AT150456B - Einrichtung zur Erzeugung kurzer Lichtblitze von bestimmter Frequenz, insbesondere für stroboskopische Zwecke. - Google Patents

Description

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    Einrichtung zur Erzeugung kurzer Lichtblitze von bestimmter Frequenz, insbesondere für stroboskopische Zwecke.   



   Es ist bekannt, Gasentladungsröhren zur Erzeugung von Lichtblitzen, wie sie für die strobo- skopische Beobachtung beispielsweise bewegter Maschinenteile oder für Signalzwecke notwendig sind, zu verwenden. Insbesondere wurde vorgeschlagen, zweielektrodige Gasentladungsröhren mit kalter
Kathode (Glimmlampen) zu benutzen. Diese Röhren haben jedoch eine so kleine Leuchtstärke, dass die Beobachtungen im verdunkelten Raum stattfinden müssen. Es sind anderseits Anordnungen bekannt, bei denen Röhren mit flüssiger Quecksilberkathode zur Erzeugung der Lichtblitze Verwendung finden. Mit solchen Röhren lassen sich ausserordentlich helle Lichtblitze erzeugen ; sie haben aber den Nachteil, dass sie sich nicht mit genügender Genauigkeit steuern lassen ; ausserdem ist die Lebensdauer dieser Röhren sehr klein. 



   Zur Erzielung von exakt steuerbaren Lichtblitzen von genügender Helligkeit und Kürze wird erfindungsgemäss eine Anordnung mit einer gas-oder dampfgefüllten Hochdrucklampe mit Glühkathode als Lichtquelle verwendet und dabei der   Stromfluss   in der Hochdrucklampe durch ein gittergesteuertes Hilfsrohr mit im wesentlichen lichtbogenartiger Entladung gesteuert. Es lassen sich Lampen mit beliebigen Dampf-oder Gasfüllungen verwenden, doch hat sich die Füllung mit Quecksilberdampf wegen des dadurch erzielten nahezu weissen Lichtes, welches ausserdem eine grosse photographische Wirksamkeit besitzt, als am zweckmässigsten erwiesen. 



   Um genügend helle und kurze Lichtblitze zu erzielen, muss die Lampe kurzzeitig mit grossem Strom betrieben werden. Das wird bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Anordnung dadurch erreicht, dass ein Kondensator über die gittergesteuerte Hilfsröhre und die Lampe entladen wird. Dabei erhalten die Lampe und die gittergesteuerte Hilfsröhre erhebliche Spannungsstösse, durch die Ionen grosser Geschwindigkeit erzeugt werden, die bei   Edelgas- oder Quecksilberdampffüllung   die   HiIfsröl1re   zu schneller Zerstörung der Glühkathode (Oxydkathode) führen können. Es ist deshalb vorteilhaft, das Hilfsrohr mit einer Wasserstoffüllung zu versehen.

   Diese   Wasserstoffröhren   sind wesentlich haltbarer als Röhren mit   Quecksilberdampf- oder Edelgasfüllung,   da Wasserstoffionen selbst sehr hoher Geschwindigkeit keine zerstörende Wirkung auf die Glühkathode   haben. - Die   Kathode der Quecksilber-   Hochdrueklampe,   die aus der Entladung selbst aufgeheizt wird, ist im allgemeinen als Sinterkathode ausgeführt und deshalb im wesentlichen unempfindlicher gegen Überlastungen als die übliche fremdgeheizte Pastekathode des gittergesteuerten Hilfsrohres. 



   Die Erfindung sei näher an Hand der Zeichnung erläutert. In Fig. 1 ist beispielsweise eine aus dem Wechselstromnetz zu speisende Anordnung zur Erzeugung von Lichtblitzen von Netzfrequenz dargestellt. 1 ist die als Lichtquelle dienende   Quecksilber-Hochdrucklampe,   2 die gittergesteuerte 
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 4 ein Netztransformator. 



   Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Zunächst muss die Lampe 1 auf die richtige Betriebstemperatur gebracht werden, damit der Quecksilberdampf den für den Betrieb notwendigen Druck erhält. Zu diesem Zweck wird die Lampe über den Schalter 6, den Umschalter 7 (Stellung 1) und die Drossel 8 an das Wechselstromnetz gelegt, das beispielsweise über einen Stecker 14 an das Gerät angeschlossen ist. Gleichzeitig werden die Glühkathoden der Röhren 2 und   3,   die ihren Heiz- 

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 strom von den Spulen d und e des Transformators 4 erhalten, aufgeheizt. Nach dem Anheizen wird der Umschalter 7 auf Stellung 1I umgelegt. Der Kondensator   5   liegt dann über der Gleichrichterröhre 3 an den Spulen a und b des Transformators 4, die hintereinandergeschaltet sind, so dass sich ihre Spannungen addieren.

   Während der positiven Halbwelle der Wechselspannung wird der Konden-   sator 5 aufgeladen. Das Gitter der Röhre 2 hat in dieser Halbwelle negatives Potential gegen die Kathode,   da die Spule c des Transformators 4 derart an das Gitter angeschlossen ist, dass die Gitterspannung stets in Phasenopposition zu der von den Spulen a und b gelieferten Spannung liegt. 



   Diese Spannungsverhältnisse lassen sich an Hand der Fig. 2 leicht übersehen, in der die Kurve a die Summe der Spannung der Spulen a und b, die Kurve b die Kondensatorspannung und die Kurve c die Gitterspannung wiedergibt. Die Röhre 2 kann also während der Aufladezeit des Kondensators nicht zünden. Erst in der folgenden Halbwelle erreicht das Gitter das zum Zünden der Röhre notwendige Potential (Fig. 2,   Punkt s).   Der Kondensator 5 wird nun über die Röhre 2, den Widerstand 9 und die Lampe 1 mit grossem Strom entladen, wobei die Lampe 1 kurzzeitig hell aufleuchtet. In der nächsten positiven Halbwelle wird der Kondensator wieder aufgeladen und das Spiel wiederholt sich. 



  Die Lampe 1 leuchtet also in jeder Periode der Wechselspannung einmal auf, die Lichtblitze haben die Frequenz des speisenden Netzes. Der Widerstand 9 dient zur Regelung der Entladestromstärke. 



  Bei zu grossem Entladestrom wird die Lampe 1 unter Umständen zu heiss und ihr Dampfdruck so hoch, dass sie bei der verwendeten Kondensatorspannung nicht mehr zündet. Bei zu kleinem Entladestrom wird die Lampe dagegen leicht zu kalt und ihre   Leuehtstärke   nimmt stark ab. Der nur verhältnismässig kleine Widerstand 9 erlaubt das Einregeln auf den richtigen Temperaturwert der Lampe 1. 



  Zum Schutz der Lampe gegen Überlastung, die bei etwaiger Fehlzündung der Röhre 2 auftreten kann, ist die   Sicherung   12 vorgesehen. 



   Hat die Röhre 2 eine im Negativen verlaufende Zündkennlinie, so muss die Gitterwechselspannung ins Negative verschoben werden, um das Zünden der Röhre in der positiven Halbperiode der speisenden Wechselspannung zu vermeiden (Fig. 2, Kurve   d).   Diese Verschiebung der Gitterspannung wird durch Parallelschalten eines Kondensators 11 zum Gitterwiderstand 10 erreicht. 



   Da die Belastung der Röhre 2 kurzzeitig ausserordentlich hoch ist, findet eine erhebliche Selbstaufheizung der Glühkathode durch die Entladung statt. Es besteht infolgedessen die Gefahr, dass zuviel aktives Kathodenmaterial verdampft, so dass die Lebensdauer der Röhre herabgesetzt wird. Es ist daher zweckmässig, die Heizleistung der Kathode während des normalen Betriebes geringer zu halten als während der Inbetriebnahme. Diese Verringerung lässt sich in einfacher Weise mit dem Anheizvorgang der Lampe 1 verbinden : In den Anheizstromkreis wird die   Primärspule t eines   kleinen Reihentransformators 13 eingeschaltet, dessen Sekundärseite g in Reihe mit der Spule d des Transformators 4 liegt.

   Bei der Stellung 1 des Umschalters 7 gibt der Transformator   13   eine zusätzliche Spannung auf den Heizfaden der Röhre   2.   Dabei wird die Gesamtspannung der Spulen d und g auf die normale Heiz- 
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 Transformators 13 weg, so dass die Röhre nur noch einen bestimmten Bruchteil ihrer Heizspannung erhält, der ausreicht, um die Kathodentemperatur im Betrieb auf dem normalen Wert zu halten. Die
Spule g kann auch mit auf den Kern der Drossel 8 aufgebracht werden, so dass sich ein besonderer Transformator 13 erübrigt. 



   Sollen Lichtblitze höherer Frequenz als Netzfrequenz erzeugt werden, so wird das gittergesteuerte Hilfsrohr 2 zusammen mit dem Kondensator 5 als Kippsehwingvorrichtung ausgebildet. Die Kippfrequenz muss dann gleich der geforderten Frequenz der Lichtblitze gemacht werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Erzeugung kurzer Lichtblitze von bestimmter Frequenz mit Hilfe von als Lichtquelle dienenden Gasentladungsgefässen mit im wesentlichen lichtbogenartiger Entladung, insbesondere für stroboskopische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Entladungsgefäss eine mit Gas oder Dampf gefüllte Hochdruckentladungslampe ist und der Stromfluss in dieser Lampe durch ein gittergesteuertes Hilfsrohr mit im wesentlichen lichtbogenartiger Entladung gesteuert wird.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speisung der Hoehdrucklampe ein Kondensator dient, der über einen einanodigen Gleichrichter aus einer Wechselstromquelle vorgegebener Frequenz (Netz) aufgeladen wird und sich während der Sperrhalbwelle des Gleichrichters über das gittergesteuerte Hilfsrohr und die Hoehdrucklampe wieder entlädt.

   3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator in Reihe mit dem Ladegleichrichter über einenTransformator an dieWechselstromquelle angeschlossen ist.

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator eine zweite Sekundärwicklung besitzt, welche derart (mit vertauschen Enden) an das Gitter des gesteuerten Hilfsrohres angeschlossen ist, dass dieses stets während der Halbwelle, während welcher der Kondensator über den Gleichrichter aufgeladen ist, gesperrt ist.

   5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung des Transformators zur Speisung des Kondensators mit der Primärwicklung in Reihe gelegt ist. <Desc/Clms Page number 3>

   6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, mit einer mit metalldampfgefüllten Hochdrucklampe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umrichter vorgesehen ist, mittels welchem die Hochdrucklampe bei Inbetriebnahme der Anordnung über eine Drossel bis zur genügenden Aufheizung unmittelbar an das Netz angeschlossen bleibt.

   7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter bei Erreichen der Betriebstemperatur der Hochdrucklampe diese selbsttätig vom Netz abschaltet.

   8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufheizleitung der Hochdrucklampe ein Reihentransformator vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung mit der Heizspannungsquelle der Kathode des gittergesteuerten Hilfsrohres in Reihe geschaltet ist und der Glühkathode eine zusätzliche Heizspannung mitteilt.

   9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Hochdrucklampe steuernde Hilfsröhre mit Wasserstoff gefüllt ist.

   10. Einrichtung nach den Ansprüchen l bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdrucklampe eine Quecksilberdampffüllung besitzt.

   11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung der zusätzlichen Heizspannung für die Kathode der Hilfsröhre unmittelbar auf die in der Aufheizleitung der Hochdrucklampe liegende Drossel aufgebracht ist. EMI3.1