DE1516532A1

DE1516532A1 - Schutzschaltung zur UEberwachung von Strahlungen

Info

Publication number: DE1516532A1
Application number: DE19651516532
Authority: DE
Inventors: Albrecht Hemming; Karger Dipl-Ing Viktor
Original assignee: SAUTER AG
Current assignee: SAUTER AG
Priority date: 1965-12-22
Filing date: 1965-12-22
Publication date: 1969-08-28
Also published as: CH444965A; NL6618020A; GB1166299A

Description

Die ^riindung bezieht sich, auf eine dchutzschaltung zur überwachung van Strahlungen mit strahlungsempfindlichen i'ühierargarte'n, die in einerü aus '!renntransformator und Begrenzungswiderstaiid bestehenden übeinvachungsstromkreis liegen und über eine uleichrichteranordnung Schaltorgane Unterschiedlicher Anspreehwerte steuern.

Bekannte djibai-t-ättordnungen. dieser Art sind insbesondere-—— mit Ultraviölett-Photözeilen, also Gasentladungsröhren,» ausgestattet, die in einem w'eohselstromkreis liegen. Diese Höhren sind normalerweise nicht geaundet.^ MQ^ dass si© einen hohen Widerstand aufweisen und den Wechselstromkreis praktisch unterbrechen. Sobald auf die Jltraviolett-Photozellen ültraviolettstrahlen mit einer bestimmten Intensität ein-

Lei/fl.

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wirken

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wirken, werden die Röhren gezündet, so dass sich ihr
Widerstand wesentlich verringert und in dem Wechselstromkreis ein Strom zu f Hessen beginnt. Mit diesem Strom v/erden Schalt- oder inzeigeorgane betätigt, beispielsweise
über eine Gleichrichteranordnung Relais erregt, die über
ihre Kontakte das Vorhandensein der Strahlung anzeigen
oder Schaltvorgänge auslösen.

Bei diesen und ähnlichen Überv/achungsörganen besteht jeweils das Problem, dass infolge von Alterungsersciieinungen der Ansprechpunkt verschoben wird. Insbesondere besteht am Bnde der Lebensdauer von Ultraviolett-Photozellen oder
durch Gasveränderungen derselben die Gefahr, dass die Gasentladungsröhre auch ohne Vorhandensein einer Strahlung
gezündet wird. !Dadurch wird die Anzeige verfälscht liöä in

einem solchen Fall in die Verbrennungskammer
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,veiter eingeführt. Man könnte diese Gefahr &\vä£

) und durch die Verwendung von mindestens zwei äi?isöluftg§efflpfindlichen Fühlerorganen in an aio-h bfckanfttsr f»iü*
sorgen, dass der Ausfall einea Siüiliriirgaftii infolge
oder Gasveränderungen vorzeitig erkanat wiid. Sit
mehrerer Strahlungsempfänger war» ab*r mit tinirai #Ätspreeii*nd höheren Aufwand verknüpft» Aua dieaaai Qa*uäffiot* »»Igt die Srfindung einen einfacheren W*g_, um *ia» ·1^ρκιβ4αϊι»ηι Soh»ltung mit geringstem schaltungstechnischem AAifwanti au

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Srfindungsgemäss wird der !lachteil einer Fehlanzeige "bei der Durchsundung der ÜV-Zellen ohne Vorhandensein einer strahlung dadurch vermieden, dass im ÜberwachungsStromkreis ein einsiges strahlungsempfindliches Fühlerorgan vorgesehen ist unu dass ein durch periodische, nit einem vorbestimmten ίastverhältnis bewirkte Unterbrechung des Strahlenganges erzeugter, modulierter Wechselstrom fliesst.

Die erfindungsgejiilisse Liassnahme ergibt füllende wirkung: Solange das Fühlerorgan richtig arbeitet, spricht es auf das Auftreten der zu überwachenden modulierten Strahlung an, so dass im normalen -Betriebszustand das eine ochaltorgan anzieht, flenn jedoch dasFühlerargan ohne Vorhandensein einer Strahlung seinen elektrischen Wert verändert, fliesst im wechselstromkreis des Strahlungsempfängers ein nicht modulierter Wechselstrom. Der Gleichstrom im Steuerstromkreis steigt dabei soweit an, dass auch das Schaltorgan für den Störungsfall erregt wird und die Störungsaufschaltung bewirkt. Im Falle eines Kurzschlusses in den Fuhlerleitungen^iritt ebenfalls ein derartiger Stromanstieg auf, dass das Schaltorgan für den btörungsfall die Kurzschlussabsciialtung auslöst.

Die erfindungsgemässe Schaltung kann somit als eigensicher angesehen werden, d.h. ein Unterbruch oder Kurzschluss im

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Fühler oder oteuerkreis kann sich nie so auswirken, dass da.s Vorhandensein einer Strahlung gemeldet wird, ohne entweder das Schaltorgan für den Störungsfall zu erregen oder beide üchaltorgane gar nicht ansprechen zu lassen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist F ein strahlungsempfindliches Füüler- f element, vorzugsweise ein dtrahlungsempfänger mit UV-i.-h.otozelie, dessen_#wechselstromkreis aus einem Brückengleichrichter (j und einem strombegrenzungswiderstand H besteht und von einer an den Klemmen 1 und 2 angeschlossenen ./echselstromquelle V über einen j^o'ndensator C1 und einen 'frenntransformator j? gespeist wird.

Im Steuerstrornkreis des btrahlungswächters sind zwei Relais R1 und &2 vorgesehen, die cturcii die an der Gleichspannungsseite des isrückengleichrichters G- auftretende, durch einen kondensator G2 geglättete Gleichspannung gespeist werden. Die fielais R1 und n2 steuern üontakte r. bzw. r_?.

Der durch die oerienschaltung der beiden Relais Ü1 und R2 gebildete Steuerkreis ist bezüglich der magnetischen Erregung derart ausgelegt, dass im normalen Betriebszustand lediglich das Relais R2 anzieht. Im Falle eines Kurzschlusses in der . Fühlerleitung zwischen den Klemmen 7 und β oder eines Jjurch-

zundens 909835/0621 BADORIGl.

zündens der UV-^elle ohne Vorhandensein einer strahlung L Liässte der u-leichstrom im oteuerstromkreis soweit ansteigen, aass das Relais RI für die ütürwertaufschaltung erregt wird, jjie xcelais R1 und AZ sind vorzugsweise. Relais mit Schutzrohrkontakten, auch "reed"-Relais genannt, uie hermetisch aogeschlossenen iiontake i\, und r₂ arbeiten selbst beim schalten sehr kleiner Ströme und Spannungen einwandfrei und können dadurch unempkindlichere Relais schalten, oeispiels-Vv'eioe eixi Relais ..-'Ö, dessen Kontakt r_v den Stromkreis zväsohen den klem..ien ρ uiia 6. scmiesst.

Zwischen ier jY—Lelle ι^|1 des" .jtraliiuusseapi'äii.-.ers und der einfallenden ötrahluiig Jj einer ü'lamme ist ein nicht n..ner aar- ^e es te J-L L er otrahlunj-sunterbrecher U angeordnet, der in gewissen Zeitabstnnden ein VerlüscheTi der dtranlung vortäuscht, uer -jtrahlungsunterbrecher kanu eine rotierende oder os"il— iierende Blende sein, die aen otrahlen^ang unmittelbar oder über eine entsprechende opaltoptik unterorient. (

Durch die wirkung des unterbrecners J wird der j-ii und damit der über die UV-Zelle ϊ fließende ,/ecnselstrom impuisföriuig moduliert. Das Tastverhältnis, d.a. das Verhältnis der Impulse zur reriodendauer, wird durch die d-röße der üffnung im Unterbrecher U bestimmt« Dieses Tastverhältnis bestimmt auoh den G-leichstroiimittelwert des von dem G-leichrichter G abgegebenen gleichgerichteten Stroms. Dieser

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atrora muss sich deutlicn von dem dt rom unterscheiden, der bei dauernder Belichtung oder dauernder Durchzündung der UT-Zelle F fliesst, und von dem btrom, uer bei dauernd nicht gezündeter UY-ZeIIe P fliesst. ^s wurde festgestellt, dass ein x'astverhcitnis von 1:4· die günstigsten Ergebnisse liefert.

.«enn der unterbrecher J eine rotierende Blende ist, kann dieses i'astverhältnis dadurch erhalten weraen, dass die ./inkeloffnung der Blendenöffnung den dritten i'eil der ./inkel offnung des massiven Teils betrüg"·;.

ferner wurde festgestellt, dass lie -..odulationsfre'iuenz vor zugsweise kleiner als 10 nz sein soll. .Dies würde bedeuten, dass sica eine rotierende Blende, deren öffnung durcn einen oektor von 90° gebildet ist, mit Höchstens 10 u/sec areht.

Lie i-ri.^Urwicklun,-. des Jrenn"transfoi'.,:ators ΐ liegt in xieiae mit den Kondensaxor J1 , so 'lass auf aer ^ eirund ar se it e des 'Jrenntransf ormators eine staoij-isierte ,/e ehe el spannung entsteht. Die UV-Zelle des Strahlungsempfängers P zündet im ^:fakt der r.eriodisca eintreffenden ätraLluny L, Ira s-j^bi ten wechselstromkreis der j7-Zelie fliegst demzufolge ein intermittierender ,.'echselstrom, j.e3sen .-rosse durch den Strombegrenzerwiderstand .,' begrenzt wiru.

!lurch

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Durch otromspeisung des Gleichrichters G- am Kondensator G2 entsteht eine Gleichspannung, so daas im Gleichstrom- bzw. Steuerstromkreis ein Gleichstrom durch die Relais H1 und Ά2 fliesst, der gerade ausreicht, um das Heiais R2 zu erregen, dessen Reedlcontakt r_o dann das Relais R3 anziehen lässt und dadurch das Vorhandensein der strahlung L anzeigt oder entsprechende Schaltvorgänge auslöst. Dagegen,wird im normalen Betriebszustand der strahlungsüberwachung das Relais R1 nicht erregt. \

Wenn nun die UV-Zelle ¥ auch ohne Vorhandensein einer otrahlung L zündet, weil sie infolge Alterung oder Gasveränderung nicht richtig arbeitet und im Wechselstromkreis nur noch einen sehr kleinen Widerstand darstellt, fliesst im 7/echselstromkreis der UV-Zelle ein nicht modulierter iVechselstrom. Die dauei auftretende Energie istwesentlich höher als bei einem periodisch unterbrochenen Stromfluss, so dass die Gleichspannung im Steuerstromkreis einen entsprechend .hötieren i/ert annimmt. Durch den ä tr omanstieg in den beiden Relais HT und R2 spricht auch das Relais it1 sicher an, dessen vorzugsweise als Ruhekontakt ausgebildeter Reedkontakt r₁ dann betätigt wird und die Störung anzeigt, beispielsweise ein äusseres Verriegelungsrelais schaltet.

Die Ultraviolett-Photoselle Έ ist vorzugsweise zusammen mit dem Strombegrenzungswiderstand W in einem Gehäuse untergebracht,

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tergebracnt, und diese Anordnung ist oft an einer entfernten i.lessstelle angeordnet, üin Kurzschluss in der irühlerleitung würde diese Baueinheit überbrücken und unwirksam machen. Der sich dann einstellende «/echselstrom ist aber uin ein vielfaches höher als der «vechselstrom im normalen iie'triebszustand des Fühlers bei vorhandener btrahlung, und der entsprechende Stromanstieg im oteuer-Stromkreis ist demnach ohnehin gross genug, urn ein Ansprechen des iielais iU und dadurch die Stö'rwertauf schaltung zu erreichen.

j-: a.1 e η t a η β r> r ü c a e

OR/GINAL

ü ü 9 β 3 ί5 / υ ί, ;■ 1

Claims

P A T E H T A I S P R ti GHE

/T?) ochutzsehaltung zur überwachung von Strahlungen mit strahlungsempfindlichen FühlerOrganen, z.B. Ultraviolett-Photozellen, die in einem aus Trenntransformator und Begrenzungswiderstand bestehenden uberwachungsstromkreis liegen und über eine G-leichrichteranordnung üchaltorgane unterschiedlicher Ansprechwerte steuern, dadurch gekennzeichnet, dass im Überwachungsstromkreis ein einziges strahlungsempfindliches Fühlerorgan vorgesehen ist und dass ein durch periodische, mit einem vorbestimmten Tastverhältnis bewirkte Unterbrechung des otrahlenganges erzeugter, modulierter tfeehselstrom im "überwachungsstromkreis fliesst.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastverhältnis kleiner als 1:4 ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung der einfallenden Strahlung mit einer Frequenz erfolgt, die kleiner als 10 Hz ist,

^. Dchutzschaltung nach einem der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem strahlungsempfindlichen Fühlerorgan und der einfallenden Strahlung

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eine rotierende Blende vorgesehen ist, die den Strahlengang unmittelbar oder über eine entsprechende Spaltoptik unterbricht.

5. schutzschaltung nach einem der Anspräche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem strahlenempfindlichen i'ühlerorgan und der einfallenden Strahlung eine oszil-

v lierende Blende vorgesehen ist, die den strahlengang unmitteloar oder über eine entsprechende Spaltoptik unterbricht.

6. Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprücne, dadurch gekennzeicnnet, dass die Schaltorgane iüi Gleichstrom- bzw. Steuerstromkreis Relais mit schutzrohrkontakten sind.

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