist dagegen .die die günstigsten Eigenschaften der Röhre bewirkende steigende Kennlinie beim Brennen der Röhre in der Kälte nicht vorhanden:. Ein dicht über 2ojo liegender Argonzusatz, der die Kennlinie noch nicht steigend gemacht hat, kann ;nach einiger Brennzeit der Röhre so weit ,aufgezehrt sein, daß er in das wirksame Gebiet gelangt ist, in dem die Kennlinie steigend ist.
• Worauf diese bisher völlig unbekannte Vorzeichenveränderung der Kennlinie des Neongases durch einen bestimmt bemessenen Zusatz von Argongas zurückzuführen ist, kann nicht gegeben werden, da die bisherigen theoretischen Vorstellungen dazu ;nicht ausreichen. Messungen haben jedenfalls ergeben, daß sbwohl die Kennlinie des Gradienten der positiven Säule weniger stark fallend, zum Teil sogar steigend wird als die einer mit reinem Neon oder Neon mit einem anderen Argonzusatz gefüllten Röhre, als auch die Kennlinien der Elektrodenfälle steigend werden, während sie bei anderen Röhren meist waagerecht verlaufen.
• Aus diesem Grunde ist auch verständlich, daß bei Verwendung von zwei Glühelektroden bei Röhren nach der Erfindung die gewünschte Wirkung nicht immer erreicht wird, weil nämlich die bis jetzt bekannten Glühelektroden wegen ihrer zu kleinen selbständigen Emission bei Erhöhung der Belastung stets ein starkes Fallen der Kennlinie herbeiführen, das nur durch eine sehr große, für praktische Zwecke selten in Frage kommende Rohrlänge mit geeigneter Auswahleines Gasgemisches mit steigender Keünlini.e des Gradienten überwogen werden könnte. Röhren :nach der Erfindung lassen sich jedoch auch mit brauchbaren Längen herstellen unter Verwendung einer Glühelektrode und einer kalten Hohlblechelektrode, Wobei sie dann mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden können. Bei Betrieb mit Gleichstrom rriuß nur darauf geachtet werden, daß durch elektrophoretische Wanderung nicht Teile der positiven Säule in ihrer Zusammensetzung so verändert #werden, däß die Gesamtneigung der Kennlinie wieder fallend wird.
• Die steigende Kenili-nie der neuen Quecksilberni.ederdruckröhre gebt, wie bereits erwähnt, reit Vergrößerung der Belastung über i oo mA über einen ziemlich flachen Höchstwert allmählich in einen ebe;nfalis nicht sehr steil fallenden Ast über. Um ein überspringen der Entladung auf diesen Ast zu vermeiden, was ein unbegrenztes Steigen der Entladungsstromstärke zur Folge haben würde, müssen Speisespannung und Vorschaltwid:erstand zweckmäßig so gewählt werden, daß die durch den Betriebspunkt des steigenden Astes der Kennlinie des N@eoii-Argon-Grundgas-Gemisches gelegte Widerstandsgerade (vgl. Rudolf S e e 1 i g e r , »Physik der Gasentladungen«, 2. Auflage, 1934, S. 128 u. ff.) steiler ist als die vom Betriebspunkt ausgehende an den tiefsten Punkt des fallenden Astes gelegte Berührende. Auch wird ein überspringen auf. den fallenden Ast der Kennlinie vermieden, wenn die Speisespannung kleiner bemessen wird als die Spannung des Höchstwertes der Kennlinie des Grundgases.
• Eine Röhre nach der Erfindung hat z. B. bei einem Elektrodenabstand vorn 2 m einen Innendurchmesser von 2o mm. Die Elektroden bestehen dabei aus Eieenblechzyli,idern, von 5omm Länge und 17 mm Durchmesser. Die verwendete Grundgasfüllung besteht aus 6 mm Neon mit o, 6 % Argon. Die einen kleinen Quecksilberbodenkörper aufweisende Röhre zündet noch sicher bei -22'C mit 8oo Volt; sie brennt dann mit einer Kleinmenspannulng von 65o Volt und einer Stromstärke von q.o mA, so daß nur etwa 1/5 der Speisespannung abgedrosselt zu werden braucht. Die Röhre kann im Innern noch zusätzlich lumineszierende Stoffe enthalten, die vorzugsweise an der Innenwand des Röhrengefäßes angebracht sind. Die Röhre kann aber auch, wie gleichfalls bekannt, mit einem Gefäß aus lumineszierendem Glase ausgestattet werden. '.

Claims (3)

1. PATENTANspRÜci-ir: i. Quecksilberniederdruckröhre, die mit einer aus einem Neon-Argan-Gemisch be= stehenden Grundga.sfüllung und mit miiidestens einer kalten Hohlblechelektrode versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Füllgasdruck von q. bis 8 mm Quecksilbersäule der Argongehalt der Füllung 0,2 bis 2()/o beträgt.
2. 2. Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre mit einer kalten Hohlblechelektrode und einer Glühelektrode versehen ist.
3. 3. Röhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrgde oder beide Elektroden aus Quecksilber enthaltenden Hohlgefäßen mit kapillarer Austrittsöffnung für den in der Elektrode entstehenden Quecksilberdampf bestehen.