DE973466C - Fotozellenschaltung mit einer an die Fotozelle angeschlossenen Verstaerkerroehre - Google Patents

Description

Es ist bekannt, eine Lichtquelle (beispielsweise eine Flamme) dadurch zu überwachen, daß von ihr ausgesandte Lichtstrahlen auf eine Fotozelle geworfen werden, an die eine Verstärkerröhre angeschlossen ist, in deren Anodenstromkreis sich ein Relais befindet. Erlischt die Lichtquelle, so beeinflußt die Änderung des Stromes der Fotozelle die Verstärkerröhre derart, daß sich deren Anodenstrom ändert, wodurch das Relais betätigt wird und ein Alarmsignal auslöst oder irgendeinen anderen, zweckentsprechenden Vorgang bewirkt oder einleitet. Anstatt zur Überwachung der Lichtquelle selbst wird eine solche Anordnung auch sehr oft —■ z. B. für Meß- oder Steuerzwecke — dazu verwendet, festzustellen, ob ein bestimmter lichtundurchlässiger Gegenstand, beispielsweise ein Meßzeiger, in den Strahlengang zwischen eine Hilfslichtquelle und die Fotozelle eintritt und dadurch das auf die Fotozelle fallende Licht abdeckt.

Bei all diesen Überwachungseinrichtungen kann ao die Schaltungsanordnung immer entweder so getroffen sein, daß bei Belichtung der Fotozelle der

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Anodenstrom der Verstärkerröhre groß und bei unbelichteter Fotozelle klein ist oder ganz zum Verschwinden kommt (Hellschaltung), oder aber umgekehrt (Dunkelschaltung). Bei den meisten praktischen. Anwendungen solcher Überwachungseinrichtungen ist nun der belichtete Zustand der Fotozelle häufiger oder für längere Zeiträume zu erwarten und stellt somit den Normalzustand dar, während der Ausfall der Belichtung einen ungewöhnlichen Zustand bedeutet oder 'sogar auf eine Störung hinweist. In diesen Fällen wäre die Dunkelschaltung der Hellschaltung aus dem Grunde vorzuziehen, weil bei ihr die Verstärkerröhre seltener mit dem vollen Anodenstrom belastet wird, womit ig sich — abgesehen von der Stromersparnis — ihre Lebensdauer erhöht und damit die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Überwachungseinrichtung durch Ausfall der Verstärkerröhre verringert wird. Die Dunkelschaltung in den bis jetzt bekannten Ausführungsformen hat aber gerade den Nachteil, daß, wenn die Verstärkerröhre infolge Heizfadenbruchs oder eines sonstigen Schadens ausfällt, der ungestörte Normalzustand des zu überwachenden Gegenstandes gemeldet wird, da sich das Ausbleiben ag des Anodenstromes infolge Röhrenschadens genau so auf das Relais im Anodenstromkreis auswirkt, wie eine Belichtung der Fotozelle. Ein solches Versagen der Überwachungseinrichtung bedeutet aber meist eine große Gefahr für die überwachte Anlage.

Es ist bekannt, das Arbeiten einer Verstärkerröhre durch ein Relais im Anodenstromkreis zu überwachen, das beim Ausbleiben des Anodenstromes abfällt und dadurch Alarmzeichen betätigt 3g oder andere zweckdienliche Schaltmaßnahmen bewirkt. Selbstredend befand sich hierbei im Anodenstromkreis der Verstärkerröhre außer dem Relais noch ein Arbeitswiderstand.

Unter Benutzung dieses Gedankens wird der beschriebene Nachteil der Dunkelschaltung dadurch behoben, daß erfindungsgemäß außer dem die Fotozelle überwachenden Relais in den Anodenstromkreis der Verstärkerröhre noch ein zweites derart empfindliches Relais geschaltet ist, daß es von dem im Sperrbereich der Röhre bei voller Belichtung der Fotozelle noch fließenden Restanodenstrom noch angezogen wird und erst bei Ausfall der Verstärkerröhre abfällt.

Bei in Heiisohaltung betriebenen Fotozellengo Verstärkerschaltungen ist es zwar bekannt, in den Anodenstromkreis der Verstärkerröhre zwei Relais zu schalten, die auf ein Maximum bzw. Minimum des Anodenstromes ansprechen. Keines dieser beiden Relais hat jedoch die Aufgabe, die Verstärkerg5 röhre selbst zu überwachen. Bei einem Ausfall der Verstärkerröhre würden ohnehin beide Relais abfallen, so daß also eine besondere Überwachungsschaltung, so wie beim Gegenstand der Erfindung, bei welchem Fotozelle und Verstärkerröhre in Dunkelschaltung betrieben werden, gar nicht erforderlich und an eine solche hierbei auch gar nicht gedacht ist.

In einfachen Anwendungsfällen der Erfindung, so beispielsweise bei Überwachungseinrichtungen, mit denen das Brennen oder Erlöschen einer Licht- 6g quelle (Flamme) nur angezeigt werden soll, schließt oder öffnet das zweite Relais bei Ausfall der Verstärkerröhre einen eigenen Anzeige- oder Alarmstromkreis für den Betriebszustand der Verstärkerröhre.

In Anwendungsfällen dagegen, wo eine elektrisch steuerbare Anlage überwacht werden soll, läßt man beispielsweise durch das zweite Relais die überwachte Anlage aus Sicherheitsgründen abschalten.

Eine bevorzugte, zur Überwachung elektrisch 7g steuerbarer Anlagen, die je nach ihrem Betriebszustand das auf die Fotozelle fallende Licht einer Hilfslichtquelle beeinflussen, geeignete Weiterbildung der erfindungsgemäßen. Schaltung besteht darin, daß aus den beiden Relais im Anodenstromkreis der Verstärkerröhre zusammen mit einem dritten Relais in an sich bekannter Schaltungsweise eine Relaiskombination gebildet ist, die so arbeitet, daß die zu überwachende Anlage erst eingeschaltet wird (oder eingeschaltet werden kann), nachdem zu- 8g vor (beim Einschalten der Überwachungseinrichtung) beide Relais im Anodenstromkreis angesprochen und die Hilfslichtquelle eingeschaltet haben und alsdann das erste Relais wieder abgefallen ist, und daß die zu überwachende Anlage durch Abfall des zweiten Relais mitsamt der Hilfslichtquelle ausgeschaltet wird.

Ein besonderer Vorteil dieser Schaltungsanordnung ist, daß bei ihr durch den Einschaltvorgang nicht nur die Verstärkerröhre, sondern auch die gg Fotozelle samt ihrer Zuleitung auf etwaigen Kurzschluß geprüft werden, da sich ein solcher Kurzschluß auf die \^erstärkerröhre wie eine Belichtung der Fotozelle auswirkt. Sowohl in dem erwähnten Kurzschlußfall als auch bei schadhafter Verstärkerröhre kommen nicht beide Relais zum Ansprechen. Die zu überwachende Anlage kann also gar nicht in Betrieb genommen werden, ehe nicht die Überwachungseinrichtung selbst auf ordnungsmäßiges Arbeiten geprüft ist. 10g

In der Zeichnung ist ein Anwendungsbeispiel für die Erfindung schematisch dargestellt.

L ist eine Lichtquelle, deren Licht durch die Sammellinse 5" auf die Fotozelle F geworfen wird. M ist ein lichtundurchlässiger Gegenstand, der sich no zeitweilig in dem Strahlengang zwischen Lichtquelle und Fotozelle befindet, also beispielsweise ein mit dem Schwimmer des Wasserstandsanzeigers eines beheizten Kessels verbundener Körper, oder der Schwimmer selbst, der in bekannter Weise bei unzulässigem Absinken des Wasserstandes die Belichtung der Fotozelle abdeckt, in welchem Fall sofort die Heizmittel zufuhr zu dem beispielsweise elektrisch beheizten Kessel abzustellen, ist. An die Fotozelle F ist die Verstärkerröhre V angeschlossen; die Vorspannung ihres Steuergitters G ist durch den Abgriff an dem Widerstand R geeignet eingestellt. Im Anodenstromkreis der Verstärkerröhre V liegen die Relais R₁ und R₂. Das Relais R₂ ist empfindlicher als das Relais R₁ und zieht auch 12g dann noch an, wenn der Anodenstrom der Ver-

stärkerröhre durch die Belichtung der Fotozelle einen bestimmten niedrigen Wert angenommen hat. Das Relais R₁ dagegen zieht nur an, wenn durch die Verstärkerröhre der volle, dem unbelichteten Zustand der Fotozelle F entsprechende Anodenstrom fließt. Das Relais R₂ betätigt den. Ruhekontakt r₂ I und den Arbeitskontakt r₂ II, das Relais R₁ die Arbeitskontakte T₁ 1 und T₁II und den Ruhekontakt T₁III. In einem an den Punkten i, 2

ίο vom Speisenetz abgezweigten Hilfsstromkreis liegt das Relais R₃ mit den Arbeitskontakten T₃ I, r₃ll und T₃III. Der Kontakt r₃l ist ein Selbsthaltekontakt für das Relais R₃ für den Fall des öffnens von T₁I. Der Kontakt r₃ll dient zum Ein- und

!5 Ausschalten der Lichtquelle L. Der in einen besonderen Stromkreis gelegte Kontakt T₃III dient —· in dem erwähnten Beispielsfall — zur An- und Abschaltung der elektrischen Heizung des Wasserkessels. St ist ein Störungsanzeigeorgan, das in

so einem an den Punkten 3 und 4 vom Speisenetz abgezweigten Stromkreis liegt, der durch den Kontakt T₂1 geöffnet oder geschlossen wird. Ü ist ein Überwachungsanzeigeorgan, das in einem bei 5 und 6 abgezweigten Stromkreis liegt, der durch den Kontakt V₁ II des Relais R₁ geschaltet wird. In demselben Stromkreis liegt ein Schaltschütz Sch, das bei Stromdurchgang beispielsweise eine Speisepumpe zur Ergänzung des Heizkesselwassers einschaltet.

Die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Ist der Kesselwasserstand genügend hoch, so befindet sich der Körper M in der gezeichneten Stellung im Verhältnis zu Lichtquelle L und Fotozelle F. Sind nun Fotozelle F und Verstärkerröhre V betriebsbereit, so kommen nach Einlegung des Netzschalters N und nach Beendigung der Aufheizzeit für die Röhre V die Relais R₁ und R₂ zum Anzug, da die Lichtquelle L noch nicht brennt und im Anodenstromkreis der Röhre V also der volle Anodenstrom fließt. Durch das Relais R₂ wird der Kontakt r_%\ geöffnet und der Kontakt T₂II geschlossen. Das Relais R₁ schließt die Kontakte T₁ 1 und T₁II und öffnet den Kontakt T₁III. Durch die Schließung der Kontakte r₂ II und T₁ 1 gelangt das

Relais R₃ an Spannung, zieht seinen Selbsthaltekontakt r₃l an, schaltet die Lichtquelle durch Schließung des Kontaktes T₃II an Spannung und bereitet durch Betätigung des Kontaktes r₃ III den Stromkreis zur elektrischen Beheizung des Wasserkesseis vor. Sobald die Lichtquelle L brennt, sinkt der Anodenstrom der Verstärkerröhre V auf einen Wert ab, bei dem das Relais R₁ abfällt. Dadurch ändert sich für das Relais R₃ nichts, da der Kontakt T₁ 1 durch den Kontakt T₃1 überbrückt ist, dagegen schließt jetzt der Kontakt T₁III und schaltet die bei P über ihre Speisequelle angeschlossen zu denkende elektrische Heizung des Wasserkessels ein. Ferner ist durch öffnen des Kontaktes T₁Il der Stromkreis für das Überwaehungsanzeigeorgan Ü wieder unterbrochen. Damit ist der normale Betriebszustand der gesamten Anlage erreicht. Sinkt nun im weiteren Verlauf der Kesselwasserstand auf einen unzulässig niedrigen Wert, so deckt der Körper M die Belichtung der Fotozelle F ab, ! und der Anodenstrom der Verstärkerröhre steigt \ auf seinen vollen Wert. Das Relais R₁ spricht an und schaltet mittels des Kontaktes r_x II das Überwachungsorgan ü und das Schaltschütz Sch ein, und die Ergänzung des Kesselwassers ist in- die Wege geleitet, durch den Kontakt V₁ III wird die Kesselheizung ausgeschaltet; das Umlegen des Kontaktes Y₁ 1 hat keine weitere Veränderung zur Folge. (Derselbe Schaltzustand tritt ein, wenn der Netzschalter N eingelegt wird, solange der Körper M gerade die Lichtquelle abdeckt, der Kesselwasserstand also unzulässig niedrig ist).

Steigt der Kesselwasserstand wieder an, so entfernt sich der Körper M wieder aus dem Lichtweg und der zuerst beschriebene, normale Betriebszustand der Anlage ist wiederhergestellt.

Bei Kurzschluß in der Fotozelle oder deren Zuleitung oder bei von Anfang an schadhafter Verstärkerröhre kann die Anlage nicht in Betrieb genommen werden, da das Relais R₁ und infolgedessen auch das Relais R₃ nicht zum Ansprechen kommt, der Kontakt T₃III daher offen bleibt (außerdem wird auch die Lichtquelle nicht eingeschaltet, da sich der Kontakt T₃II nicht schließt).

Wird die Verstärkerröhre V während des Betriebes beispielsweise durch Heizfadenbruch oder go eine Unterbrechung in der Anodenzuleitung arbeitsunfähig, so fallen die Relais R₁, R₂ und — infolge öffnung des Kontaktes T₂II — auch das Relais R₃ ab, womit die Beheizung des Wasserkessels und die Lichtquelle L abgeschaltet werden und außerdem das Störanzeigeorgan St eingeschaltet wird.

Der von Hand zu betätigende Öffnungskontakt T dient dazu, zu verhindern, daß das Störanzeigeorgan St vor Beendigung der Aufheizung der Verstärkerröhre V zum Ansprechen kommt. Durch einen ebensolchen Kontakt im Stromkreis des Überwachungsanzeigeorgans Ü und des Schaltschützes Sch könnte deren kurzzeitiges Ansprechen beim Einschalten der Anlage (ehe die Lampe L brennt und die Fotozelle F belichtet wird) verhindert werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fotozellenschaltung mit einer an die Foto- no zelle angeschlossenen Verstärkerröhre, in deren Anodenstromkreis ein Relais liegt, das bei durch Belichtung der Fotozelle herabgesetztem Anodenstrom (»Dunkelschaltung«) abfällt, zur Überwachung von Vorgängen, die die Beiichtung der Fotozelle beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodenstromkreis der Verstärkerröhre noch ein zweites derart empfindliches Relais geschaltet ist, daß es von dem im Sperrbereich der Röhre bei voller Belichtung der Fotozelle noch fließenden Restanodenstrom noch angezogen wird und erst bei Ausfall der Verstärkerröhre abfällt.

2. Fotozellenschaltung nach Anspruch 1 zum Zweck der Überwachung einer elektrisch Steuerbaren Anlage, die entsprechend ihrem Betriebs-

zustand das auf die Fotozelle fallende Licht einer Hilfslichtquelle beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß aus den beiden Relais im Anodenstromkreis der Verstärkerröhre zusammen niit einem dritten Relais in an sich bekannter Schaltungsweise eine Relaiskombination gebildet ist, derart, daß die zu überwachende Anlage erst eingeschialtet wird oder eingeschaltet werden kann, nachdem zuvor beide Relais im Anodenstromkreie angesprochen und die Hilfslichtquelle eingeschaltet haben und alsdann das erste Relais wieder abgefallen ist, und daß sie durch Abfallen des zweiten Relais mitsamt der Hilfslichtquelle ausgeschaltet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 591 891, 759955; •USA.-Patentschrift Nr. 2 309 329.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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