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Anordnung zum Nachweis, zur Anzeige oder Zählung von' Vorgängen mittels
gittergesteuerter Entladungsgefäße Im allgemeinen hat das Steuergitter von.' Gas-
- oder Dampfentladungsgefäßen (mit Lichtbogen- oder lichtbogenähnlicher Entladung)
die Aufgabe, den Einsatz der Entladung, d. h. ihre Zündung, in bestimmter Weise
zu steuern. Auf die brennende Entladung hat eine Veränderung der Gitterspannung
normalerweise keinen merkbaren Einfluß. Es ist jedoch bekannt, daß sich sehr kleine
Entladungsströme durch das Gitter löschen lassen. Auch ist bekannt, daß sich größere
Entladungsströme bei geeigneter Gitterspannung löschen lassen, wenn zwischen Kathode
und Anode der Entladungsröhre ein Kondensator eingeschaltet wird. Diese Löschwirkung
ist bei allen Entladungsröhren indem Arbeitsgebiet zu erreichen, in dem ihre Stromspannungskennlinie
fallend verläuft, d. h. mit zunehmendem Entladungsstrom die Brennspannung sinkt.
Die Neigung der Stromspannungskennlinie kann insbesondere bei gittergesteuerten
Gas- oder Dampfentladungsgefäßen mit Glühkathode durch die Gitterspannung in weiten
Grenzen verändert werden. Bei geeignetem Gas- oder Dampfdruck ist das Fallen .der
Kennlinie bei großen Strömen nur durch die Emissionsfähigkeit der Kathode begrenzt.
Infolgedessen lassen sich bei diesen Röhren auch normale Betriebsströme bei genügend
großem Parallelkondensator und geeigneter Gitterspannung löschen. Die Löschwirkung
ist in verringertem Maße auch dann zu erreichen, wenn zwischen Röhre und Kondensator
ein Widerstand eingeschaltet wird, und es wurde bereits vorgeschlagen, den Entladungsstrom
einer Gas-oder Dampfentladungsröhre, der durch einen auf das Gitter wirkenden Steuerimpuls
ausgelöst wird und eine Anzeigevorrichtung betätigt, selbsttätig wieder zu löschen.
Zum besseren Verständnis des Folgenden sei die Wirkungsweise einer solchen Anordnung
an einem Anwendungsbeispiel kurz beschrieben (Abb. r). Bei unbelichteter Photozelle
P ist die Entladungsröhre T durch die über den Widerstand R,. auf das Gitter wirkende
Spannung der Batterie B, gesperrt. Der Kondensator C wird über den Widerstand Rd
von der Batterie Rd aufgeladen. Bei Belichtung von P wird die Gitterspannung infolge
des ausgelösten Photostromes so weit verringert, daß T zündet. Die Ladung von C,
die stoßartig über T abfließt, betätigt das zwischengeschaltete Relais RL. Der Dauerstrom,
der nach der Entladung von C über T fließt, wird durch Rd so klein gehalten, daß
er von der, negativen Gitterspannung gelöscht wird, die sich nach Verdunkelung von
P wieder einstellt. Damit ist T wieder gesperrt, und nach Aufladung von C ist die
Anordnung zur Anzeige eines neuen Belichtungsimpulses betriebsfertig.
Erfindungsgemäß
werden nun bei einer Anordnung zum Nachweis, zur Anzeige oder Zählung von 'Vorgängen,
die zwei oder mehr elektrische Impulse auslösen, die Impulse getrennt den Steuergittern
von mit ihren Anodenbelastungen parallel unter sich und zu einem gemeinsamen Kondensator
liegenden Gittern gesteuerten Gas- oder Dampfentladungsgefäßen zugeführt, während
in die Anodenkreise das zum Nachweis, zur Anzeige oder Zählung dienende Relais,
über das sich der Kondensator entlädt, geschaltet ist, und daß ferner durch entsprechende
Ausbildung der.Gitterspannung dafür gesorgt ist, daß der Anodenstrom nach erfolgter
Entladung des Kondensators erlischt. Abb. :2 zeigt beispielsweise eine Anordnung
mit drei Entladungsröhren T,, T., T3 ... mit getrennten. Anodenbelastungen
Z,, 7_., Z3. . .. Die Schaltelemente werden so dimensioniert, daß der Ladewiderstand
Ra, an dessen Stelle auch eine Elektronenröhre treten scann, des gemeinsamen Kondensators
C groß gegen die Widerstände der Anodenbelastungen Z ist. Nach dem Zünden einer
Entladungsröhre sinkt dann die Spannung am Kondensator so weit ab, daß eine andere
Röhre überhaupt nicht oder nur bei so kleiner Anodenspannung zünden kann, daß der
Entladestrom nicht ausreicht, die Wirkung in der Anodenbelastung hervorzurufen,
die beim Zünden bei voller Spannung ausgelöst wird. Um eine Röhre bei voller Anodenspannung
zu zünden, müssen zuvor alle Röhren so lange gesperrt sein, daß der Kondensator
auf volle Spannung aufg,-laden werden kann. Die Anordnung läßt sich also z. B. zum
Nachweis oder zur Anzeige solcher Vorgänge verwenden, die elektrische Impulse in
bestimmter Reihenfolge auslösen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Anordnung nach der Erfindung für diesen
Fall zeigt Abb.3. Die Steuerimpulse der Gas- oder Dampfentladungsröhren mit Glühkathode
T, und T. werden durch Belichtung der Photozellen P, und P. ausgelöst. Bei unbelichteten
Photozellen sind beide Röhren gesperrt. Der Kondensator C wird über den Widerstand
R,, von der Batterie Ba aufgeladen. Wird eine der Photozellen belichtet, z. B. P2,
so zündet T. und betätigt das Zählrelais Z.. Nach Entladung von C und Verdunkelung
von P.; wird 7'. wieder gesperrt. Wird P, zuerst belichtet, so zündet T, und entzieht
damit T. die Anodenspannung, so daß T, auch bei Belichtung von P., nicht zünden
kann.
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Diese Anordnung ermöglicht es, beispielsweise Personen zu zählen,
die sich in einer bestimmten Richtung bewegen, während Personen, die sich in umgekehrter
Richtung bewegen, nicht gezählt werden. Die Photozellen werden. räumlich so angeordnet,
daß normalerweise leide belichtet sind und die zu zähltiiden Personen zunächst P2,
dann P1 verdunkeln (Abb. db). Bei Verdunkelung beider Zellen wird C aufgeladen.
Da P2 zuerst «:,ieder belichtet wird, zündet 7@.# und betätigt das Zählrelais Z..
Durch Personen, die in umgekehrter Richtung an den Zellen vorbeigehen (_@bb. 4a),
wird nach Verdunkelung beider Zellen zunächst P, belichtet, so daß T, zündet. Das
Zählrelais wird nicht betätigt, da P., erst belichtet wird: wenn C entladen ist.
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j Wird der Widerstand R, durch ein zweite Zählrelais Z, ersetzt, so
ergibt sich eine Anordnung, finit der Personen oder Gegenstände getrennt nach ihren
Bewegungsrichtungen gezählt werden können. Wird nach Verdunkelung beider Zellen
zuerst P, belichtet. so zündet T,, betätigt das Zählrelais Z, und entzieht T., gleichzeitig
die Anodenspannung. Wird 1'_ zuerst belichtet, so wird nur "Z.., betätigt.
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Voraussetzung für das richtige Arbeiten dieser Anordnungen ist, daß
beide Photozellen so lange verdunkelt bleiben, bis der Kondensator C vollständig
aufgeladen ist. Die einzelnen Zählobjekte können dagegen sehr nahe zusammenrücken,
da zum Zünden der Röhren nur ein sehr kurzer Steuerimpuls notwendig ist. Bei belichteten
Photozellen brennt allerdings stets eine der beiden Röhren. jedoch mit nur kleinem
Anodenstrom.
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Bei der Anordnung nach Abb.4 sind die Röhren bei belichteten Photozellen
gesperrt. der Kondensator C also voll aufgeladen. Wird durch das Zählobjekt zuächst
P, verdunkelt. so zündet T,, betätigt Z, und entzieht Z'.# die Anodenspannung. NachWiederbelicbtungvon
P, wird T, gesperrt, und T. zündet, da 1 #2 noch verdunkelt ist. Diese Zündung
erfolgt jedoch bei so kleiner Spannung, daß Z. nicht betätigt wird. Bekommt auch
P. wieder Licht, wird T. gesperrt und der Kondensator aufgeladen. Bei umgekehrter
Bewegungsrichtung des Zählobjektes spielt sich der Vorgang in gleicher Weise bei
vertauschten Röhren ab. Diese Anordnung eignet sich besonders zum Zählen schnell
bewegter Teile, die in rößeren Zwischenräumen aufeinander folgen.' Die Zeit zwischen
Freigabe des Lichtes zu beiden Zellen durch einen Gegenstand und Verdunkelung der
ersten "Zelle durch den nächstfolgenden muß mindestens gleich der Aufladezeit des
,Kondensators sein.
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Die Röhren können auch so auf ein gemeinsames Zählwerk arbeiten, daß
die Zündimpulse der einen Röhre von denen der anderen abgezogen werden. Eine solche
Anordnung kann beispielsweise dazu dienen, die jeweilige Personenzahl in bestimmten
Räumen festzustellen.
Die Größe des Kondensators C ist durch den
Impuls gegeben, der beispielsweise bei den beschriebenen Anordnungen zur Auslösung
der Zählrelais notwendig ist. Die'Aufladezeit kann also nur durch Verkleinerung
des Widerstandes Ra herabgesetzt werden. Andererseits muß Ra so groß sein, daß der
Dauerstrom nach Entladung des Kondensators sicher von den Röhren gelöscht wird.
Dieser Löschstrom läßt sich nun erheblich vergrößern, wenn zwischen Kathode und
Anode der Entladungsröhren weitere Kondensatoren Cl, C2. . . eingeschaltet werden
(Abb.6). Diese Kondensatoren müssen jedoch so klein bleiben, daß ihre Entladung
nicht zur- Auslösung der Wirkung führen kann, die bei Entladung des Hauptkondensators
C erreicht werden soll.
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Ein besonderer Vorzug der Anordnung ergibt sich -aus der Eigenschaft
der gittergesteuerten Gas- oder Dämpfentladungsröhren, daß die Größe des Anodenstromimpulses
unabhängig davon ist, wie lange die Steuerspannung am Gitter-der Röhre liegt. Der
Anodenstromimpuls der einmal gezündeten Röhre wird nur durch die Schaltelemente
im Anodenkreis bestimmt. Dauern die Steuerimpulse lange genug an, so können bei
genügend großer Steuerspannung eine oder mehrere Gasentladungsröhren durch Hochvakuumröhren,
insbesondere durch Dreielektrodenröhren hoher Emission, ersetzt werden. In diesem
Falle hat der Kondensator C nur noch die Aufgabe eines Energiespeichers, während
das Löschen der Entladung lediglich durch das Gitter der Hochvakuumröhren erreicht
wird. Bekanntgeworden sind Anordnungen mit Hochvakuumröhren zum Zählen.von Personen,
bei denen im Gitterkreis jeder der beiden Hochvakuumröhren eine Photozelle angeordnet
und die Röhre anodenseitig lediglich über Widerstände an die als Anodenspannung
dienende Gleichspannung angeschlossen ist und -durch den Anodenstrom eine Zählvorrichtung
betätigt wird. Bei Belichtungsänderungen der Photozelle wird ein Anodenstromimpuls
ausgelöst, und zwar von einer Zeitdauer, die gleich der Zeitdauer der Belichtungsänderung
der Photozelle ist. Handelt es sich um sehr kurzzeitige Belichtungsänderungen, so
ist der Anodenstromimpuls ebenso kurzzeitig und daher vielfach nicht ausreichend
zur Betätigung der Zählvorrichtung (Anzeigevorrichtung). Bei der erfindungsgemäßen
Anordnung ist im Gegensatz dazu die Dauer des Anodenstromimpulses unabhängig von
der Dauer der Belichtungsänderung, die auf die Photozelle einwirkt. Die Dauer des
Anodenstromimpulses ist vielmehr bestimmt durch die Größe des Kondensators bzw.
der Größe des Kondensators und des Widerstandes, über den der Kondensator aufgeladen
wird. Die erfindungsgemäße Anordnung ist daher insbesondere zur Zählung sehr kurzzeitiger,
dem Gitterkreis zugeführter elektrischer Impulse geeignet, und es können dabei wiederum
die den beiden Röhren bzw. deren Gitterkreis zugeführten Impulse sehr nahe beieinander
liegen (zeitlich). Die erfindungsgemäße Anordnung bietet den weiteren Vorteil, daß
bei Verwendung von gittergesteuerten Gas- oder Dampfentl.adungsgefäßen als Anodenspannung
auch eine Gleichspannung verwendet werden kann.