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DISPOSITIFS A DECHARGE GAZEUX A CATHODES MULTIPLES.
Cette invention est relative à des dispositifs à décharge électri- que et plus particulièrement à des dispositifs à décharge luminescente à catho- des multiples du type général décrit dans la demande de brevet belge n 3870016 déposée le 24 juin 1950.
Les dispositifs du type décrit dans la demande spécifiée ci-des- sus comprennent en général, et dans l'une de leurs formes d'exécution. plu- sieurs cathodes pour décharge luminescente montées en une rangée et connec- tées électriquement en deux groupes, les cathodes d'un groupe alternant avec celles de l'autre, et une anode en face des cathodes.
Les premières sont de construction ou relation asymétrique par rapport à l'anode et présentent par exemple deux parties d'effieiences différentes en tant qu'éléments de décharge luminescente, de telle manière que lorsqu'une décharge se produit entre une cathode quelconque et l'anode, la décharge se concentre au voisina- ge d'une partie extrême de la cathode, c'est-à-dire à la partie qui possède la plus grande efficience, fournissant ainsi une région de densité d'ioni- sation élevée,, En outre, les cathodes sont disposées de manière que la par- tie de chacune d'elles qui présente la plus grande efficience se trouve à cô- té de la partie qui présente l'efficience la plus petite de la cathode im- médiatement suivante dans la rangée.
Il est ainsi fourni un mécanisme de pré- férence tel que lorsque des impulsions de signalisation sont appliquées entre les deux groupes de cathodesla décharge est acheminée de cathode en cathode dans une direction prescrite le long de la rangée de cathodes. La construc- tion ou la relation asymétrique des cathodes fournit une différence marquée dans les tensions requises pour effectuer 1-'acheminement de la décharge de tou- te cathode vers la cathode immédiatement suivante ou immédiatement précédente, cette différence étant appelée la marge de comptage.
Les cathodes du type employé dans ces dispositifs sont sujettes
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à la contamination,laquelle réduit leur efficience en tant qu'éléments de dé- charge luminescente. Dans les dispositifs à cathodes multiples du type général décrit ci-dessus, on a constaté que cette contamination réduit la marge de comptage, altère les caractéristiques opératoires des diverses cathodes et peut notablement abréger la¯durée de fonctionnement des dispositifs.
La présente invention a pour objet général d'améliorer la cons- truction et le rendement en service des dispositifs à décharge luminescente à cathodes multiples. Plus particulièrement, l'invention a pour objets de simplifier la construction des dispositifs à décharge à cathodes multiples du type général décrit ci-dessus, d'augmenter la durée de fonctionnement de ceux-ci,, de maintenir les marges de comptage, et de réaliser l'uniformité des caractéristiques opératoires pour les diverses cathodes pendant de lon- gues périodes de fonctionnement.
Dans une forme d'exécution particulière et illustrative de l'in- vention, un dispositif à décharge électrique comprend plusieurs cathodes pour décharge luminescente montées en une rangée, et une anode en face des cathodes, les cathodes étant connectées électriquement les unes aux autres en deux groupes, les cathodes de l'un des groupes alternant avec celles de l'au- tre.
Suivant une particularité de l'invention, on a prévu plusieurs électrodes auxiliaires ou grilles, chaque grille étant placée entre deux ca- thodes adjacentes respectives, et connectée ou agencée pour être connectée à l'une des cathodes de la paire respective.
Lorsque le dispositif fonctionne, des impulsions de signalisa- tion sont appliquées entre les deux groupes de cathodes., de sorte que la dé- charge est acheminée de cathode en cathode le long de la rangée. Chaque gril- le fonctionne pour retirer des ions positifs du voisinage de la cathode à la- quelle la décharge se produit vers la cathode immédiatement suivante dans la rangée, ce qui facilite le transfert de la décharge vers cette dernière catho- de. La grille associée à la cathode d'où la décharge est acheminée, étant au même potentiel que cette cathode, empêche partiellement le passage d'ions po- sitifs, de la décharge vers la cathode immédiatement précédente. Ainsi, les grilles fournissent un mécanisme de préférence grâce auquel la décharge sera dirigée seulement dans la direction désirée le long de la rangée de cathodes.
Les cathodes peuvent être d'une construction symétrique et sim- ple. En outre, les grilles sont des éléments inactifs. Ainsi,le problème de la contamination des surfaces de cathodes est rendu moins important, ce qui permet d'obtenir une longue durée de fonctionnement, des caractéristiques de cathode uniformes et le maintien de la marge de comptage.
On comprendra plus aisément et plus complètement l'invention ainsi que les particularités notées ci-dessus et d'autres encore. au cours de la description détaillée suivante, en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant les éléments principaux et leur association dans un dispositif à décharge luminescente construit suivant la présente invention et illustrant également une façon dont le dis- positif peut être actionné ; - la figure 2 est une vue en élévation d'un dispositif à déchar- ge gazeux et à cathodes multiples,' illustrant une forme de réalisation de la présente invention, une partie de l'enveloppe étant brisée pour montrer plus clairement la structure interne ;
- la figure 3 est une vue en plan de l'ensemble des électrodes suivant le plan 3-3 de la figure 2, certaines cathodes étant brisées pour montrer des détails de construction;
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- la figure 4 est une vue de détail en perspective de l'une des cathodes et d'une électrode auxiliaire ou grille adjacente, et - la figure 5 est un schéma montrant une autre façon dont le dispositif illustré à la figure 2 peut être utilisé.
La figure 1 illustre les composantes principales et la relation de coopération existant entre elles dans un dispositif construit suivant l'in- vention. Pour la simplicité de l'illustration, on a représenté un dispositif à deux étages comprenant quatre cathodes coopérant l'un avec l'autre bien que, comme il apparaîtra par la suite, un beaucoup plus grand nombre d'étages puis- se être utilisé. Le dispositif comprend une enveloppe 10 dans laquelle se-trou- ve une atmosphère ionisable telle qu'un gaz rare ou un mélange de,gaz rareso Deux groupes de cathodes pour décharge luminescente A2 et A4 et B1 et B3, sont montés en une rangée à l'intérieur de l'enveloppe, les cathodes de chaque grou- pe.étant connectées électriquement l'une à l'autre par un fil de connexion 11 ou 12 comme illustré.
Une cathode pour décharge luminescente auxiliaire ou de retour à la position primitive 13, dont la fonction sera décrite ci-après, est montée au voisinage d'une extrémité de la rangée de cathodes A et Bo En face de toutes les cathodes se trouve une anode 14. Plusieurs électrodes auxiliai- res ou grilles 15 sont associées aux cathodes, chacune des électrodes auxili- aires ou grilles se trouvant entre une paire respective de cathodes et étant connectée à une cathode correspondante de la paire respective comme montré à la figure 1 La connexion entre les cathodes correspondantes et les électro- des auxiliaires ou grilles pourra, comme on le comprendra, être établie soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de l'enveloppe 10.
Les cathodes A sont polarisées négativement par rapport aux ca- thodes B par une source appropriée 16 et l'anode est polarisée positivement par rapport à toutes les cathodes par une source 18 en série avec la résis- tance d'anode 19. Des impulsions négatives provenant d'une source 17 sont appliquées entre les deux groupes de cathodes. Une source non montrée, asso- ciée à la cathode auxiliaire ou de retour à la position primitive 13 au moy- en d'une résistance 20, sert à appliquer une impulsion négative'raide à cette cathode.
Lorsque le dispositif fonctionne, si une impulsion négative est appliquée à la cathode auxiliaire 13, une décharge est amorcée entre cette cathode et l'anode 14. Si alors une impulsion négative est appliquée aux cathodes B par la source 17, la cathode B1 et la grille qui y est couplée deviennent négatives par rapport à la cathode 13 En raison du potentiel né- gatif de la grille associée à la cathode B1, des ions positifs provenant de la décharge entre la cathode 13 et l'anode 14 sont attirés dans le voisinage de la cathode B1' de sorte que la décharge est transférée de l'intervalle entre la cathode 13 et l'anode 14 à l'intervalle entre la cathode B1 et l'anode 14.
Lorsque l'impulsion négative appliquée provenant de la source 17 cesse, la cathode A2 est plus négative par rapport à l'anode 14 que ne l'est la ca- thode B1 Par conséquent, la décharge est transférée de la cathode B1 à l'a- node A2 Une impulsion négative suivante provenant de la source 17 et appli- quée aux cathodes B achemine la décharge de la cathode A2 à la cathode B3, et lorsque cette impulsion cesse, la décharge se déplace vers la cathode A4
On comprendra donc, qu'en réponse à l'application d'impulsions provenant de la source 17 la décharge est acheminée le long de la rangée de cathodes, en avançant de deux cathodes à chaque impulsion.
Lorsqu'une impul- sion est appliquée aux cathodes B, la grille connectée à la cathode B la plus proche de la cathode A a laquelle la décharge se produite attire des ions po- sitifs provenant de la décharge, facilitant ainsi le percement de l'espace anode-cathode à la cathode B qui suit la cathode A où la décharge se produit.
Toutefois,la grille associée à la cathode A à laquelle la décharge se produit étant au même potentiel que cette cathode, arrête pratiquement le flux d'ions positifs depuis la décharge jusqu'à la cathode B immédiatement précédente.
Ainsi, les grilles fournissent un mécanisme de préférence par lequel la déchar-
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ge peut être transférée le long de la rangée de cathodes seulement dans une direction prescrite.
Des circuits de charge individuels indiqués généralement par les résistances 21 peuvent être prévus pour chacune des cathodes. Ainsi, une dé- charge peut être transférée de la cathode auxiliaire 13 à l'une quelconque des cathodes A pour actionner la charge associée à celle-ci par l'application d'un nombre correspondant d'impulsions provenant de la source 17.
Dans une forme de construction illustrative du dispositif à dé- charge luminescente illustrée à la figure 2, l'enveloppe 10 est fixé à une base appropriée 21 sur laquelle se trouvent des broches de terminaison 22.
Les diverses cathodes et les électrodes auxiliaires ou grilles sont montées en une rangée circulaire comme illustré à la figure 3, coaxialement à l'anode 14, qui peut être, par exemple, un cylindre en un matériau réfractaire en feuil- le, tel que le molybdène. Chacune des cathodes A et B comme montré claire- ment à la figure 4, comprend une section ou partie 23 en forme de rigole, en métal réfractaire, tel que le molybdène ou le tantale, s'étendant radialement par rapport à l'anode, et une tige de support 24, par exemple, en nickel. Les électrodes auxiliaires ou grilles 15, comme on le voit le plus clairement à la figure 4, peuvent être des fils en forme de L renversé par exemple en ni- ckel, le plan de chaque grille étant radial par rapport à l'anode.
Comme il- lustré à la figure 3, chaque grille peut être placée à mi-chemin entre deux cathodes adjacentes. La cathode auxiliaire 13 peut également avoir la forme d'une rigole et s'étend radialement par rapport à l'anode 14. Les tiges de support 24 pour les cathodes A sont jointes à une bague métallique 11 qui est connectée à une borne respective 22 par les conducteurs d'entrée 27. De même, les tiges des cathodes B sont fixées à une bague métallique 12 connec- tée à l'une des bornes 22. Les diverses grilles et électrodes auxiliaires 15 sont connectées en deux groupes à des bagues métalliques 25 et 26, des grilles alternantes étant connectées à la même bagueoLes bagues 25 et 26 sont égale- ment couplées aux bornes correspondantes 22.
Dans un dispositif particulier et servant d'exemple, les rigo- les dans les diverses cathodes peuvent avoir une largeur de 0,51 mm, une profondeur de 2,4 mm et une longueur de 2,4 mm., les grilles peuvent être formées d'un fil de nickel d'un diamètre de 0,38 mm, l'espace qui sépare la cathode de l'anode peut être de 1,0 mm et l'espace qui sépare la cathode de la grille de 0,8 mm. Pour un remplissage gazeux dans l'enveloppe 10, de néon à une pression de 35 à 40 millimètres de mercure, la tension de perce- ment est pratiquement de 180 volts et la tension de maintien à un courant de .
5 milliampères est d'environ 110 volts. Les cathodes B peuvent être polari- sées, par exemple par la source 16 à la figure 1 par une tension positive d' approximativement 20 volts par rapport aux cathodes A. L'acheminement de la décharge peut être effectué par des impulsionsnégatives d'une valeur de crête approximative de 60 volts.Des fréquences d'acheminement allant jusque 10500 cycles par seconde peuvent être employées.
Le dispositif montré aux figures 2 et 3 se prête particulière- ment à être employé comme compteur d'impulsions. Il sera sous-entendu, natu- rellement, que bien que dans la construction particulière illustrée, les ca- thodes et les électrodes auxiliaires soient connectées en groupes à l'inté- rieur de l'enveloppe, on peut prévoir pour les électrodes des connexions d' entrée individuelles par lesquelles, par exemple, des circuits de charge in- dividuels peuvent être associés aux cathodes A et une commutation sélective être effectuée comme indiqué ci-dessus à propos de la figure 1.
Les cathodes et les électrodes auxiliaires ou grilles peuvent ê- tre également associées électriquement de telle manière que l'acheminement de la décharge peut se faire dans l'une ou l'autre direction le long de la rangée de cathodes. Un agencement convenant à cet effet, est illustré à la figure 5.
Comme montré à cette figure, les cathodes A et b sont connectées en deux'groupes par les conducteurs 11 et 12 qui sont connectés chacun à une
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paire respective de bornes 1 et 2 du commutateur à deux pôles 28Les élec- trodes auxiliaires ou grilles 15 sont également couplées en deux groupes par les conducteurs 25 et 26 qui sont connectés chacun à la borne respec- tive 3 ou 4 du commutateur 28 Un second commutateur 29, dont la fonction apparaîtra par la suite, est prévu entre les cathodes A et B, et la borne né- gative de la source 18.
La cathode auxiliaire 13 est connectée à cette borne par l'intermédiaire d'une résistance en série 30, dont les extrémités oppo- sées conduisent aux bornes de sortie ou d'indicateur 31
Le mécanisme et les principes de l'acheminement de la décharge de cathode à cathode sont similaires à ceux qui ont été indiqués à propos de la figure 1 Toutefois, la direction de 1-'acheminement sera déterminée par les polarités relatives des deux groupes d'électrodes auxiliaires ou grilles.
On comprendra ceci en considérant un exemple en détail. On supposera que la décharge se produit à la cathode A4, que le commutateur 28 est à la position montrée et qu'une impulsion est appliquée par la source 17. Cette impulsion rend plus négatives toutes les cathodes B et toutes les électrodes auxiliai- res ou grilles 15 connectées par le conducteur 25 à la borne de gauche 1, (fi- gure 5).
On notera que, lorsqu'une impulsion est appliquée, la grille adja- cente à la cathode A4 et placée à la gauche de celle-ci est au même potentiel que cette cathode et arrêté ainsi le flux d'ions positifs provenant de la décharge en direction de la cathode B Toutefois la grille adjacente à la cathode A4 et placée à la droite de celle-ci est rendue négative par rapport à cette cathode et, ainsi, attire des ions positifs provenant de la décharge en direction de la cathode B5Dès lors, lors de l'application de l'impul- sion, la décharge est acheminée ou déplacée de la cathode A4 à la cathode immédiatement suivante B5 et à la cessation de l'impulsion, à la cathode A6
On supposera à présent que le commutateur 28 est actionné pour fermer les circuits passant par les bornes 2,
que la décharge se produit à la cathode A et qu'une impulsion est appliquée par la source 17. Gomme dans le cas discuté ci-dessus l'impulsion rend toutes les cathodes B négatives.
Toutefois, l'impulsion est à présent appliquée aux grilles qui sont connec- tées par le conducteur 26 à la borne de droite 2 du commutateur 28. Ainsi, lors de l'application de l'impulsion, la grille adjacente à la cathode A4 et placée à la droite de celle-ci est au même potentiel que cette cathode alors que la grille adjacente à cette cathode et placée à sa gauche est négative par rapport à celle-ci.
Ainsi, en réponse à l'impulsion, la décharge se dé- place de lacathode A4 à la cathode B3 et, à la cessation de l'impulsions à la cathode A2
Il sera clair alors, que des groupes d'impulsions peuvent être additionnés algébriquement, la position finale de la décharge indiquant la différence dans le nombre d'impulsions dans les deux groupeso Chaque fois que la décharge se déplace vers la cathode 13, une impulsion est produite aux bornes de la résistance 13, et selle-ci peut être utilisée par exemple, pour actionner un indicateur connecté aux bornes 31.
Des circuits de charge individuels peuvent naturellement être couplés aux cathodes B comme indiqué à propos de la figure 1
La décharge peut être renvoyée à la cathode 13 si on covre le commutateur 29, ce qui déconnecte les cathodes A et B de la source 18La décharge peut encore être ramenée à la position primitive, si on applique une forte impulsion négative à la cathode 13, par exemple de la manière décri- te lors de la description de la figure 1.
Bien que des formes de réalisation particulières de l'invention aient été représentées et décrites, il est évident qu'elles n'en constituent que des illustrations, et que diverses modifications peuvent y être appor- tées sans qu'on s'écarte de la portée et de l'esprit de l'inventiona
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MULTIPLE CATHODE GAS DISCHARGE DEVICES.
This invention relates to electric discharge devices and more particularly to multiple cathode glow discharge devices of the general type described in Belgian patent application No. 3870016 filed June 24, 1950.
The devices of the type described in the application specified above generally include, and in one of their embodiments. several glow discharge cathodes mounted in a row and electrically connected in two groups, the cathodes of one group alternating with those of the other, and an anode opposite the cathodes.
The former are of asymmetric construction or relationship with respect to the anode and for example have two parts of different efficiency as glow discharge elements, such that when a discharge occurs between any cathode and the anode, the discharge is concentrated in the vicinity of an extreme part of the cathode, that is to say the part which has the greatest efficiency, thus providing a region of high ionization density ,, Further, the cathodes are arranged so that the part of each which has the most efficiency is next to the part which has the least efficiency of the next cathode in the row.
There is thus provided a preference mechanism such that when signal pulses are applied between the two groups of cathodes the discharge is conducted from cathode to cathode in a prescribed direction along the row of cathodes. The construction or asymmetric relationship of the cathodes provides a marked difference in the voltages required to effect the delivery of the discharge from all cathode to the immediately next or immediately preceding cathode, this difference being called the count margin.
Cathodes of the type employed in these devices are subject to
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to contamination, which reduces their efficiency as luminescent discharge elements. In multiple cathode devices of the general type described above, it has been found that this contamination reduces the count margin, alters the operating characteristics of the various cathodes and can significantly shorten the operating time of the devices.
It is a general object of the present invention to improve the construction and service efficiency of multiple cathode glow discharge devices. More particularly, the objects of the invention are to simplify the construction of multiple cathode discharge devices of the general type described above, to increase the operating time thereof, to maintain the count margins, and to achieve uniformity of operating characteristics for the various cathodes over long periods of operation.
In a particular and illustrative embodiment of the invention, an electric discharge device comprises a plurality of glow discharge cathodes mounted in a row, and an anode opposite the cathodes, the cathodes being electrically connected to each other in a row. two groups, the cathodes of one of the groups alternating with those of the other.
According to a particular feature of the invention, several auxiliary electrodes or grids are provided, each grid being placed between two respective adjacent cathodes, and connected or arranged to be connected to one of the cathodes of the respective pair.
When the device is in operation, signal pulses are applied between the two groups of cathodes, so that the discharge is carried from cathode to cathode along the row. Each grill operates to remove positive ions from the vicinity of the cathode at which discharge occurs to the immediately next cathode in the row, thereby facilitating transfer of the discharge to the latter cathode. The grid associated with the cathode from which the discharge is routed, being at the same potential as this cathode, partially prevents the passage of positive ions, from the discharge to the immediately preceding cathode. Thus, the grids provide a mechanism of preference by which the discharge will be directed only in the desired direction along the row of cathodes.
The cathodes can be of a symmetrical and simple construction. In addition, the grids are inactive elements. Thus, the problem of contamination of cathode surfaces is made less important, resulting in long operating life, uniform cathode characteristics and maintenance of the count margin.
The invention will be understood more easily and more completely as well as the features noted above and others still. during the following detailed description, with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a diagram illustrating the main elements and their association in a glow discharge device constructed according to the present invention and also illustrating a way in which the dis - positive can be operated; FIG. 2 is an elevational view of a multiple cathode gas discharge device illustrating one embodiment of the present invention with part of the casing broken off to more clearly show the internal structure;
FIG. 3 is a plan view of the assembly of the electrodes taken on plane 3-3 of FIG. 2, some cathodes being broken up to show construction details;
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- figure 4 is a detailed perspective view of one of the cathodes and an auxiliary electrode or adjacent grid, and - figure 5 is a diagram showing another way in which the device illustrated in figure 2 can be used .
FIG. 1 illustrates the principal components and the cooperative relationship existing between them in a device constructed according to the invention. For simplicity of illustration, there is shown a two-stage device comprising four cathodes cooperating with each other although, as will appear later, a much larger number of stages can be used. . The device comprises a casing 10 in which there is an ionizable atmosphere such as a rare gas or a mixture of rare gases. Two groups of cathodes for glow discharge A2 and A4 and B1 and B3 are mounted in a row at inside the casing, the cathodes of each group being electrically connected to each other by a connection wire 11 or 12 as illustrated.
A cathode for an auxiliary glow discharge or return to the primitive position 13, the function of which will be described below, is mounted near one end of the row of cathodes A and Bo Opposite all the cathodes is an anode 14. Several auxiliary electrodes or grids 15 are associated with the cathodes, each of the auxiliary electrodes or grids lying between a respective pair of cathodes and being connected to a corresponding cathode of the respective pair as shown in Fig. 1. between the corresponding cathodes and the auxiliary electrodes or grids can, as will be understood, be established either inside or outside the casing 10.
Cathodes A are negatively biased with respect to cathodes B by an appropriate source 16 and the anode is positively biased with respect to all cathodes by source 18 in series with anode resistor 19. Negative pulses from a source 17 are applied between the two groups of cathodes. A source not shown, associated with the auxiliary cathode or returning to the primitive position 13 by means of a resistor 20, serves to apply a negative pulse to this cathode.
When the device operates, if a negative pulse is applied to the auxiliary cathode 13, a discharge is initiated between this cathode and the anode 14. If then a negative pulse is applied to the cathodes B by the source 17, the cathode B1 and the grid coupled to it become negative with respect to cathode 13 Due to the negative potential of the grid associated with cathode B1, positive ions from the discharge between cathode 13 and anode 14 are attracted to the vicinity of cathode B1 'so that the discharge is transferred from the gap between cathode 13 and anode 14 to the gap between cathode B1 and anode 14.
When the applied negative pulse from source 17 ceases, cathode A2 is more negative with respect to anode 14 than is cathode B1 Therefore, the discharge is transferred from cathode B1 to a- node A2 A following negative pulse from source 17 and applied to cathodes B carries the discharge from cathode A2 to cathode B3, and when this pulse ceases the discharge moves to cathode A4
It will therefore be understood that, in response to the application of pulses originating from the source 17, the discharge is routed along the row of cathodes, advancing two cathodes at each pulse.
When a pulse is applied to the cathodes B, the grid connected to the cathode B closest to the cathode A at which the discharge occurs attracts positive ions from the discharge, thus facilitating the piercing of the discharge. anode-cathode space at cathode B which follows cathode A where discharge occurs.
However, the grid associated with the cathode A at which the discharge occurs being at the same potential as this cathode, practically stops the flow of positive ions from the discharge to the immediately preceding cathode B.
Thus, the grids provide a mechanism of preference by which the discharge
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ge can be transferred along the row of cathodes only in a prescribed direction.
Individual load circuits generally indicated by resistors 21 may be provided for each of the cathodes. Thus, a discharge can be transferred from the auxiliary cathode 13 to any of the cathodes A to actuate the load associated therewith by the application of a corresponding number of pulses from the source 17.
In an illustrative form of construction of the luminescent device illustrated in Figure 2, the shell 10 is attached to a suitable base 21 on which there are termination pins 22.
The various cathodes and the auxiliary electrodes or grids are mounted in a circular row as shown in Figure 3, coaxially with the anode 14, which may be, for example, a cylinder of a refractory sheet material, such as molybdenum. Each of the cathodes A and B, as clearly shown in FIG. 4, comprises a section or part 23 in the form of a channel, made of refractory metal, such as molybdenum or tantalum, extending radially with respect to the anode, and a support rod 24, for example, of nickel. The auxiliary electrodes or grids 15, as can be seen most clearly in FIG. 4, may be wires in the form of an inverted L, for example in nickel, the plane of each grid being radial with respect to the anode.
As shown in Figure 3, each grid can be placed midway between two adjacent cathodes. The auxiliary cathode 13 may also be in the form of a channel and extends radially with respect to the anode 14. The support rods 24 for the cathodes A are joined to a metal ring 11 which is connected to a respective terminal 22. by the input conductors 27. Likewise, the rods of the cathodes B are fixed to a metal ring 12 connected to one of the terminals 22. The various grids and auxiliary electrodes 15 are connected in two groups to metal rings. 25 and 26, alternating grids being connected to the same ring. The rings 25 and 26 are also coupled to the corresponding terminals 22.
In a particular and exemplary device, the channels in the various cathodes may have a width of 0.51 mm, a depth of 2.4 mm and a length of 2.4 mm., The grids may be formed. of a nickel wire with a diameter of 0.38 mm, the space between the cathode and the anode may be 1.0 mm and the space between the cathode and the grid 0.8 mm . For a gas filling in the envelope 10, neon at a pressure of 35 to 40 millimeters of mercury, the piercing voltage is practically 180 volts and the holding voltage at a current of.
5 milliamps is approximately 110 volts. The cathodes B can be polarized, for example by the source 16 in Figure 1 by a positive voltage of approximately 20 volts with respect to the cathodes A. The delivery of the discharge can be effected by negative pulses of a value. peak peak of approximately 60 volts. Routing frequencies up to 10,500 cycles per second may be employed.
The device shown in Figures 2 and 3 is particularly suitable for use as a pulse counter. It will be understood, of course, that although in the particular construction illustrated the cathodes and the auxiliary electrodes are connected in groups within the casing, connections can be made for the electrodes. Inputs by which, for example, individual charging circuits can be associated with cathodes A and selective switching effected as indicated above in connection with Fig. 1.
The cathodes and the auxiliary electrodes or grids can also be electrically associated so that the discharge can be routed in either direction along the row of cathodes. A suitable arrangement for this is shown in Figure 5.
As shown in this figure, the cathodes A and b are connected in two groups by the conductors 11 and 12 which are each connected to a
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respective pair of terminals 1 and 2 of the two-pole switch 28 The auxiliary electrodes or grids 15 are also coupled in two groups by the conductors 25 and 26 which are each connected to the respective terminal 3 or 4 of the switch 28 A second switch 29, the function of which will appear later, is provided between cathodes A and B, and the negative terminal of source 18.
The auxiliary cathode 13 is connected to this terminal by means of a series resistor 30, the opposite ends of which lead to the output or indicator terminals 31.
The mechanism and principles of the delivery of the cathode-to-cathode discharge are similar to those shown in connection with Fig. 1 However, the direction of the delivery will be determined by the relative polarities of the two groups of. auxiliary electrodes or grids.
This will be understood by considering an example in detail. Assume that the discharge occurs at cathode A4, that switch 28 is in the position shown and that a pulse is applied by source 17. This pulse makes all B cathodes and all auxiliary or auxiliary electrodes more negative. gates 15 connected by conductor 25 to the left terminal 1, (figure 5).
It will be noted that, when a pulse is applied, the grid adjacent to the cathode A4 and placed to the left thereof is at the same potential as this cathode and thus stops the flow of positive ions coming from the discharge in direction of cathode B However, the grid adjacent to cathode A4 and placed to the right of the latter is made negative with respect to this cathode and, thus, attracts positive ions coming from the discharge in the direction of cathode B5. when the pulse is applied, the discharge is routed or moved from cathode A4 to the immediately following cathode B5 and when the pulse ceases, to cathode A6
It will now be assumed that the switch 28 is actuated to close the circuits passing through the terminals 2,
that the discharge occurs at the cathode A and that a pulse is applied by the source 17. In the case discussed above, the pulse makes all the cathodes B negative.
However, the pulse is now applied to the gates which are connected by conductor 26 to the right terminal 2 of switch 28. Thus, upon application of the pulse, the gate adjacent to cathode A4 and placed to the right of the latter is at the same potential as this cathode while the grid adjacent to this cathode and placed to its left is negative with respect to the latter.
Thus, in response to the pulse, the discharge moves from cathode A4 to cathode B3 and, upon cessation of the pulse, to cathode A2
It will be clear then, that groups of pulses can be added algebraically, the final position of the discharge indicating the difference in the number of pulses in the two groups o Each time the discharge moves to cathode 13, a pulse is produced across resistor 13, and this can be used, for example, to actuate an indicator connected to terminals 31.
Individual load circuits can of course be coupled to cathodes B as shown in connection with figure 1
The discharge can be returned to the cathode 13 if we cover the switch 29, which disconnects the cathodes A and B from the source 18 The discharge can still be returned to the original position, if a strong negative pulse is applied to the cathode 13, for example in the manner described in the description of FIG. 1.
Although particular embodiments of the invention have been shown and described, it is evident that they constitute only illustrations, and that various modifications can be made without departing from the principle. scope and spirit of the invention