DE962143C - Signalvorrichtung mit Steuerung durch AEnderungen eines elektrischen Feldes - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 18. APRIL 1957

R 5997 VIIId/74a

Zusatz zum Patent 912

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalvorrichtung nach dem Patent 912 430, die durch Änderungen eines elektrischen Feldes gesteuert wird und an deren Ausgang auch im Ruhezustand eine endliche Spannung besteht, die als Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung an ein Zeitglied gelegt ist, welches bei plötzlichen Änderungen dieses Spannungswertes infolge plötzlicher Änderungen des elektrischen Meßfeldes Gleichspannungsimpulse zur Auslösung eines Signals liefert.

Nadh dem Hauptpatent wird eine Signalvorrichtung mit zwei Hochfrequenzsendern verwendet, von denen der eine das Meßfeld aufbaut und der zweite, gegenüber dem ersten Sender verstimmte Sender ein Vergleichssender ist, wobei die Änderungsgeschwindigkeit der Schwebungsfrequenz beider Sender als Maß für eine Feldstörung bei Überschreiten eines bestimmten Betrages zur Auslösung eines Signals dient. Das Hauptpatent besteht darin, daß die Änderungsgeschwindigkeit der Schwebungsfrequenz durch ein einem Demodulator nachgeschaltetes, aus einem Reihenkondensator und Parallelwiderstand bestehendes zeitabhängiges Glied gemessen wird. Es wird also im Hauptpatent zum Unwirksammachen langsamer Änderungen des Meßfeldes ein zeitabhängiges Glied verwendet. Durch die Ausbildung nach dem Hauptpatent werden langsam auftretende Einflüsse, z. B. Witte-

rungseinfrüsse, Alterungsvorgänge od. dgl., auf das Meßfeld von plötzlich auftretenden Störungen unterschieden, indem am Ausgang der zur kapazitiven Steuerung benutzten Schaltung auch im Ruhezustand eine Spannung besteht, die als Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung an das vorerwähnte Zeitglied gelegt ist, welches durch plötzliche Änderungen der gleichgerichteten Wechselspannung infolge plötzlicher Änderungen ίο des elektrischen Feldes Gleichspannungsimpulse liefert, die zum Auslösen eines Signals benutzt werden.

Für die zur Auslösung des Signals erforderliche Aussteuerung der Anlage wird nach dem Hauptpatent eine bestimmte Mindeständerung der Schwebungsfrequenz benötigt. Da die Kapazitätsänderung im Meßfeldkreis einen durch die praktischen Anforderungen gegebenen bestimmten Wert hat, ist somit die Relativänderung und daher auch der Frequenzhub um so kleiner, je größer die Grundkapazität des gesamten Meßfeldkreises ist. Daraus ergibt sich, daß der Meßfeldkreis keinen beliebigen Umfang haben darf, also seine Kapazität einen bestimmten Maximalwert nicht überschreiten soll, da sich die Auslösungsempfindlichkeit mit zunehmender Grundkapazität vermindert. Um nun die Grundkapazität eines Meßfeldes möglichst klein zu halten, wird nach der Erfindung so vorgegangen, daß das elektrische Meßfeld sich aus zwei Abschnitten aufbaut, die getrennt die beiden Sender eines Schwebungsgenerators oder die beiden gegenüberliegenden Brückenzweige einer von einem Oszillator gespeisten Brückenschaltung, an deren Diagonalen auch im Ruhezustand eine endliche Wechselspannung vorhanden ist, gleich oder ungleich belasten. An Stelle einer festen Vergleichskapazität und einer veränderlichen Feldkapazität gemäß dem Hauptpatent werden also zwei veränderliche Feldkapazitäten verwendet, womit die Grundkapazkät jedes Feldkreisabschnittes entsprechend den praktischen Anforderungen vermindert werden kann.

Durch eine derartige Ausbildung werden einerseits durch die Benutzung des Zeitgliedes nach dem Hauptpatent die langsamen Änderungen des elektrischen Feldes von den plötzlichen Änderungen des Feldes getrennt, und dadurch, daß beide Sender oder beide Brückenzweige mit je einem gleichen oder ungleichen Teil des kapazitiven Meßfeldkreises belastet sind, werden sich unerwünschte Verstimmungseinflüsse auf beide Kreisabschnitte auswirken und sich damit im wesentlichen aufheben, und zwar in bezug auf die Verstimmung der Schwebungssender oder die Brückenabstimmung. Die vorerwähnte Doppelausnutzung symmetrischer Schaltungen, gegebenenfalls auch asymmetrischer Schaltungen, mit Aufbau des Meßfeldkreises durch zwei Kreisabschnitte ermöglicht es, eine Relaisröhre zur Auslösung des Signals positiv oder negativ auszusteuern und damit den Ort der Auslösung bzw. den Ort der Störung im aufgebauten elektrischen Feld grob zu bestimmen, d. h. mittels einer geeigneten Schaltung läßt ein Signal erkennen, ob die auslösende Störung im ersten oder zweiten Feldkreisabschnitt aufgetreten ist.

Zur weiteren Erklärung der Erfindung ist in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel in

Fig. ι ein nachstehend erläutertes Schaltschema einer kapazitiven Raumschutzanlage dargestellt, während in

Fig. 2 ein Schaltschema mit Relaisröhre und Relaissteuerung für eine Grobortung gezeigt ist.

Nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 1, Teil a, wird der Meßfeldkreis durch einen Schwebungsgenerator mit den Sendern I und II gespeist. Der Sender I dient zum Aufbau eines Teils des elektrischen Feldes, z. B. durch ein Leitergebilde 3 in Form von Fangdrähten, während der Sender II zum Aufbau eines gleichen oder ungleichen Teils des elektrischen Feldes dient und gegenüber dem 8» Sender I von vornherein, verstimmt ist. Am Ausgang der Mischvorrichtung b entsteht eine endliche Wechselspannung mit der Schwebungsfrequenz, die nach Gleichrichtung in d an den Zeitkreis, bestehend aus dem Kondensator C und dem Widerstand R, gelegt wird. Die an dem Widerstand R auftretenden Gleichspannungsimpulse sind bei gegebener Schwebungsspannung von der Geschwindigkeit abhängig, mit der Feldänderungen und damit die Änderungen der Schwebungsspannung go vor sich gehen. Der Widerstand R ist zugleich Gitterwiderstand der Relaisröhre V, so daß die an ihm auftretenden Spannungen den Anodenstrom dieser Röhre steuern. Mit der Dimensionierung des Zeitkreises und der Wahl der Zeitkonstanten ist die Geschwindigkeit der Feldänderung gegeben, die zur Auslösung des Signals erreicht werden muß. Der Anodenkreis der Röhre V stellt eine Brückenschaltung dar, in deren Diagonale das Relais S liegt. Der eine Zweig derBrückeenthältdieRöhreF und den Widerstand R₁, während der andere Zweig die Widerstände A₂ und R₃ enthält. Um Störungen von der Spannungsquelle zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, den Widerstand R₁ durch eine Röhre zu ersetzen, so daß Änderungen in der Spannung ausgeglichen werden und sich nicht auf das Signal auswirken. Die vorerwähnte Brückenschaltung der Röhre V mit dem Relais 5 hat den Vorteil, daß das Signal im Signalstromkreis sowohl auf positive als auch negative Gleichspannungsimpulse anspricht.

Wie schon eingangs erwähnt, wird durch die Aufteilung des elektrischen Meßfeldes gemäß der Erfindung in die Schutzkreisabschnitte 3 und 3_a die Möglichkeit gegeben, die Grundkapazität jedes der beiden elektrischen Felder 3 und 3_a zu vermindern und damit die Auslöseempfmdlichkeit der Anlage zu erhöhen. Je nach Schaltung erzeugen Störungen in den beiden Feldabschnitten 3 und 3_a positive oder negative Gleichspannungsimpulse im Relaiskreis, wobei das Relais 5 infolge der Brückenschaltung sowohl auf positive als auf negative Gleichspannungsimpulse anspricht.

Der Aufbau des elektrischen Feldes kann auch entsprechend der Schaltanordnung gemäß Fig. 1 b erfolgen, und zwar derart, daß ein Oszillator 7 an

eine kapazitive Brückenschaltung 8 gelegt ist, die derart verstimmt ist, daß an der Brückendiagonalen auch im Ruhezustand eine endliche Wechselspannung vorhanden ist, die über einen Verstärker 12 und den Gleichrichter d an das Zeitglied CR gelegt ist. Auch in diesem Fall besteht der Schutzkreis aus den beiden Schutzkreisabschnitten 3 und 2>_a> die auf die beiden gegenüberliegenden Brückenzweige verteilt sind.

ίο Die Wirkungsweise nach der Ausführung Fig. ib ist die gleiche wie nach der Ausführung 1 a, jedoch liegt bei der Brückenschaltung von vornherein eine endliche Wechselspannung an der Brückendiagonalen vor, die bei der Ausführung nach Fig. 1 a erst über die Mischstufe erzeugt werden muß.

Durch die Wirkung des Zeitkreises CR wird ein Signal erst dann ausgelöst, wenn Störungen in Abschnitten des elektrischen Feldes mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit auftreten. Die so geschwindigkeitsbedingte Einschränkung von Auslösevorgängen ist durch die Wahl der Werte von C und R bestimmt, aus deren Produkt sich die Zeitkonstante ergibt, die zugleich den unteren Grenzwert für die notwendige Änderungsgeschwindigkeit darstellt.

Wie schon erwähnt, kann die Grundkapazität, die für die Auslöseempfindlichkeit maßgebend ist, durch Aufteilung des elektrischen Feldes durch die Leitergebilde 3 und 3_a vermindert werden. Andererseits ist es möglich, durch diese Aufteilung die Gesamtkapazität, d. h. den Umfang der Anlage, bei gleicher Empfindlichkeit zu verdoppeln. Gleichzeitig werden durch diese Anordnung unerwünschte Verstimmungen durch äußere Einflüsse größtenteils aufgehoben, da diese Einflüsse im allgemeinen gleichmäßig auf beide Abschnitte einwirken.

Je nachdem, ob nun die Störung im Feldabschnitt 3 oder 3_Ö eintritt, werden, wie schon gesagt, positive oder negative Gleichspannungsimpulse auf das Relais einwirken, welches bei eintretenden Störungen in jedem Fall das Signal zum Ansprechen bringt. Die Unterteilung des elektrischen Feldes und die Brückenschaltung des Auslöserelais 5 können zur Grobortung entsprechend Fig. 2 herangezogen werden, d. h. zur Feststellung, ob die Störung im Feld 3 oder 3₀ aufgetreten ist. Zu diesem Zweck liegen imAuslösesignalkreis zwei verschiedene optische oder akustische Signalvorrichtungen 9 und 10, von denen jede einerseits mit einem Kontakt g_a bzw. io_a und andererseits mit dem Anker 11 verbunden ist, so daß der Anker durch magnetische Polarisation des Relais 5 im Anodenstromkreis dier Röhre V je nach Kapazitätsänderung des einen 3 oder anderen Schutzfeldabschnittes 3₀ den einen oder anderen Kontakt schließt, wodurch je nach der auftretenden Störung in dem einen oder anderen Feldabschnitt das Signal 9 oder 10 anspricht. Damit ist es möglich, den Ort der Störung grob zu bestimmen.

Claims (3)

1. Patentansprüche.·

   i. Signalvorrichtung, die durch Änderung eines elektrischen Feldes gesteuert wird und an deren Ausgang auch im Ruhezustand eine end-Liehe Spannung besteht, die als Gleichspannung oder gleichgerichtete Wechselspannung an ein Zeitglied gelegt ist, welches bei plötzlichen Änderungen dieses Spannungswertes infolge plötzlicher Änderungen des elektrischen Meßfeldes Gleichspannungsimpulse zur Auslösung eines Signals liefert, nach Patent 912430, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Meßfeld sich aus zwei Abschnitten aufbaut, die getrennt die beiden Sender eines Schwebungsgenerators oder die beiden gegenüberliegenden Brückenzweige einer von einem Oszillator gespeisten Brückenschaltung, an deren Diagonalen auch im Ruhezustand eine endliche Wechselspannung vorhanden ist, gleich oder ungleich belasten.
2. 2. Signalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais, welches im Anodenkreis einer vom Zeitglied (RC) gesteuerten Röhre (V) zum Auslösen des Signals benötigt wird, in der Diagonalen einer Brückenanordnung liegt, wodurch es sowohl auf positive als auch negative Gleichspannungsimpulse anspricht.
3. 3. Signalvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalkreis zwei Signalvorrichtungen (9,10) enthält und daß das magnetisch polarisierte Relais (5) im Anodenkreis der Röhre (V) mit Wechselkontakt den einen oder anderen Signalkreis schließt, je nachdem, ob die auslösende Störung im Feldkreis (3 oder 3_a) auftritt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

   © 609 579/100 8.56 (609 863 4.57)