143773. lajstromszámú szabadalom • Mágneses térmérőberendezés

Megjelent: 1957. november hó 30-án. ORSZÁGOS TALALMÁJVYI HIVATA1 SZABADALMI LEÍRÁS 143.773. SZÁM 21. e. 1—13. OSZTÁLY - Ko-843. ALAPSZÁM Mágnese» térmérő berendezés Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Kálmán Gábor, oki. villamosmérnök, Budapest (60%), Varga László, oki. fizikus, Budapest (40%) Bejelentés napja: 1955. február 15. A találmány célja, hogy mágneses tér intenzitásának mérésére olyan módszer álljon rendelkezésre, amely * a) közvetlen leolvasású, vagyis olyan, hogy egy műszer skálája közvetlenül mágneses indukcióra kalibrálható és a műszer mutatója minden beavatkozás nélkül követi a mérendő tér intenzitásának változását, s ily módon képzetlen kezelő által végrehajtott tömegmérésekre, vagy általában gyors laboratóriumi és üzemi mérésekre alkalmas. b) forgó, vagy mozgó alkatrészt nem tartalmaz, c) semmilyen szerelvénye nem tartalmaz szükségképpen ferromágneses anyagot, amelynek a mérendő tértől való távoltartása a mérést megnehezítené, d) a mérés céljára olyan, a mágneses tér intenzitásától egyértelműen függő elektromos mennyiséget szolgáltasson, amely könnyen é"s erősítő berendezés közbeiktatása nélkül mérhető, e) még kicsiny (B = lOGs) — szórt — terek mérésére is alkalmas. A találmány egy térmérő berendezés, amely egy mérőcsőből és a hozzákapcsolódó elektronikus áramkörből áll. A mérőcső egy nem ferromágneses anyagból készült, hengeres elrendezésű elektronemittáló katóddal és ezzel koaxiális helyzetű anóddal rendelkező cső, melynek anódja és katód ja közé váltófeszültséget kapcsolva, és a,csövet mágneses térbe helyezve, az anódáram folyási szöge és ezzel az áram időbeli átlagértéke a mágneses tér axiális komponensének monoton csökkentő függvényeként változik. Ilyen módon a cső anódkörébe helyezett műszer megfelelően kalibrálható, hogy a mérendő mágneses tér intenzitását mutassa. A mérőcső elvi konstrukcióját az 1. ábra mutatja. A rajzon látható a F feszítő rugókkal kihúzott, az A anódhengerrel koaxiálisán elhelyezett elektronemittáló K katód. A mérési elrendezést a 2. ábra mutatja. A T telep áramától izzított, az A anódhengerrel koaxiálisán elhelyezett K izzókatód által emittált elektronok a F feszültségforrásból betáplált váltófeszültség teljes pozitív félperiódusában radiális irányban haladnak az A anód felé. Ha az elektroncsövet mágneses térbe helyezzük, akkor a tér axiális komponense az elektronokat igyekszik az A anódtól eltéríteni. Ez a pozitív félperiódus elején sikerül is mindaddig, amíg az egyre növekvő feszültség el nem éri azt az értéket, amely szükséges ahhoz, hogy az elektronokat a jelen levő mágneses tért ellenére is az anódhoz vonzza. A pozitív félperiódus második felében az anódáram hirtelen leszakad. A mágneses térintenzitás növelésével az anódfeszültség pozitív félperiódusának egyre kisebb szakaszán folyik áram az elektroncsőben. Ezeket a feszültség-áram viszonyokat mutatják be a 6. és 7. ábrák növekvő mágneses térintenzitás mellett. A 6. ábrán az az eset látható, amikor a katód telítésben dolgozik, vagyis a pozitív anódfeszültségtől függetlenül, az adott katódhőmérséklethez tartozó, teljes' emissziósáram elhagyja a katódot. A 7. ábra a 6-hoz hasonló viszonyokat mutat be arra az esetre, amikor az emissziót a kilépő elektronok által létrehozott tértöltés elektrosztatikus hatása korlátozza. Az anódáram monoton csökkenő függvénye a mágneses tér intenzitásnak. Ezt mutatja a 8. ábra a) és b) görbéje. Az a) görbe a telítéses, a b) a tértöltéses viszonyokra vonatkozik. Víz-, szintes tengelyen a mágneses tér intenzitás (B), függőlegesen az anódáram átlagértéke (I) van felmérve relatív egységekben. Ezek számított görbék. A valóságban az anódáram az egyik görbét sem követi pontosan, hanem a számítottól indokolhatóan eltér egy keveset, de az anódáram és a mágneses térintenzitás között még mindig egyértelmű marad az összefüggés. Egy ilyen mért görbét mutat be a 9. ábra. A maximálisan, illetőleg minimálisan mérhető mágneses térintenzitást az anód-katód tá-