DE841514C

DE841514C - Anordnung zum Vergleich einer Lichtintensitaet mit einem Vergleichsstrahler

Info

Publication number: DE841514C
Application number: DES18693A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Honrath; Karl Heinz Dipl-Ing Kaske; Fritz Dr-Ing Lieneweg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-08-20
Filing date: 1950-08-20
Publication date: 1952-06-16

Description

Anordnung zum Vergleich einer Lichtintensität mit einem Vergleichsstrahler Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum selbsttätigen Vergleich einer zu messenden Lichtintensität mit einem Vergleichsstrahler, bei der der Intensitätsabgleich unter Verwendung vorzugsweise einer einzigen Fotozelle und damit unabhängig von Fotozellen- und Verstärkereigenschaften erfolgt. Das zu messende Licht und das Vergleichslicht wirken dabei wechselweise auf die Fotozelle ein, wobei jeweils das eine Licht z. B. durch Abdecken ausgeschaltet wird. Zur Erzeugung eines solchen Wechsellichtes ist die Anwendung von rotierenden Lochscheihen bekannt. Eine motorisch angetriebene Lochscheibe läßt z.H. abwechselnd das zu messende Licht und das Vergleichslicht durch die an ihrem Umfang angebrachten Löcher auf die Fotozelle fallen.
Nach der Erfindung wird nur das zu messende Licht durch bekannte Unterbrechereinrichtungen zerhackt. Das Vergleichslicht wird mit Wechselstrom gespeist, fällt direkt bzw. über eine Optik aul die Fotozelle und wird mit der Frequenz des Wechsel stromes durch diesen selbst einn und ausgeschaltet.
Die Unterbrechereinrichtung läßt sich jetzt, da sie nur noch einen Lichtweg zu beeinflussen braucht, wesentlich einfacher ausführen. Auch die Optik für die Vergleichslampe und deren Lichtweg kann einfacher gestaltet werden, da die Vergleichslampe ohne Rücksicht auf die Unterbrechereinrichtung unmittelbar auf die Fotozelle einwirken kann. l)as Ein- und Ausschalten der Vergleichslampe erfolgt in einfacher Weise durch einen im Wechselstromspeisekreis der Lampe liegenden Einweggleichrichter. Dieser läßt nur eine Halbwelle des Wechselstromes ürch. so daß die Lampe nur in dieser einen Halbwelle aufleuchtet. Die Unterbrechereinrichtung wird nun so abgestimmt, daß die Unterbrechung des zu messenden Lichtstrahles mit der Frequenz des Aufleuchtens der Lampe er. folgt, so daß jeweils während der Dunkelpause des zu messenden Lichtes die Vergleichslampe aufleuchtet. Auf die Fotozelle gelangt auf diese Weise iVechsellicht. d. h. abwechselnde Impulse von Meßlicht und \ ergleichslicht.
Die Helligkeit des Lampenlichtes stimmt wegen der Wärmeträgheit des Glühfadens in der Phase nicht genau mit dem die Lampe speisenden Wechselstrom überein, sondern eilt diesem nach. Die Phasenverschiebung wird um so geringer, je dünner der (jlühfa(len der Lampe ist und je besser er seine Wärme aii die Umgehung abführen kann. Bei sehr dickem Faden kann die Wärmeträgheit unter Umstandes so groß sein, daß in der vom Gleichrichter unterdrückten Halbperiode die Lampe nicht mehr zum Erlöschen kommt.
Der Glühfaden der Lampe muß daher genügend düiiii sein und die übrigbleibende Phasenverschie-I) Ung durch elektrische Schaltmittel kompensiert werden. Das kann z. 13. so erfolgen, daß die Steuerung Von Unterbrechereinrichtung und Vergleichslampe durch den gleichen Wechselstromkris erfolgt, wobei durch Kondensatoren und lnduktivitäten. bzw. durch eine Kombination induktiver tnd kapazitiver Widerstände dafür gesorgt ist, daß der Strom der Spannung um den Betrag in der phase voreilt, um den die Lampenhelligkeit hinter dem Strom zurückbleibt. Wird jetzt die Unterbrechereinrichtuiig synchron mit der Spannung des erwähnten Wechselstromkreises betrieben, so erfolgt das Aufblitzen der Lampe und die Unterbrechung des zu messenden Lichtes genau gleichphasig.
Die Abb. zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, und zwar eine pyrometrische Meßanordnung zur Ermittlung der schwarzen Temperatur des Körpers S. Das vom Körper S in das Objektiv 1 einfallende Licht wird durch die vom Synchronmotor M1 angetriebene Lochscheibe 2 periodisch unterbrochen. Es fällt nach Durchlaufen eines Lichtschwächungsmittels 3 (in der Abb. ein durch den Alotor M2 verschiebbarer Graukeil) auf die Fotozelle 4. Das Licht der Vergleichslampe fällt über die Optik 6 auf die Fotozelle. Der Speisewechselstrom der Lampe fließt über den Gleichrichter 7. der nur eine Halbwelle durchläßt. Der Antrieb des Synchronmotors M1 und die Speisung der Lainpe L erfolgt durch den gleichen Stromkreis, wobei zur Kompensation der durch die Wärmeträgheit des Glühfadens bedingten Phasenverschiehung die obenerwähnten elektrischen Schaltmittel angewendet werden.
Die Polpaarzahl des Motors M1 ist so mit der Zahl der Löcher der Scheibe 2 abgestimmt, daß die Unterbrechung des vom Strahler kommenden Lichtes mit der Frequenz erfolgt, mit der die Lampe aufleuchtet. Auf die Fotozelle fallen jetzt abwechselnd Lichtimpulse vom Strahler S und von der Vergleichslampe L. Die diesen Impulsen entsprechenden Fotozellenströme steuern einen phasenempfindlichen Verstärker 5, der den Steuermotor M2 und damit den Graukeil 3 so lange verstellt, bis die Höhe der hintereinander eintreffenden Impulse und damit die Intensitäten der auf die Fotozelle fallenden Lichtimpulse einander gleich sind. Die Stellung des Graukeils 3 ist nach diesem Abgleich ein Maß für die SIeßgr (iße, d. h. für die schwarze Temperatur des Körpers S. Für die Wechsellichterzeugung können außer der Lochscheibe beliebige andere Einrichtungen verwendet werden, z. B Zungen oder Blenden, die im Weg des Meßlichtes schwingen und diesen Weg abwechselnd sperren und freigeben. Auch sind schwingende Spiegel denkbar, die in den Weg des N1leßlichtes eingeschaltet sind und das Meßlicht in einer Halbperiode so ablenken, daß es nicht auf die Fotozelle fällt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zum selbsttätigen Vergleich zweier Lichtintensitäten nach dem Wechsellichtverfahren unter Verwendung einer Vergleichslampe, insbesondere zur Messung der schwarzen Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichslicht mit der Frequenz des Wechselstromes durch diesen selbst ein- und ausgeschaltet wird.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Ein- und Ausschalten durch Verwendung eines Einweggleichrichters im Wechselstromkreis erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch I und 2, wobei zum selbsttätigen Abgleich der Lichtintensitäten eine Fotozelle verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dunkelpause des Vergelichsstrahlers die zu messende Lichtintensität auf die Fotozelle fällt.
4. Anordnung nach Anspruch I bis 3, bei der das Unterbrechen des zu messenden Lichtes nach bekannten Wechsellichtverfahren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselfrequenz des zu messenden Lichtes gleich der Frequenz des periodisch unterbrochenen Lampenwechselstromes ist.
5. Anordnung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Lampenstromverzögerungen hervorgerufene Phasenfehler zwischen Lampenlicht und zu messendem Licht durch elektrische Schaltmittel kompensiert wird.