Газоразрядный индикаторный прибор

ОП ИГРАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистнческиаРеспублик1644228(23) Приоритет Опубликовано 15.06.80. Бюллетень22 во лелем изобретений н открытийДата опубликования описания 15 06 80Заявитель 4) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ИНДИКАТОРНЫЙ ПРИБОР Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно - к устройству гаэораэрядных индикаторных приборов, предназначенных для использования в качестве источников светового излучения в устройствах отображения информации, в стробоскопических устройствах, а также для этндикации состояния электрических цепей,Известны газоразрядные индикаторные приборы, в которых источником светового излучения является катодное тлеющее свечение. К таким1 О приборам относятся световые индикаторы тлею. щего разряда типа ТН,2; МН; ТНИ,5 и др., имеющие яркость свечения порядка 100 - 300 кд/м, а также световыеиндикаторы тлеющего разряда с полым катодом типа МН,5 ТМН,2; имеющие более высокую яркость свечения; порядка 350-950 кд/м 1.Ввиду невысокой яркости свечения световые индикаторы тлеющего разряда в основном используют как сигнальные индикаторы для ннди. канин состояния электрических цепей.Наиболее близким к предлагаемому является гаэораэрядный индикаторный прибор, содержащий прозрачный баллон, наполненный инертным газом до давления 10 - 40 мм рт,ст., соосно расположенные плоский катод, анод и управляющий электрод, выполненный иэ мелкострук турного сеточного полотна 2.В случае использования неактивированного катода прибор может содержать еще сетчатый экран для устранения напыления материала ка. тода на поверхность баллона. Прибор имеет повышенную яркость свечения за счет свободного проникновения излучения с катода к. поверхности баллона. Это достигнуто благодаря тому, что катод выполнен в виде диска, обращенного своей активной стороной к куполу колбы, а управляющая сетка выполнена в виде цилиндра и расположена относительно катода таким образом, чтобы обеспечить свободное проникновение излучения с поверхности катода к куполу баллона.Однако такой прибор, как и другие известные световые индикаторы тлеющего разряда, в которых источником светового излучения служит только катодное тлеющее свечение возле поверхности катода, имеет низкую яркость свечения, что препятствует применению3 . 642его в качестве источников светового излученияв различных устройствах отображения информации коллективного пользования.Целью изобретения является повышениесветовой отдачи и яркости светового излученияприбора,Поставленная цель достигается тем, что размер ячейки управляющего электрода в 2-8 разпревышает его толщину, наружные размерыуправляющего электрода в 1,11,5 раза превы.шают наружные размеры катода, анод выполненв виде рамки, площадь проекции которой наповерхность катода не превышает 0,05 площадиповерхности катода и наружные размеры не превышают размеров катода, арасстояние междуанодом и управляющим электродом в 2-4 раза15превышает расстояние между управляющимэлектродом и катодом.На фиг. 1 изображен газоразрядный индика.торный прибор, общий вид; на фиг, 2.3 - схе.мы его включения.Прибор содержит анод 1 в виде рамки изтонкой проволоки, круглый сетчатый управляющий электрод 2 и круглый плоский катод 3,слюдяном основании 4 с помо 1 цью стоек 5, изо.25ляционных шайб 6,7 и втулок 8.Анод 1, управляющий электрод 2 и катод 3соединены с наружными выводами 9 прибораи помещены в стеклянный баллон 10, Приборнаполнен инертным газом, например неоном дозодавления 20 мм. рт. ст. и может содержатьнесколько управляющих электродов. На внутреннюю поверхность стеклянного баллона может быть нанесен слой люминофора,.35 который светится под воздействием светового и ультрафиолетового излучения, возникающего в приборе.Схемы включения прибора представлены на фиг. 2 и 3. Резистор 11 и высокоомный40 резистор 12 служат для ограничения рабочего . тока соответственно в цепи анода и цепи управляющего электрода. Управляющий электрод в зависимости от схемы включения служит для снижения напряжения зажигания в проме 45 жутке анод - катод, или для управления на.илом зажигания разряда в промежутке анод - катод (в этом случае прибор обладает свой ством "памяти") . 0При прохождении тока между анодом и катодом в предложенном приборе возникает световое излучение; наблюдаемое через купол баллона со стороны анода. Это излучение состо. ит из катодного тлеющего Свечения на поверх 55 ности катода, обращенной к аноду, свечения разряда возле поверхности управляющего электрода со стороны анода, объемного свечения разряда в области анода,28Доля каждого нз этих свечений в общемсветовом излучении прибора составляет соот.ветственно 50, 25 и 25%,Таким образомяркость свечения предложенного прибора превышает в два. раза яркость свечения приборов, в которых световоеизлучение создается только катодным тлеющиь 1свечением на поверхности катода, напримерИН.Свечение разряда возле поверхности управляющего электрода со стороны анода в предложенном приборе объясняется следующим, Благодаря предложенному расположению и конструктивному выполнению управляющего электродапри протекании тока между анодом и катодомв местах сужения увеличивается плотностьэлектронного потока по сравнению с плотностью .,в свободном сечении разряда, вследствие этогопоявляется добавочное локальное падение напря.жения, что приводит к тому, что электроныприобретают добавочную скорость при выходеиз канала сужения и появляется некоторая избы.точная концентрация электронов на участке возле отверстий.Увеличение скорости электронов и их концентрации после прохождения канала суженияприводит к увеличению вероятности возбужде.ния и ионизации газа, а, следовательно, и к появлению дополнительного свечения вблизи по.верхности управляющего электрода со стороныанода. Появление свечения вблизи управляюще.го электрода, находящегося на пути разряда между анодом и катодом, зависит от его геометрических размеров и отношения размера ячейкик толщине сетки.Необходимо, чтобы наружные размеры управляющего электрода, как минимум в 1,1раза превышали соответствующие наружныеразмеры катода, а анод не превышал наружныхразмеров катода, В противном случае возможнопротекание заряженных частиц не через ячейкисетчатого полотна, а за его пределами, т. е. запределами управляющего электрода. Соотношение оазмеров ячеек сетки к толщине управляющего электрода должно быть выдержано в пределах 2 8, так как при значении этого соотношения меньше нижнего значения начинает про.исходить локализация канала разряда черезотдельные ячейки, а при дальнейшем уменьше.иии соотношения происходит прекращение (пре.рывание) разряда через ячейки из-за смыканияионных оболочек (размеры ячейки становятсясоизмеримыми с радиусами зкранировки ионных оболочек - длин Дебая) . При значениисоотношения больше верхнего предела свечениеразряда возле поверхности управляющегоэлектрода начинает уменьшаться ввиду сниженияэффекта сужения канала разряда в ячейкахэлектрода.5 64422Расстояние между управляющим электродоми катодом, как и у всех индикаторных прибо.ров тлеющего разряда, выбирается с точки,зрения получения минимапьного напряжениязажигания, определяемого кривой Пашена, но иодновременно должно быть не меньше толщи.ны области катодного падения потенциала.Обьемное свечение разряда в области анодавозникает вследствие следующего: когда анодвыполнен из проволоки в виде рамки с наружными размерами, не превышающими наруж.ных размеров катода, и при этом площадь про.екции анода на поверхность катода составляетне более 0,05 поверхности катода, а расстояниемежду анодом и управляющим электродом в Б2-4 раза превышает расстояние между управля.ющим электродом и катодом анод находитсяна границе Фарадеева темного пространства истолба разряда), в этом случае перед анодомвозникает положительное поле, ускоряющее эоэлектроны, которые вызывают возбуждение иионизацию газа в прианодной области,Кроме того, при указанной выше конструкции анода и управляющего электрода в минимальной степени экранировано (закрыто) катод. 25ное тлеющее свечение на поверхности катода,ккоторое, как указывалось выше, составляет 50%всего светового излучения. В то же время исклю.чается возможность напыления материала катода на стеклянный баллон, благодаря чему обес.печивается высокая яркость свечения в течениедлительной эксплуатации прибора.Яркость свечения образцов предложенногогазоразрядного индикаторного прибора при нагрузке его номинальным рабочим током в два Зраза выше яркости свечения приборов при томже рабочем токе, в которьх источником свето. 8 6вого излучения является только катодное" тле- "ющее свечение,Испытания показали, что яркость свеченияобразцов предложенного прибора, имеюгцегокатод диаметром 22 мм при нагрузке рабочимтоком 13 мА составляет 1500-1800 кА/м ипрактически не изменяется в течение 5000 чэксплуатации. Формула изобретения Газораэрядный индикаторный прибор, содержащий прозрачный баллон, наполненныйинертным газом до давления 10-40 мм рт. ст.,соосно расположенные плоский катод, анод иуправляющий электрод, выполненный из мелкоструктурного сеточного полотна, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше.ния световой отдачи и яркости светового из.лучения, размер ячейки сетки управляющегоэлектрода в 2-8 раэ превышает его толщину,наружные размеры управляющего электродав 1,11,5 раза превышают наружные. размерыкатода, анод ныполнен в виде рамки, площадьпроекции которой на поверхность катодане превышает 0,05 площади поверхности като.да и наружные размеры не превышают размеровкатода, а расстояние между анодом и управляю.щим электродом в 2-4 раза превышает расстоя.ние между управляющим электродом и катодом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Каганов И. Л, Ионные приборы М"Энергия"., 1972, с 164-172,2, Авторское свидетельство СССР Хф 194192,кл, Н 01 3 61/64, 1965.644228 Подпи ТираЦНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д,296 54 Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель "А. БишаевМесропова Техред А, Щепанская Корректор С, Шекмар