Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10314
.pdf
Следует понимать, что в конструкцию ячейки могут быть внесены различные изменения, не выходящие за
рамки изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_353555.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=353555&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB353555A
[]
a L VCOPY
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата принятия Конвенции (США): 6 мая 1929 г., 353 555 г. Дата вступления в силу (в Соединенном
Королевстве): 6 мая 1930 г. № 13,906/30.
Окончательная версия принята к публикации: 30 июля 1937 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения в PhoLo-elec'Lric клетках.
Мы, компания WESTINGHOUSE LAMP COMPANY, из Блумфилда, штат Нью-Джерси, Соединенные Штаты
Америки.
Америка, корпорация, организованная и действующая в соответствии с законами штата Пенсильвания, в
Соединенных Штатах Америки, правопреемники Харви Клейтона Рентшлера, проживающего по адресу: 15,
Монро-авеню, Ист-Орандж, Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, гражданина Соединенных Штатов
Америки, настоящим заявляют о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к фотоэлектрическим элементам, и в частности к элементу, чувствительному к
ультрафиолетовому излучению.
До настоящего времени при производстве фотоэлектрических элементов для измерения излучения в
ультрафиолетовом диапазоне в качестве фоточувствительного катода обычно использовались кадмий или
цинк, однако фотоэлектрический ток, получаемый от кадмия, крайне слаб, и для его обнаружения требовались
чувствительный электроскоп или электрометр, либо специальные усилительные устройства на вакуумных
лампах.
Настоящее изобретение предлагает фотоэлектрический элемент, чувствительный только к
ультрафиолетовому излучению или излучению с более короткой длиной волны, в котором фотоэлектрический
эффект является сильным и сопоставим по порядку величины с эффектом, достигаемым щелочными
металлами в видимой области спектра.
Изобретение включает фотоэлектрический элемент, состоящий из защитной оболочки, по меньшей мере
частично изготовленной из материала такой толщины, чтобы быть проницаемым для излучения с длиной
волны менее приблизительно 3900 Ангстрем и до 2400 Ангстрем, катода, состоящего из тория, который
является фоточувствительным только к излучению с длиной волны менее приблизительно 3900 Ангстрем, и
анода.
Изобретение также включает фотоэлектрический элемент, состоящий из защитной оболочки, по меньшей
мере частично изготовленной из материала и/или имеющей такую толщину, чтобы быть проницаемой для
излучения с длиной волны приблизительно 2900 Ангстрем, катода, содержащего торий, чувствительный к
излучению с длиной волны менее приблизительно 3900 Ангстрем, и анода.
Изобретение основано на открытии того, что металлический торий, после тщательной очистки и обработки в
соответствии с определенным режимом, проявляет «нормальный» фотоэлектрический эффект, который
начинается примерно на границе видимой и ультрафиолетовой областей спектра и распространяется в
ультрафиолетовую область, при этом материал практически нечувствителен к свету в видимой области.
При использовании обработанного таким образом тория в качестве катода фотоэлектрического элемента
достигается исключительная чувствительность исключительно к свету в области спектра 7, ниже примерно
3900 ангстремных единиц.
Если необходимо измерить широкий диапазон ультрафиолетового излучения, то оболочка ячейки или ее
часть может быть изготовлена из такого материала, как кварц, 75 тогда как если необходимо ограничить
измерение узким диапазоном, то оболочка может быть изготовлена из стекла, прозрачного только для света в
верхнем диапазоне ультрафиолетового излучения, например, только для света с длиной волны выше 2400
Ангстрем. Так, например, при лечении эритемы диапазон полезных лучей ограничен узкой полосой примерно
в 2900 ангстремных единиц 85, и поэтому при изготовлении дозиметра, использующего фотоэлектрический
элемент для определения длительности лечения от заданного источника ультрафиолетового света,
необходимо, чтобы элемент был чувствителен к свету преимущественно в диапазоне от 2700 до 3100
ангстремных единиц.
Используя для ячейки оболочку, непрозрачную для лучей короткой длины волны, например, оболочку,
изготовленную из материала, известного под зарегистрированной торговой маркой «Corexs», ячейка может
иметь максимальную чувствительность около 2900 ангстремов и лишь низкую чувствительность на длинах
волн, значительно превышающих и ниже этого значения. Процент пропускания огибающей для различных
длин волн может изменяться путем изменения толщины стекла определенного состава, и таким образом пик
выходной кривой ячейки 353,555 может в ограниченной степени изменяться.
При использовании очень тонких стеклянных окон (рис. 4, кривая показывает ток для ячейки) наблюдается
значительное увеличение выходной мощности ячейки в зависимости от длины волны падающего
ультрафиолетового света, особенно для света с меньшими длинами волн. При использовании стеклянных
окон, известных под зарегистрированным товарным знаком «Pyrex», которые обычно не считаются
прозрачными для ультрафиолетового света, толщина которых составляет около 0,01 дюйма. 75 или менее,
пропускание ультрафиолетового излучения фотоэлектрического стекла сопоставимо с пропусканием кварца,
за исключением коротковолнового спектра. Фотоэлектрическая ячейка включает в себя оболочку 10,
состоящую из материала, прозрачного для ультрафиолетового излучения, за исключением коротковолнового
конца фиолетового спектра, такого как кварц или специальное стекло, пропускающее ультрафиолетовое
излучение. При производстве фотоэлектрической ячейки в соответствии с изобретением торий используется в
качестве зарегистрированного товарного знака «Corex» и предпочтительно для обоих анодных стекол.
Хотя катод и должен быть установлен под оболочкой 10, на нем закреплен стержнеобразный элемент, анод
может состоять из анода 11 и пластинчатого катода 12, 85 и другого металла, такого как никель. В качестве
катода предпочтительно могут использоваться элементы из лития тория или из лития тория. Анод 11,
установленный на проводнике 13, может представлять собой тонкий слой на его поверхности,
контактирующий с катодной стенкой корпуса, которая опирается на проводник 12, расположенный на
расстоянии двух проводников друг от друга. При использовании в качестве 14 и 15, причем последний, вместе
с 9Q, представляет собой подсчет на стеклянной оболочке, стекло с проволокой 13, герметично запаянное,
предпочтительно сначала покрывает часть 16 трубки, являющуюся прессом. Изолирующий элемент, который
должен составлять катод, представляет собой трубку 17 из кварца, стекла, фарфора или благородного
металла, такого как золото, с целью обеспечения лучшего контакта с катодным проводом 13 и ограничения
активной площади 95 подводящего провода до его концевой части 11.
Для обеспечения герметичности катодных портов 14 и 15 тория необходимо тщательно очистить их при
необходимости.
поверхность всех примесей и оксидов. Каркас, состоящий из двух параллельных проводов 18 и 19,
расположенных продольно, и поперечной проволоки 20, устанавливается между анодом и катодом для
распыления примесей, защищая при этом оболочку от потемнения материала. Это можно удобно
осуществить при использовании твердого катода путем создания тлеющего разряда в инертном газе над
прессом 16 и поддерживается на цилиндрическом экране 21, который удаляет примеси, защищая при этом
оболочку от образования на ней полос или петель 22, через которые вертикальные проволоки 18 и 105
испаряли или распыляли материал. В системе quan- и 19 предусмотрено скользящее зацепление. При
переворачивании трубки металлический электрод может быть последовательно напылен на стенку трубки,
перемещаясь с одного конца рамы на другой, образуя фоточувствительную пленку. Функция щита 21
заключается в следующем. Подобные процессы применимы для защиты стенок оболочки от 110
фотоэлементов с фоточувствительным материалом, нанесенным методом испарения или распыления на
электродный материал, отличный от тория, и должны быть защищены во время обработки электродов.
Было установлено, что прилагаемые заявки, которые указывают на процессы очистки и формирования
пленки, не ограничиваются торием в качестве светочувствительного материала. При изготовлении ячейки,
после герметизации c50 в оболочку, оболочка запекается и отводится обычным способом. Конструкция ячейки
и экран 21 дегазируются методом высокочастотного индукционного нагрева. Заполнение активной
поверхности катода приведет к появлению более газообразной среды, такой как аргон, неон или 120,
полностью в сочетании с подробным описанием гелия, который затем вводится в оболочку через выхлопную
трубу 2,3.
В частности, в качестве примера можно привести аргон при давлении от примерно 1 м. На рис. 1 представлен
перспективный вид, при котором давление до 6 м является удовлетворительным. Затем трубка частично
отламывается, оболочка фотоэлемента переворачивается, чтобы расположить экран 21 примерно на 2,5
электрода 11 и 12, и происходит тлеющий разряд. На фиг. 2 показан вид сбоку, частично в разрезе, заряд
создается между электродами модифицированной формы элемента, использующего два конанода. На фиг. 3
показан вид сбоку, частично в разрезе, материал 130 элемента, использующего тонкое стекловидное окно.
Если используется разряд постоянного тока, катод 12 фотоэлемента должен служить катодом для тлеющего
разряда. Разряд следует продолжать до тех пор, пока электроды полностью не очистятся, обычно это
занимает около двух часов. Распыленное вещество скапливается на внутренней поверхности защитного
экрана 21, благодаря чему оболочка остается чистой и свободной от отложений, заслоняющих свет.
После тщательной очистки катода экран {21} перемещается в положение, показанное на рис. 1.
Если требуется заполнение ячейки газом, ячейку можно использовать сразу после тлеющего разряда; в
противном случае газ необходимо откачать полностью.
как будет описано в связи с рисунками 6 и 7.
На рис. 2 пластинчатый ториевый катод 23 расположен между двумя стержнеобразными анодами 26 и 27.
Напротив одной стороны катода 25 находится окно 28, образованное путем нагревания стеклянной стенки
оболочки и втягивания выпуклой части, имеющей тонкий купол 29 и А; постепенно сужающиеся стенки.
Толщина окна может составлять около 0,01 дюйма, хотя окна диаметром около 1 дюйма и толщиной всего
0,0001 дюйма выдерживают полное атмосферное давление.
Тонкое окно гораздо более прозрачно для ультрафиолетового света, чем остальная часть оболочки. Таким
образом, например, при использовании оболочки, как показано на рис. 2, состоящей из стекла, пропускающего
ультрафиолетовое излучение, такого как Corex, с толщиной стенки около одной тридцатой дюйма и окном
толщиной около 0,01 дюйма, выходной ток ячейки при воздействии света от ртутной дуги был в несколько раз
больше, когда сторона ячейки с окном была направлена к источнику света, чем когда к нему была направлена
противоположная сторона.
Увеличение тока было обусловлено меньшим поглощением ультрафиолетового света коротких длин волн в
тонком окне по сравнению со стеклом, имеющим полную толщину стенки.
На рис. r3 показана ячейка с одним анодом 30 и катодом из ториевой пластины 31, в которой используется
другая конструкция окна. В данной конструкции винно-пропускной канал 3'2 формируется путем сначала
выдувания выпуклого расширения 33 на боковой стороне оболочки, нагревания его плотной части и
втягивания ее внутрь для образования внутреннего вогнутого выпуклого окна 34, имеющего очень тонкий
купол 32.
Преимущество этого окна заключается в том, что купольная часть имеет более равномерную толщину на
большей площади благодаря более плавному уменьшению толщины стенок. Такая конструкция также
облегчает создание очень тонких окон.
E5 Тонкое окно, изображенное на рис. 2 и 3, сформированное в стеклянных оболочках, обычно считающихся
непрозрачными для ультрафиолетового света, таких как обычное известковое стекло или пирекс, легко
пропускает ультрафиолетовый свет, так что нет необходимости использовать дорогостоящие специальные
стекла, пропускающие ультрафиолет, или кварцевые оболочки, если только не предполагается
использование очень коротких ультрафиолетовых лучей.
В связи с рис. 2 и 3 следует понимать, что ториевый катод обрабатывается, как описано в связи с рис. 1, при
этом стенки оболочки защищаются, например, экраном 21.
Для простоты экран 21 не был изображен на рис. 2 и 3.
На рис. 4t показана зависимость между длиной волны падающего света и выходным током ячейки,
использующей оболочку, которая поглощает ультрафиолетовый свет с короткими длинами волн, так что
ячейка становится чувствительной только к ограниченному диапазону частот в области, наиболее
желательной для лечения эритемы. Кривая 35 приблизительно показывает соотношение 90% пропускания
ультрафиолетового излучения через стенку оболочки, кривая 36 — общий ток или фотоэлектрическую
чувствительность ториевого катода при условии отсутствия поглощения излучения в оболочке, а кривая 37 —
результирующая кривая, указывающая на влияние поглощения энергии стеклом (кривая 35) на выходной ток
(кривая 36) ячейки. 100 Форма кривой 3.5 будет несколько меняться в зависимости от состава стекла и может
быть изменена за счет использования стекла различной толщины, так что влияние поглощения
ультрафиолетового излучения стеклом на выходную мощность ячейки может быть изменено.
Судя по представленным кривым, максимальная чувствительность клетки достигается примерно при 2900
ангстремах, что находится в узкой области спектра, наиболее подходящей для вызывания эритемы.
Пик кривой 3 7 может быть сдвинут влево за счет использования более тонкой оболочки, что приведет к
уменьшению поглощения излучения с более низкой длиной волны, или же он может быть сдвинут вправо для
сужения полосы чувствительности ячейки путем увеличения толщины оболочки. 120 На фиг. 5, 6 и 7 показана
фотоэлементная ячейка, в которой катод представляет собой осаждение чистого металла, например тория,
на стенке оболочки. Элемент включает в себя оболочку 40, имеющую 125 анодов 41 и 42, предпочтительно
изготовленных из тория и выступающих из противоположных концов. Аноды 41 и 42 установлены на жестких
вводных проводах 43 и 44, герметично проходящих через торцы оболочки 130 и окруженных изоляционными
втулками 353,555 45. Следует, однако, понимать, что при желании оба анода могут быть установлены на
одном стержне. Катод 46 выполнен в виде тонкого слоя тория на стенке трубки, контактирующего с вводимым
проводником 47, герметично запечатанным внутри оболочки и соединенным с внешним выводом 48.
Предпочтительно, чтобы оболочка, прилегающая к вводному проводу 47, до образования ториевого осадка,
была покрыта слоем благородного металла, такого как золото, для обеспечения хорошего электрического
контакта между катодом и вводным проводом катода.
Золотое покрытие можно нанести, покрасив конверт жидким ярким золотом. Затем покрытие просушить в
течение нескольких минут при температуре около 1500 °C, после чего запечь в течение 10-20 минут при
температуре около 5000 °C. Во время запекания необходимо поддерживать поток воздуха через конверт,
чтобы удалять летучие вещества, выделяющиеся из покрытия.
Внутри оболочки установлен трубчатый металлический экран 49, который можно перемещать с одного конца
на другой, занимая таким образом положения, показанные на фиг. 5, 6 или 7 соответственно. Защитный экран
49 установлен на раме, состоящей из двух параллельных продольно расположенных проводов 50 и 51,
герметично закрепленных в прессе 52, и поперечного распорного элемента 53.
Экран 49 состоит из нижней цилиндрической части 54 и верхней полуцилиндрической части 55,
расположенных таким образом, что когда экран находится в верхнем положении, показанном на рис. 5,
электроды 41 и 42 полностью заключены внутри цилиндрической части 55 экрана. В этом положении
защитного экрана ториевые электроды очищаются путем создания между ними тлеющего разряда в
газообразном состоянии, заполненном одним из одноатомных газов. После тщательной очистки анодов -45 и
сбора испарившихся и распыленных примесей на внутренней поверхности экрана, экран перемещается в
положение, показанное на рис. 6, и тлеющий разряд продолжается :50 для распыления определенного
количества тория на одну сторону оболочки с образованием катодной поверхности 46. Остальная часть
оболочки во время этой операции защищена полуцилиндрической частью -5 55 экрана, так что будет
свободное окно для света напротив катода. Затем защитный экран перемещается в нижнее положение,
показанное на рис. 7, чтобы можно было использовать трубку.
Следует понимать, что перед очисткой электродов и формированием катодной поверхности оболочка
прогревается и отводится через выхлопную трубу 56, после чего вставляется газовый баллон, и труба
герметизируется. Если необходимо использовать ячейку с газовым заполнением, газ, используемый для
поддержания тлеющего разряда, остается внутри оболочки. Однако, если требуется вакуумная ячейка,
необходимо удалить газ. Этого можно удобно добиться с помощью вспомогательной выхлопной трубки 57,
расположенной на противоположном конце трубки от выхлопной трубки 56.
Выхлопная труба 57 имеет расширение 58, поперек которого проходит тонкая стеклянная выпуклая
перегородка 59, герметизирующая нижнюю часть трубы от атмосферного воздуха. Когда необходимо удалить
газовое содержимое, железный поршень 60 80 вставляется в трубку над перегородкой 59, а его конец 58
соединяется с выхлопной системой. После удаления воздуха из системы над перегородкой 59 железный
поршень 60 поднимается внешним магнитом 85 и опускается, чтобы пробить перегородку и соединить
внутреннюю часть оболочки с вытяжной системой. Подобная конструкция необходима для отвода
одноатомного газа, чтобы предотвратить попадание воздуха в оболочку после формирования катода,
поскольку даже кратковременное воздействие атмосферы на торий ухудшает или полностью уничтожает его
чувствительность. 95 В процессе работы ячейки аноды 41 и 42 могут использоваться вместе как единый анод,
или же может использоваться только один из анодов. Основная цель включения двух анодов в оболочку
заключается в том, чтобы один из них мог служить катодом для другого во время очистки анода и образования
катодной пленки на оболочке.
Хотя было показано несколько вариантов осуществления изобретения № 105, следует понимать, что
изобретение не ограничивается такими конкретными вариантами осуществления, а допускает множество
изменений и модификаций, не выходя за рамки изобретения № 110.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и то, в каком порядке оно должно быть
реализовано, мы заявляем, что нам известно о спецификации № 311701, и мы не претендуем ни на какие
заявленные в ней права, но
Соседние файлы в папке патенты