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Schaltungsanordnung zum Speisen eines die Energie impulsweise aufnehmenden
Verbrauchers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Speisen
eines die Energie impulsweise aufnehmenden Verbrauchers, insbesondere eines Geiger-Müller-Zählrohres,
durch eine Gleichspannungsquelle mit niedriger Spannung, wobei die Speisespannung
des Verbrauchers einem zu einer verhältnismäßig hohen Spannung aufgeladenen Kondensator
entnommen wird. Die Erfindung bezweckt vornehmlich, den Energieverbrauch bei einer
solchen Vorrichtung weitgehendst zu verringern, so daß als Gleichspannungsquelle
z. B. eine Batterie verwendet werden kann, die billig ist und wenig Raum beansprucht.
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Bei der Schaltung nach der Erfindung muß eine niedrige Gleichspannung
in eine verhältnismäßig hohe Gleichspannung umgewandelt werden. Wenn sie von einer
Batterie geliefert wird, kann die niedrige Gleichspannung von der Größe von I,5
V sein. Zum Speisen einer Geiger-Müller-Röhre muß diese in eine Spannung von mehreren
Ioo V umgewandelt werden.
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Es ist bereits bekannt, eine niedrige Gleichspannung durch Anwendung
eines Vibratorumformers (Zerhackers) in eine hohe Gleichspannung umzuwandeln, wobei
der Vibrator die niedrige Gleichspannung zunächst in eine Wechselspannung umwandelt,
die durch Transformation gesteigert und durch Gleichrichtung in eine hohe Gleichspannung
umgewandelt wird. Eine solche Vorrichtung entnimmt der Gleichspannungsquelle mit
niedriger
Spannung dauernd Energie, auch wenn kein Speisestrom aufgenommen
wird. Es ist weiter bei der Speisung von Geiger-Müller-Röhren vorgeschlagen, eine
Entladungsröhre mit Steuergitter zu verwenden, die nach dem Auftreten eines Impulses
in der Geiger-Müller-Röhre kurzzeitig als Oszillator wirksam wird. Die erzeugte
Spannung wird durch Transformation gesteigert und gleichgerichtet, wobei die gleichgerichtete
Spannung einen Kondensator auflädt, dem die Speisespannung für die Geiger-Müller-Röhre
entnommen wird. Außer der Tatsache, daß zum Betreiben einer solchen Schaltung eine
verhältnismäßig hohe Gleichspannung erforderlich ist, besteht dabei noch der Nachteil,
daß, wenigstens wenn keine gasgefüllte Röhre mit kalter Kathode verwendet wird,
dauernd Heiz- -strom für die Kathode der angewendeten Entladungsröhre mit Steuergitter
erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß infolge einer einfachen
Stromunterbrechung in einem Kreis mit Selbstinduktion ein hinreichend großer Spannungsstoß
auftritt, um einen Kondensator derart aufzuladen, daß er den erforderlichen Speisestrom
für einen Verbraucher liefern kann, der die Energie impulsweise aufnimmt.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Schaltung der anfangs
beschriebenen Art ein auf die vom Verbraucher aufgenommenen Stromimpulse ansprechendes
Relais vorhanden ist, das einen Stromkreis schließt, der die Gleichspannungsquelle
und die Primärwicklung eines Transformators mit hohem Transformationsverhältnis
enthält; die Sekundärwicklung dieses Transformators ist in einen Kreis eingeschaltet,
der weiter noch ein Gleichrichterelement und den Kondensator enthält, derart, daß
beim Auftreten eines Stromimpulses dieser Kondensator sich zu einer hohen Spannung
auflädt.
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Diese hohe Spannung muß während einiger Zeit bestehenbleiben, damit
die Einrichtung den beim Auftreten des nächsten Impulses erforderlichen Speisestrom
dem Verbraucher liefern kann. Nach dem Auftreten dieses Impulses lädt sich der Kondensator
wieder auf, und während einer gewissen Zeit kann er wieder einen impulsförmigen
Speisestrom liefern. Dem Abfließen der Kondensatorladung über die Sekundärwicklung
des Transformators und über den unvollkommen isolierenden Widerstand des Gleichrichters
kann man dadurch entgegenwirken, daß das Relais mit einem zusätzlichen Kontakt versehen
wird, der den Kreis der sekundären Transformatorwicklung und des Kondensators geöffnet
hält, solange die Einrichtung zum Ansprechen imstande sein soll. Es ist jedoch vorteilhafter,
in den erwähnten Kreis als Gleichrichterelement eine Vakuumdiode einzuschalten,
die dafür sorgt, daß der Kondensator sich nicht nur mit der richtigen Polarität
auflädt, sondern sich auch möglichst wenig entlädt.
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Das Relais kann ein elektromagnetisches Relais üblicher Bauart sein.
Die besten Ergebnisse lassen sich jedoch mit einem piezoelektrischen Relais erzielen.
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Die Einrichtung nach der Erfindung braucht nicht ausgeschaltet zu
werden, wenn sie nicht verwendet wird, da der Stromverbrauch vernachlässigbar ist.
Wenn nach einiger Zeit die Kondensatorladung über die Isolationswiderstände abgeflossen
ist, so daß keine Speisespannung für den Verbraucher vorhanden ist, braucht man
nur den Kreis der Primärwicklung des Transformators und der Speisequelle mit niedriger
Spannung kurzzeitig von Hand zu schließen, um einen zum Aufladen des Kondensators
hinreichend großen Induktionsstoß im Kreise der Sekundärwicklung zu erzeugen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
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Fig. I der Zeichnung zeigt eine Schaltung zum Speisen einer Geiger-Müller-Röhre
6. Die Stromquelle ist eine Batterie I mit niedriger Spannung.
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Letzere ist in den Kreis einer Primärwicklunng 2 eines Transformators
aufgenommen, welcher Kreis mittels des Relaiskontaktes IOa geschlossen werden kann.
Der Transformator hat ein hohes ueber setzungsverhältnis. Die Sekundärwicklung 3
ist mit einem Gleichrichterelement 4 und einem Kondensator 5 in Reihe geschaltet.
Parallel zu letzterem sind die Geiger-Müller-Röhre 6, das Meßgerät 7 und die Transformatorwicklung
8 in Reihe angeschlossen. Die Wicklung 8 ist mit der Sekundärwicklungg gekoppelt,
die das empfindliche Relais 10 speist. Die Sekundärwicklung des Transformators ist
entbehrlich, wenn an eine Anzapfung der Primärwicklung angeschlossen wird.
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Es wird angenommen, daß der Kondensator 5 eine solche Ladung hat,
daß die Spannung an seinen Klemmen hinreichend ist, um in der Geiger-Müller-Röhre
6 eine Entladung entstehen zu lassen, wenn in dieser Ionisation auftritt. Der infolgedessen
entstehende Stromimpuls läßt das Relais 10 ansprechen, wodurch der Kontakt roa kurzzeitig
geschlossen wird. Im Kreis 3, 4, 5 entsteht dann ein Stromstoß, wodurch der Kondensator
5 sich wieder auflädt.
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Das Gleichrichterelement 4 soll solcher Art sein, daß in den Zeitintervallen
zwischen zwei Impulsen praktisch keine Ladung von dem Kondensator 5 über die Sekundärwicklung
3 des Transformators abfließen kann; vorzugsweise wird eine Vakuumdiode verwendet.
Nötigenfalls kann das Relais 10 mit einem zweiten Kontakt versehen sein, der den
Stromkreis 3, 4, 5 öffnet, wenn auch der Kontakt 10a offen ist. Der parallel zum
Kontakt 10a geschaltete Kontakt in kann von Hand bedient werden und hat den Zweck,
die Einrichtung wieder betriebsfähig zu machen, wenn die Ladung des Kondensators
5 aus irgendeiner Ursache von selbst abgeflossen ist.
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Eine etwas abgeänderte Schaltung zeigt Fig. 2.
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Das Meßgerät 7 ist hier in Reihe mit einem Kristallgleichrichter 13
an einem Teil der in den Stromkreis der Röhre 6 eingeschalteten Wicklung I2 angeschlossen.
Das Relais 10 liegt parallel zu dieser Wicklung. Parallel zum Meßgerät ist der Kondensator
14 angeschlossen. Bei dieser Schaltung wird,
ohne daß störende Schwingungserscheinungen
eintreten, die Impulsenergie besonders günstig für die Anzeige verwendet.