DE2831466A1 - Strahlendetektorvorrichtung - Google Patents

Strahlendetektorvorrichtung

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DE2831466A1
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Peter A Smith
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Description

  • Strahlendetektorvorrichtung
  • Die Erfindung betrifft eine Strahlendetektorvorrichtung, insbesondere die elektrischen Schaltanordnungen, jedoch nicht ausschließlich, die zusammen mit Strahlendetektoren, vor allem Detektoren für die Ultraviolett-Strahlung, wie sie durch eine offene Flamme abgestrahlt wird, verwendet werden; solche Schaltungsanordnungen werden in oder als Teil von Feuerdetektorsystemen verwendet. Die Erfindung bezieht sich auch auf die elektrischen Schaltungsanordnungen in der Strahlungsdetektorvorrichtung, und insbesondere auf eine Strahlungsdetektorvorrichtung, die auf eine einfallende Strahlung bestimmter Art anspricht, mit einer Gasentladungsröhre, die durch die einfallende Strahlung, wenn sie durch eine relativ hohe Gleichspannung erregt ist, leitend wird.
  • Derartige Schaltungsanordnungen, die Gasentladungsröhren als Strahlendetektorelemente verwenden, sind bekannt.
  • Diese Röhren bilden empfindliche Ultraviolett-Strahlungsdetektoren, weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie eine relativ hohe Erregerspannung benötigen. Aus diesem Grunde ist es notwendig, solche Röhren mit einer relativ hohen Erregergleichspannung mittels Stromversorgungsleitungen zu speisen, die mit einer geeigneten Gleichspannungsversorgungsschaltung für eine entsprechend hohe Spannung verbunden sind.
  • Bei vielen Anwendungsfällen bildet die Zuführung einer derartigen relativ hohen Gleichspannung zu der Gasentladungsröhre eine Gefahrenquelle, da die Leitungen oder Drähte für die Einspeisung der Hochspannung durch die Fläche geführt werden, die geschützt werden soll, und in der ein bestimmtes Feuerrisiko besteht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Strahlungsdetektorvorrichtung zu schaffen, die von einer entfernten Stelle aus mittels niedriger Gleichspannung betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Gleichstrom-Umformerschaltung, die durch eine relativ kleine Eingangsgleichspannung erregt wird, um eine relativ große Ausgangsgleichspannung zu erzeugen, in unmittelbarer Nachbarschaft der Gasentladungsröhre in einem gemeinsamen Gehäuse mit dieser befestigt ist, daß die Umformerschaltung von einer entfernten Stelle aus durch eine relativ niedrige Eingangsgleichspannung erregt wird, und daß eine Ausgangsschaltung auf den leitenden Zustand der Gasentladungsröhre anspricht, um ein resultierendes elektrisches Ausgangssignal an einen Fernpunkt zu liefern.
  • Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6.
  • Nach der Erfindung besteht die Flammendetektorvor richtung aus einem Gehäuse, einer Gasentladungsröhre, die innerhalb des Gehäuses befestigt ist und für die überwachung der durch eine Flamme außerhalb des Gehäuses erzeugten Ultraviolettstrahlung geeignet ist, aus einer Gleichstrom-Gleichstrom-Umwandlerschaltung innerhalb des Gehäuses, die einen Eingang aufweist, der von außerhalb des Gehäuses durch eine relativ niedrige Versorgungsgleichspannung erregt wird und im Betrieb eine relativ hohe Ausgangsgleichspannung erzeugt, des weiteren aus Verbindungselementen innerhalb des Gehäuses, um die relativ hohe Ausgangsgleichspannung zu der Röhre zu leiten, um diese zu erregen und in den Stand zu versetzen, daß sie auf die Ultraviolettstrahlung anspricht und aus Ausgangselementen, die auf die Stromführung der Gasentladungsröhre ansprechen, um ein resultierendes elektrisches Ausgangssignal zu einem Punkt außerhalb des Gehäuses zu leiten.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der einzigen Figur er erläutert, dae eine Ausführungsform der Strahlungsdetektorvorrichtung zeigt, welche einen Detektor für die Ultraviolett-Strahlung und eine Schaltungsanordnung für die Erregung und die Überwachung des Ansprechens des Detektors enthält. Die schematische Zeichnung der einzigen Figur gibt ein schematisches Schaltdiagramm, teilweise in Blockform, der Schaltuncjsanordnung wieder.
  • Die Schaltungsanordnung wird beispielsweise durch eine 18 Volt-Gleichspannungsquelle versorgt, die über Leitungen 10 und 12 angeschlossen ist, von denen die Leitung 10 positive Polarität aufweist. Die Gleichspannungsversorgung mit 18 Volt wird über einen Widerstand 16 einem Stromversorgungskreis 14 eingespeist, der die notwendige höhere Spannungsversorgung für eine Gasentladungsröhre 18 zum Feststellen von Ultraviolettstrahlung, die eine kalte Katode besitzt, liefert.
  • Der Stromversorgungskreis 14 umfaßt einen npn-Transistor 20, der einen Emitterwiderstand 22 aufweist und dessen Kollektor durch die Primärwicklung 24 eines Transformators 26 mit Strom beaufschlagt wird. Die Basis des Transistors ist über eineSekundärwicklung 28 des Transformators mit einem Punkt einer Zeitgeberschaltung verbunden, die einen Widerstand 30 mit dem Widerstandswert R1-Ohm und einen Kondensator 32 mit einer Kapazität von C1-Farad umfaßt, welche die Gleichspannungsquelle überbrückt und parallel zu einem Glättungskondensator 34 liegt.
  • Der Ausgang des Stromversorgungskreises 14 wird über eine andere Sekundärwicklung 36 des Transformators 26 abgenommen und einer Gleichrichterschaltung in der Gestalt einer Spannungsverdopplerschaltung zugeführt, die Dioden 38 und 40 und einen Kondensator 42 umfaßt. Die hohe Ausgangsgleichspannung dieser Schaltung wird der Detektor- bzw. Gasentladungsröhre 18 über Widerstände 44 und 46, die Widerstandswerte R2 und R3-Ohm aufweisen und über eine Zenerdiode 48 zugeführt. Ein Kondensator 50 mit einer Kapazität von C2-Farad ist parallel zu der Reihenschaltung aus dem Widerstand 46, die Röhre 18 und die Zenerdiode 48 geschaltet.
  • Der Betriebsablauf des Stromversorgungskreises 14 wird im folgenden von dem Zeitpunkt ab beschrieben, wenn die Schaltung das erstemal eingeschaltet ist, und es wird dabei angenommen, daß der Kondensator 34 geladen ist, wobei dessen Lade-Zeitkonstante durch den ohmschen Widerstand des Widerstands 16 und der Eigenkapazität des Kondensators 34 gegeben ist.
  • Zu Anfang ist der Kondensator 32 nicht geladen und daher befindet sich die Basis des Transistors 20 auf Nullpotential, das ist das Potential der Leitung 12. Es beginnt dann die Aufladung des Kondensators 32 und die Spannung im Punkt A wird daher exponentiell mit einer Zeitkonstante R1.C1 ansteigen. Wenn das Potential im Punkt A ausreichend erhöht wurde, wird der Transistor 20 leitend. Der resultierende Abfall in der Kollektorspannung wird phasenumgekehrt in dem Transformator 26, und die resultierende, positiv werdende Spannung an der Transistorbasis macht den Transistor noch stärker leitend. Der Transistor wird daher sehr schnell stromführend, weil sich der Strom durch die Wicklung 24 im wesentlichen linear aufbaut.
  • Während dieses Vorgangs bilden die Wicklung 28 und die vorgespannte Basis-Emitter-Strecke des Transistors 20 eine Halbwellen-Gleichrichterschaltung und liefern eine Ladespannung an den Kondensator 32. Dieser wird daher seine ursprüngliche Ladung umkehren und das Potential im Punkt A wird in bezug auf die Leitung 12 negativ. Dadurch wird der Transistor 20 wieder abgeschaltet.
  • Sobald der Transistor 20 nicht mehr leitend ist, ändert sich die Ladung des Kondensators 32 neuerlich, und das Potential in dem Punkt A steigt exponentiell und in positiver Richtung auf seinen vorangegangenen positiven Wert in bezug auf das Potential der Leitung 12 an. Der Transistor 20 wird daher wieder leitend, und der Vorgang wiederholt sich.
  • Die Dauer zwischen den Impulsen, die den Transistor 20 leitend machen, ist durch die Zeitkonstante R1.C1 festgelegt, und die Breite jedes Leitungsimpulses ist eine Funktion der Induktanz der Wicklung 24.
  • Zu jedem Zeitpunkt, zu welchem der Transistor 20 leitend ist, wird die gesamte Versorgungsspannung vermindert um den Spannungsabfall über die Widerstände 16 und 22 und dem Transistor der Wicklung 24 zugeführt, und die in der Sekundärwicklung 36 induzierte Spannung ist direkt proportional zu dem Windungsverhältnis des Transformators. Diese Sekundärspannung wird durch die Diode 38 gleichgerichtet und durch die Spannungsverdopplungsschaltung aus den Kondensatoren 42 und 50 und der Diode 40 verdoppelt.
  • Wenn beispielsweise die Spannungsabfälle so groß sind, daß die Spannung über der Wicklung 24, wenn der Transistor 20 voll leitend ist, ungefähr 17 Volt beträgt und wenn das Windungsverhältnis zwischen den Wicklungen 24 und 36 1 : 10 ist, so ergibt sich, daß eine endgültige offene Schaltungsspannung von ungefähr 340 Volt Gleichspannung über den Kondensator 50 auftritt.
  • Der Stromversorgungskreis 14 enthält keine Komponente für die Unterdrückung eines Spannungsüberschusses am Transformator und demzufolge wird ein Wellenzug von gedämpften Schwingungen erzeugt, die jedem Impuls der Schaltungsanordnung folgt. Derartige Schwingungen tragen dazu bei, die hohe Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten.
  • Die Gasentladungsröhre besteht beispielsweise aus einer Borsilikat-Glashülle, die Gas unter reduziertem Druck enthält. Ansprechend auf die Ultraviolett-Energie treffen Photonen mit einer Energie größer als die Austrittsarbeit des Metalls der Elektroden auf die Katode auf, wobei Elektronen durch den photoelektrischen Prozeß freigesetzt werden.
  • Die Elektronen werden gegen die Anode beschleunigt und kollidieren mit Gasmolekülen. Wenn die Energie der Elektronen ausreichend hoch ist, werden die Gasmoleküle ionisiert, und es entstehen weitere Elektronen. Die resultierenden positiven Ionen werden von der Katode angezogen und beginnen weitere Elektronen freizusetzen. Es fließt ein Ionisationsstrom in der Röhre als Ergebnis der Ultraviolett-Strahlung und der Stromwert hängt nur von den äußeren Schaltungsbedingungen ab.
  • Die an der Röhre anliegende Gleichspannung, wie sie von dem Stromversorgungskreis geliefert wird, ist ausreichend groß, daß die freigesetzten Elektronen eine ausreichende Energie besitzen, um die Röhre in einem leitenden Zustand auch dann zu halten, wenn die anfängliche Ionisierungsstrahlung aufhört.
  • Der Widerstand 44 wird so bemessen, daß der Ionisationsstrom die Spannung über der Röhre auf einen Wert unterhalb der Auslösespannung der Röhre erniedrigt. Sobald die Röhre einmal leitend ist, wird ihr Ionisationsstrom danach nur durch die in dem Kondensator 50 gespeicherte Ladung aufrechterhalten.
  • Die Zeitspanne, während der die Gasentladungsröhre leitend gehalten wird, hängt von der Zeitkonstante R3.C2 des Entladungskreises des Kondensators 50 ab, die beispielsweise 17 Mikrosekunden betragen kann.
  • Dies bedeutet in diesem Fall, daß der Ionisationsstrom während 17 Mikrosekunden aufrechterhalten bleibt, wenn die Röhre, ansprechend auf eine geeignete Strahlung, zündet und dann erlischt.
  • Eine weitere Leitung der Röhre kann so lange nicht auftreten, bis der Kondensator 50 wieder auf die hohe Spannung aufgeladen ist, die Zeitspanne dafür hängt von der Zeitkonstante R2.C2 des Aufladekreises für den Kondensator ab, die beispielsweise 5 Millisekunden betragen kann. Diese Verzögerung ist vorgesehen, um einen Ionisationsstrahlungsstoß zu verhindern, der durch zwei aufeinanderfolgende Stromführungen der Gasentladungsröhre 18 erzeugt werden könnte.
  • Jede Stromführung der Röhre 18 macht die Zenerdiode 48 leitend und erzeugt einen Ausgangsimpuls vorgegebener Spannung auf einer Leitung 52. Jeder derartige Impuls wird der überwachungsschaltung 54, die im folgenden beschrieben wird, zugeleitet.
  • Es ist zwar ausgeführt, daß die Röhre 18 auf die Ultraviolett-Strahlung einer offenen Flamme anspricht, jedoch kann eine einzige Stromführung der Röhre nicht als Anzeige der Anwesenheit einer offenen Flamme verwendet werden, da auch noch andere Quellen, außer offenen Flammen, Ultraviolett-Strahlung abgeben, die die Röhre leitend machen können. Beispiele für derartige Quellen sind diejenigen, die eine Solarstrahlung, eine Belichtung, eine Hintergrundstrahlung und dergleichen liefern sowie Schweißgeräte für eine Lichtbogenschweißung unter Argon-Atmosphäre. Die überwachungsschaltung 54 ist daher so ausgelegt, daß sie das Signal zu Rauschverhältnis des überwachungsprozesses maximiert, wobei das "Signal" die Ultraviolett-Strahlung der Flamme betrifft und das "Rauschen" sich auf die andere Ultraviolett-Strahlung, die nicht von offenen Flammen stammt, sondern von den zuvor aufgezählten Quellen, bezieht.
  • Wie nachstehend noch beschrieben wird, ist die Überwachungsschaltung 54 so angeordnet, daß sie eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitperioden, die nachstehend als "Auftastperioden bezeichnet werden, definiert und ein Alarmsignal nur dann erzeugt, wenn festgestellt wird, daß die Röhre 18 zumindest für eine bestimmte Zeit innerhalb jeder der aufeinanderfolgenden Auftastperioden einer bestimmten Anzahl, leitend ist.
  • Die Überwachungsschaltung 54 umfaßt ein erstes 4-Bit-Schieberegister 60 mit einem Dateneingangsanschluß 62, zu dem eine Leitung 52 führt. Das Register hat vier Ausgangsanschlüsse 64, 66, 68 und 70 und ist so angeordnet, daß der in den Anschluß 62 eingespeiste erste Impuls einen Ausgang am Anschluß 64 erzeugt, der zweite in den Anschluß 62 eingespeiste Impuls einen Ausgang am Anschluß 66 erzeugt, der dritte an den Anschluß 62 angelegte Impuls einen Ausgang am Anschluß 68 erzeugt und der vierte an den Anschluß 62 angelegte Impuls einen Ausgang an dem Anschluß 70 erzeugt. Der positive Ausgang an jedem Anschluß wird so lange aufrechterhalten, bis das Schieberegister wieder zurückgestellt wird. Die Anschlüsse 64, 66 und 70 sind in diesem Beispiel unterbrochen, und der Ausgang wird von dem Anschluß 68 abgenommen. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Schieberegister 60 so geschaltet ist, daß es einen Ausgang auf einer Leitung 72 erzeugt, wenn entsprechend drei aufeinanderfolgende Eingangs spannungen in seinen Anschluß 62 eingespeist werden.
  • Das Schieberegister 60 besitzt einen Rückstell-Anschluß 74, der das Register 60 auf Null zurückstellt, wenn er durch den "Ein" oder "1" Zustand eines astabilen Multivibrators 76 erregt wird, so daß der nächstfolgende Impuls an dem Anschluß 62 ein Ausgangs signal an dem Anschluß 64 erzeugt und was durch die folgenden Impulse fortgesetzt wird. In diesem Beispiel besitzt der Multivibrator eine Periode von 4 Sekunden zwischen den einzelnen Rückstellungen des Registers 60.
  • Eine Leitung 72 führt zu einem zweiten Schieberegister 60A, das identisch zu dem Schieberegister 60 ist und dessen Anschlüsse dementsprechend durch die gleichen Bezugszeichen wie im Falle des Schieberegisters 60 bezeichnet sind und nur den Zusatz 'A' tragen.
  • Der Rückstell-Anschluß 74A des Schieberegisters 60A ist mit einer Flip-Flop-Schaltung 78 verbunden. Der Zustand "0" oder "1" der Flip-Flop-Schaltung 78 wird durch die Signale bestimmt, die an ihre Anschlüsse 80 und 82 angelegt werden.
  • Der Anschluß 80 ist mit der Leitung 72 verbunden und stellt den Daten "Daten"-Eingang der Flip-Flop-Schaltung 78 dar, das bedeutet, daß ein positiver Pegel auf der Leitung 72 den Zustand der Flip-Flop-Schaltung 78 von ihrem Zustand in ihren "1"-Zustand ändert, jedoch den Zustand tatsächlich erst dann ändert, bis sie ein Tast-Eingangssignal an ihrem Anschluß 82 empfäilgt, der mit dem Ivückstcll-Ausgang des Multivibrators 76 verbunden ist.
  • Der Anschluß 70A des Schieberegisters 60A ist über einen Widerstand 90 mit einer Alarmschaltung 92 verbunden, die einen Siliziumgleichrichter (SCR) 94 in Reihe mit einer Lampe 96 und einem Widerstand 98 umfaßt. Wie noch näher beschrieben werden wird, zeigt ein positiver Ausgang an dem Anschluß 70A einen Alarmzustand an und dieser macht den Siliziumgleichrichter 94 leitend und die Lampe 96 leuchtet auf. Ein Widerstand 100 verhindert einen Potentialanstieg an der Torelektrode des Siliziumgleichrichters und somit ein unerwünschtes, da falsches Leitendwerden des Gleichrichters. Ein Widerstand 98, der die Lampe 96 überbrückt, ermöglicht es, daß der Siliziumgleichrichter 94 auch bei Ausfall der Lampe 96 leitend wird.
  • Die Stromversorgung der Schaltungsblöcke 60, 60A, 76 und 78 erfolgt über einen Widerstand 102 und ein Nondensator 104 ist vorgesehen, der verhindert, daß der von dem Multivibrator 7 gezogene pulsierende Strom in die übrigen Teile der Schaltung zurückgeführt wird.
  • Die Schaltungsblöcke 60, 60A, 76 und 78 werden bevorzugt in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt und es ist vorteilhaft, um den benötigten Strom zu verringern, die CMOS-Technik anzuwenden.
  • Im folgenden wird die Betriebsweise der Uberwachungsschaltung 54 beschrieben. Es wird zunächst angenommen, daß die Schieberegister 60 und 60A zurückgestellt sind, daß die Flip-Flop-Schaltung in ihrem "0"-Zustand sich befindet und daß der astabile Multivibrator ausgeschaltet ist oder in seinem Zustand.
  • Die dritte von den drei ersten Stromführungen der Röhre 18 bewirkt, daß das Schieberegister 60 einen positiven Ausgang an seinem Anschluß 68 erztlnlcJt und dieser wird dem Anschluß 62A des Schieberegisters 60A und dem Dateneingang 80 der Flip-Flop-Schaltung 78 zugeleitet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Flip-Flop-Schaltung 78 in ihrem "O"-Zustand und hält das Schieberegister 60A in seiner Rückstell-Kondi tion. Dieser erste Eingang an dessen Anschluß 62A geht daher verlustig, das heißt, er erscheint nicht an dem Anschluß 64A.
  • Am Ende seiner 4-Sekundenperiode ändert der astabile Multivibrator 76 seinen Zustand und liefert einen kurzen positiven Impuls an den Rücks tell-Anschluß 74 des Schieberegisters 60, wodurch dieses zurückgestellt wird. Dieser Impuls wird gleichzeitig dem Takt-Anschluß 82 der Flip-Flop-Schaltung 78 zugeleitet, wodurch diese in ihren "1"-Zustand infolge des positiven Pegels an ihrem Datenarischltiß 80 umgeschaltet wird.
  • Dieses Umschalten der Flip-Flop-Schaltung 78 entfernt das Rückstellsignal am Anschluß 74A.
  • Der dritte der nächsten drei Impulse erreicht den Anschluß 62 nach der Rückstellung des Schieberegisters 60 und erzeugt einen positiven Ausgang auf der Leitung 72, und dieser Ausgang wird dem Anschluß 62A des Schieberegisters 60A und dem Daten-Anschluß 80 der Flip-Flop-Schaltung 78 zugeleitet. Da das Schieberegister 60A nicht in seiner Rückstellung ist, tritt der positive Ausgang an seinem Anschluß 64A auf.
  • Am Ende der zweiten 4-sekundenperiode ändert der astabile Multivibrator 76 wieder seinen Zustand und stellt das Schieberegister 60 zurück. Zur gleichen Zeit wird der Takt-Eingang 82 der Flip-Flop-Schaltung 78 erregt, diese ändert jedoch ihren Zustand nicht, da ein positiver Pegel an ihrem Daten-Anschluß 80 anliegt.
  • Der dritte der nächsten drei Impulse, der den Anschluß 62 des Schieberegisters 60 erreicht, erzeugt einen positiven Pegel auf der Leitung 72. Wieder befindet sich das Register 60A nicht in seiner Rückstellung, und dieser Impuls wird daher einen positiven Pegel am Anschluß 66R erzeugen.
  • Am Ende der dritten 4-Sekundenperiode ändert der Multivibrator 76 neuerlich seinen Zustand und stellt das Schieberegister 60 zurück, jedoch wird dadurch die Flip-Flop-Schaltung 78 nicht beeinflußt, da ein positiver Pegel an ihrem Daten-Anschluß 80 existiert.
  • Es beginnt dann die vierte 4-Sekundenperiode, und in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben, schaltet der dritte Impuls der an dem Anschluß 62 anliegt, das Schieberegister 60A weiter, so daß ein positiver Ausgang an dessen Anschluß 68A erzeugt wird. Der Multivibrator 76 stellt dann das Schieberegister 60 zurück, und die fünfte 4-Sekundenperiode beginnt.
  • Während dieser Periode bewirkt der dritte Impuls, der an dem Anschluß 62 eingespeist wird, daß das Schieberegister 60 einen positiven Pegel auf der Leitung 72 erzeugt, so daß das Schieberegister 60A weitergeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt erregt der resultierende positive Pegel am Anschluß 70A die Alarmschaltung 92, die Alarm gibt.
  • Es gilt somit, daß ein Alarm dann signalisiert wird, wenn fünf aufeinanderfolgende 4-Sekundentaktperioden auftreten, von denen jede drei oder mehr Ionisationen der Detektorröhre 18 enthält. Es wurde gefunden, daß eine derartige Anordnung ein brauchbares Signal zu Rausctlverhältnis ergibt, ohne daß die Empfindlichkeit der Anordnung für offene Flammen auf einen nicht akzeptablen Pegel reduziert wird.
  • Wenn weniger als drei Eingangsimpulse von dem Anschluß 62 des Schieberegisters 60 während jeder 4-Sekundenperiode empfangen werden, dann liegt die Leitung 72 auf einem niedrigen Pegel, wenn das Schieberegister 60 durch den astabilen Multivibrator 76 am Ende dieser 4-Sekundenperiode zurückgestellt wird. Der resultierende positive Impuls an dem Takt-Anschluß 82 der Flip-Flop-Schaltung 78 wird daher die Flip-Flop-Schaltung in ihren Zustand umschalten, wodurch sowohl das Schieberegister 60A als auch die gesamte Schaltung in ihre Anfangsstellung zurückgestellt werden..
  • Die Länge jeder Schaltperiode kann natürlich durch Änderung der Periode des Multivibrators 76 eingestellt werden. Die Anzahl der Schaltperioden und/oder die Anzahl der Stromführungen in jeder Schaltperiode, die für die Erzeugung eines Alarmsignals erforderlich ist, kann geändert werden, indem die Leitung 72 an einen der anderen Ausgangsanschlüsse des Schieberegisters 60 und/oder der Widerstand 90 an einen anderen der Ausgangsanschlüsse des Schieberegisters 60A angeschlossen wird.
  • Es ist selbstverständlich, daß die Stromversorgungsschaltung 14 nicht auf eine Anwendung in einer Schaltungsanordnung beschränkt ist, die einen Detektor für Ultraviolett-Strahlung enthält, sondern daß sie vielmehr überall dort eingesetzt werden kann, wo eine Gleichstrom zu Gleichstrom-Transformation mit einer Änderung des Pegels von Nutzen ist.
  • Die Stromversorgungsschaltung 14 muß nicht mit einem Spannungsverdopplungs-Netzwerk zusammenarbeiten. Beispielsweise können das Windungsverhältnis des Transformators 76 und die Diode 38 ausgeschaltet werden, indem der Kondensator 42 durch ein Kurzschluß-Verbindungsstück ersetzt wird.
  • Ein Widerstand 102 kann in Reihe mit der Stromversorgungsleitung geschaltet werden, insbesondere wenn die Schaltungsanordnung so ausgelegt ist, daß sie Anforderungen an die Eigensicherheit genügen soll.
  • Leerseite

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Strahlungsdetektorvorrichtung, die auf eine einfallende Strahlung bestimmter Art anspricht, mit einer Gasentladungsröhre, die durch die einfallende Strahlung, wenn sie durch eine relativ hohe Gleichspannung erregt ist, leitend wird, d a d u r c h g e k e n n z- e i c h n e t daß eine Gleichstrom-Umformerschaltung (14), die durch eine relativ kleine Eingangsgleichspannung erregt wird, um eine relativ große Ausgangsgleichspannung zu erzeugen, in unmittelbarer Nachbarschaft der Gasentladungsröhre (18) in einem gemeinsamen Gehäuse mit dieser befestigt ist, daß die Umformerschaltung (14) von einer entfernten Stelle aus durch eine relativ niedrige Eingangsgleichspannung erregt wird, und daß eine Ausgangsschaltung (54) auf den leitenden Zustand der Gasentladungsröhre (18) anspricht, um ein resultierendes elektrisches Ausgangssignal an einen Fernpunkt zu liefern.
  2. 2. Strahlungsdetektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformerschaltung (14) eine Oszillatorschaltung (20, 24, 28, 30, 32) umfaßt, die auf das niedrige Eingangsgleichspannungssignal anspricht unt mit einem Aufwärtstransformator (24, 36) verbunden ist, um diesen anzutreiben und daß eine Spannungsverdoppler-Schaltung (38, 40) mit dem Ausgang des Transformators (36) verbunden ist, um die Transformator-Ausgangsspannung gleichzurichten und zu verstärken, um die relativ hohe Ausgangsgleichspannung zu erhalten.
  3. 3. Strahlungsdetektorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impedanz (46) in Reihe mit der Gasentladungsröhre (18) geschaltet ist und daß ein Kondensator (50) die Gasentladungsröhre (18) überbrückt und durch die relativ hohe Ausgangsgleichspannung aufgeladen wird, um die Gasentladungsröhre (18) eine vorgegebene Zeitspanne leitend zu halten, die von der Zeitkonstanten des Entladungspfades des Kondensators (50) durch die Gasentladungsröhre (18) abhängt, wobei die Gasentladungsröhre (18) während der Zeitspanne nichtleitend ist, die für die neuerliche Aufladung des Kondensators (50) erforderlich ist.
  4. 4. StrahlungsdeteKtorvorrichtung nach jedem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (54) ein Schaltungselement (48) enthält, das auf jede Stromführung der Gasentladungsröhre (18) anspricht, um einen entsprechenden Ausgangsimpuls zu erzeugen, daß eine Zeitgeber-Schaltung (76) für die Abgabe einer Anzahl von Zeitabschnitten gleicher vorgegebener Länge vorgesehen ist, und daß eine Zählanordnung (60, 60A) die Anzahl der Impulse zählt, die zumindest in einem Zeitabschnitt auftritt und einen Ausgangsalarm nur dann erzeugt, wenn zumindest eine vorgegebene Zahl von Impulsen in dem betrachteten Zeitabschnitt entstanden ist.
  5. 5. Strahlungsdetektorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählanordnung (60, 60A) so ausgelegt ist, daß sie einen Ausgangsalarm nur dann erzeugt, wenn zumindest die vorgegebene Anzahl von Ausgangsimpulsen in jedem der aufeinanderfolgenden Zeitabschnitte einer vorgegebenen Anzahl auftritt.
  6. 6. Strahlungsdetektorvorrichtung, die auf eine einfallende Strahlung bestimmter Art anspricht, mit einer Gasentladungsröhre, die durch die einfallende Strahlung, wenn sie durch eine relativ hohe Gleichspannung erregt ist, leitend wird und mit einer Spannungsquelle von relativ hoher Brreger-Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impedanz (46) in Reihe mit der Gasentladungsröhre (18). geschaltet ist, um die Erregerspannung über die Gasentladungsröhre (18) zu leiten, daß ein Kondensator (50) über die Gasentladungsröhre (18) geschaltet ist und durch die relativ hohe Spannung geladen wird, daß der Kondensator (50) die Gasentladungsröhre (18) für eine vorgegebene Zeit leitend hält, die von der Zeitkonstante des Entladungsweges des Kondensators (50) durch die Gasentladungsröhre (18) abhängt, solange bis diese durch die Reduzierung der anliegenden Spannung nicht mehr leitend ist, wobei die Reduktion durch den Spannungsabfall über die Impedanz (46) zustandekommt, und daß die Gasentladungsröhre (18) für die Zeitspanne nichtleitend ist, die für die Wiederaufladung des Kondensators (50) erforderlich ist.
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SE7807941L (sv) 1979-01-20

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