DE3735831A1 - Sensor zum messen der leitfaehigkeit eines stroemungsmittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum gesteuerten La­ den und Entladen von Energiespeichervorrichtungen, wie zum Beispiel mit einer Last verbundenen Kondensatoren. Insbe­ sondere betrifft die Erfindung eine neue und verbesserte Schaltung zum gesteuerten Laden und Entladen einer Ener­ giespeichervorrichtung nach Maßgabe einer vorgegebenen Leitfähigkeit eines Strömungsmittels.

Eine Anwendung findet die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet des gesteuerten Zündens von elektroexplosiven Vor­ richtungen, obwohl sich die Grundlagen der Erfindung viel­ fältig anwenden lassen. Elektroexplosive Vorrichtungen finden ihre Anwendung auf vielen Gebieten. Als Beispiele seien die Auslösemechanismen von Fallschirmkappen, Druck­ gas-Auslösevorrichtungen zum Aufblasen von Schwimmeinrich­ tungen, wie zum Beispiel Schwimmwesten oder Schwimmflößen, und viele andere Anwendungen genannt. Eine typische Schal­ tung zum Aktivieren einer elektroexplosiven Vorrichtung enthält einen Kondensator, der aus einer Stromversorgung geladen und dann in gesteuerter Weise über die Vorrichtung entladen wird. Die Schaltung enthält dann auch Meßelektro­ den und eine Vorrichtung zum Messen der Leitfähigkeit. Da­ durch ergibt sich ein gesteuertes Laden und Entladen des Kondensators in einem typischen Fall nur dann, wenn die Meßelektroden einer Flüssigkeit mit einer vorbestimmten elektrischen Leitfähigkeit, zum Beispiel Wasser, ausge­ setzt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wäre es erwünscht, eine solche Schaltung vorzusehen, bei der das gesteuerte Laden und Entladen der Energiespeichervorrichtung oder des Kon­ densators in Abhängigkeit davon erfolgt, wie die Meßelek­ troden in zeitlicher Aufeinanderfolge Medien verschiede­ ner Leitfähigkeit ausgesetzt werden. Insbesondere könnte der Kondensator geladen werden, wenn die Elektroden Wasser ausgesetzt sind, und anschließend entladen werden, wenn die Elektroden das Wasser verlassen und Luft ausgesetzt sind. Ein Anwendungsbeispiel liegt im Zünden einer elek­ troexplosiven Vorrichtung in einer Druckgas-Auslösevor­ richtung zum Aufblasen einer Schwimmausrüstung in Form ei­ ner Schwimmweste. Beim Eintreten eines Hubschraubers in Wasser dreht sich dieser im allgemeinen. Um dann ein Er­ trinken des Piloten zu vermeiden, sollte die von diesem getragene Schwimmweste erst dann selbsttätig aufgeblasen werden, wenn er den in das Wasser eingetauchten Hubschrau­ ber verlassen und zur Wasseroberfläche aufsteigen kann. Sofern das unter Deck arbeitende Schiffspersonal Schwimm­ westen trägt und eine große Wassermenge hier plötzlich eindringt, sollen die Schwimmwesten nicht aufgeblasen wer­ den, so daß das Schiffspersonal beim Verlassen dieses Ge­ bietes leichter auf Leitern oder Treppen hochsteigen kann. Ein anderes Beispiel ist das Zünden einer elektroexplosi­ ven Vorrichtung in dem Lösemechanismus der Atemmaske eines Pilotenhelmes. Nach dem Herauskatapultieren und dem Ab­ stieg am Fallschirm sollte die Maske nicht gelöst werden, während sich der Pilot noch unter Wasser befindet, da er dann die in der Atemmaske und dem Atemrohr verbleibende kleine Restluftmenge verbrauchen kann. Sobald der Kopf des Piloten jedoch über die Wasseroberfläche tritt, sollte die Maske entfernt werden, insbesondere da der Pilot bewußtlos sein und bei Nichtentfernen der Maske ertrinken könnte.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung liegt damit in der Ausbil­ dung einer neuen und verbesserten Schaltung zum gesteuer­ ten Laden und Entladen von Energiespeichervorrichtungen, wie zum Beispiel mit einer Last verbundenen Kondensatoren.

Eine besondere Aufgabe der Erfindung liegt in der Ausbil­ dung einer solchen Schaltung, bei der das gesteuerte Laden und Entladen der Energiespeichervorrichtungen in Abhängig­ keit davon erfolgt, wie sie in zeitlicher Aufeinanderfolge Medien oder Strömungsmitteln mit unterschiedlicher elek­ trischer Leitfähigkeit ausgesetzt wird.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung liegt in der Ausbil­ dung einer solchen Schaltung, bei der das Laden der Ener­ giespeichervorrichtung in Abhängigkeit davon erfolgt, wie sie Wasser ausgesetzt wird, und ihr Entladen in Abhängig­ keit davon erfolgt, wie sie Luft ausgesetzt wird.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung liegt in der Ausbil­ dung einer solchen Schaltung zum Zünden einer elektroex­ plosiven Vorrichtung.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung liegt in dem Ausbil­ den einer solchen Schaltung zum Zünden einer elektroexplo­ siven Vorrichtung eines selbsttätigen Lösemechanismus für einen Pilotenhelm.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zum Be­ treiben einer Last nach Maßgabe einer vorgegebenen äußeren Leitfähigkeit mit zwei Meßelektroden, einer mit einer der Elektroden verbundenen Quelle elektrischer Energie, mit einer Last, mit einer mit der Last, der Quelle und der an­ deren der Meßelektroden verbundenen Betreiberschaltung und mit einem ersten Abschnitt zum Speichern von elektrischer Energie zum Betreiben der Last, und mit einem zweiten, die gespeicherte Energie verwendenden Abschnitt zum Betreiben der Last, und mit einer Steuereinrichtung, die einen Be­ trieb von nur dem ersten Schaltungsabschnitt zuläßt, wenn die Meßelektroden einem ersten Medium mit einer vorgegebe­ nen elektrischen Leitfähigkeit ausgesetzt sind, und darauf den Betrieb des zweiten Abschnittes zuläßt, wenn die Meß­ elektroden einem zweiten Medium mit einer anderen elektri­ schen Leitfähigkeit ausgesetzt sind. Die Steuereinrichtung und ihr Anschlag in der Schaltung werden so ausgelegt, daß sie auf ein erstes Medium mit einer höheren elektrischen Leitfähigkeit als das zweite Medium ansprechen. Zum Bei­ spiel ist das erste Medium Wasser und das zweite Medium Luft. Die Last kann eine elektroexplosive Vorrichtung ei­ nes selbsttätigen Lösemechanismus für einen Pilotenhelm sein.

Insbesondere gilt, daß die Quelle eine Batterie sein kann, von der ein Anschluß an eine der Meßelektroden angeschlos­ sen ist, und die Schaltung kann einen ersten Zweig enthal­ ten, der die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines den Strom in einer Richtung leitenden Halbleiterelementes in Form einer Diode ist, wobei der Widerstand an den ande­ ren Anschluß der Batterie angeschlossen und die Verbin­ dungsstelle zwischen dem Widerstand und der Diode mit der anderen der Meßelektroden verbunden ist. Ein zweiter Zweig liegt über dem ersten Zweig und enthält die Reihenschal­ tung aus der Last, zum Beispiel einer elektroexplosiven Vorrichtung, und einem gesteuerten Halbleiterschalter, dessen Steueranschluß an die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand und der Diode angeschlossen ist. Ein drit­ ter Zweig, der die Energiespeichervorrichtung oder den Kondensator enthält, liegt über dem zweiten Zweig.

Wenn die Meßelektroden einem Medium mit einer vorgegebenen elektrischen Leitfähigkeit, wie zum Beispiel Wasser, aus­ gesetzt sind, wird ein die Elektroden, die Batterie, den Kondensator und die Diode enthaltender Kreis geschlossen, und die Energie wird in dem Kondensator gespeichert, wäh­ rend der gesteuerte Halbleiterschalter zur gleichen Zeit offen gehalten wird. In Abhängigkeit von den Meßelektro­ den, die einem im wesentlichen nicht leitenden Medium, wie zum Beispiel Luft, ausgesetzt sind, wird die Batterie funktionsmäßig von den Schaltungszweigen abgetrennt,und der Kondensator erzeugt anfangs am Widerstand ein Poten­ tial, das an den Steueranschluß des Schalters angelegt wird und diesen schließt, so daß ein Entladekreis für den Kondenstor durch die Last vervollständigt wird, das heißt, daß die elektroexplosive Vorrichtung gezündet wird.

Die vorstehenden und zusätzliche Vorteile und kennzeich­ nende Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlich bei einem Lesen der folgenden ins einzelne gehen­ den Beschreibung zusammen mit den beigeschlossenen Zeich­ nungen. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Seitenansicht mit der Darstellung einer Anwen­ dung der erfindungsgemäßen Schaltung in einem selbsttätigen Lösemechanismus für einen Piloten­ helm und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltung beim Betreiben einer Last in Abhängigkeit von einer vorgegebenen äußeren Leitfähigkeit.

Fig. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung zum Zünden einer elektroexplosiven Vorrichtung in einem selbsttätigen Lösemechanismus für einen eine Atemmaske enthaltenden Pilotenhelm. Ein allgemein mit 10 bezeichneter Pilotenhelm enthält eine Haube 12, einen die Ohren abdeckenden Abschnitt 14 auf jeder Seite und ei­ ne Abdeckung 16 für ein (nicht gezeigtes) Visier, das auf einer Schiene 18 in eine und aus einer unter der Abdeckung 16 befindlichen zurückgezogenen Stellung verschiebbar ist. Eine allgemein mit 20 bezeichnete Atemmaske enthält ein Hauptteil 22, das über den Mund und die Nase des Gesichts des Piloten paßt und ein Nasenstück oder eine Formation 24 im oberen Bereich des Hauptteiles 22 (bei Blick auf Fig. 1) und eine Einlaßformation 26 im unteren Bereich. Zur Zufuhr von Atemgas in das Innere der Maske 20 steht der Einlaß 26 seinerseits mit einem Ende des Schlauches 28 in Verbindung. An seinem anderen Ende ist der Schlauch 28 normalerweise mit einer Atemgasquelle, wie zum Beispiel einem Tank, ver­ bunden. Wenn der Pilot bei einem Notfall aus dem Flugzeug herausgeschleudert wird, wird das Ende des Schlauches 28 vom Tank getrennt und die Länge des Schlauches 28 bleibt am anderen Ende mit der Maske 20 verbunden und bewegt sich mit dem Piloten, während dieser am Fallschirm herunter­ schwebt. Ein mit einer Klammer 32 mit dem Schlauch 28 ver­ bundenes Kabel 30 führt an einem Ende in die Maske 20 und enthält mehrere Leiter zum elektrischen Anschluß an ein in der Maske 20 angeordnetes (nicht dargestelltes) Mikrofon und einen im Helm 10 angeordneten (nicht dargestellten) Ohrhörer. Das andere Ende des Kabels 30 ist normalerweise mit im Flugzeug befindlichen Nachrichtenausrüstungen ver­ bunden und wird beim Herausschleudern des Piloten von die­ sen abgetrennt und bewegt sich während des Herabschwebens des Piloten am Fallschirm mit diesem. In ihrem unteren Be­ reich enthält die Maske auch noch einen Ausatemauslaß 34. Dieser weist ein (nicht gezeigtes) Rückschlagventil auf, durch das der Pilot ausatmet.

In der folgenden Weise ist die Maske 20 lösbar mit dem Helm 10 verbunden. Das Maskenhauptteil 22 wird in einem aus Bändern 36 bestehenden Gurtgeschirr aufgenommen. Die Bänder 36 sind mit Befestigungsmitteln 38 am Hauptteil 22 befestigt. Auf jeder Seite der Maske enden die Bänder in zwei freien Enden 40. Diese sind in die Form einer Schlau­ fe gelegt oder auf andere Weise in entsprechenden Schlit­ zen am Ende eines Querarmes oder einer Querstange 42 ge­ halten. Der Arm 42 ist seinerseits mit geeigneten Befesti­ gungseinrichtungen 44, die im wesentlichen in seiner Mit­ te angeordnet sind, mit einem Ende eines Bajonettfingers bzw. eines Verbindungsstückes 46 verbunden. Dessen anderes Ende wird lösbar in einer Haltevorrichtung 48 gehalten.

Diese ist auf der Außenseite der Haube 12 des Helmes in der Nähe der Vorderseite und oberhalb der Ohrabdeckung 14 befestigt. Auf der anderen (nicht dargestellten) Seite der Maske 20 und des Helmes 10 ist eine ähnliche Anordnung von Bandenden vorgesehen. Diese werden in einer Querstange ge­ halten, die an einem Bajonettfinger befestigt ist. Dieser liegt in einer auf der Außenseite der Haube 12 des Helmes befestigten Rückhaltevorrichtung.

Die auf einer Seite des Helmes 10 vorgesehene Rückhalte­ vorrichtung weist ihrerseits eine elektroexplosive Vorrich­ tung zum selbsttätigen Freigeben des Bajonettfingers 46 zum Entfernen der Maske 20 vom Gesicht des Piloten auf. Die elektroexplosive Vorrichtung wird mit der erfindungs­ gemäßen Schaltung betrieben. Hierdurch wird vermieden, daß der Pilot ertrinkt, nachdem er aus seinem Flugzeug heraus­ katapultiert wurde und mit seinem Fallschirm im Wasser landet. Die Struktur der Haltevorrichtung 48 und der in dieser aufgenommene Abschnitt des Bajonettfingers 46 kön­ nen verschiedene Formen annehmen. Die in Fig. 1 als Bei­ spiel gezeigte Haltevorrichtung 48 enthält eine äußere Ab­ deckplatte 50 und zwei (nicht gezeigte) bei Blick auf Fig. 1 in einem Abstand hinter der Platte 50 liegende Backen­ glieder, die zwischen sich einen langgestreckten Durchgang zur Aufnahme des Bajonettfingers 46 ausbilden, und ein hin­ ter den Backen angeordnetes und mit geeigneten Mitteln an der Haube 12 befestigtes Betätigergehäuse 52. In Längs­ richtung entlang der beiden Seiten des Fingers 46 verlau­ fende Federdrahtelemente schnappen in Aussparungen zwi­ schen einander benachbarten Zähnen der Backen. Das Gehäuse 52 enthält eine elektroexplosive Vorrichtung, eine Kammer zur Aufnahme der Gase bei einem Zünden der Vorrichtung und einen Kolben in der Kammer, der so angeordnet ist, daß er gegen den Bajonettfinger 46 drückt. Bei einem Zünden der Vorrichtung, worauf das Gas unter Explosionswirkung frei­ gegeben wird, wird der Kolben bei Blick auf Fig. 1 nach außen getrieben. Dadurch wird der Bajonettfinger 46 seiner­ seits nach außen gegen die Platte 50 gedrückt und schert die Befestigungsschrauben 54, die die Platte 50 in dem Me­ chanismus halten, ab. Dadurch werden die Finger 46 von der Vorrichtung 48 gelöst und die Maske 20 vom Gesicht des Pi­ loten entfernt. Insbesondere ist zu sagen, daß das Bajo­ nett 46 bei Blick auf Fig. 1 nach unten fällt und damit ermöglicht, daß die Maske 20 auf eine Seite des Helmes 10 wegschwingt.

Die erfindungsgemäße Schaltung befindet sich in einem aus Isoliermaterial bestehendem Gehäuse 60. Gemäß der Darstel­ lung in Fig. 1 befindet sich dieses an einem Ende des Be­ tätigergehäuses 52. Ein Sensorelement 62 ist am Ende des Gehäuses 60 angeordnet. Das Element 62 kann die Form einer dünnen Platte aus Kunststoff oder einem gleichartigen iso­ lierenden Material annehmen. In ihrer freiliegenden Seite weist sie zur Aufnahme einer Metallelektrode, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl oder Aluminium, eine Aussparung auf. Die leitende Oberfläche oder der leitende Abschnitt von entweder dem Betätigergehäuse 52 oder der Befestigungs­ platte 50 kann die andere Meßelektrode aufweisen. Dies wird noch beschrieben.

Die erfindungsgemäße Schaltung wird in Fig. 2 gezeigt. Sie enthält eine Meßeinrichtung in Form von zwei Meßelektroden 62 und 64 und eine Quelle elektrischer Energie in Form ei­ ner Batterie 70. Diese ist an eine der Elektroden ange­ schlossen. In der gezeigten Schaltung ist die Elektrode 62 an den negativen Anschluß der Batterie 70 angeschlos­ sen. Die Schaltung enthält weiter noch eine Last 74, die im vorliegenden Beispiel in der Form einer elektroexplosi­ ven Vorrichtung oder eines Brückendrahtes vorliegt. Weiter ist noch eine Betreiberschaltung vorgesehen. Diese ist an die Last 74, die Quelle 70 und an die andere Elektrode 64 angeschlossen. Diese enthält einen ersten Abschnitt mit einem Kondensator 80 zum Speichern elektrischer Energie zum Betreiben der Last 74 und einen zweiten Abschnitt ein­ schließlich eines gesteuerten Schalters 84, der die ge­ speicherte Energie zum Betreiben der Last 74 verwendet. Weiter ist noch eine Steuereinrichtung einschließlich ei­ ner Diode 88 vorgesehen. Diese ermöglicht, daß nur der er­ ste Schaltungsabschnitt betätigt wird, wenn die Meßelek­ troden 62, 64 einem ersten Medium mit einer vorgegebenen elektrischen Leitfähigkeit ausgesetzt werden, und daß an­ schließend der zweite Abschnitt betätigt wird, wenn die Meßelektroden 62, 64 einem zweiten Medium mit einer ande­ ren elektrischen Leitfähigkeit ausgesetzt werden. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung sind die Steuereinrichtung und ihr Anschluß an die Schaltung so ausgebildet, daß sie an­ spricht, wenn das erste Medium eine höhere elektrische Leitfähigkeit als das zweite Medium aufweist, insbesonde­ re, wenn das erste Medium Wasser und das zweite Medium Luft ist.

Bei einer ins einzelne gehenden Betrachtung der Schaltung in Fig. 2 zeigt sich, daß sie einen ersten Zweig mit einer Reihenschaltung aus einem Widerstand in Form eines einen Spannungsabfall bewirkenden Widerstandes 94 und einer Strom in einer Richtung leitenden Halbleitervorrichtung in Form einer Diode 88 enthält. In der gezeigten Schaltung ist ein Anschluß des Widerstandes 94 mit der positiven Klemme der Batterie 70 und der andere Anschluß des Wider­ standes 94 ist mit der Kathode der Diode 88 verbunden. Die Meßelektrode 64 ist über die Leitung 96 mit der Verbin­ dungsstelle zwischen Widerstand 94 und Diode 88 verbunden.

Die Schaltung enthält auch einen zweiten Zweig. Dieser liegt über dem ersten Zweig und enthält eine Reihenschal­ tung aus der Last 74 und einem Halbleiterschalter bzw. ei­ nem gesteuerten Schalter 84 mit einer Anode, einer Kathode und Steueranschlüssen 100, 102 und 104. Ein Anschluß der elektroexplosiven Vorrichtung bzw. des Brückendrahtes 74 ist mit dem Anschluß des Widerstandes 94 verbunden, der an der Batterie 70 liegt. Der andere Anschluß der Vorrichtung 74 ist mit dem Anodenanschluß 100 des gesteuerten Schal­ ters 84 verbunden. Der Kathodenanschluß 102 des gesteuer­ ten Schalters 84 ist mit der Anode der Diode 88 und der Steueranschluß 104 des gesteuerten Schalters 84 ist mit der Kathode der Diode 88 verbunden. Aus einem noch zu be­ schreibenden Grund liegt ein Schutzwiderstand 108 über der elektroexplosiven Vorrichtung 74.

Die Schaltung enthält noch einen dritten Zweig. Dieser liegt über dem zweiten Zweig und enthält die Energiespei­ chervorrichtung in Form des Kondensators 80. Ein Anschluß des Kondensators 80 liegt an der Verbindungsstelle zwi­ schen der Last 74 und dem Widerstand 94. Der andere An­ schluß des Kondensators 80 liegt an dem Kathodenanschluß 102 des gesteuerten Schalters 84.

In Abhängigkeit davon, ob die Meßelektroden 62 und 64 ei­ nem Medium oder einem Strömungsmittel mit einer vorgegebe­ nen Leitfähigkeit, zum Beispiel Wasser, ausgesetzt sind, schließt sich ein Kreis über die Elektroden 62, 64, die Quelle 70, die Energiespeichervorrichtung 80 und die den Strom in einer Richtung leitende Vorrichtung bzw. die Dio­ de 88, so daß Energie in der Speichereinrichtung 80 ge­ speichert wird, während der Schalter 84 zur gleichen Zeit offen gehalten wird. In Abhängigkeit davon, daß die Elek­ troden 62, 64 dann einem im wesentlichen nicht leitenden Medium oder Strömungsmittel, wie zum Beispiel Luft, ausge­ setzt werden, wird die Quelle 70 dann funktionsmäßig von den Schaltungszweigen abgetrennt,und die Energiespeicher­ vorrichtung 80 erzeugt anfangs am Widerstand 94 ein Poten­ tial, das an den Steueranschluß 104 angelegt wird. Dies bewirkt ein Schließen des Schalters 84. Damit bildet sich eine Entladeschaltung für die Energiespeichereinrichtung 80 über die Last 74.

Insbesondere gilt, daß bei in Wasser eingetauchten Elek­ troden 62, 64 ein Ladekreis über die Diode 88 und den Zündkondensator 80 geschlossen wird. Damit wird der letz­ tere auf ein Potential annähernd dem der Quelle 70 aufge­ laden. Je höher der Wert des Widerstandes 94 liegt, umso enger nähert sich die über dem Zündkondensator 80 liegende Spannung der der Quelle 70 an. Die sich über dem Brücken­ draht 74 schließende Zündschaltung enthält den normaler­ weise offenen gesteuerten Schalter 84. Dies ist ein sili­ ziumgesteuerter Gleichrichter.

Nach dem Eintauchen der Elektroden 62, 64 in Wasser liegt an der Diode 88 ein Potential von etwa 0,5 V. Hierdurch wird das Tor 104 des SCR 84 gegenüber der Kathode 102 ne­ gativ. Die Diode 88 bewirkt, daß der Tor-Kathodenanschluß bei in Wasser befindlichen Sensoren 62, 64 seine Vorspan­ nung umkehrt. Damit bleibt die Zündschaltung über den Zün­ der 74 beim Laden des Zündkondensators 80 offen. Die An­ ordnung ist so getroffen, daß das Tor 104 ohne Anschalten des SCR 84 auf dem gleichen Potential wie die Kathode 102 bleiben könnte.

Beim Herausnehmen der Elektroden 62, 64 aus dem Wasser und bei ihrem Eintauchen in Luft wird die Batterie 70 funk­ tionsmäßig von der Schaltung getrennt,und der Zündkonden­ sator 80 wird zur Energiequelle. Dies kehrt die Polarität der Tor-Kathodenstrecke des SCR 84 um, wobei der Strom an­ fänglich durch den Widerstand 94 fließt. Dadurch wird das Tor 104 gegenüber der Kathode 102 positiv. Darauf schließt der gesteuerte Schalter 84. Damit wird die Zündschaltung durch den Zündbrückendraht 74 geschlossen. Dieser hat ei­ nen wesentlich geringeren Widerstand als der Widerstand 94. Dies bedeutet, daß der Widerstand 94 einen Pfad vom Zünd­ kondensator 80 bildet und damit ermöglicht, daß die Tor- Kathodenstrecke des gesteuerten Schalters 84 in Vorwärts­ richtung vorgespannt wird. Damit wird der Schalter 84 an­ geschaltet und die Zündschaltung durch den Zünder 74 ge­ schlossen.

Je niedriger der Widerstand zwischen den Elektroden 62, 64 ist, umso höher ist die Spannung über dem Widerstand 94. Die Ladegeschwindigkeit des Zündkondensators 80 hängt von dem Widerstand des Wassermediums ab, in das die Elektroden eingetaucht sind. Die Empfindlichkeit der Schaltung läßt sich durch Ändern des Wertes des Widerstandes 94 einstel­ len. In diesem Zusammenhang gilt, daß der Widerstand 94 in Verbindung mit dem Widerstand des Mediums an den Elektro­ den 62, 64 wie ein Spannungsteiler wirkt, so daß bei höhe­ rem Wert des Widerstandes 94 die Spannung über dem Konden­ sator 80 ebenfalls höher ist. Bei abgenommener Vorrichtung während eines Austausches oder einer Reparatur verhindert der Widerstand 108 einen Spannungsaufbau an den Schal­ tungsanschlüssen zur elektroexplosiven Vorrichtung 74. Falls ein solcher Spannungsaufbau auf der anderen Seite möglich sein sollte, könnte ein erneuter Anschluß der Vor­ richtung 74 darzu führen, daß der gesteuerte Gleichrichter 84 die Vorrichtung 74 unbeabsichtigt zünden würde.

Der im vorstehenden erläuterte Betrieb läßt sich somit zu­ sammenfassend als das gesteuerte Laden und Entladen der Energiespeichervorrichtung bzw. des Kondensators 80 in Ab­ hängigkeit davon beschreiben, daß die Meßelektroden 62, 64 nacheinander Medium oder Strömungsmitteln unterschiedli­ cher elektrischer Leitfähigkeit ausgesetzt werden. Insbe­ sondere wird der Kondensator 80 geladen, wenn die Elektro­ den 62, 64 Wasser ausgesetzt sind, und anschließend entla­ den, wenn die Elektroden 62, 64 aus dem Wasser austreten und Luft ausgesetzt werden. In bezug auf das Betreiben oder Zünden der elektroexplosiven Vorrichtung 74 gilt, daß die Schaltung bei Eintauchen der Elektroden 62, 64 in Was­ ser scharf gemacht wird, und die Schaltung zündet, wenn die Elektroden 62, 64 das Wasser verlassen.

Bei Verwenden der erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung in einem selbsttätigen Lösemechanismus für einen Piloten­ helm mit einer Atemmaske, wie dies in Fig. 1 dargestellt wird, wird die Schaltung scharf gemacht, das heißt der Kondensator 80 geladen, wenn der Kopf des Piloten und da­ mit der Helm 10 bei einem Eintauchen des Fallschirms in das Wasser unter die Wasseroberfläche gerät, und der Kon­ densator 80 bleibt solange geladen, wie sich der Kopf des Piloten unter Wasser befindet. Normalerweise sind dies einige wenige Sekunden. Wenn der Pilot dann zur Oberfläche des Wassers aufschwimmt und sein Kopf aus dem Wasser aus­ tritt, werden die Elektroden 62, 64 Luft ausgesetzt. Dies bewirkt, daß sich der Kondensator 80 über die elektroex­ plosive Vorrichtung 74 entlädt und diese zündet. Damit wird die Maske 20 vom Helm 10 und dem Gesicht des Piloten in der vorstehend beschriebenen Weise getrennt. Hierdurch wird ein Ertrinken verhindert. Falls der Pilot bewußtlos ist, die Maske 20 dabei sein Gesicht bedeckt und das freie Ende des Schlauches 28 im Wasser liegen würde, würde es keine Atemluft für den Piloten geben.

Als Beispiel sei genannt, daß bei einer Schaltung zur Ver­ wendung in dem vorstehend beschriebenen Maskenlösemecha­ nismus die Elektrode 62 aus rostfreiem Stahl und die Elek­ trode 64 aus Aluminium bestehen könnte, die Quelle 70 eine 6 V-Batterie ist, der Widerstand 94 einen Wert von etwa 1 Megaohm haben könnte, die Diode 88 eine 1N914-Diode ist und die Last 74 eine elektroexplosive Vorrichtung sein könnte, die von der Conax Florida Corporation als Modell CC-114 mit 2 bis 5 Ohm in den Handel gebracht wird, der Widerstand 108 eine Größe von etwa 1 Kiloohm haben könnte, der Schalter 84 ein siliziumgesteuerter Gleichrichter 2N 5060 mit einer Torspannung von etwa 0,4 Volt bis etwa 0,8 Volt sein könnte und der Kondensator 80 eine Größe von etwa 47 Mikrofarad aufweisen könnte.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die vorliegende Er­ findung ihre beabsichtigten Zwecke erfüllt. Eine Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung ist im Detail be­ schrieben worden. Dies dient nur der Erläuterung, nicht der Beschränkung.

Claims (15)

1. Schaltung zum Betreiben einer Last nach Maßgabe einer vorgegebenen äußeren Leitfähigkeit, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) zwei Meßelektroden,
• b) eine an eine der Elektroden angeschlossene Quelle elektrischer Energie,
• c) eine Last,
• d) eine an die Last, die Quelle und die andere der Meß­ elektroden angeschlossene Betreiberschaltung, wobei die Schaltung einen ersten Abschnitt zum Speichern elektrischer Energie zum Betreiben der Last und ei­ nen zweiten Abschnitt aufweist, der die gespeicherte Energie zum Betreiben der Last ausnutzt, und
• e) wobei die Schaltung weiter eine Steuereinrichtung enthält, damit nur der erste Schaltungsabschnitt be­ trieben wird, wenn die Meßelektroden einem ersten Medium mit einer vorgegebenen elektrischen Leitfä­ higkeit ausgesetzt sind, und dann ein Betreiben des zweiten Abschnittes im Anschluß daran zugelassen wird, wenn die Meßelektroden einem zweiten Medium mit einer anderen elektrischen Leitfähigkeit ausge­ setzt werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Steuereinrichtung und deren Anschluß in der Schaltung so ausgebildet sind, daß sie auf das er­ ste Medium dann ansprechen, wenn dieses eine höhere elektrische Leitfähigkeit als das zweite Medium auf­ weist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Steuereinrichtung und dessen Anschluß in der Schaltung so getroffen werden, daß es anspricht, wenn das erste Medium Wasser und das zweite Medium Luft ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt der Betreiberschaltung einen Kon­ densator und der zweite Abschnitt der Betreiberschal­ tung einen mit der Last in Reihe liegenden gesteuerten Schalter enthält, derart, daß ein Entladeweg für den Kondensator durch die Last gebildet wird,und der Schal­ ter in steuernder Funktion zu der Steuereinrichtung liegt, so daß der Schalter während des Speicherns elek­ trischer Energie in dem Kondensator offen und während des Betriebes der Last geschlossen ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Diode enthält, die so in der Schaltung liegt, daß sie leitet, wenn die Elektroden einem leitenden Medium ausgesetzt sind und damit einen Betrieb von nur dem ersten Schaltungsabschnitt zuläßt, wozu ein Pfad zum Speichern von Energie gebildet wird, und dieser geöffnet wird, wenn die Elektroden einem nicht leitenden Medium ausgesetzt werden, um damit den Betrieb des ersten Abschnittes abzubrechen und den Be­ trieb des zweiten Schaltungsabschnittes zuzulassen.

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine elektroexplosive Vorrichtung ist.

7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine elektroexplosive Vorrichtung in einem selbsttätigen Lösemechanismus für die Atemmaske in ei­ nem Pilotenhelm ist.

8. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt der Betreiberschaltung einen Kon­ densator enthält, daß der zweite Abschnitt der Betrei­ berschaltung einen gesteuerten Schalter in Reihe mit der Last enthält, der einen Entladepfad für den Konden­ sator durch die Last bildet, daß der Schalter zu der Steuereinrichtung in steuernder Beziehung steht, so daß der Schalter während des Speicherns von elektrischer Energie in dem Kondensator offen und für den Betrieb der Last geschlossen ist, und wobei die Steuereinrich­ tung eine in der Schaltung liegende Diode enthält, die leitet, wenn die Elektroden einem leitenden Medium aus­ gesetzt sind, und einen Betrieb von nur dem ersten Schaltungsabschnitt zuläßt, wozu ein Ladeweg für den Kondensator gebildet wird, und öffnet, wenn die Elek­ troden einem nicht leitenden Medium ausgesetzt werden, um damit das Laden des Kondensators zu unterbrechen und den Schalter zu schließen, um den Kondensator über die Last zu entladen.

9. Schaltung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8 zum Betreiben einer Last nach Maßgabe einer vorgegebenen äußeren Leitfähigkeit, gekennzeichnet durch die folgen­ den Merkmale:

• a) zwei Meßelektroden,
• b) eine Quelle elektrischer Energie mit zwei Anschlüs­ sen, von denen einer mit einer der Elektroden ver­ bunden ist,
• c) ein erster Zweig mit einer Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer den Strom in einer Richtung leitenden Halbleitereinrichtung, wobei der Wider­ stand mit dem anderen Anschluß der Quelle und dem Verbindungspunkt des Widerstandes verbunden ist und die den Strom in einer Richtung leitende Einrichtung mit der anderen der Elektroden verbunden ist,
• d) ein zweiter Zweig, der über dem ersten Zweig liegt und die Reihenschaltung aus einer Last und einem Halbleiterschalter mit einer Anode, einer Kathode und Steueranschlüssen enthält, und der Steueran­ schluß an die Verbindungsstelle zwischen dem Wider­ stand und der den Strom in einer Richtung leitenden Einrichtung angeschlossen ist, und
• e) ein dritter Zweig, der die Energiespeichereinrich­ tung enthält und über dem zweiten Zweig liegt, wobei
• f) nach Maßgabe davon, ob die Meßelektroden einem Medi­ um mit einer vorgegebenen elektrischen Leitfähigkeit ausgesetzt werden, ein Kreis geschlossen wird ein­ schließlich der Elektroden, der Quelle, der Energie­ speichervorrichtung und der den Strom in einer Rich­ tung leitenden Vorrichtung, so daß Energie in dem Speicher gespeichert wird, während der Schalter zur gleichen Zeit offen gehalten wird, und in Abhängig­ keit davon, daß die Meßeinrichtung einem im wesent­ lichen nicht leitenden Medium ausgesetzt wird, die Quelle funktionsmäßig von den Schaltungszweigen ab­ getrennt wird und die Energiespeichervorrichtung am Widerstand anfänglich ein Potential erzeugt, das an den Steueranschluß angelegt wird, so daß der Schal­ ter schließt, so daß eine Entladeschaltung für die Energiespeichervorrichtung durch die Last gebildet wird.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Richtung leitende Einrichtung eine Diode ist, deren Kathode an den Widerstand angeschlossen ist.

11. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode des Schalters an die Last angeschlossen ist.

12. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strom in einer Richtung leitende Einrichtung eine Diode ist, deren Kathode an den Widerstand ange­ schlossen ist, und wobei die Anode des Schalters an die Last und dessen Kathode an die Anode der Diode ange­ schlossen ist.

13. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher ein Kondensator ist, der über der Reihenschaltung aus der Last und dem Schalter liegt.

14. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine elektroexplosive Vorrichtung ist.

15. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine elektroexplosive Vorrichtung in einem selbsttätigen Auslösemechanismus für die Atemmaske ei­ nes Pilotenhelmes ist.