DE2354700A1 - Strahlendetektor - Google Patents

Strahlendetektor

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DE2354700A1
DE2354700A1 DE19732354700 DE2354700A DE2354700A1 DE 2354700 A1 DE2354700 A1 DE 2354700A1 DE 19732354700 DE19732354700 DE 19732354700 DE 2354700 A DE2354700 A DE 2354700A DE 2354700 A1 DE2354700 A1 DE 2354700A1
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voltage
sensors
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DE19732354700
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Leslie R Linner
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Honeywell Inc
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Honeywell Inc
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    • H01H1/0203Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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    • GPHYSICS
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Description

  • "Strahlendetektor't Die Erfindung betrifft einen richtungsempfindlichen Strahlendetektor unter Verwendung mn Strahlensensoren, die eine spannungsgesteuerte Richtungsempfindlichkeit haben.
  • Es wurde gezeigt, daB ein Strahlensensor, dessen Funktionsweise auf der inneren Ionisation beruht und der eine Richtungsempfindlichkeit hat, in Strahlenmonitorkreisen nützlich ist, da ein derartiger Sensor zu einer selbstprüfenden Ausführung ausgestaltet sein kann. Ein derartiger Sensor für Ultraviolett (W NStrahlung und einige Anwendungen von ihm sind inder US-PS 3 488 492 dargestellt. Die Funktionsweise des Sensors erfordert, daß eine Spannung angelegt wird, damit eine Elektrode auf einem Potential oberhalb eines Druchbruchpotentials in Bezug auf die andere Elektrode liegt. Fällt nun beispielsweise UV-Strahlung in einem derartigen Zustand auf den Sensor, so bewirkt die Strahlung eine Durchbruchionisation der Atmosphäre in dem Sensor, so daß ein Strom von der Elektrode mit höherem Potential der Elektrode mit niedrigerem Potential fließen kann. Nach einer derartigen Ionisation fällt das Potential zwischen den Elektroden bis auf ein Aufrechterhaltungspotential ab, welches für die Beibehaltung der lieitfähigkeit genügt.
  • Wenn die Empfindlichkeit eines derartigen Sensors gegen einfallende (W)-Strahlung als Funktion des Winkels um den Sensor in einer Ebene senkrecht zu den Elektroden innerhalb des Sensors gemessen wird, wobei jede Elektrode aufeinanderfolgend auf ein ausreichendes Potential angehoben wird, so findet man, daß wenigstens zwei voneinander unabhängige Winkelbereiche beachtlicher Empfindlichkeit existieren. In diesen Winkelbereichen verursacht die auf den Sensor einfallende (W )-Strahlung eine Leitfahigkeit zwischen der Hoch- und der Niedrig-Potential-Elektrode. Jeder so gefündene Winkelbereich kann einer bestimmten Elektrode zugeordnet werden, die eine Spannung in Bezug auf die andere Elektrode oberhalb des erforderlichen Durchbruchpotentials besitzt.
  • Die Fähigkeit, in diesen Winkelbereichen für abwechselnde Zeitabschnitte empfindlich zu sein, kann ferner dadurch gezeigt werden, daß wechselnd an die Elektrode, und zwar jeweils an eine in einem solchen Zeitabschnitt, eine Spannung in Bezug auf die andere Elektrode oberhalb des Durchbruchpotentials, das für den Sensor erforderlich ist, angelegt wird. Das Anlegen einer periodischen Wechselspannung, sei sie sinusförmig oder anders gestaltet, genügender Größe zwischen den beiden Elektroden ist ein bequemes Mittel, die Fähigkeit, empfindlich zu sein, zwischen zwei solchen Winkelbereichen, die den Elektroden zugeordnet sind, wechseln zu lassen.
  • Eine der Anwendungen eines solchen Sensors nach der US-PS 3 488 492 ist beispielsweise die Anwendung als Strahlenmelder.
  • Un. die Selbstprüfungseigenschaften zu erreichen, die bei Verwendung eines Sensors dieser Art erreicht werden kann, wird nach der US-PS 3 488 492 der Strahlensensor derart beschränkt, daß nur ein Teil seines empfindlichen Gebietes einem Bereich ausgesetzt wird, von welchem (UV)-Strahlung nachgewiesen werden kann. Der exponierte Teil des Sensors liegt entlang einem der beiden Winkelbereiche, in denen die Fähigkeit zum Nachweis von Strahlen hervorgerufen werden kann. Der andere Wlnkelbereich wird der Strahlung nicht ausgesetzt. Wenn Spannung in wechselnden Zeitabschnitten an die Elektroden gelegt wird, so daß zunächst eine Nachweisempfindlichkeit in dem Winkelbereich vorliegt, der den exponierten Teil des Sensors enthält, und dann die Nachweis empfindlichkeit in dem nicht exponierten Winkelbereich erzeugt wird, so prüft der Sensor, ob Strahlung von dem überwachten Bereich einfällt, und das Nachweisvermögen des Sensors, um den Verlust an einfallender Strahlung festzustellen. Es ist wichtig, daß eine derartige Selbstprüfung vorhanden ist, da gewisse Sensoren dieser Art in einem Weg lauf-Zustand gelangen können, indem Strom von der Elektrode mit höherem Potential zu der Elektrode mit niedrigerem Potential fließt, obgleich keine (UV)-Strahlung auf den Sensor auftrifft.
  • Ein Sensor der zuvor erläuterten Art, der periodisch zwischen zwei Winkelbereichen wechselnd empfindlich wird, wobei ein Bereich der Strahlung der zu überwachenden Quelle ausgesetzt ist, während der andere Bereich dieser Strahlung nicht ausgesetzt ist, stellt ein Äquivalent für die Verwendung eines Sensors als strahlenabhängiges Stromgleichrichterelement in einem zugeordneten elektrischen Preis dar. Der Sensor richtet elektrischen Strom lediglich in einen Teil der Periode der zugeführten Spannung durch Ionisation gleich und nur dann, wenn Strahlung von der überwachten Richtung einfällt. Ohne einfallende Strahlung stellt der Sensor eine hohe Impedanz in dem zugeordneten Kreis dar. Diese Gleichrichtungseigenschaft kann ausgenutzt werden, um eine Gleichspannu-g an einen Kondensator, der in Reihe mit dem Sensor liegt, anzulegen. Das Auftreten einer genügenden Gleichspannung an dem Kondensator zeigt an, daß (Uv)-Strahlung auf den Sensor einfällt.
  • Die Verwendung eines einzelnen Sensors ist hierfür jedoch ungeeignet. Der Aufbau der Gleichstromspannung an dem Kondensator, der die einfallende Strahlung anzeigt, kann relativ langsam sein, da ein derartiger Sensor sich gelegentlich ionisiert, obgleich die angelegte Spannung während dieses Teiles der Periode so gestaltet ist, daß nur der nicht ausgesetzte Winkelbereich für den Nachweis von (UV)-Strahlung empfindlich gemacht wurde. Dies macht einen Umkehrstrom möglich, wodurch der Oleichspannungsaufbau verringert wird. Eine Diode, die in Reihe mit dem Sensor geschaltet ist, um den sich ergebenden schädlichen Gleichstromfluß zu verhindern, fügt ein weiteres gleichrichtendes Element in den Kreis zusätzlich zu dem Sensor. Wenn dann ein Weglauf-Zustand (runaway condition) in dem Sensor auftritt, der in dem Kreis verwendet wird, entsteht eine Gleichspannung an dem Kondensator, der eine auf den Sensor einfallende (UV)-Strahlung anzeigt, obgleich tatsächlich eine solche Strahlung nicht einfällt.
  • Derartige Sensoren versagen im Weglauf-Zustand und verhalten sich dabei gleichrichtend. Dieser gleichrichtende Weglauf-Zustand tritt zwar selten auf, aber wenn er vorhanden ist, hat der Sensor anstatt einer gleichmäßigen Leitung zwischen den Elektroden in jeder Richtung, wenn Wechselspannung angelegt ist, obgleich keine Strahlung auf den Sensor einfällt, die Neigung, in einer Richtung weniger zu leiten, d.h. einen Gleichrichtereffekt auszuüben. Das Ergebnis ist, daß eine t,leichspannung an dem Reihenkondensator auftritt, der fälschlicherweise eine auf den Sensor einfallende Strahlung anzeigt.
  • Diese Schwierigkeit wird nach der Erfindung dadurch behoben, daß zwei Sensoren verwendet werden, die jeweils in Reihe mit einem Kondensator liegen, um zwei Zweige eines Kreises zu bilden. Die beiden Zweige liegen in dem Kreis zueinander parallel Beide Sensoren sind dem Bereich, von dem Strahlung nachgewiesen werden soll, in einem Winkelbereich exponiert indem die Fähigkeit des Nachweises einfallender (UV)-Strahlung geschaffen werden kann, während der Sensor in dem anderen zugeordneten Winkelbereich, in dem eine Nachweisempfindlichkeit geschaffen werden kann, nicht der Strahlung ausgesetzt ist.
  • Die beiden Schaltungsverbindungen, die von den verbundenen Zweigen gebildet sind, erhalten eine genügende periodische Wechselspannung zwischen den Einzelgliedern, so daß bei richtig angeschlossenem Sensor der eine Sensor einfallende Strahlung von der zu überwachenden Richtung-nachweisen kann, während der andere Sensor lediglich in seinem nicht exponierten Winkelbereich empfindlich ist0 Eine Gleichspannung-Schwellenwertnachweislast ist zwischen den Anschluß eines Kondensators und den Sensor und den Anschluß des anderen Kondensators und den Anschlusses geschaltet, Zu den Vorteilen der Erfindung gehört, daß der Gleichspannungsaufbau an den Kondensatoren, der die auf Sensoren einfallende Strahlung anzeigt, der Last in beiden Polaritätsteilen der Periode der angelegten Wechselspannung zugeführt wird0 Außer dem begrenzt die niedrigere Aufrechterhaltungsspannung des Sensors, der Strahlung nachweist, die in einem Polaritätsteil der Periode der angelegten Wechselspannung einfällt, die an den anderen Sensor angelegte Spannung, was ermöglicht, daß dieser in dem abgeschirmten Winkelbereich zur gleichen Zeit die Wahrscheinlichkeit, irgendeinen Strom umgekehrter Richtung durchzulassen, wesentlich verringert. Ferner erlaubt der Ausfall einer der beiden Sensoren nicht, daß ein genügender Gleichspannungsaufbau eintritt, der fälschlicherweise einfallende (W )-Strahlung anzgtO Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung Es zeigen: Fig. 1 die bildliche Darstellung eines richtungsempfindlichen~Strahlensensors nach der Erfindung, Fig. 2 ein Diagramm der Richtungsempfindlichkeit des Strahlensensors in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Sensors, Fig. 3 ein schematisches Diagramm eines grundlegenden Strahlendetektorkreises mit seinem einzelnen Sensor, und Fig. 4 ein schematisches Diagramm eines Strahlendetektorkreises mit zwei Sensoren.
  • Fig. 1 zeigt einen richtungsempfindlichen Strahlensensor nach der US-PS 3 344 302. Die Veränderung des Elektrodenaufbaus, welcher aus den Elektroden 5 und 12 innerhalb einer Glasumhüllung 10 besteht, wie er in der US-PS 3 488 492 beschrieben ist, wird auch bei den Strahlensensoren nach der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine Richtungsempfindlichkeit vorzusehen.
  • Fig. 2 veranschaulicht ein Diagramm der Empfindlichkeitscharakteristiken des Strahlensensors in einer Ebene senkrecht zu der Sensorachse, d.h. einer Richtung im allgemeinen parallel zur Länge der Elektroden 11 und 12 innerhalb der Glasumhüllung 10. In diesem Diagramm ist, unter Verwendung des Mittelpunktes des Sensors als Sprung der Radialkoordinaten, die EmpfindlieL-keit auf den Radialkoordinaten über dem Winkel, gemessen um den Ursprung herum, aufgetragen.
  • Der Sensor ist zum Nachweis einfallender (UV)-Strahlung immer dann in der Lage, wenn die Spannung an einer Elektrode in Bezug auf die andere Elektrode ein Durchbruchpotential übersteigt. So ergeben sich zwei Empfindlichkeitskeülen, wie sie in Fig 2 dargestellt sind, wobei eine auftritt, wenn die Spannung der Elektrode 11 diejenige an der Elektrode 12 um das Durchbruchpotential übersteigt, während die andere auftritt, wenn die Spannung an der Elektrode 12 in dieser Weise diejenige an der Elektrode 11 übersteigt.
  • Jede Keule liegt in einem bestimmten Winkelbereich, der wechselseitig getrennt von einem anderen Winkelbereich liegt, der die andere Keule enthält Somit sind einander gegenüberliegende getrennte Winkelbereiche in Fig 2 mit G und ld bezeichnet.
  • Die Keule, diesen jedem Winkelbereich liegt, weist zwei Radialbereiche maximaler Empfindlichkeit:-aul. Diese sind mit den Strahlen a, b, c und d in Figo 2 bezeichnet.
  • Eine Strahlendetektorgrundschaltung mit einen einzelnen Sensor ist in Fig. 3 dargestellt. Eine Abschirmung 34 un die Glasumhüllung 10 zeigt eine von vielen Möglichkeiten, das Expositionsgebiet des Strahlensenscrs 13 gegenüber einfallender Strahlung 35 einzuschränken. Wenn, welche Strahlung auch immer, auf den Sensor im wesentlich begrenzt von einer Richtung aus einfallen kann, ist überhaupt keine Abschirmung erforderlich.
  • Wenn eine Abschirmung verwendet wird, so muß ihre innere Oberfläche so gewählt sein, daß einfallende Strahlung, welche durch den Sensor hindurchgeht, nicht in den Sensor und durch diesen ein zweites Mal hindurch reflektiert wird. Der Strahlensensor 13 ist in Bezug auf die einfallende Strahlung 35 derart orientiert, daß ein Strahl der maximalen Empfindlichkeit einer der Keulen im wesentlichen mit der Richtung, von welcher die Strahlung einfällt, übereinstimmt. Andere Strahlen schneiden die Abschirmung 34. Die Elektroden des Strahlensensors sind in einen elektrischen Kreis eingeschaltet. In Reihe mit den Elektroden 11 und 12 ist ein Strombegrensungs--Widerstand 31 und ein Kondensator 33 dargestellt. Anschlüsse 36 und 36' sind an eine periodische Wechselspannungsversorgung anschließbar.
  • Impedanz 32 dient als Gleichspanr.ung-Schwellenwer-Gnachwelsvorrichtung zum Nachweis langsamer Spannungsänderungen.
  • Während der beiden Teile der Periode, bei denen die an den Anschlüssen 36 und 361 angelegte Spannung zunächst eine und dann eine andere Polarität hat, ist die Hohe der Spannung so gewillt, daß sie das Durchbruchpotential des Strahlensensors für eine gewisse Zeitdauer in dem Teil überschreitet. Unter diesen Bedingungen erscheint der Strahlensensor in der Schaltfunktion als eine symmetrische Hochimpedanz in Abwesenheit einfallender Strahlung, da dann normalerweise keine Ionisation in dem Strahlensensor zur Herbeiführung eines leitfähigkeitsmechanismus vorhanden ist, aufgrund dessen Strom geführt werden könnte. Beim Einfallen von Strahlung 35 nimmt der Strahlensensor einen asymmetrischen Stromführungszustand ein, d.h. er zeigt gleichrichtende Eigenschaften der Schaltung. Dies ist die Folge davon, daß der Strahlensensor, auf den Strahlung einfällt, normal er weise eine innere Ionisation erfährt und daher eine signifikante Stromleitung nur während eines Teiles der Periode der zugeführten Wechselspannung hat. Dies ist der Teil, in dem die Spannungspolarität liegt, die zur Erzeugung der Empfindlichkeitskeule liegt, deren Strahl ausgerichtet mit der Richtung der einfallenden Strahlung liegt. In einem anderen Teil der Periode, in dem die Spannungspolarität umgekehrt ist und somit die andere Empfindlichkeitskeule erzeugt wird, wird keine irgendwie wesentliche Ionisation normalweise auftreten, da die Abschirmung 34 jegliche (UV)-Strahlen vom Einfallen auf den Sensor in dem Winkelbereich, der diese Keule enthält,verhindert.
  • Wegen dieser Gleichrichtungswirkung baut sich an dem Kondensator 33 eine Gleichspannung auf, wenn (UV)-Strahlung auf den Strahlensensor auftrifft. Wenn einmal eine Ionisation in beadhtlichem Maße eingetreten ist, nimmt der Spannungaabfallan dem Strahlensensor rasch von dem Durchbruchpotential auf einen Wert ab, der als Aufrechterhaltungspotential bezeichnet wird, das mehrere Volt unterhalb des Durchbruchpotentials liegt Wnnn die Sensororientierung in Bezug auf die einfallende CUV)-Strahlung so ist, dß der höhere oder vorwärts gerichtete Stromfluß während eines Teiles der Periode von dem Anschluß 11 zu dem Anschluß 12 führt, so kann der Anschluß 12 als Durchlaßanschluß und Anschluß 11 als Umkehranschluß bezeichnet werden, Die Gleichspannung an dem Kondensator 32 kann zur Betätigung eines Rtektors verwendet werden, wie er in Form der Impedanz 32 dargestellt ist.
  • Eine begrenzte Ionisation tritt ebenfalls häufig in dieser Art von Strahlensensoren während des Teils der Periode der zugeführten Wechselspannung auf, welcher die abgeschirmte Empfindlichkeitskeule erzeugt, wodurch ein begrenzter Strom von dem Anschluß 12 zu dem Anschluß 11 fließen kann0 Ein solcher Umkefrstrom fließt zusätzlich zu dem in der Regel außerordetlich Weinen leckstrom. Diesr Umkehrstrom verlangsamt den Aufbau der Gleichspannung aidem Kondensator 32, was die Ansprechzeit des Strahlendetektorsystems in unerwünschtem Maß in die Länge zieht.
  • Der Strahlensensor erscheint somit als relativ schlechter Gleichrichter.
  • Ein weiterer Nachteil dieser in Fig. 3 dargestellten Schaltung ergibt sich, wenn der Strahlensensor in einem Weglauf-Zustand (runaT.ray condiction) ausfällt, was zuweilen eintritt In einem solchen Weglauf-Zustand zeigt der Strahlensensor eine beachtliche Ionisation in beiden Teilen der Periode der zugeführten W echselspannung, obgleich keinerlei einfallende Strahlung vorhanden ist, Der Strahlensensor läßt dann auch in Abwesenheit von einfallender Strahlung in beiden Richtungen Strom durch. Kein Strahlenanwesenheitssignal wird angezeigt, wenn der in beiden Richtungen geleitete Strom relativ gleich ist. Wenn jedoch hinreichend unterschiedliche:Ströme von dem Sensor geführt werden, der sich in einem gleichrichtenden Weglauf- Zustand befindet, baut sich eine Gleichspannung an dem Kondensator 33 auf . Wenn sich eine genügende Gleichspannung aufgebaut hat, zeigt der Strahlendetektorkreis fälschlicherweise eine auf den Sensor einfallende Strahlung an.
  • Fig. 4 zeigt ein schematisches 1)iagraimn aus dem hervorgeht, wie die Nachteile der Schaltung nach Fig. 3 vermieden werden können. Hierbei werden zwei Strahlensensoren 13 und 13' verwendet. Der eine Sensor ist mit einer Abschirmung 34 um die Glasumhüllung herum und der andere mit einer Abschirmung 34' um die Glasumhüllung 10' herum dargestellt. Auch hier sind die Abschirmungen nicht erforderlich, wenn lediglich stark gerichtete Strahlung auf den Sensor einfällt. Der Strahlensensor 13 in der Abschirmung 34 ist im Hinblick auf die einfallende Strahlung 46 -orientiert und in gleicher Weise wie Strahlensensor und Abschirmung nach Fig. 3. In dieser Anordnung ist die Elektrode 12 wieder eine Vorwärtselektrode und die Elektrode 11 eine Umkehrelektrode.
  • Der Strahlensensor 13§ innerhalb der Abschirmung 34' hat eine andere Orientierung in Bezug auf die einfallende Strahlung 46.
  • Diese Änderung in der Orientierung hat die Wirkung, daß der Anschluß 11' zu einem Durchlaßanschluß und der Anschluß 12' zu einem Umkehranschluß wird.
  • Es liegt daher eine direkte Verbindung zwischen Umkehranschluß 11 und Durchlaßanschluß 11' vor. Diese Direktverbindung ist über einen Strombegrenzungswiderstand 41 mit dem Anschluß 47 verbunden. Der Durchlaßanschluß 12 ist an einen Kondensator 43 angeschlossen. Der Umkehvanschluß 12' ist an einen Kondensator 44 angeschlossen. Die andere Seite dieser beiden Kondensatoren 43, 44 ist mit dem Anschluß 472 verbunden. Die Anschlüsse 47 und 47' sind an einer Quelle periodischer Wechselspannung aL-schließbar. Eine Impedanz 42 ist verwendet, um eine Gleichspannung-Schwellenwertnachweis-Vorrichtung fiir sich verlangsame nd ändernde Spannungen darzustellen. Ein Kondensator 45 kann zur Glättung von Veränderungen in der Spannung, die an der Impedanz 42 auftreten, verwendet seine Im normalen Betrieb erscheinen beide Strahlensensoren 13 und 132 als symmetrische hohe Impedanzen in Abwesenheit von einfallender (UX)-Strahlung. Bei einfallender Strahlung erscheint auch hier jeder Strahlensensor in der Schaltung als Gleichrichterelement. In der Schaltung nach Fig. 4 führt jedoch bei einer gegebenen Polarität der Eingangsspannung mit einem Wert, der das Durchbruchpotential übersteigt, ein Strahlensensor ein Vorwärtsstrom, wobei lediglich ein Aufrechterhaltungspotential vorhanden ist. Gleichzeitig stellt die Schaltungsführung sicher, daß der andere Sensor nur leck- und Umkehrströme leiten kann. Dies erfolgt deswegen, weil jeder Spannungsversorgungsanschluß mit einem Durchgangs anschluß eines Sensors und einem Umkehranschluß des anderen Sensors verbunden ist.
  • Wenn also ein Sensor in seinem exponierten Bereich empfindlich ist, ist der andere Sensor in seinem nicht exponierten oder abgeschirmten Bereich empfindlich.
  • Aus dieser Sensor-Schaltungsanordnung ergibt sich ein besonderer Vorteil, indem nämlich der Umkehr strom oberhalb der sehr geringen leckströme beseitigt wird. Dies trägt erheblich zur Beseitigung eines der Nachteile der Schaltung nach Fig. 3 bei, nämlich dem Nachteil des Gleichspannungsaufbaues an dem Kondensator während der Umkehrpolaritätsanteile der Periode der zugeführten Spannung. Hierfür gibt es zwei Gründe, wobei der wchtigere immer wirksam ist. Der erste Grund beruht auf zwei Eigenschaften der vorwärtsleitenden Sensoren : 1) Die starke Neigung des vorwärtsleitenden Sensors bei einem geringeren Wert zu ionisieren als der rückwärtsleitende Sensor in der Spannungsversorgungsperiode, d.h. zuerst in der Periode leitend zu werden; und 2) daß das Aufrechterhaltungspotential des vorwärtsleitenden Sensors mehrere Volt niedriger ist als das Durchbruchpotential des umkgekehrt leitenden Sensors, wodurch der Spannungsabfall an dem umgekehrt leitenden Sensor begrenzt wird. Daher erreicht unter gewöhnlichen Umständen, wenn die Eigenschaften beider Sensoren in einem Paar ähnlich sind, der Spannungsabfall an dem später ionisierenden Sensor durch dwe Verwendung dieser Schaltung nicht das Durchbruchpotential.
  • Ner andere und noch wichtigere Grund liegt darin, daß, wenn zwei Sensoren mit innerer Ionisation parallelgeschaltet werden, und einer aufgrund einfallender Strahlung ionisiert wird, der andere Sensor keine Ionisation zeigt, auch wenn beide Sensoren so voneinander abweichende Eigenschaften haben, daR das Aufrechterhaltungspotential des ionisierten Sensors das Durchbruchpotential des anderen übersteigt. Eine solche Situation kann immer dann eintreten, wenn die Sensororientierung und der Strahlungseinfall so sind, daß der Sensor mit hohem Durchbruch- und Aufrechterhaltungspotential vor dem andren Sensor ionisiert. Das Uberbrücken des Sensors ohne Ionisation durch den Sensor mit Ionisation verhindert, daß eine Leitfähigkeit über die sehr geringen Leckströme in dem Sensor ohne Ionisation hinaus eingeleitet wird.
  • Während eines einzelnen Polaritätsteiles der Periode der Spannungsversorgung an einem Punkt führt, wenn (1) die zugeführte Spannung das Durchbruchpotential über steigt und wenn (2) die (UV)-Strahlung auf die Strahlensensoren einfällt, der Strahlensensor 13 in normalem Zustand ein Vorwärtsstrom. Dieser Strom geht durch den Kondensator 43 und auch durch die Reihenkombination von Kondensator 45 und der Parallelschaltung von Impedanz 42 und Kondensator 45. Dieser Strom lädt die Kondensatoren 43 und 45, während er den Kondensator 44 in Bezug auf die dargestellten Polaritäten etwas entlädt. Bei ähnlichen Bedingungen führt in dem anderen Polaritetsteil der Periode der Strahlensensor 13 ein Vorwärtsstrom. Dieser Strom geht durch den Kondensator 44 und auch durch die Reihenkombination von Kondensator 43 und Parallelschaltung von Impedanz 42 mit dem Kondensator 45. DieserStrom lädt die Kondensatoren 44 und 45, während er den Kondensator 43 etwas entlädt. Somit baut sich eine Netto-leichspannung in Summa an den Kondensatoren 113 und 44 und an der Impedanz 42 auf. In Abwesenheit von (W)-Strahlung erscheinen die Strahlensensoren in der Schaltung jedoch als symmetrische Hochimpedanz und verhindern jegliche signifikante Gleichspannung an den Kondensatoren 43 und 44.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist die Verhinderung eines falschen Signals, welches auf die Strahlensensoren einfallende (UV)-Strahlung anzeigt, und zwar wenn einer der Strahlensensoren in einen gleichrichtenden Weglauf-Zustand ausfällt. Dies wird am besten dann verständlich, wenn man annimmt9 daß nur einer der Strahlensensoren in der schematischen Darstellung von Fig. 4 in der Schaltung als Gleichrichter ausgeführt ist, während der andere eine symmetrische Nochimpedanz in Abwesenheit von einfallender (UV)-Strahlung bleibt. Wenn diese hohe Impedanz in diesem Zusammenhang als äquivalent zu einer offenen Schaltung angesehen wird, so ist auch ersichtlich, daR der andere Strahlensensor als Gleichrichter die Kondensatoren 43 und 44 auflädt. Somit liegt nur die Differenz derSpannung an den Kondensatoren über der Impedanz 42 anstatt die Summe. Während einiger weniger Zyklen wird ferner als Gleichgewichtszustand lediglich eine Wechselspannung über der Impedanz 42 erzeugt und keine Gleichstromkomponente. Wenn nun die Annahme, daß der Schaltkreis geöffnet sei, fallengelassen wird, so wird offensichtlich das gleiche Ergebnis so lange erreicht, wie der richtig arbeitende Strahlensensor die charakteristische hohe Impedanz aufrechterhält, die ein solcher Sensor normalerweise in Abwesenheit von einfallender Strahlung hat. Nur für den Fall, daß beide Strahlensensoren in einen Weglauf-Zustand simultan übergehen ist es möglich, daß sich eine genügend hohe Nettogleichspannuhg an den Kondensatoren 43 und 44 aufbaut, um fälschlicherweise auf die Sensoren einfallende Strahlung anzuzeigen. Hierfür ist es zusätzlich, obgleich die Wahrscheinlichkeit bereits äußerst gering ist, erforderlich, was ebenfalls recht unwahrscheinlich ist, daß beide Sensoren nahezu identische Eigenschaften haben.
  • Dieses weitere Erfordernis ist deswegen notwendig, da sonst einer der Wglauf-Sensoren, in Uberbruckung des anderen verhindert, daß eine Leitfähigkeit in dem anderen Sensor ausgelöst wird. Dieses Verhindern einer Leitfähigkeit, das bereits oben besprochen wurde, tritt also auch auf, wenn beide Sensoren in Parallelschaltung sich im Weglauf-Zustand befinden.
  • In den vorliegenden Beispielen ist im wesentlichen auf ultraviolette Strahlung Bezug genommen worden, es versteht sich jedoch, daß ein auf innerer Ionisation beruhender Strahlensensor mit der richtigen Empfindlichkeitsrichtuflgseigenschaft zum Nachweis anderer Arten von Strahlen verwendet werden kann.
  • Patentansprüche:

Claims (5)

  1. Patentansprüche: Q System zum richtungsmäßigen Nachweis von Strahlung unter Verwendung von Strahlensensoren, die eine spannungsgesteuerte Richtungsemgfindlichkeit haben, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h zwei Strahlensensoren (13, 13l) die jeweils eine' Gleichrichtungsfunktion für elektrischen Strom zwischen einem Durchlaßanschluß (12, 11') und einen Umkehranschluß (11, 12?) haben, wenn sie in wenigstens einem Sensoroberflächengebiet der Strahlung ausgesetzt sind'%Ünd jeweils mit dem genannten Sensoroberflächengebiet in eine vorbestimmte Richtung orientiert sind, von der aus Strahlung (46) nachgewiesen werdnn soll, durch zwei Kondensatoren (43, 44), von denen jeder einen ersten und einen zweiten Anschluß hat, wobei der erste Anschluß einer der Kondensatoren elektrisch in Reihe mit dem Durchlaßanschluß (12) einer der Sensoren (13) und der erste Anschluß des anderen Kondensators elektrisch in Reihe mit dem Umkehranschluß (12') des anderen Sensors (13') verbunden ist und durch einen ersten (47) und einen zweiten Netzanschluß (47) zur Aufnahme einer Wechselspannung, wobei der erste Netzanschluß (47) elektrisch über eine erste Verbindung sowohl mit dem noch nicht verbundenen Durclilaßanschluß (11') und dem noch nicht verbundenen Umkehranschluß (11).verbunden ist und wobei der zweite Netzanschluß (47') elektrisch über eine zweite Verbindung mit dem zweiten Anschluß der Kondensatoren (43, 44) verbunden ist.
  2. 2. System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine auf Schwellenwertspannung ansprechenv de Nachweiseinrichtung (42), welche nur auf Spannungen von Frequenzen unterhalb einer Frequenz der Wechselspannungsversorgung anspricht, zwischen die ersten Anschlüsse der Kondensatten (43, 44) geschaltet ist.
  3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß ein Strombegrenzungswiderstand (41) in Reihe zu der Wechselspsnnungversorgung geschaltet ist.
  4. 4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sensoren Ultraviolettstrahlungsdtektorröhren sind.
  5. 5. System nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß eine auf Schwellenwertspannung ansprechende Dtektoreinrichtung, die nur auf Spannungen von Frequenzen unterhalb einer Frequenz der Wechselspannungsversorgung anspricht, zwischen die ersten Anschlüsse der Kondensatoren geschaltet ist.
    L e e r s e i t e
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0463983A1 (de) * 1990-06-22 1992-01-02 Armor-Inox Sa Stapelbare Behältereinheiten, die Nahrungsmittel während ihres Kochvorgangs enthalten

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EP0463983A1 (de) * 1990-06-22 1992-01-02 Armor-Inox Sa Stapelbare Behältereinheiten, die Nahrungsmittel während ihres Kochvorgangs enthalten

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