DE927759C - Photozelleneinrichtung - Google Patents

Description

• Photozelleneinrichtung Wie schon Heinrich Hertz gefunden hat, kann durch Belichtung der Kathode einer Gasentladungsstrecke eine Herabsetzung der Zündspannung erhalten werden. Dieser Effekt ist vielfach zum Nachweis von Licht benutzt worden, zuletzt wohl in dem als Lichtzähler ausgebildeten Geiger-Müllerschen Zählrohr. Letzteres ist in den meisten Fällen zu empfindlich, zumal es auch auf die stets vorhandenen harten Strahlenquanten anspricht, und es benötigt eine zu hohe Betriebsspannung (i5oo Volt). Glimmlampen, deren Kathode beleuchtet wird, haben zwar eine niedrigere Betriebsspannung. Die Herabsetzung der Zündspannung durch Licht ist aber klein und auch nicht recht konstant zu bekommen, so daß eine zuverlässige Apparatur auf dieser Basis nicht geschaffen worden ist. Endlich ist es bekannt, in einer Vakuumphotozelle Gitter zur Verstärkung des Photostromes anzuordnen. Damit ist jedoch nicht die hohe Verstärkung, wie beim Zünden einer Gasentladung zu erreichen, selbst wenn unter sehr hohem Aufwand eine Serie von Prallelektroden, wie beim Vervielfacher, benutzt wird.
• Gemäß der Erfindung wird in einer gasgefüllten Photozelle mit Steuergitter die Lichteinwirkung zum Zünden einer selbsttätigen Entladung in der Photozelle benutzt. Das Gitterpotential kann mit geringen Lichtströmen sehr empfindlich beeinflußt werden. Bei der Zündung der Röhre, die nach Erreichen eines bestimmten Gitterpotentials .bei einer bestimmten Belichtung eintritt, ergibt sich eine selbsttätige Entladung von so großer ,Stärke, daß mechanische Schalter u. dgl. ohne weitere Verstärkung unmittelbar betätigt werden können. Die Photozelleneinrichtun,g gemäß der Erfindung wird dadurch-überraschend einfach. Die Schaltung einer Einrichtung gemäß der Erfindung ist in Abb. i dargestellt. Die Stromquelle i ist über den Widerstand :2 mit der Anode 3 und der Kathode 4 der gasgefüllten Photozelle 5 verbunden. Ihr Gitter 6 ist über den sehr hohen Widerstand 7 mit der Anode verbunden. Bei Belichtung der Kathode fließt ein Photostrom, .der zum Teil auf das Gitter geht und über den Widerstand 7 abgeführt wird. Das Gitterpotential liegt also zwischen dem von Anode und Kathode. Hört die Belichtung plötzlich auf, so steigt .das Gitterpotential, und die Gasentladung zündet. Dabei entlädt sich der Kondensator 8 über die Wicklung des Schaltrelais 9 und die Photozelle. Die Entladung reißt bei geeigneter Bemessung von 8 und 9 sowie des Widerstandes 2 von selbst ab, so @daß eine mechanische Abschaltung meist nicht erforderlich ist. Eine geeignete Photozelle ist iri Abb. 2 dargestellt.
• Die zylindrische Röhre hat etwa 1,5 cm Durchmesser und 2,5 ,cm Länge. Die Kathode ist halbkugelförmig und mit Kalium bedeckt, welches, wie Versuche ergeben haben, überraschend widerstandsfähig ist und viele Millionen Zündungen aushält. Das gleiche gilt in erhöhtem Maße für Cadmium, daß allerdings nur auf kurzwelliges Licht reagiert. Aktivierte Schichten mit Ultrarotempfindlichkeit sind wohl nur dort zu verwenden, wo nicht allzuviel Zündungen vorkommen. Gegebenenfalls kann sich die aktivierte Schicht io auf den benachbarten Teil der Glaswand fortsetzen. Die Anode ist stahförmig; sie ist von zwei als Gitter dienenden Stäben flankiert. Als Gasfüllung dient Edelgas, gegebenenfalls mit Zusatz - von Metalldämpfen. Das Zünddiagramm ist in Abb.3 dargestellt. Befindet sich bei Belichtung der Betriebspunkt bei A, so verlagert er sich bei Aufhören der Belichtung nach oben bis zur Zündung im Punkt B. Man kann es so einrichten, daß auch verstärkte Belichtung zur Zündung in Punkt G führt. Offensichtlich .ist das Arbeiten der Einrichtung von Schwankungen der Anodenspannung ziemlich unabhängig. Man kann auch das Gitter der Photozelle lichtempfindlich. machen. In diesem Falle ist der Widerstand 7 entbehrlich. Das Gitter stellt sich von selbst, ohne äußere Steuerung auf einen Punkt des Zünddiagramms im Winkelbereich der Abb. 3 ein, in dem keine Zündung .stattfindet. Bei Belichtung des Gitters gibt dieses Elektronen an die Anode ab, und sein Potential steigt in den Zündbereich: Ist auch- die Kathode-lichtempfindlich, so- kann man in derselben Röhre zwei verschiedene Lichtquellen einwirken lassen und dabei zahlreiche DifferentialischaItungeri anwenden. Der Widerstand 7 hat etwa -iol0 Ohm. Er Wird durch einen Flüssi;gkeits- oder Uran-Ionisationswiderstand ,dargestellt;. auch kohlenstoffhaltiges Gummi ist brauchbar. Der Widerstand kann aber auch aus einem metallischen -dünnen Belag der Innenwand der Röhre bestehen. Man stellt ihn in Jeder gewünschten Größe leicht und genau her, wenn man durch eine Glimmentladung von etwa -i mA kathodisches Kalium zerstäubt und dabei die Abnahme des Widerstandswertes -.der Strecke Anode - Gitter verfolgt. Etwaige Verschlechterung des Isolationswertes der Kathode kann durch Erhitzen eines ringförmigen Bereiches der Glaswand beseitigt werden, wobei das niedergeschlagene Kalium vertrieben wird. Ebenso kann 7 durch eine Photozelle ersetzt werden, wobei sich wiederum zahlreiche Möglichkeiten- zu Differentialschaltungen erdeben. Um ein sicheres Zünden der Photozelle bei Erreichen der Zündgeraden zu erhalten, kann es erforderlich sein, einen Kondensator i2 von etwa io bis ioo pF zwischen Gitter und eine der beiden anderen Elektroden zu legen. In diesem Fall gelingt es auch, unter Fortlassung des Widerstandes 7 durch Belichtung der Kathode das Gitterpotential herabzusetzen und .die Zündung zu bewirken.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: .i. Photozelleneinrichtung, gekennzeichnet durch .die Verwendung einer gasgefüllten Photozelle mit Gittersteuerung, in der .durch Änderung der Belichtung bei entsprechender Einstellung des Gitterpotentials eine selbsttätige Entladung gezündet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Photozelle mehr als eine lichtempfindliche Elektrode hat.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter mit der Anode durch einen hohen Widerstand (iolo Ohm) verbunden ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß -zwischen Gitter und einer der anderen Elektroden ein Kondensator geschaltet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Photozelle ein Löschkondensator, gegebenenfalls in Reihe mit einer Drosselspule beschaltet ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i .bis 5, .gekennzeichnet durch die Anwendung zweier -Photozellen, von denen mindestens eine gasgefüllt und gittergesteuert ist. Angezogene Druckschriften: - -Deutsche Patentschriften Nr. 475 113, 5$2 252, 534 561: 505 70,5; »Auszüge -deutscherTatentanmeldungen«, Buch 5, S. 340, Anmeldung L 1i2 940 VIIIc/zig 12/0i.