AT120554B - Einrichtung zur Beeinflussung der Intensität eines Trägerwechselstromes mittels Kerrzelle. - Google Patents

Description

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  Einrichtung   zur Beeinltussung   der Intensität eines Trägerwechselstromes mittels
Kerrzelle. 



   Bei Benutzung von Kerrzellen, besonders zur trägheitslosen Steuerung der Intensitätssehwankungen eines Lichtstrahlenbündels, wie z. B. für die Zwecke der elektrischen Bildübertragung und des Fernsehens zeigt sich, dass sich die Füllflüssigkeit der Zelle während des Betriebes trübt. Um diese Trübung zu beseitigen, war man gezwungen, eine Vorspannung zu benutzen, wollte man nicht während des Betriebes häufig neue Füllflüssigkeit einfüllen und den Betrieb unterbrechen. Die Vorspannung bedingt jedoch, dass man einseitig auf der   Zellencharakteristikkurve   arbeitet, wodurch eine gewisse Gleiehrichterwirkung sowie eine den Bildeindruck störende, ziemlich starke   Schraffierung   quer zu den Abtastzeilen des Bildes erzeugt wird. 



   Um diese Mängel zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung die Elektrode und die Füllflüssigkeit der Zelle aus gegenseitig indifferentem Material hergestellt bzw. benutzt und ferner der Nullpunkt des beeinflussenden Wechselstromes zumindest angenähert auf den Scheitelpunkt der   Spannungslicht-   intensitätskurve der Kerrzelle gelegt. 



   Hiedurch wird es ermöglicht, eine Niederschlagsbildung auf den Elektroden infolge   Kataphorese   oder Elektrolyse, ferner die Trübung der Füllflüssigkeit durch Wechselwirkung zwischen den Elektroden und der Füllflüssigkeit und schliesslich die Aussteuerungsmängel zu beseitigen. 



   Von den Figuren zeigt Fig. 1 das Arbeitsverfahren in der bekannten Weise mit Vorspannung und
Fig. 2 das neue Aussteuerungsverfahren. 



   In Fig. 1 stellen die Abszissenwerte die an die Zelle gelegte Spannung dar, während die Ordinaten den durch die Polarisationseinrichtung gehenden Lichtmengen entsprechen. Die Änderung dieser Lichtmengen in Abhängigkeit von den elektrischen Spannungen erfolgt gemäss der Kurve 1. Arbeitet man nun mit einer Vorspannung b, der auf der Kurve 1 der Arbeitspunkt a entspricht und wird dieser Spannung eine kleine Wechselspannung mit der Amplitude   c,     c'überlagert,   denen die Liehtintensitäten d und   d'   
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Vorspannung allein wirkte, u. zw. innerhalb eines gewissen Bereiches der Trägerstromamplituden. Ge- langen dagegen grosse Amplituden in die Zelle, so entsteht durch die Vorspannung eine   Unterdrückung   der einen Halbwelle der Trägerfrequenz. Hat der Trägerstrom in diesem Falle z.

   B. die Amplituden e und e', so gibt die der einen Halbwelle entsprechende Liehtmenge f zwar eine starke Aufhellung, die der andern   Halbwelle entsprechende, f',   aber praktisch gar keine. Bekanntlich entsprechen nun den Spannungs- schwankungen im Tempo der Trägerfrequenz Lichtschwankungen, die zu einer feinen   Schraffierung   des aufgenommenen Bildes quer zu den Abtastzeilen führen. Diese S. hraffierung macht sich störend bemerk- bar, besonders, wenn die Trägerfrequenz die höchste Frequenz der Bildströme nicht wesentlich übertrifft. 



   Durch die beschriebene   Unterdrückung   der einen Halbwelle wird nun der Abstand dieser Linien und damit ihre störende Wirkung doppelt so gross, als wenn jeder Halbwelle der Trägerfrequenz eine Aufhellung des
Lichtrelais entspräche. 

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   Die Verhältnisse bei einem Arbeiten auf dem Nullpunkt der Charakteristik gemäss der Erfindung zeigt Fig. 2. Nach dem Verfahren werden beide Halbwellen der modulierten Trägerfrequenz ausgem tzt. 



  Dadurch, dass bei einer Erhöhung der angelegten Wechselspannung von g,   g'auf i, i'die Aufhellung   von h nach k bzw.   von h',   nach k'auf beiden Kurvenästen im gleichen Masse eintritt, werden die durch den   Trägerstrom   selbst hervorgerufenen Lichtschwankungen auf dem wiederzugebenden Bild so dicht, dass sie nicht mehr auffallen. Wird dabei die Aussteuerung so bemessen, dass bei der Steueramplitude 0 immer noch eine gewisse Trägerstromamplitude besteht (Restamplitude), etwa vom Werte g, so wird vermieden, dass der flachste Teil der Kurvenlinien 1 zwischen hund h'ausgesteuert wird. Die Aussteuerung setzt vielmehr erst von den Punkten h'und   h'ab   aufwärts ein, so dass also infolge der dort herrschenden Steilheit die Empfindlichkeit der Zelle relativ gross wird.

   Dadurch tritt auch bei den geringsten Änderungen der Trägerstromamplitude eine Vermehrung der hindurchgehenden Lichtmenge ein. Da die Kerrzelle nunmehr mit reiner Wechselspannung betrieben wird, fällt die Abscheidung von Niederschlägen auf den Elektroden fort. Den gewünschten Wert der Restamplitude kann man entweder durch schwache Aussteuerung des Senders oder durch Zusatz von Trägerstrom am Empfänger herstellen. 



   Im Rahmen der Erfindung würde die Benutzung einer kleinen Gleichstromvorspannung liegen, wobei der Arbeitspunkt nur so weit vom Nullpunkt der Zelleneharakteristik entfernt ist, dass die Steuerung nach beiden Seiten auf nahezu gleichem Betrage erfolgt. 



   Durch das Fortfallen der Gleichstromvorspannung müssen besondere Mittel angewendet werden, um eine Verschmutzung der Füllflüssigkeit und die damit verbundenen Störungen beim Betrieb zu verhindern. 



   Diese Störungen werden behoben, falls die angeführten, zwischen dem Elektrodenmaterial und der Füllflüssigkeit eintretenden Wechselwirkungen mit ihren Folgen vermieden oder wenigstens stark herabgesetzt werden. Gemäss der Erfindung wird dies durch entsprechende gegenseitige Anpassung der Materialien der Kerrzelle erreicht, u. zw. einerseits der Elektroden, anderseits der Füllflüssigkeit. Edelmetalle, wie z. B. Pt, Au oder Ag, sind als Elektrodenmaterialien in vielen Flüssigkeiten, z. B. Nitrobenzol, für diesen Zweck ungeeignet, da sie stark zur Zerstäubung unter Einfluss hoher Feldstärke neigen. Dafür haben sich aber Ni-Elektroden als sehr geeignet erwiesen ; bereits eine gute Vernickelung von Cu-Elektroden reicht für diesen Zweck aus. Bei anderen Flüssigkeiten, z. B. Paraldehyd oder Chlorbenzol, kann eines der oben angeführten Metalle am günstigsten sein.

   Gleichzeitig muss aber dafür Sorge getragen werden, dass die Kerrzellenflüssigkeit, wie z. B. Nitrobenzol, durch vollständiges Fehlen von   gelöstem 140   mit dem Elektrodenmaterial nicht in Wechselwirkung tritt. Auch ein Ausheizen der Elektroden und der Gefässwandung im Hochvakuum zwecks Entfernung der absorbierten Wasserhaut ist förderlich. Die reinsten handelsüblichen Präparate von Nitrobenzol haben sich bei Verwendung als Kerrzellenflüssigkeit als nicht genügend rein erwiesen.

   Wiederholte Anwendung von Auspumpen dieser Flüssigkeit im Hochvakuum, ihrer fraktionierten Destillation (unter vermindertem Druck) und fraktionierten Kristallisation, getrennt oder kombiniert, gestattet für den gegebenen Zweck geeignetes Nitrobenzol zu gewinnen ; dieses weist nicht nur hohen Widerstand auf, sondern tritt auch nicht in Wechselwirkung mit wenig zerstäubendem Elektrodenmaterial, wie z. B. Nickel. 



   Es genügt aber noch nicht, nur für ein so ausgewähltes Material der   Kerrzellentlüssigkeit   Sorge zu tragen, sondern es muss auch vermieden werden, dass diese Flüssigkeit beim Betrieb durch Aufnahme von Wasser oder anderen störenden Stoffen aus der Atmosphäre, wie das bei den üblichen offenen Zellen stets stattfindet, sich verschlechtert. Gemäss weiterer Erfindung wird dies durch Abschluss des Kerrkondensators von der Aussenatmosphäre erreicht. Dieser Abschluss muss so beschaffen sein, dass Stoffe, welche die Elektroden oder die   Füllflüssigkeit   irgendwie angreifen, verschmutzen und ihre Wechselwirkung verstärken würden, nicht durch den Abschluss gelangen können. Als Beispiel solcher Stoffe seien erwähnt Wasser oder Wasserdampf, oxydierende oder reduzierende Beimengungen oder Verunreinigungen der Atmosphäre. 



   Besonders empfehlenswert ist die Verwendung der Kerrzelle als Vakuumzelle, wobei sich über der Füllflüssigkeit nur deren Dampf befindet. Hiezu dient entweder eine vollständig verschmolzen Glashülse mit eingeschmolzenen   Elektrodendurchführungen   oder eine Verbindung der einzelnen Teile der luftdicht abgeschlossenen Kerrzelle mittels eines Kitts, welcher von der Füllflüssigkeit (oder deren Dämpfen) nicht angegriffen und durch welchen die Füllflüssigkeit auch nicht verunreinigt wird, so z. B. mittels eines Emaillekitts zum Verbinden der Glasteile. Es empfiehlt sich das Einfüllen des reinen Nitrobenzol unter Ausschluss feuchter Luft, also z. B. durch Destillation, wobei der Kerrzellenbehälter als Vorlage dient.

   Um Störungen zu vermeiden, welche beim Betrieb durch undichten Abschluss des   Kerrzellenbehälters   bedingt werden, können in letzterem absorbierende Mittel   untergebracht   werden für solche Stoffe, welche, wie z. B. Wasser, die Wechselwirkung zwischen den Elektroden und der Füllflüssigkeit begünstigen. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Beeinflussung der Intensität eines durch die Optik einer Kerrzelle fallenden Lichtstrahles durch modulierten Trägerwechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode und die Füllflüssigkeit der Zelle aus gegenseitig indifferentem Material bestehen und dass der Nullpunkt des <Desc/Clms Page number 3> beeinflussenden Wechselstromes zumindest angenähert auf dem Scheitelpunkt der Spannungslichtintensitätskurve der Kerrzelle liegt.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die betriebsmässig kleinst vorkommende Amplitude des Beeinflussungs-Wechselstromes eine solche Grösse besitzt, dass die Aussteuerung nur auf die dem flachsten Teil der Spannungsintensitätskurve benachbarten Kurventeil der Kerrzelle einwirkt.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung der Zelle aus Nitrobenzol und die Elektroden mindestens an der Oberfläche aus Nickel bestehen.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle gas-und wasserdicht abgeschlossen ist.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle vakuumdicht abgeschlossen ist und die Füllflüssigkeit nur unter dem Druck ihres eigenen Dampfes steht.

   6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerrzelle, insbesondere die innere Wandung ihres Behälters und die Elektroden im Hochvakuum vorzugsweise bei erhöhter Temperatur entgast und von der Wasserhaut befreit sind.

   7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllflüssigkeit durch physikalische Methoden, z. B. durch Entgasung im Vakuum, fraktionierte Destillation-besonders unter vermindertem Druck-oder fraktionierte Kristallisation, gegebenenfalls auch durch Kombination dieser Methoden, von Beimengungen, wie z. B. Wasser, befreit ist.

   8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass im Kerrzellenbehälter absorbierende Mittel für Stoffe, welche, wie z. B. Wasser, die Wechselwirkung zwischen den Elektroden und der Ftillflüssigkeit begünstigen, untergebracht sind. EMI3.1