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Einrichtung zur )V(essung sehr hoher Widerstände Im Hauptpatent ist
eine Einrichtung zur Messung sehr hoher Widerstände oder Ionisierungsstärken beschrieben,
die einen dem zu messenden Widerstand parallel geschalteten Kondensator und ein
von der Kondensatorspannung beeinflußtes Gerät aufweist, das die Aufladung des Kondensators
bis zu einem bestimmten Potential bewirkt, nach dessen Erreichung dieser sich über
den Widerstand entlädt, worauf der Ladestromkreis wieder geschlossen wird, derart,
daß die Zahl der Entladungen in der Zeiteinheit ein Maß für die Größe des Widerstandes
gibt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine sich als besonders zweckmäßig erweisende
Schaltungsanordnung, welche eine Mehrfachverstärkerschaltung für derartige Röhrenwiderstandsmesser
betrifft. Hierbei ist es im Wesen gleichgültig, ob das Aufladen des Gitterkondensators
induktiv aus dem Anodenkreis erfolgt oder aus einer gesonderten Stromquelle mit
Hilfe eines in den Anodenkreis der Verstärkerröhre geschalteten Relais u. dgl.
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Da das Zählen der Kondensatoraufladungen umständlich und zeitraubend
ist, empfiehlt es sich meist, elektromagnetische oder sonstige Relais für automatische
Zählungen bzw. Auf schreibungen zu benutzen. Solche Relais erfordern aber, damit
sie betriebssicher arbeiten, das Zuschalten von Verstärkerröhren gewöhnlich höheren
Emissionsstromes. Diese Zuschaltung kann indessen nicht in der üblichen Weise mittels
Zwischenüberträgern oder der in der Radiotechnik meist verwendeten Widerstandskopplung
erfolgen. Erfindungsgemäß geschieht die Übertragung der periodischen Stromimpulse
von der ersten Röhre auf Gitter und Glühkathode der zweiten Röhre bzw. nächstfolgenden
Röhre über je einen hochisolierten Gitterkondensator, der bei den üblichen Röhrenmaßen
nicht mehr als je 300 cm Kapazität aufweisen soll, und zwar sind diese Kondensatoren
derart mit der nächsten Röhre gekoppelt, daß die Punkte größter Spannungsdifferenz
im Anodenkreis der ersten Röhre mit dem Gitter und der Glühkathode der folgenden
Röhre verbunden sind, und es ist ferner für das rasche und betriebssichere Ansprechen
des Relais notwendig, daß der Gitterableitungswiderstand für jene Röhre, in deren
Anodenkreis das Relais arbeitet, in der Größenordnung von mindestens xo8 Ohm liegt.
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In manchen Fällen -ist es von besonderer Wichtigkeit, die Abnahme
der Isolierfähigkeit eines zu beobachtenden Isoliermaterials, beispielsweise das
Zurückgehen des Isolationswertes von Transformatorölen, von Preßspanmaterial in
Hochspannungsmaschinen, -schaltern u. dgl., automatisch und betriebssicher nachzuweisen.
Würde aber zu diesem Zwecke die
Einrichtung beispielsweise in Verbindung
mit einem der üblichen Frequenzmesser verwendet werden, dann hätte dies den wesentlichen
Nachteil, daß der Frequenzmesser nichtpur durch die gewollte höhere Frequenz, sondern
auch durch deren kleinere harmonische Schwingungen zum Ansprechen gebracht würde,
was eine unliebsame und unter Umständen bedenkliche Betriebsunsicherheit bringen
würde. Außerdem wäre es mit Schwierigkeiten verbunden, einen Frequenzmesser für
die meist vergleichsweise recht langsamen Frequenzen, die hier in Betracht kommen,
zu bauen.
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Erfindungsgemäß werden diese Hindernisse nun dadurch umgangen, daß
an Stelle eines Frequenzmessers eine Anordnung tritt, die in Abhängigkeit von der
zur Schonung der Verstärkerröhren und der Stromquellen ohnehin verwendeten Schaltuhr
gebracht wird, welche die ganze Einrichtung periodisch unter Strom setzt, bei der,
sobald die Anzahl der periodischen Stromimpulse in der Zeiteinheit eine bestimmte,
einstellbare, unterste Grenze erreicht bzw. überschritten hat, durch die Impulse
ein Signal betätigt wird. Die Stromimpulse hingegen wirkungslos bleiben, solange
deren Frequenz vergleichsweise klein, der Isolationswert des zu untersuchenden Materials
also genügend groß ist.
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Wird die Anordnung mit einer Schaltuhr verbunden, die die ganze Anordnung
eine gewisse Zeit periodisch unter Strom setzt, dann kann sie auch dazu dienen,
um selbsttätig ein Warnungssignal zu geben, falls ein an die Stelle von D gebrachter
Isolierstoff, beispielsweise Hochspannungstransformatoröl, seine Isolierfähigkeit
bis zu einem gewissen bedenklichen Wert verloren hat.
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Die Abbildung zeigt beispielsweise eine zweckmäßige Form einer Kaskadenschaltung
zugleich in Verbindung mit einem eigenartigen Schaltwerk, welches die Funktion eines
Frequenzmessers erfüllt.
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Wird die Batterie B durch die Schaltuhr N
eine gewisse
einstellbare Zeit hindurch eingeschaltet, dann versorgt sie über den verstellbaren
Kontakt 0 zunächst die Glühkathode der Verstärkerröhren mit Strom und erregt außerdem
den Elektromagneten der Kupplung E, der fest auf der Hülse W sitzt, wodurch die
Kupplung mit der auf der Achse V festsitzenden Eisenscheibe F wirksam wird. Die
Wirkungsweise der ersten Verstärkerröhre besteht im wesentlichen darin, daß die
Aufladungen des Kondensators C aus der Batterie B1 bzw. über den Transformator T
um so häufiger erfolgen, je geringer der Isolationswert zwischen den Elektroden
D ist. Die volle Spannungsdifferenz, die am Transformator T auftritt, wird über
die beiden Kondensatoren Cl, C2, deren Kapazität bei den üblichen Röhrenmaßen vorzugsweise
nicht über je 3oo cm betragen soll, auf die Gitter und Glühkathoden der folgenden
Verstärkerröhren übertragen, von denen in der Abbildung nur eine gezeichnet ist,
während die gemeinsame Anodenbatterie B1 diese Röhre und das Relais U1 mit Strom
versorgt. Selbstverständlich kann aber für dieses Relais auch eine gesonderte Anodenbatterie
etwas höherer Spannung verwendet werden. Damit das Relais U1 selbst bei rasch aufeinanderfolgenden
Impulsen verläßlich arbeitet, ist es erfindungsgemäß erforderlich, daß der Gitterableitungswiderstand
mindestens auf zoll Ohm bemessen wird. Sooft das Relais U1 anspricht, wird aus der
Batterie B2 das Fortschalterelais U2 betätigt, dessen Anker das Steigrad S jeweils
um einen Zahn vorwärts rückt. Ist die Isolation zwischen den Elektroden D so groß,
daß während der Einschalteperiode der Batterie B über die Kontakte N und 0 die von
der betätigten elektromagnetischen Kupplung E mitgenommene Scheibe M aus Isoliermaterial,
die den metallischen Kontakt trägt, den Fixkontakt, der aus der Batterie B3 mit
Strom bzw. Spannung versorgt wird, nicht erreicht, dann wird beispielsweise durch
das Gewicht F, sobald der Stromkreis der Batterie B unterbrochen wird, die Scheibe
M in ihre Anfangsstellung zurückgedreht, ohne daß ein Kontakt bei M und damit eine
Betätigung der Signalvorrichtung L zustande gekommen ist.
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Ist hingegen der Isolationswert zwischen D, beispielsweise weil das
Transformatoröl in H unter einen gewissen wählbaren Wert gesunken ist, auf dieses
Ausmaß zurückgegangen, dann wird innerhalb der Einschaltezeit der Schaltuhr N die
Scheibe M bis zur Berührung mit dem fixen Kontakt gewandert sein und die Signaleinrichtung
L oder eine sonstige Warnungsmaßnahme in Betrieb setzen.
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Wird an Stelle der Elektroden D eine lichtelektrische Zelle oder eine
Selenzelle bzw. eine Ionenkammer eingeschaltet, dann kann die Apparatur auch dazu
dienen, um die Überschreitung einer bestimmten Temperatur oder bei lichtelektrischen
Zellen oder Selenzellen die Überschreitung einer bestimmten Emission chemisch wirksamer
Strahlen (Röntgen, ultraviolette Strahlung u. dgl.) automatisch anzuzeigen.
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Sinngemäß kann die vorliegende Erfindung auch zur Anzeige einer Höchstemission
an Licht oder chemisch wirksamer Strahlung vermittels einer lichtelektrischen oder
Selenzelle benutzt werden. Die beschriebenen Schaltungen finden aber auch Anwendung,
um allgemein Gesamtleistungen von Strahlungen (Röntgendosismessung, Lichtmengen)
integrierend zu messen, zu zählen bzw. selbsttätig zu kontrollieren oder aufzuschreiben,