DE645537C - Auf kurzzeitige, dem Gitter einer Roehre zugefuehrte, etwa von Belichtungsaenderungen einer Photozelle herruehrende Spannungsaenderungen ansprechende Relaisanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Relaisanordnungen, die auf kurzzeitige, dem Gitter einer Röhre, insbesondere einer Hochvakuumröhre mit Glühkathode, zugeführte, etwa von Belichtungsänderungen einer Photozelle herrührende Spannungsänderungen ansprechen sollen. Bei solchen Anordnungen dient im allgemeinen das von der Verstärkerröhre gesteuerte Relais wiederum dazu, größere magnetische Schalt- oder Kontaktvorrichtungen zu betätigen, die ihrerseits dazu dienen, elektrische Maschinen oder Apparate in einer gewünschten Weise zu steuern oder überhaupt zu beeinflussen.

Bekanntlich wird durch das Steuergitter von Hochvakuumröhren mit Glühkathode (Elektronenröhren) eine augenblickliche, trägheitslose Steuerung des Anodenstromes bewirkt. Während dieses bei vielen Anordnungen wünschenswert ist, hat es sich herausgestellt, daß bei manchen Anordnungen, bei denen der Anodenstrom elektromagnetische Relais betätigt, eine gewisse Abänderung der Wirkungsweise des Verstärkers oder auch der gesamten Anordnung hinsichtlich der Art ihres Ansprechens wünschenswert ist. Bei dem normalen Verstärker steigt der Anodenstrom augenblicklich — in einer sehr kurzen Zeit — auf den Wert, bei dem das in den Anodenstromkreis eingeschaltete Relais ansprechen soll. Während dieses Relais dabei seine Kontakte schließen kann, ist die Zeitdauer der Erregung jedoch oft zu kurz, um durch dieses Relais wiederum größere Relais auslösen zu können. Es ist daher unter Berücksichtigung dessen eine Abänderung der Verstärker- bzw. gesamten Relaisanordnung wünschenswert.

Ein weiterer Nachteil der normalen Verstärker hat seine Ursache darin, daß bei manchen Verwendungszwecken nur eine sehr geringe Änderung des Anodenstromes erzielt werden kann. Hierdurch kann sich eine Unsicherheit im Betriebe ergeben, daß nämlich das Relais einmal anspricht, das andere Mal jedoch nicht.

Die geschilderten Nachteile werden dadurch behoben und die Empfindlichkeit der Anordnung wird zugleich dadurch gesteigert, daß gemäß der Erfindung im Anodenkreis der Röhre außer der den Arbeitsstromkreis steuernden Kontaktvorrichtung eine zweite Kontaktvorrichtung vorgesehen ist, die der Gittervorspannung beim Ansprechen eine Änderung, beispielsweise durch Kurzschließen eines Widerstandes im Gitterkreis, erteilt,

welche auf den Anodenstrom in demselben Sinne wie die nachzuweisende Gitterspannungsänderung einwirkt und zweckmäßig stärker als diese. Da diese zweite Kon' *""*' vorrichtung nur sehr kleine Ströme sch; muß, kann sie außerordentlich leicht und nndlich ausgeführt werden, so daß ein ν kommen sicherer Betrieb gewährleistet ist.

Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen ίο näher erläutert. Abb. ι zeigt als Beispiel eine Relaisanordnung mit einer Verstärkerröhre, bei der als empfindliches Organ eine Photozelle im Gitterkreis der Verstärkerröhre liegt. Abb. 2 und 3 zeigen abgeänderte Ausführungsformen.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 steuert der Strom der Photozelle 1 mit den Elektroden 2 und 3 die Steuergitterspannung der Elektronenröhre 4, die eine Anode 5, ein Steuergitter 6 und eine Glühkathode 7 besitzt. Die Glühkathodenröhre soll in dem vorliegenden Falle eine gewöhnliche Hochvakuumröhre sein. Das Steuergitter 6 steuert daher den augenblicklichen Wert des Anodenstromes. Die Verstärkeranordnung wird aus der Wechselstromquelle 11 über den Transformator 12 gespeist. Geeignete Spannungen werden von den Sekundärwicklungen 8, 9 und 10 dem Steuergitter, der Kathode und der Anode zugeführt. Von den Wicklungen 8 und 10 aus erhält auch die lichtelektrische Anordnung 1 eine passende Spannung. Dem Gitter 6 wird eine geeignete Gittervorspannung über den Widerstand 13 oder eine andere geeignete Impedanz mit Hilfe des Potentiometerwiderstandes 8_a, 26 über den Kontakt 8_b zugeführt. Das magnetische Relais 14 wird durch den Anodenstrom der Röhre 4 gespeist. Ein Kondensator 15 kann der Wicklung des Relais 14 parallel geschaltet sein, um seine Arbeitsweise zu verbessern. Die Kontakte 16 und 17 des Relais 14 öffnen oder schließen den Erregerkreis des größeren Relais 18, das verhältnismäßig starke Kontakte 19 und 20 haben kann. In Ausführung der Erfindung sind zusätzlich Kontakte 22 und 23 in Verbindung mit dem Relais 14 vorgesehen, welche außerordentlich leicht ausgeführt sein können. Diese Kontakte öffnen und schließen sich bei sehr geringen Änderungen des Anodenstromes. Sie sind durch die Leitungen 24 und 25 mit dem Gittervorspannungskreis verbunden und schließen den Widerstand 26 des Potentiometers kurz. Der Wert des Wider-Standes 26 ist zweckmäßig dem besonderen Anwendungszweck der Anordnung und der Charakteristik der Röhre 4 angepaßt.

Beim Einfallen von Licht auf die Photozelle ι ändert diese ihren effektiven Widerstand und bewirkt dadurch eine Änderung des Spannungsabfalles an dem Widerstand (Impedanz 13). Die sich daraus ergebende Änderung der Spannung an dem Steuergitter 6 gegenüber der Kathode 7 bewirkt eine Änderung des Anodenstromes, so daß bei geeigneter *s *.$Äahl des Anfangswertes (Festwertes) der vU'ittervorspannung das Relais 14 ausgelöst und kleine Kontakte geöffnet oder, wenn die Anordnung so getroffen ist, wie gezeichnet, geschlossen werden können. Auf diese Weise kann das Relais 18 erregt oder entregt und der Hauptstromkreis 21 geschlossen oder ge- · öffnet werden. Durch das Schließen der Kontakte 22, 23 wird der Widerstand 26 kurz- ' geschlossen, wodurch die Gitterspannung um '5 einen bestimmten Wert erhöht wird. Wird daher der Spannungsabfall am Widerstand 26 verhältnismäßig groß gewählt (bei geöffneten Kontakten 22, 23), so kann erreicht werden» daß das Relais, wenn der Anodenstrom auf ·<> den zu seiner Betätigung notwendigen Wert in einem kurzen Zeitintervall ansteigt, geschlossen wird und geschlossen bleibt, nachdem die schnell vorübergehende Ursache der Erregung (Beleuchtungsänderüng) bereits H wieder verschwunden ist. Die Anordnung kann in ihren Anfangszustand zurückgebracht werden, indem eine der Leitungen 24 oder 25 unterbrochen wird.

Wie bereits angedeutet, ist es, wenn solche Anordnungen zur Steuerung von Schaltanordnungen (künstliche Beleuchtung) in Abhängigkeit von der Tageshelligkeit benutzt werden, notwendig, daß die verschiedenen Relais o.dgl. sich unter bestimmten Bedingungen einmalig und endgültig schließen, unabhängig von geringen Sthwankungen der Helligkeit, die etwa auf Rauch, Nebel oder vorübergehende Bewölkungen zurückzuführen sind. In solchen Fällen ist bei der Anordnung nach 1*0 Abb. ι an dem Widerstand 26 beispielsweise ein Spannungsabfall von 1 bis 2 Volt vorhanden, je nach den Daten der Anordnung".' Wenn nun die Kontakte 22 und 23 und auch die Kontakte 16 und 17 geschlossen werden^ *«5 so bleibt das Relais 14 dauernd erregt, weil durch das Schließen der Kontakte 22 und 23 eine augenblickliche Erhöhung der Gitter*· spannung bewirkt worden ist. Ähnliche Verhältnisse liegen vor bezüglich des öffnens des.. Ί10 Relais 14. Es ist natürlich notwendig, da§ der Widerstand 26 nicht einen so hohen Wert besitzt, daß eine beträchtliche Differenz zwischen den Tageshelligkeiten besteht, bei denen der Hauptstromkreis geöffnet und ge- »15 schlossen wird. Eine gewisse Differenz iet indessen zulässig und sogar vorteilhaft, da ee selten wünschenswert ist, daß, wenn die künstliche Beleuchtung erst einmal mit Rücksicht auf das Nachlassen der Tageshelligkeit «η*· ιβο geschaltet worden ist, durch ein zeitweilige» geringes Ansteigen der Tageshelligkeit, etwa

infolge Verschwindens einer Wolke, die künstliche Beleuchtung sofort wieder ausgeschaltet wird.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der vorliegenden Relaisanordnung besteht beispielsweise darin, den Vorgang aufzuzeichnen oder andere Apparate sicher auszulösen, wenn ein schnell bewegtes Objekt das Gesichtsfeld der Photozelle ι passiert. Die Zeit, während

to der die photoelektrische Zelle hierbei verdunkelt wird, wird häufig zu kurz sein, um unmittelbar, d. h. ohne die zusätzlichen Kontakte, die Auslösung der Kontaktvorrichtung i8 zu bewirken, obwohl das kleinere, empfindliche Relais auf den Anodenstrom in der kurzen Zeitdauer anspricht. Auch kann die vorliegende Anordnung als Einbruchssicherung oder Alarmvorrichtung dienen, wobei die lichtelektrische Zelle mit Hilfe einer Quelle von unsichtbaren (infraroten) Strahlen bestrahlt werden kann. Auch in diesem Falle ist es erforderlich, daß, wenn die Lichtstrahlen (o. dgl.) einmal auch nur kurzzeitig geschnitten werden, die Auslösung der Alarmvorrichtung bewirkt wird, auch wenn inzwischen die Verdunkelung oder Beschattung der Photozelle schon wieder aufgehört hat.

Bei der Anordnung nach der Abb. 1 ist die durch das Kurzschließen des Widerstandes 26 bewirkte Erhöhung der Gitterspannung etwas von der Einstellung des verschiebbaren Kontaktes 8_b und des Potentiometers 8_a abhängig. Es wird daher zweckmäßig das Potentiometer 8_a so eingerichtet, daß mit Hilfe des beweglichen Kontaktes 8_b alle für den Arbeitsbereich der Anordnung in Frage kommenden Werte bequem eingestellt werden können.

Eine Ausführungsform, bei der das Erhöhen der Gitterspannung bei Ansprechen des in dem Anodenstromkreis eingeschalteten Relais besonders zweckmäßig erreicht wird, ist in der Abb. 2 dargestellt, gemäß der zwei Widerstände 26 und 27 mit dem Potentiometerwiderstand 8₀ in Reihe geschaltet sind.

Wenn das Relais 14 geschlossen wird, so wird durch die Kontakte 22, 23 der Widerstand 26 kurzgeschlossen, während die vorher geschlossenen Kontakte 28, 29 nun geöffnet werden, so daß eine Spannung an den Enden des Widerstandes 27 entsteht. Wenn die Widerstände 26 und 27 gleich sind, so ist die Zunahme der Gitterspannung infolge Schließens des Relais 14 unabhängig von der Einstellung des beweglichen Kontaktes 8_b.

Eine weitere Ausführungsform ist in der Abb. 3 angedeutet. In diesem Falle ist eine zusätzliche Wicklung 32 des Transformators (Abb. 1) in dem Gitterspannungskreis vorgesehen. Der Widerstand 30 wird durch das Schließen der Kontakte 22 und 23 in der oben beschriebenen Weise kurzgeschlossen. Der Widerstand 31 die'nt dazu, den Strom in der Wicklung 32 zu begrenzen, wenn der Widerstand 30 kurzgeschlossen ist.

Bei manchen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, daß die Kontakte, die den Kontakten 22 und 23 entsprechen, baulich von der Vorrichtung 18 oder einem anderen Teil des elektrischen Stromkreises getragen werden, der von der Verstärkeranordnung erregt bzw. gesteuert wird.

Auch auf andere Weise kann das gewünschte Erhöhen der Gitterspannung in dem in Frage kommenden Zeitpunkt bewerkstelligt werden. Wesentlich ist indessen immer, daß der Steuergitterkreis durch Kontakte geschaltet wird, die von dem Ausgangskreis des Verstärkers gesteuert werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auf kurzzeitige, dem Gitter einer Röhre, insbesondere einer Hochvakuumröhre mit Glühkathode, zugeführte, etwa von Belichtungsänderungen einer Photozelle herrührende Spannungsänderungen ansprechende Relaisanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß im Anodenstromkreis der Röhre außer der den Arbeitsstromkreis steuernden Kontaktvorrichtung eine zweite Kontaktvorrichtung vorgesehen ist, die der Gittervorspannung beim Ansprechen eine Änderung, beispielsweise durch Kurzschließen eines Widerstandes im Gitterkreis, erteilt, welche auf den Anodenstrom in demselben Sinne wie die nachzuweisende Spannungsänderung und zweckmäßig stärker als diese einwirkt.

2. Relaisahordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kontaktvorrichtung und die durch sie beim Ansprechen bewirkte Gittervorspannungsänderung so gewählt sind, daß beim Ansprechen auf eine nachzuweisende Spannungsänderung die den Arbeitsstromkreis steuernde Kontaktvorrichtung ge- i°5 schlossen wird und über die Dauer der nachzuweisenden Spannungsänderung am Gitter hinaus geschlossen bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen