DE1249384B - Wechselstromgespeiste fotoelektrische Schalteinrichtung mit einem Fuhlerghed in Form einer UV-empfindlichen Rohre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

EUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int Cl.:

HOIh

Deutsche Kl. 2Vt- 45/10

Nummer 1249 384

Aktenzeichen D 44538 VIII d/21 c

Anmeldetag: 22 Mai 1964

Auslegetag· " September 1967

Die Erfindung betrifft eine wechselstromgespeiste fotoelektnsche Schalteinrichtung, insbesondere Flammenwächter fur Olfeuerungen, mit einem Fuhlerglied in Form einer UV-empfindhchen Rohre, die beim Leitendwerden infolge Bestrahlung den Durchgang durch ein elektronisches Sperrglied öffnet

Derartige UV-Rohren sind fur viele Überwachungszwecke sehr vorteilhaft Sie benotigen jedoch gegenüber anderen strahlungsempfindlichen Gliedern eine recht hohe Betriebsspannung, die in der Größenordnung von mehreren hundert Volt hegen kann Im allgemeinen werden daher UV-Rohren nicht direkt an ein normales Wechselstromnetz von 110 V oder 220 V angeschlossen, vielmehr verwendet man einen zwischengeschalteten Transformator zum Herauftransformieren der Spannung Diese hohe Spannung hat aber weiterhin zur Folge, daß durch die UV-Rohre nach dem Leitendwerden infolge Bestrahlung ein relativ großer Strom fließt, der die Lebensdauer der UV-Röhre wesentlich verkürzt Auch bereitet es gewisse Schwierigkeiten, mit UV-Rohren ausgestattete Fuhlerkopfe so in die Schalteinrichtung einzubeziehen, daß diese bei einem Kurzschluß irgendeines Bauelementes nicht anspricht

All diese Nachteile werden erfindungsgemaß auf einfache Weise dadurch vermieden, daß die UV-Rohre nut der Spannung einer an sich bekannten, Kondensator und Gleichrichter aufweisenden Spannungsvervielfachungsschaltung betrieben und diese so geschaltet ist, daß der Kondensator sich beim Leitendwerden der UV-Rohre über diese und das Sperrglied entladt

Bei einer äußerst einfachen Schalteinrichtung dieser Art liegt die Reihenschaltung des Gleichrichters und des Kondensators paiallel zu dem Sperrglied, und die UV-Rohre ist zwischen die Steuerelektrode des Sperrghedes und den Verbindungspunkt von Gleichrichter und Kondensator geschaltet

Durch die Spannungsverdoppelung oder -Vervielfachung ist es möglich, UV-Rohren zu betreiben, auch wenn die speisende Wechselspannung kleiner als die Betriebsspannung der Rohre ist Dies trifft zu, wenn die Netzspannung bereits kleiner ist oder aber, wenn aus besonderen Gründen die volle Netzspan nung nicht zur Verfugung steht, ζ B wenn eine Spannungsstabilisierung mit Hilfe eines Spannungsteilers, der einen spaonungsabhangigen Widerstand aufweist, gewünscht wird

Gleichzeitig wird aber die Spannungsvemelfachungsschaltung dazu benutzt, den über die UV-Rohre fließenden Strom durch die Ladung des be Wechselstromgespeiste fotoelektnsche
Schalteinrichtung mit einem Fuhlerglied in Form einer UV-empfindlichen Röhre

Anmelder

ίο Danfoss A/S, Nordborg (Danemark)
Vertreter.

Dr -Ing U Knoblauch, Patentanwalt,
Frankfurt/M 1, Kuhhornshofweg 10

Als Erfinder benannt

Arne Jensen, Havnbjerg, Nordborg (Danemark)

rerts vorhandenen Kondensators zu begrenzen Daher ist keine starke Strombelastung der UV-Rohre möglich, vielmehr hegt der Strommittelwert recht niedrig und die zu erwartende Lebensdauer ist wesentlich großer als bisher Unabhängig von diesen durch die UV-Rohre fließenden Stiomen können die zur Betatigung des Relais der Schalteinrichtung notwendigen Strome beliebig groß gewählt werden, was nur von der Auslegung des elektronischen Sperrghedes abhangt
Eine Spannungsverdopplungsschaltung erreicht bekanntlich nui in jeder zweiten Halbwelle einen hohen Spannungswert, so daß die UV-Rohre bei Bestrahlung auch nur in jeder zweiten Halbwelle leitend werden kann Demzufolge wird auch das elektronische Sperrglied nur in jeder zweiten Halbwelle geöffnet Die beanspruchte Schalteinrichtung gibt daher bei Bestrahlung der UV-Rohre einen gleichgerichteten Strom ab Dieser kann zum Betrieb des bekannten Steuergeräts mit Gleichstromrelais und dieses überbrückendem Kondensator verwendet werden Damit ist ein Fuhlerkopf mit UV-Rohre angegeben, der gegen bekannte fotoelektnsche Fuhlerkopfe mit Fotowiderstand od dgl ausgetauscht werden kann und diesen in allen wesentlichen Eigenschaften (Speisespannung, gleichgerichteter Betnebs-

strom, Sicherheit gegen Fehler u dgl) entspricht

Das Spen glied kann behebige Form haben, ζ Β em Transistor sein Besonders erstrebenswert ist es

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jedoch, den Kondensator möglichst rasch über die UV-Rohre zu entladen, damit die Strombelastung dieser Rohre gering bleibt. Dann aber steht auch nur em kurzei Impuls zum Offnen des Sperrghedes zur Verfugung, und man verwendet hierfür vorteilhafterweise eine Ionenrohranordnung Darunter wird gemäß der üblichen technischen Definition ein elektronisches Glied verstanden, das auch nach Abklingen des Zundimpulses geoSnet bleibt, bis dei hindurchfheßende Strom etwa durch Null geht

Fur solche Ionenrohranordmmgen gibt es vielerlei Möglichkeiten Sehr vorteilhaft ist beispielsweise die Verwendung einer gesteuerten Diode, die wegen der Steuerungsverhaltmsse antipaiallel zu der Reihenschaltung des Gleichrichters und Kondensators der Spannungsverdopplungsschaltung liegt

Weitere Merkmale des Gegenstandes nach den Ansprüchen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausfuhrungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung Es zeigt

F1 g 1 das Schaltbild eines Flammenwachters mit gesteuerter Diode und dreiadnger Verbmdungsleitung zwischen Steuergerat und Fuhlerkopf und

F1 g 2 das Schaltbild eines Flammenwachters mit gesteuerter Diode und zweiadriger Verbindungsleitung

Der in Fig 1 dargestellte Flammenwächter besteht aus einem Steuergerat 1 und einem Fuhlerkopf 2 Das Steuergerat 1 besitzt Netzanschlußklemmen 3, an die eine Wechselspannung 0 bis U angeschlossen ist In ihm ist ein Gleichstromrelais 4 durch einen Kondensator 5 überbrückt Dieses Steuergerat ist mit Hilfe emes dreiadrigen Kabels 6 mit dem Fuhlerkopf 2 verbunden In diesem ist em Gleichrichter 7 mit einem Kondensator 8 in Reihe geschaltet Parallel hegt eine Diode 9 mit einer Steuerelektrode 10 Eme UV-empfindhche Rohre 11 ist zwischen die Steuerelektrode 10 und einen Punkt A zwischen dem Gleichrichter 7 und dem Kondensator 8 geschaltet

Beim Einschalten des Flammenwachters wird der Kondensator 8 in der negativen Halbpenode aufgeladen In der hiernach folgenden positiven Halbpenode wird die Spannung zwischen A und 0 doppelt so groß, weil sich die Spannung über dem Kondensatoi 8 zur Wechselspannung addiert Da die gesteuerte Diode 9 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist, wird diese ausgelost, wenn eine UV-Bestrahlung vorhanden ist und die Spannung über dem UV-Detektor U die Zündspannung erreicht Die gesteuerte Diode 9 ist dann in leitendem Zustand und das Relais 4 spncht an

Die gleiche Spannungsverdopplung wird allerdings wegen der Aufladung des Kondensators 5 in der folgenden positiven Halbpenode nicht ganz erreicht werden, da sich die Spannung über dem Kondensator 5 von der Spannung zwischen den Punkten 0 und A subtrahiert Dies kann man aber durch entsprechende Festlegung der Zündspannung der UV-Rohre berücksichtigen oder bei Verwendung der Schaltung nach F1 g 2 kompensieren

Bei der Ausfuhrungsform der F1 g 2 ist die speisende Wechselspannung mit Hilfe eines ohmschen Widerstandes 12 und eines spannungsabhangigen Widerstandes 13 stabilisiert Die Parallelschaltung vom Relais4 und Kondensators wird vom Ladestrom dei Spannungsverdopplungsschaltung durchflossen Hierbei wird ferner erreicht, daß man mit einem zweiadrigen Kabel 6 zwischen Steuei gerat 1 und Fuhlerkopf 2 zurechtkommt Eine Vertauschung der Leiter hat kernen Einfluß auf die Funktion

Wird der Flammenwächter eingeschaltet, ladt sich der Kondensator 8 in der negativen Halbpenode des Gleichrichters 7 auf In der folgenden positiven Halbpenode addiert sich die Kondensatorspannung zu der stabilisierten Speisespannung In der nächsten negativen Halbpenode wird sich die Spannung, die an dem inzwischen ebenfalls aufgeladenen Kondensatoi 5 hegt, zu der Speisespannung addieren Die Spannung über dem Kondensator 8 wii d hierbei entsprechend angehoben In der folgenden positiven Halbpenode subtrahiert sich die Spannung am Kondensator 5 von der angehobenen Kondensatorspannung plus der stabilisierten Speisespannung Die Spannung zwischen den Punkten A und B wird beim Betrieb in der gleichen Große liegen wie unmittelbar nach dem Einschalten Hiermit wird erreicht, daß die UV-Rohre bei einer sehr difimerten Spannung zündet und dabei die gesteuerte Diode zu einem genau vorgegebenen Zeitpunkt auslost Die Belastung der UV-Rohre 11 ist hierbei sehr gering, da sich über sie lediglich der Kondensatoi 8 entladt und dessen Ladungsmenge durch entsprechende Bemessung dieses Kondensators, ζ B 20OpF, sehr klein gehalten werden kann Auf diese Weise laßt sich der Strom durch die UV-Rohre in der Größenordnung von Mikroampere halten, wodurch die Lebensdauer der UV-Rohre wesentlich verlängert wird

Bei emem Kurzschluß der Leiter 6' kann das Gleichstromrelais 4 nicht ansprechen, ebenso nicht bei einem Kurzschluß des Gleichrichters 7, der Hauptstrecken dei gesteuerten Diode 9

Da die UV-Rohre nur in jeder zweiten Halbwelle zünden kann, ist es nicht unbedingt erforderlich, als Sperrglied em Gleichnchterelement zu verwenden Vielmehr kann das Sperrglied auch in beiden Richtungen durchlässig sein

Claims (6)

1. Patentansprüche

   1 Wechselstromgespeiste fotoelektnsche Schalteinrichtung, insbesondere Flammenwächter fur Olfeuerungen, mit emem Fuhlerghed in Form einei UV-empfindlichen Rohre, die beim Leitendwerden infolge Bestrahlung den Durchgang durch ein elektronisches Sperrglied öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Rohre (11) mit der Spannung einer an sich bekannten, Kondensator (8) und Gleichnchter (7) aufweisenden Spannungsvervielfachungsschaltung betneben und diese so geschaltet ist, daß der Kondensator (8) sich beim Leitendwerden der UV-Röhre über diese und das Sperrglied (9) entladt
2. 2 Schaltemnchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Gleichnchters (7) und des Kondensators (8) parallel zu dem Sperrglied (9) hegt und die UV-Rohre zwischen die Steuerelektiode des Sperrghedes (9) und den Verbindungspunkt von Gleichrichter und Kondensator geschaltet ist
3. 3 Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied eine gesteuerte Ionenrohre ist
4. 4 Schaltemnchtung nach emem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß em Gleichstromrelais, das durch einen Konden-

   sator uberbiuckt ist, mit dem Sperrgbed in Reihe liegt.
5. 5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichstromrelais und dessen Kondensator in einer Steuergerateinheit zusammengebaut sind, daß UV-Rohre, Sperrglied, Gleichrichter und zugehöriger Kondensator in die Fuhlereinheit eingebaut sind und daß

   die Einheiten mit einem zweiadrigen Kabel verbunden sind
6. 6 Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Netz em Spannungsteiler angeschlossen ist, der einen spannungsabhangigen Widerstand aufweist, und daß an letzterem die speisende Wechselspannung abgegriffen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen