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Lichtelektrische Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung Die Erfindung
bezieht sich auf Einrichtungen zur Messung kurzer Zeiten und insbesondere solche,
die zur Bestimmung der Geschwindigkeit sich schnell bewegender Obiekte verwendet
werden. Insbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, die Einrichtung so zu treffen,
daß mit Trägheit behaftete bewegliche Teile vermieden sind.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur 13essung die Aufladung eines
Kondensators zu benutzen, dessen Aufladung durch ein bei der Verdunklung der am
Anfang der Meßstrecke befindlichen Photozelle betätigtes Relais begonnen und durch
ein bei der Verdunklung der am Ende der Meßstrecke befindlichen Photozelle betätigtes
Relais beendet wird. Die bekannten Anordnungen sind jedoch infolge der Verwendung
von elektromagnetischen Relais mit dem Mangel einer gewissen Trägheit verbunden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine lichtelektrische Vorrichtung zur
Geschwindigkeitsmessung unter Verwendung einer derartigen Schaltanordnung von Photozellen,
Vakuumverstärkerröhren und dampfgefülltem Entladungsgefäß, daß bei Abblendung des
auf die Photozelle fallenden Lichtbündels durch den sich vorbeibewegenden Nleßkörper
ein Strom in der Entladungsröhre geschlossen wird. Die Erfindung besteht darin,
claß bei an sich bekannter Verwendung je einer Photozelle am Anfang und am Ende
der Meßstrecke und bei der bei Geschwindigkeitsmessern mit Photozellen und Verstärkerröhren
bekannten Anwendung von 'Meßkondensatoren eine weitere gleiche Schaltanordnung von
Photozelle, -'alcuumrölire und Darnpfentladungsröhre mit der ersten durch Schaltung
derart verbunden ist, daß der durch Abblenden der zweiten Photozelle erzeugte Strom
einen Kondensator auflädt und dabei den Spannungsabfall in der der ersten Photozelle
zugeordneten Dampfentladungsröhre in dem Sinne ändert, daß der beim Abblenden der
ersten Photozelle eingeschaltete, einen 1Zeßkondensator aufladende Strom ausgeschaltet
wird.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In der Abbildung sind i und z photoelektrische Einrichtungen, die
von den Lichtciuellen 3 und 4 belichtet werden können, und zwar über je ein optisches
Svstein 3. Die beiden Lichtstrahlenbündel verlaufen vorzugsweise senkrecht zu der
Bewegungsrichtung des Objekts, dessen Geschwindigkeit bestinniit werden soll. Sie
sind in bekannter Entfernung voneinander fest aufgestellt, derart, daß das betreffende
durch 6 angedeutete Objekt nacheinander die beiden Lichtstrahlenbündel
schneidet.
Die Vorrichtungen (Photozellen 1 und 2) sowie die übrigen "feile der Einrichtung
werden von einer Gleichstromquelle, beispielsweise der Batterie mit den Anzapfungen
8; 9, io und ii, durch die die Batterie unterteilt ist, gespeist. Die Anoden der
Photozellen i und = sind mit dein Ansehluß 8 verbunden. während die h'athodie Widerstände
12 und i3 angeschlossen sind: 15 und 16 sind zwei Verstärkerröhren, beispielsweise
Hochvakuumröhren, die mit ihren Kathoden durch eine gemeinsame Leitung mit dem Anschluß
g verbunden sind und deren Steuergitter mit den Kathoden der Photozellen
1, 2 in Verbindung stehen. Die Anoden der Röhren 15 und 16 sind über Widerstände
17, i8 nlit dem Anschluß ii verbunden. 2o und 21 sind Entladungsgefäße mit
Lichtbogen- bzw. lichtbogenartiger Entladung, insbesondere finit Dampffüllung. Ihre
Kathoden sind finit dein Anschluß io der Batterie über den gemeinsamen Widerstand
22 verblinden. Die Gitter dieser Röhren sind an die Anoden der Röhren 15 und 16
angeschlossen. Die Anode der Röhre 21 steht mit dem positiven Pol der Batterie über
den Schalter 23 und die Kapazität 24., die durch den Widerstand 25 überbrückt ist,
in Verbindung. Die Anode der Röhre 2o ist über den Widerstand 26 und die Kapazität
27 mit dein Anschluß i i verbunden. Der Betrag der Ladung der Kapazität 27 ist ein
Maß für das zu messende Zeitintervall. Die Kapazität 27 steht in Verbindung mit
dem Schalter 2$, durch dessen Schließen die Kapazität vollständig entladen werden
kann, bevor die Zeitmessung angestellt wird. Zur Messung der Ladung der Kapazität
27 dient die Entladungsröhre 29, die eine Hochvakuumröhre sein kann und deren Gitterkreis
(Gitterkathode) mit den Anschlüssen der Kapazität ?7 in bekannter Weise verbünden
ist. In den Anodenkreis der Röhre 29 ist in bekannter Weise das Milliamperemeter
30 in Reihe mit dem Widerstand 31 eingeschaltet.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist die folgende: Solange
die beiden Lichtstrahlenbündel von den Lichtquellen 3 und 4. ununterbrochen auf
die Photozellen i und 2 fallen, sind die Anodenkreise der Entladungsgefäße 15 und
16 stromführend: Infolgedessen werden die Steuergitter der Entladungsgefäße 2o und
21 auf negativem Botential behalten, so daß diese Entladungsgefäße nicht stromführend
sind. Vor Beginn der Messung ist der Schalter 28 geschlossen und darauf geöffnet
worden, um die Kapazität 27 vollständig zu entladen. Wenn nun ein Objekt 6 bei seiner
Bewegung das von der Lichtquelle 3 kommende Lichtstrahlenbündel unterbricht, so
ändert sich dementsprechend der innere Widerstand der Photozelle i, wodurch wiederum
über die Röhre 15 bewirkt wird, daß (las Steuergitter der Röhre 2o genügend positiv
aufgeladen wird; um das Einsetzen des Entladungsstromes zu bewirken. Da sich die
Kapazität 27 in dem Anodenkreis der Röhre 2o befindet, _) hießt niininehr ein die
Kapazität aufladender Strom von dem Teil io, i i der Batterie l her, und zwar so
lange, bis das von der Lichtquelle d. herkomiüende Lichtstrahlenbündel unterbrochen
(geschnitten) wird. Das Unterbrechen dieses Lichtstrahlenbündels wirkt in ähnlicher
Weise wie die eben beschriebene Unterbrechung des Lichtstrahlenbündels von der Lichtquelle
3. Das Unterbrechen des von der Lichtquelle q. stammenden Lichtstrahlenbündels bewirkt
nämlich, daß der Widerstand der Röhre 16 erhöht wird und infolgedessen das Entladungsgefäß
n1 stromführend wird. Der Schalter 23 ist dabei geschlossen. Durch das Entladungsgefäß
-i wird der Kondensator'-94 aufgeladen, und es «-erden dadurch die Kathoden der
beiden Entladungsgefäße ao und 21 praktisch auf das Potential des positiven Poles
der Batterie in dem Moment gebracht, in dem das Entladungsgefäß 21 stromführend
wird. Infolgedessen hört der Stromdurchgang durch das Entladungsgefäß 2o auf, und
es ist das Aufladen des Kondensators 27 beendet. Durch Öffnen des Schalters 23 kann
der Stromdurchgang durch das Entladungsgefäß 21 unterbrochen werden. ! Die Kapazität
27 wird zu einem Betrage aufgeladen, der der Dauer der Zeit zwischen den Unterbrechungen
der beiden Lichtstrahlenbündel entspricht. Die Kapazität 27 und ihre Anschlüsse
und Verbindungen sind gut isoliert, so daß Kriechströme und Ableitungsströme möglichst
gering sind. Die der Kapazität 27 erteilte Ladung steuert in bekannter Meise den
Strömfluß im Anodenkreis der Föhre 29, und der im Anodenstromkreis der Röhre 29
fließende Strom wird durch das Milliamperemeter 30 gemessen. Das Instrument
3o kann in Zeiteinheiten oder aber auch so geeicht sein, daß direkt die Geschwindigkeit
des Objekts 6, beispielsweise in Meter pro Sekunde, abgelesen werden kann. In gewissen
Fällen kann inan ohne den Kondensator 24 und den Widerstand 25 auskommen; es ist
aber damit zu rechnen, daß nach dem Einsetzen der Entladung in der Röhre 21 ein
größerer Strom fließt, als wenn die Teile 24., vorgesehen sind.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Einsetzen sowie
die Beendigung des Auflädens der Kapazität 27 von dem Passieren eines Objekts 6
durch die beiden Lichtstrahlenbündel abhängig. Es liegt ini
1\'<ilinit@n
der Erfindung. statt dessen andere Vorrichtungen oder andere Vorgänge zum Auslösen
der Entladungsgefäße 2o und 21 zu verwenden, wobei dann -das Zeitintervall zwischen
diesen beiden Auslösevorgängen den Metra- der Aufladung des Kondensators 27 Imaimmt.