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"Strahlendetektor't Die Erfindung betrifft einen richtungsempfindlichen
Strahlendetektor unter Verwendung mn Strahlensensoren, die eine spannungsgesteuerte
Richtungsempfindlichkeit haben.
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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.
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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.
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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.
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Eine der Anwendungen eines solchen Sensors nach der US-PS 3 488 492
ist beispielsweise die Anwendung als Strahlenmelder.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Impedanz 32 dient als Gleichspanr.ung-Schwellenwer-Gnachwelsvorrichtung
zum Nachweis langsamer Spannungsänderungen.
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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.
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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.
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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.
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Der Strahlensensor erscheint somit als relativ schlechter Gleichrichter.
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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.
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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.
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Der Strahlensensor 13§ innerhalb der Abschirmung 34' hat eine andere
Orientierung in Bezug auf die einfallende Strahlung 46.
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Diese Änderung in der Orientierung hat die Wirkung, daß der Anschluß
11' zu einem Durchlaßanschluß und der Anschluß 12' zu einem Umkehranschluß wird.
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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.
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Wenn also ein Sensor in seinem exponierten Bereich empfindlich ist,
ist der andere Sensor in seinem nicht exponierten oder abgeschirmten Bereich empfindlich.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Patentansprüche: