DE645636C

DE645636C - Alternating current operated light relay with a photoelectrically effective glow lamp serving as a rectifier

Info

Publication number: DE645636C
Application number: DEH143039D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1935-03-10
Filing date: 1935-03-10
Publication date: 1937-05-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtrelais, das als wesentlichen Bestandteil eine als Gleichrichter dienende Glimmlampe mit einer kalten oder geheizten Entladungskathode und einer Photokathode besitzt. Es ist bekannt, derartige Lichtrelais mit einer Saugwechselspannung zwischen Anode und Entladungskathode zu betreiben, die größer als die Zündspannung ist, und den EntladungsVorgang durch ein an einer Sperrelektrode liegendes, gegen das Anodenpotential phasenverschobenes Potential zu beinflussen. Durch eine derartige Schaltung wird bewirkt, daß die Zündung erst bei einer Belichtung von bestimmter Stärke einsetzt.The invention relates to a light relay which, as an essential component, acts as a rectifier serving glow lamp with a cold or heated discharge cathode and a photocathode. It is known, operate such light relays with an alternating suction voltage between anode and discharge cathode that is greater than the ignition voltage is, and the discharge process by a lying on a blocking electrode, to influence a phase-shifted potential with respect to the anode potential. By such a Circuit causes the ignition only at an exposure of certain Strength sets in.

Durch die vorliegende Erfindung wird der Anwendungsbereich derartiger Lichtrelaisanordnungen dadurch erweitert, daß erfindungsgemäß in die lediglich kapazitive Stromzuführung zur Photokathode der Glimmlampe eine weitere lichtelektrische wirksame Zelle als durch Licht veränderlicher Widerstand geschaltet ist.The field of application of such light relay arrangements becomes through the present invention expanded by the fact that according to the invention in the merely capacitive power supply to the photocathode of the glow lamp a further photoelectrically effective cell as a resistor that can be changed by light is switched.

Es ist bekannt, elektrische Entladungsröhren durch den Photostrom einer oder mehrerer von den Entladungsröhren getrennter Photozellen zu steuern. Die bekannten Anordnungen dienen jedoch wesentlich anderen Zwecken und sind nicht wie der Anmeldungsgegenstand, bei dem die Glimmzelle selbst als Photozelle ausgebildet ist, geeignet, mit Sicherheit starke Ströme zu steuern.It is known that electric discharge tubes by the photocurrent of an or to control several photocells separated from the discharge tubes. The known However, orders serve significantly different purposes and are not like the subject of the application, in which the glow cell itself is designed as a photocell, suitable for controlling strong currents with certainty.

Die Anordnung nach der Erfindung kann so getroffen werden, daß bei gleichzeitiger gleichstarker Belichtung der mit einer Photokathode und einer kalten oder geheizten Entladungskathode versehenen, als Gleichrichter dienenden Glimmlampe und der in die kapazitive Stromzuführung zur Photokathode der Glimmlampe geschalteten weiteren lichtelektrisch wirksamen Zelle keine Zündung der Glimmlampe erfolgt, sondern daß eine Zün- dung nur dann erfolgt, wenn die Glimmlampe stärker belichtet wird als die in der Stromzuführung zur Photokathode der Glimmlampe liegende lichtelektrisch wirksame Zelle. Durch eine andere Schaltung kann bewirkt werden, daß bei Belichtung, der im Kreis der Steuerelektrode liegenden Photozelle wahlweise eine Zündung der Photoglimmlampe eingeleitet oder eine bestehende Entladung unterbrochen wird.The arrangement according to the invention can be made so that at the same time equal exposure of the photocathode and a cold or heated discharge cathode provided, serving as a rectifier glow lamp and in the capacitive power supply to the photocathode Glow lamp switched further photoelectrically effective cell no ignition of the Glow lamp takes place, but that ignition only takes place when the glow lamp is more exposed than that in the power supply to the photocathode of the glow lamp lying photoelectrically effective cell. Another circuit can cause that during exposure, the photocell lying in the circle of the control electrode optionally one Ignition of the glow lamp initiated or an existing discharge interrupted will.

Bei einer weiteren Schaltung ist es möglich, zu erreichen, daß beim Auftreffen einer bestimmten Licht- oder Strahlungsart auf die Anordnung eine Zündung erfolgt, während beim Auftreffen einer bestimmten anderen Licht- oder Strahlungsart eine gezündete Entladung unterbrochen wird. Zu diesem Zweck können beispielsweise .die Kathoden der bei-With a further circuit, it is possible to achieve that when a A certain type of light or radiation on the arrangement an ignition takes place while when a certain other type of light or radiation hits, an ignited discharge is interrupted. For this purpose, for example, the cathodes of the two

den Photozellen aus einem Material bestehen, daß auf die gewünschte Strahlung besonders anspricht, oder in Hüllen eingeschlossen werden, die nur für bestimmte Strahlenarten durchlässig sind. Selbstverständlich können sowohl bei Yenvendung einer als auch mehrerer Außenelektroden auch mehrere Photozellen verwendet werden.The photocells are made of a material that is particularly sensitive to the desired radiation responds, or be enclosed in envelopes that are only suitable for certain types of radiation are permeable. Of course, you can use one or more External electrodes can also be used with multiple photocells.

In der Zeichnung sind beispielsweise zwei ίο Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Fig. ι zeigt eine Anordnung, bei der allgemeine Helligkeitsschwankungen kompensiert werden.In the drawing, for example, two embodiments of the invention are shown. Fig. Ι shows an arrangement in which general fluctuations in brightness are compensated will.

Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Anordnung, bei der durch Belichtung wahlweise eine Entladung in der Photoglimmlampe erzeugt oder unterbrochen wird.FIG. 2 shows, for example, an arrangement in which a discharge is optionally effected by exposure is generated or interrupted in the photo glow lamp.

In der Fig. 1 ist I die mit einer Anode 2 und einer geheizten Kathode 3 versehene Photoglimmlampe, in der sich, isoliert sowohl von Anode wie von Kathode, eine photoelektrisch wirksame Schicht 4, beispielsweise als Belag auf der Wandung, befindet. Die Glühkathode wird in üblicher Weise durch den in der Wicklung 5 eines Transformators 6 mit der Primärwicklung 7 erzeugten Wechselstrom geheizt. Der Transformator 6 ist mit einer weiteren Wicklung 8 versehen, die die Anodenspannung für die Photoglimmlampe liefert. Diese Anodenspannung kann höher bemessen sein als die zur Zündung der Glimmlampe notwendige Saugspannung. In den Anodenstromkreisen ist bei den Klemmen 9 der Verbraucher, z. B. ein Motor, der bei Belichtung der Glimmlampe 1 eine Garagentür öffnet, angebracht. Damit trotz der über der Zündspannung liegenden Saugwechselspannung zwischen Anode 2 und Entladungskathode 3 keine Zündung der Photoglimmlampe erfolgt, wird das auf die Kathode wirkende, von der Anode herrührende elektrische Feld durch ein entgegengesetzt wirkendes ■ Feld geschwächt, das dadurch erzeugt wird, daß die Schicht 4 über eine weitere lichtelektrisch wirksame Zelle 20 auf ein geeignetes, gegen das Potential der Anode 2 phasenverschobenes Potential gebracht wird. Zu diesem Zweck ist auf dem Transformator 6 eine Wicklung 10 angebracht, die über einen hohen Widerstand 11 geschlossen wird, von dem mittels eines Schleifkontaktes 18 eine gegen die Anodenspannung phasenverschobene Spannung für eine Außenelektrode 12 abgegriffen werden kann, die über die Zelle 20 das Potential der Zwischenschicht 17 beeinflußt. Da die Wicklung 10 auf demselben Transformator wie die Wicklung 8 liegt, wirken alle Schwankungen der Netzspannung in gleicher Weise auf die Anode und die Elektrode 12, so daß die Anordnung gegenüber Netzspannungsschwankungen weitgehend unempfindlich ist.In Fig. 1, I is the glow lamp provided with an anode 2 and a heated cathode 3, in which, isolated both from the anode and from the cathode, a photoelectrically effective layer 4, for example as Coating on the wall is located. The hot cathode is in the usual way by the in the winding 5 of a transformer 6 with the primary winding 7 generated alternating current heated. The transformer 6 is provided with a further winding 8, which the Provides anode voltage for the photo glow lamp. This anode voltage can be higher than that for igniting the glow lamp necessary suction tension. In the anode circuits is at the terminals 9 of the consumer, z. B. a motor that works when exposed the glow lamp 1 opens a garage door, attached. So in spite of the above The alternating suction voltage between the anode 2 and the discharge cathode 3 does not ignite the glow lamp occurs, the electrical acting on the cathode, originating from the anode, becomes Field weakened by an opposing ■ field that is generated by that the layer 4 via a further photoelectrically effective cell 20 on a suitable, is brought against the potential of the anode 2 phase-shifted potential. To this Purpose, a winding 10 is attached to the transformer 6, which has a high Resistor 11 is closed, one of which by means of a sliding contact 18 against the anode voltage phase-shifted voltage for an outer electrode 12 is tapped which influences the potential of the intermediate layer 17 via the cell 20. Since the Winding 10 is on the same transformer as winding 8, all fluctuations have an effect the mains voltage in the same way on the anode and the electrode 12, so that the arrangement is largely insensitive to mains voltage fluctuations.

Um die von der Differenz zwischen Zünd- und Abreißspannung herrührende Trägheit der Photoglimmlampe zu beseitigen, ist bei der Anordnung nach Abb. 1 in die Zuleitung zur Elektrode 12 noch die Sekundärwicklung 13 eines Transformators 14 geschaltet, dessen Primärwicklung 15 vom durch die Primärwicklung 7 des Transformators 6 fließenden Strom gespeist wird, so daß die an 7» den Enden der Wicklung 13 auftretende Spannung von der Stromstärke im Anodenkreis der Photoglimmlampe abhängt. Parallel zur Primärwicklung 15 liegt ein Potentiometer 16, das gestattet, die Spannung an der Elektrode 12 derart zu regulieren, daß durch die Entladung in der Zelle 1 das Potential der Schicht 4 derart vergrößert wird, daß beim Aufhören der Belichtung der Schicht 4 die Entladung sofort abreißt oder auf den Aus- *o gangswert zurückkehrt. Die in der Zuleitung zur Elektrode 12 in Ausführung der Erfindung angeordnete Photozelle 20, die gegebenenfalls durch einen hohen Widerstand 21 überbrückt wird, bietet im unbelichteten Zustand dem Ladestrom der Elektrode 12 einen außerordentlich hohen Widerstand dar. Wird sie jedoch belichtet und sinkt ihr Widerstand und daher auch der Spannungsabfall, so steigt das Potential der Elektrode 12 an.About the inertia resulting from the difference between the ignition voltage and the chopping voltage to eliminate the glow lamp is in the arrangement according to Fig. 1 in the supply line the secondary winding 13 of a transformer 14 is connected to the electrode 12, its primary winding 15 from flowing through the primary winding 7 of the transformer 6 Current is fed, so that the voltage occurring at the ends of the winding 13 depends on the current strength in the anode circuit of the photo glow lamp. A potentiometer 16 is located parallel to the primary winding 15, this allows to regulate the voltage on the electrode 12 so that by the discharge in the cell 1, the potential of the layer 4 is increased such that when If the exposure of layer 4 stops, the discharge breaks off immediately or on the outlet * o value returns. The one in the lead to the electrode 12 in an embodiment of the invention arranged photocell 20, which optionally by a high resistance 21 is bridged, offers the charging current of the electrode 12 in the unexposed state exceptionally high resistance. If it is exposed, however, its resistance decreases and hence the voltage drop as well, the potential of the electrode 12 rises.

Für manche Zwecke, z. B. wenn, wie schon oben angegeben, der Verbraucher ein. zur öffnung von Garagentüren dienender Motor ist, kann es erwünscht sein, daß die Photoglimmlampe nur anspricht, wenn sie allein z. B. durch die Lichtquelle 19 beleuchtet wird, während ein Ansprechen auf allgemeine Schwankungen der Helligkeit nicht eintreten soll. Die Zelle 20 wird dann derart angebracht, daß sie den allgemeinen Helligkeits- »00 Schwankungen in derselben Weise wie die Zelle ι unterworfen ist, während sie gegen z. B. von vorn auf die Zelle 1 auffallendes Scheinwerferlicht abgeblendet ist. Der Widerstand 21 wird so bemessen, daß bei allgemei- »05 nen Helligkeitsschwankungen, die auf beide Zellen wirken, die Spannung der Elektrode 12 gerade so viel erhöht wird, daß es trotz der Belichtung der Schicht 4 zu keinem Ansprechen der Zelle 1 kommt. n°For some purposes, e.g. B. if, as already stated above, the consumer a. to the If the motor is used to open garage doors, it may be desirable to use the photo glow lamp only responds when she is alone z. B. is illuminated by the light source 19, while there is no response to general fluctuations in brightness target. The cell 20 is then attached in such a way that it has the general brightness »00 Fluctuations in the same way as the cell ι is subject to while it is against z. B. from the front of the cell 1 striking headlight is dimmed. The resistance 21 is dimensioned in such a way that in the case of general »05 fluctuations in brightness that affect both Cells act, the voltage of the electrode 12 is increased just enough that it is in spite of the Exposure of layer 4 does not result in cell 1 responding. n °

Die Anordnung nach Fig. 2 entspricht im allgemeinen der Anordnung nach Fig. 1. Sie unterscheidet sich von ihr, abgesehen davon, daß die zum Ausgleich der Differenz zwischen Zünd- und Abreißspannung dienende Anordnung einer von der Beladung der Photoglimmlampe abhängigen Spannungsquelle der Einfachheit halber fortgelassen ist, nur dadurch, . daß der Glimmlampe 20 mittels des auf dem Widerstand 11 gleitenden Schleifkontaktes 22 iao eine beliebige Spannung zugeteilt werden kann, und daß auf dem Widerstand 11 einThe arrangement of FIG. 2 corresponds in general to the arrangement of FIG. 1. You differs from her, besides being able to compensate for the difference between Ignition and chopping voltage serving arrangement of one of the loading of the photo glow lamp dependent voltage source is omitted for the sake of simplicity, only by. that the glow lamp 20 iao by means of the sliding contact 22 sliding on the resistor 11 any voltage can be assigned, and that on the resistor 11 a

zweiter Schleifkontakt 23 ebenfalls beliebig einstellbar ist, von dem über einen Widerstand 21 eine Leitung zur Elektrode 12 führt. Ist das an dem Kontakt 22 liegende Potential kleiner als das an dem Kontakt 23 liegende, so wird bei Belichtung der Zelle 20 die Elektrode 12 ein niedrigeres Potential annehmen und daher auch das Potential der Schicht 4 verringert werden, so daß ein Ansprechen der Photoglimmlampe erfolgt. Ist dagegen das Potential des Kontaktes 22 größer als das Potential des Kontaktes 23, so wird bei Belichtung der Photozelle 20 die Elektrode 12 das höhere Potential des Kontaktes 22 annehmen, und eine durch Belichtung der Zelle ι erfolgte Entladung in der Photoglimmlampe wird unterbrochen.second sliding contact 23 can also be adjusted as desired, from which via a resistor 21 leads a line to electrode 12. Is the potential at contact 22 smaller than that lying on the contact 23, the electrode 12 becomes a lower potential when the cell 20 is exposed assume and therefore also the potential of the layer 4 are reduced, so that a response the photo glow lamp takes place. If, on the other hand, the potential of contact 22 is greater than the potential of contact 23, then when the photocell 20 is exposed, the electrode 12 has the higher potential of the contact 22 assume, and a discharge in the photoglimmer lamp that took place through exposure of the cell ι will be interrupted.

Die Anordnung kann dabei so getroffen werden, daß die Zelle 1 auf andere Licht-Wellenlängen anspricht als die Zelle 20. Z. B. kann durch geeignete Wahl der lichtelektrisch wirksamen Schicht oder durch geeignete Filter erreicht werden, daß die Zelle 1 nur auf blaues oder ultraviolettes Licht anspricht, während die Zelle 20 z. B. auf- rotes oder infrarotes Licht anspricht.The arrangement can be made so that the cell 1 to other light wavelengths responds as cell 20. For example, by suitable choice of the photoelectrically active layer or by suitable filters it can be achieved that the cell 1 only responds to blue or ultraviolet light, while the cell 20 z. B. responds to red or infrared light.

Die Einrichtung kann z. B. so getroffen werden, daß bei Verwendung der Anordnung an Pack- oder Sortiermaschinen ein blauer Lichtstrahl die Zelle 1 ansprechen und die Entladung fortbestehen läßt, bis z. B. ein roter Lichtstrahl auf die Zelle 20 die Anordnung wieder abschaltet.The facility can e.g. B. be taken so that when using the arrangement on packing or sorting machines a blue light beam address cell 1 and the Discharge can continue until z. B. a red light beam on the cell 20 the arrangement turns off again.

Oder es kann beispielsweise ein blauer Lichtstrahl einen bestimmten Stromwert steuern, dessen Größe durch die Einwirkung eines andersfarbigen, z. B. roten, auf der Zelle 20 um einen bestimmten Betrag vergrößert oder verringert wird.Or, for example, a blue light beam can have a certain current value control, its size by the action of a different colored, z. B. red, on the Cell 20 is increased or decreased by a certain amount.

Oder es kann eine bestehende Dauerentladung in Zelle 1 durch Belichtung der Zelle 20 unterdrückt werden. Die Anordnung spricht nunmehr an, einmal auf jede Unterbrechung des unterdrückenden Lichtstrahles und auf jede direkte Belichtung der Zelle, beide Male, ob bei Belichtung oder Beschattung in derselben Richtung, also die Entladung hervorrufend. Or there can be an existing continuous discharge in cell 1 by exposing cell 20 to light be suppressed. The arrangement now responds, once to each interruption of the suppressing light beam and on any direct exposure of the cell, both times, whether with exposure or shading in the same direction, i.e. causing the discharge.

Die Kombinationen sind beliebig zu erweitern und eignen sich für die verschiedensten Anwendungsgebiete.The combinations can be expanded as required and are suitable for a wide variety of purposes Application areas.

Durch Rückführung des Lichtes einer im Anodenstromkreis der Zelle 1 liegenden Glühlampe auf die in der Steuerelektrodenzuführung liegende Photozelle 20 kann ebenso wie durch den Transformator 13, 14, 15 die Differenz zwischen Zünd- und Abreißspannung ausgeglichen werden.
Überschreitet die Rückführung einen bestimmten Betrag, so können Kippschwingungen beliebiger Frequenz und gegebenenfalls verschiedener Kurvenform erzeugt werden. Letzteres z. B. dadurch, daß nur ein bestimmter Spektralbereich des Lichtes rückgeführt wird.By returning the light from an incandescent lamp located in the anode circuit of cell 1 to the photocell 20 located in the control electrode feed, the difference between the ignition voltage and the chopping voltage can be compensated for, as is the case with the transformer 13, 14, 15.
If the feedback exceeds a certain amount, tilting oscillations of any frequency and possibly of different curve shapes can be generated. The latter z. B. in that only a certain spectral range of the light is fed back.

Die Teile 20 kann gegebenenfalls auch eine Widerstandszelle, z. B. eine Kupferoxydul-, Kaliumsulfid-, Selenzelle o. dgl., sein; unter Umständen genügt z. B. ein Glasstab, der mit einer Selenschicht versehen ist, und in dessen beiden Enden Zuleitungen eingeschmolzen sind.The parts 20 can optionally also be a resistance cell, e.g. B. a copper oxide, potassium sulfide, selenium cell o. The like. Be; under certain circumstances z. B. a glass rod, which is provided with a selenium layer, and in both ends of which leads are fused.

Claims

Patent claims:

1. Light relay operated with alternating current with a photoelectrically effective, Glow lamp serving as a rectifier with a photocathode and a cold or heated discharge cathode, between whose anode and discharge cathode have a suction alternating voltage that is greater than the ignition voltage, and its discharge process by a barrier electrode lying, phase-shifted potential with respect to the anode potential is, characterized in that a further photoelectrically effective cell (20) as a resistance variable by light is switched into the merely capacitive power supply to the photocathode of the main cell.

2. Light relay according to claim 1, characterized in that as a rectifier serving photocell (1) and the one in series with the photocathode of the main cell (1) lying additional photocell (20) z. B. by using different cathode material or different permeable glass are sensitive to different wavelengths of light.

3. Light relay according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage the cathode is connected with its anode to the control electrode (12) which acts capacitively on the photo layer (4) Photocell (20) is tapped from a resistor (11), one of which End of the potential of the discharge cathode (3) of the glow lamp (1) and its other End of a phase shifted with respect to the anode potential of the glow lamp (1) Has potential.

4. Light relay according to claim 3, characterized in that the capacitive on the Photo layer (4) acting control electrode (12) on the resistor (11) except over the photocell (20) directly, possibly via a further resistor (21) is connected.

5. Light relay according to claim 1 to 4, characterized in that the anode circuit place a light source on the cell (1)

is arranged so that its light can fall on the photocell (20), and thereby that the anode potential counteracting potential of the control electrode (12) accordingly the passage of current through cell (i) is increased.

6. Light relay according to claim 5, characterized by such a dimensioning the control voltages and the optical feedback that the difference between The ignition and chopping voltage of the photocell (1) is approximately balanced.

7. Light relay according to claim 5, characterized by such a dimensioning the optical feedback that in the circuit of the photo glow lamp (1) Tilting vibrations arise.

8. Light relay according to claim 1 to 7, characterized in that as photoelectric effective cell (20) serves as a resistance cell.

9. Light relay according to claim 1, characterized by such an arrangement the light-sensitive cell (1, 20) that the light relay only on a special exposure of the cell (1), on the other hand, does not respond to general fluctuations in brightness.

1 sheet of drawings