PL30446B1 - - Google Patents

Description

Opornikom z pólprzewodników o du¬ zym wspólczynniku cieplnym opornosci, wykonanym z tlenków metali lub miesza¬ nin tych tlenków i umieszczonym w bance, wypelnionej gazem, mozna nadawac rózne wartosci oporu przez ogrzewanie ich do róznej temperatury z obcego zródla ciepla.Oporniki te latwo jest ogrzac w stosunko¬ wo krótkim czasie do wyzszych temperatur, powstaja jednak znaczne trudnosci przy ochladzaniu tych oporników z tego powo¬ du, ze po zmniejszeniu ogrzewania opor¬ niki te powracaja do nizszych temperatur tylko bardzo powoli. W mysl niniejszego wynalazku trudnosc ta jest usunieta w ten sposób, ze opornik jest wykonany w posta¬ ci wydrazonego cylinderka, wewnatrz któ¬ rego znajduje sie grzejnik oporowy, przy czym odleglosc pomiedzy tym grzejnikiem i powierzchnia tego cylindra dobiera sie dostatecznie mala, aby utrudnic doplyw gazu, wypelniajacego banke, d!o przestrzeni pomiedzy tym grzejnikiem i opornikiem, natomiast odleglosc pomiedzy zewnetrzna powierzchnia tego cylindra i powierzchnia wewnetrzna banki dobiera sie dostatecznie duza, aby w przestrzeni ograniczonej tymi powierzchniami ulatwic swobodny przie- plyw tego gazu.Opornik ogrzewa sie zatem szybko do zadanej temperatury przez przewodnictwo i promieniowanie. O ile dobierze sie dosyc duza banke i zastosuje gaz stosunkowo lekki, np. wodór, to w czasie dzialania urza-dzenia tylko zewnetrzna strona opornika wystawiona jest na wplywy silnego stru¬ mienia gajz/u, powodujacego zmiany tempe¬ ratury). W ten sposób udaje sie utrzymac latwo zewnetrzna strone opornika w tem¬ peraturze bliskiej temperaturze przestrze¬ ni otaczajacej. W trakcie jednego z do¬ swiadczen izmierziona zostala nadwyzka tej pierwszej temperatury nad dfuga i stwier¬ dzono, ze wynosi ona okolo 40° C. Po¬ niewaz gaiz znajdujacy sie poza cylinder- kiem posiada znacznie nizsza temperature, niz gaz znajdujacy sie w malej ilosci nie¬ ruchomo wewnatrz tego cylinderka, przeto nie potrzebuje on byc intensywnie ochla¬ dzany. Okolicznosc ta wplywa w nie¬ znacznym tylko stopniu na bezwladnosc cieplna calego urzadzenia. Zamiast wodo¬ ru moze byc uzyty w wielu przypadkach azot lub argon. Elektryczny grzejnik opo¬ rowy moze byc wykonany z materialu o wspólczynniku cieplnym opornosci pra¬ wie równym zeru, np. z konstantanu lub z odpowiednich materialów pólprzewodza- cych. Wskutek tego osiaga sie szybkie ustalenie równowagi pomiedzy cieplem do¬ prowadzanym i odprowadzanym równiez w przypadkach stosowania stosunkowo wy¬ sokiej temperatury w grzejniku. O ile chce sie osiagnac szczególnie szybkie ustalanie wartosci oporu przy silniejszym ogrzewa¬ niu, wtedy grzejnik wykonywa sie z mate¬ rialu o temperaturze pracy powyzej 800° C, np. z wolframu lub molibdenu. Odleglosc pomiedzy zewnetrzna powierzchnia grzej¬ nika a wewnetrzna powierzchnia opornika powinna wynosic zwykle mniej niz 3 mm, a najlepiej 0,8 do 1 mm. Unika sie wtedy przeplywu gazu w przestrzeni pomiedzy grzejnikiem a opornikiem. O ile w celu uzyskania duzego przekroju opornika z pól¬ przewodnika przy jego malej dlugosci obie¬ rze sie na opornik rurke o stosunkowo du¬ zej srednicy, czesto jest niemozliwym lub niecelowym nadawanie samemu grzejniko¬ wi równiez odpowiednio duzego przekroju dla zachowania zadanej odleglosci pomie¬ dzy zewnetrzna powierzchnia grzejnika i wewnetrzna powierzchnia opornika, W ta¬ kim przypadku trzeba zastosowac inny sro¬ dek pomocniczy, uniemozliwiajacy prze¬ plyw gazu, np. pokrywki na koncach opor¬ nika lub krazki, umieszczone wewnatrz rurki stanowiacej opornik, poprzecznie do kierunku tej rurki Jest pozadane, aby od¬ leglosc scianek banki od opornika wynosila wiecej niz 1 cm. Odpowiednim gazem do wypelnienia banki jest wodór o cisnieniu od 10 do 300 mm slupa rteci Szczególnie odpowiednie jest cisnienie 170 do 200 mm slupa rteci, zwlaszcza przy wzajemnej od¬ leglosci pomiedzy grzejnikiem a oporni¬ kiem — 1 mm.Jako oporniki nadaja sie tu zwlaszcza przewodzace zwiazki o strukturze spinelo- wej, jak tytanian magnezu. Tego rodzaju oporniki moga byc wykonane z 60 czesci wagowych tlenku magnezu i 40 czesci wa¬ gowych tlenku tytanu i to najlepiej w ten sposób, ze mieszanine te wytlacza sie w po¬ staci rurki. Rurki te wypala sie nastepnie w temperaturze 1100° C w ciagu jednej go- dlziny na powietrzu, a po tym jeszcze w ciagu jednej godziny w temperaturze 1450 — 1500° C w atmosferze wodoru.Przed wprowadzeniem wodoru do pieca przepuszcza sie go przez plóczki z woda w celu nasycenia para wodna.W jednym z przykladów wykonania przyrzadu wedlug wynalazku ogrzewa¬ no rurke magnezowoi-tytanowo^spinelowa o srednicy zewnetrznej 1,2 mm, srednicy wewnetrznej 1,0 mm i dlugosci pomiedzy doprowadzeniami pradu 4 mm za pomoca wlókna wolframowego, pobierajacego moc okolo 4 W. Bardzo mala srednica we¬ wnetrzna rurki powodowala wewnetrzne tarcie gazu, które utrudnialo w znacznym stopniu przeplyw gazu wewnatrz tej rurki.W tym wykonaniu banka zamykala opornik w odleglosci oden okolo 15 mm i byla wy¬ pelniona wodorem o cisnieniu 200 mm slu- — 2 —pa rteci. Opornosc rurki przy tym ogrze¬ waniu moca 4 W wynosila okolo 10000 Q.Po wylaczeniu pradu ogrzewajacego opor¬ nik ochlodzil sie tak szybko, ze juz po uplywie 1,5 do 4 sekund jego temperatura obnizyla sie o 90% calkowitego spadku tej temperatury, a opornosc jego wzrosla do , kilkuset tysiecy omów. Ten tak maly czas chlodzenia zostal osiagniety dzieki stosun¬ kowo malej ilosci ciepla), zawartej w gazie, wypelniajacym wnetrze rurki, oraz we wlóknie zarzenia. Cieplo to, które nalezy odprowadzic przez promieniowanie i przez przewodnictwo! przechodzi z latwoscia przez cienka scianke rurki db gazu otacza¬ jacego te rurke.Na rysunku uwidoczniotno kilka przy¬ kladów wykonania i zastosowania przyrza¬ dów wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia jedna z postaci wykonania te¬ go przyrzadu, fig. 2, 3 i 4 przedstawiaja uklady polaczen instalacji, w których za¬ stosowano przyrzad wedlug wynalazku do regulacji pradu w lampie wyladowczej, wreszcie fig. 5 i 6 — przyklady wykjottiania i zastosowania przyrzadu wedlug wynala¬ zku db regulowania . swiatlosci zarówek.Wedlug fig. 1 opornik 1 jest wykonany w postaci rurki a dwutlenku uranu, otacza¬ jacej w malej odleglosci wlókno zarowe 2.Wlókno 2 jest naciagniete sprezyna 3.Opornik wraz z wlóknem zarowym jest umiesziczony wewnatrz zamknietej banki, wypelnionej wodorem. Przez splaszczona czesc nózki 5 banki przechodza cztery do¬ prowadzenia pradu, z których doprowadze¬ nia 6 i 7 lacza sie z opornikiem, a dopro¬ wadzenia 8 i 9 — z grzejnikiem.Wskutek ogrzewania opornika przez grzejnik opornosc tego opornika zmienia sie stopniowo i przyjmuje zawsze okreslo¬ ne wartosci. W szereg z grzejnikiem moz¬ na wlaczyc dodatkowy opornik suwakowy dobrany tak, ze przesunieciu suwaka o je¬ dnostke dlugosci, np. o jeden lub kilka centymetrów, odpowiada zmiana oporno¬ sci opornika z materialu pólprzewodzace- go w stosunku do dziesieciu. W ten spo¬ sób przy zastosowaniu opornika z pólprze¬ wodnika latwo mozna uzyskac zakres re¬ gulacji opornosci w stosunku do 1Q3.Oporniki wedlug wynalazku moga byc z korzyscia stosowane do samoczynnej lub recznej regulacji pradu w elektrycznych lampach wyladowczych.Fig. 2 przedstawia uklad polaczen in¬ stalacji, w którym zastosowano przyrzad wedlug wynalazku do regulacji pradu w lampie wyladowczej, wypelnionej gazem.Do zródla 10 pradu zmiennego wlaczony jest szeregowo opornik dodatkowy // i opornik z pólprzewodnika 12. Równole¬ gle do opornika 12 jest wlaczone pierwot¬ ne uzwojenie transformatora 13, który do¬ starcza energii do wypelnionej gazem lam¬ py wyladowczej 14. Do wtórnego uzwoje¬ nia transformatora 13 wlaczona jest w sze¬ reg z grzejnikiem urzadzenia oporowego lampa wyladowcza 14. Latwo zauwazyc, ze przy tego rodzaljtu ukladzie polaczen zbyt silny wzrost natezenia pradu, plyna¬ cego przez lampe wyladowcza, ogrzewa grzejnik urzadzenia oporowego i powodu¬ je wzrost temperatury opornika. Wskutek tego zmniejsza sie napiecie na tym opor¬ niku, a wiec.i na pierwotnym uzwojeniu transformatora 13, powodujac zmniejsze¬ nie natezenia pradu, plynacego przez lam¬ pe wyladowcza. W ten sposób uzyskuje sie wiec samoczynna regulacje pradu o stalym natezeniu, pobieranego przez lampe wy¬ ladowcza.Fig. 3 przedstawia odmienny uklad po¬ laczen. Czesto stosuje sie transformator o duzym rozproszeniu magnetycznym, a wiec o stosunkowo duzych stratach w miedzi i w zelazie, aby ograniczyc energie, doprowadzana do lamp wyladowczych.Rozproszenie magnetyczne transformato¬ ra, powodujace zmniejszanie napiecia przy wzroscie obciazenia, nie moze byc dowol¬ nie duze, poniewaz transformator rozgrzal- — 3 —by sie zbyt silnie, W celu unikniecia tego korzystnie jest wlaczyc równolegle do wtórnego uzwojenia transformatora opor¬ nik 12 wedlug wynalazku. Wtórne uzwoje¬ nie transformatora 13 zasila najpierw opor¬ nik dodatkowy i polaczona z nim szerego¬ wo lampe wyladowcza 14. Jako opornik dodatkowy zastosowano tu grzejnik opor¬ nika 12 w postaci wlókna* zarowego. Do opornika 12 moze byc dolaczony jeszcze drugi dodatkowy opornik 11. Wlókno za¬ rowe sluzy zatem jako dodatkowy opornik lampy wyladowczej i ma za zadanie ogrze¬ wanie opornika 12. Ogrzewa on ten opor¬ nik w tym wiekszym stopniu, im wiekszy prad pobiera lampa wyladowcza. Przy wzroscie pradu, przechodzacego przez lampe wyladowcza, maleje opornosc opor¬ nika rurkowego 12 i wzrasta jednoczesnie prad, plynacy przez ten opornik, Powodu¬ je to dodatkowe obciazenie wtórnego uzwojenia transformatora, a wskutek tego zmniejsza sie napiecie na transformatorze.I tu wiiec ma miejisce samoczynna regulacja.Inny uklad polaczen przedstawiono na fig. 4. Wlókno zarowe opornika 12 jest po¬ laczone w szereg z opornikiem regulacyj¬ nym 15 i jest przylaczone do specjalnego uzwojenia wtórnego transformatora 13.Glówne uzwojenie wtórne transformatora 13 zasila lampe wyladowcza 14 i szerego¬ wo z nia polaczony opornik 12. Dowolne nastawienie opornika regulacyjnego 15 po¬ woduje zmiane opornosci opornika 12, a tym samym pozwala nastawic prad ply¬ nacy do lampy wyladowczej na zadana wielkosc. Znane jest na przyklad, ze lam¬ py wyladowcze, wypelnione gazem, po dluzszym dzialaniu wskutek pochloniecia gazu przez elektrody wykazuja wiekszy spadek napiecia w bance. Przez odpowied¬ nie nastawienie opornika 15 mozna latwo dostosowac napiecie lampy wyladowczej do najkorzystniejszych warunków jej pra¬ cy. Szczególna korzysc zastosowania przy¬ rzadu wedlug wynalazku polega tu na tym, ze regulacja moze byc zastosowana rów¬ niez i w urzadzeniach wysokiego napiecia, poniewaz moze miec miejsce w obwodzie oddzielonym od obwodu wysokiego napie¬ cia. Zbyteczne sa tu zatem specjalne srod¬ ki ostroznosci.Opisane dotychczas przyklady dotycza zastosowania przyrzadu wedlug wynalaz¬ ku do lamp wyladowczych, wypelnionych gazem. Przedmiot wynalazku moze byc za¬ stosowany równiez w takich urzadzeniach, które zawieraja lampy wyladowcze próz¬ niowe. Jako przyklad moze sluzyc regu¬ lacja sily glosu w urzadzeniach wzmacnia¬ jacych. Regulacja sily glosu moze byc do¬ konana przez oporniki potencjometryczne, tworzace bocznik cewki wejsciowej obwo¬ du antenowego lub bocznik obwodu siatki pierwszej lampy malej czestotliwosci i zmniejszajace w wiekszym lub mniejszym stopniu amplitude wielkiej czestotliwosci.Do takich urzadzen stosuje sie z korzyscia opornik wedlug wynalazku. W urzadze¬ niach na prad zmienny wlókno zarowe opornika jest polaczone w szereg z opor¬ nikiem regulacyjnym i przylaczone do uzwojenia zarzenia w transformatorze.W urzadzeniach na prad staly lub na prad dowolny wlókno zarzeniowe laczy sie rów¬ nolegle z opornikiem regulacyjnym i wla¬ cza sie do obwodu zarzenia. Dotychczas stosowane oporniki potencjometryczne, za¬ wierajace warstwe oporowa, po której sliz¬ ga sie ruchomy kontakt, posiadaja duze wady, poniewaz opory przejsciowe pomie¬ dzy slizgowym kontaktem a warstwa opo¬ rowa bardzo latwo wywoluja trzaski, które zostaja równiez wzmocnione i przedostaja sie do glosnika. Niedogodnosc ta zostaje calkowicie usunieta w urzadzeniu wedlug wynalazku, poniewaz nie moga tu powstac jakiekolwiek trzaski, pochodzace z wadli¬ wego dzialania kontaktu slizgowego. Do bocznikowania cewki antenowej dobiera sie opornik z pólprzewodnika tak, by w tem¬ peraturze otoczenia posiadal opornosc od — 4 —105 do 106 Q, a przy wyzszych temperatu¬ rach pracy — opornosc 103 ii. Jezeli opor¬ nik ma byc wlaczony pomiedzy stopnie wzmocnienia wielkiej i malej czestotliwo¬ sci, to nalezy go dobrac najlepiej tak, by opornosc jego wynosila w temperaturze otoczenia 104 do 105 Q, a przy pracy w wyz¬ szych temperaturach od 10 do IG2 Q.Na fig. 5 i 6 przedstawiono^ przeklady zastosowania przyrzadu wedlug wynalaz¬ ku do regulowania swiatlosci zarówek.Wedlug fig. 5 opornik rurkowy 16 otacza czesc wlókna zarowego 21, umieszczonego w bance 17 w znany sposób na drutach podtrzymujacych 20, przymocowanych do wspornika 19, polaczonego sztywno z cze¬ scia splaszczona nózki 18. Wlókno 21 za¬ rówki jest polaczone z wtórnym uzwoje¬ niem 22 transformatora, podczas gdy opor¬ nik 16 jest przylaczony równolegle do pierwotnego uzwojenia 23 tego transforma¬ tora. W obwód pierwotnego uzwojenia transformatora wlaczony jest dodatkowo opornik 24, np. zelazo-wodorowy. Zarów¬ ke wypelnia sie mozliwie lekkim gazem.W urzadzeniu tym przy wzrastajacym obciazeniu zarówki ogrzewa sie opornik 16, przez co zmniejsza sie napiecie na zacis¬ kach pierwotnego uzwójenia 23 transfor¬ matora, poniewaz natezenie pradu, dopro¬ wadzanego do transformatora po stronie pierwotnej, jest ograniczone przez opornik 24. Przez odpowiednie dobranie poszcze¬ gólnych czesci tego urzadzenia mozna utrzymac na stalym poziomie natezenie pradu, plynacego przez wlókno zarowe 21 zarówki przy wahaniu napiecia sieci, co jest korzystne przy stosowaniu takiej za- rówkli w celach pomiarowych. Czesci te mozna równiez dobrac w taki sposób, aby uzyskac sprzezenie zwrotne, powodujace okresiowe dnganie swiatlosci zarówki, które np. moze byc zastosowane do celów sygna¬ lizacyjnych.W urzadzeniu wedlug fig. 6 grzejnik 25 opornika wedlug wynalazku jest polaczony Staatsdruckerei Warj szeregowo z wlóknem 21 zarówki. Równo¬ legle do wlókna zarówki wlaczony jest opornik 16. Urzadzenie dziala w podobny sposób, jak lurzadzenie wedlug fig. 5. W tym przypadku grzejnik 25 sluzy wedlug wyna¬ lazku jako opornik dodatkowy dla tej za¬ rówki.Urzadzenie wedlug wynalazku, zasto¬ sowane do utrzymywania niezmiennego obciazenia zarówki, pozwala na tak dokla¬ dne utrzymanie nastawionej wartosci, ze udaje sie zupelnie dokladnie naswietlac ztdjecie fotograficzne przy powielaniu. Cza¬ sy naswietlania moga byc nastawione raz na zawsze i nie sa zalezne od wahan napie¬ cia sieciowego. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe. Elektryczny przyrzad, zawierajacy opor¬ nik z tlenków metali o znacznym wspól¬ czynniku cieplnym opornosci, zamkkiiety w bance, wypelnionej gazem, a sluzacy do uzyskiwania róznych wartosci oporu przez ogrzewanie tegk opoimika za pomoca grzej¬ nika regulowaJnego, znamienny tym, ze opornik ten ma ksztalt wydrazonego cylin- derica, wewnatrz którego jest umieszczony grzejnik oporowy, przy czym odleglosc po¬ miedzy powierzdhnia zewnetrzna tego grzejnika i powierzchnia wewnetrzna tego cylinderfea jest tak mala, iz jest utrudnio¬ ny doplyw gazu, wypelniajacego banke, do przestrzeni pomiedzy tymi powierzchniami, natomiast odleglosc pomiedzy zewnetrzna powierzchnia tego cyilinderita i powierzch¬ nia wewnetrzna banki jest tak duza, iz swo¬ bodny przeplyw tego gazu, którym jest nip. wodór o cisnieniu od 10 do 300 mm sluipa rteci, jest ulatwiony w przestrzeni ograni¬ czonej tymi powidrzchniami. Patent-Treuhand- Gesellschaft f ii r elektrische Gliihlampen m. b. H. Zastepca: inz. Cz. Raczynski rzecznik patentowy hau — Nr. 8471-42.Do opisu patentowego Nr 30446 Ark. 1 Fiff.l Tig.2 11 -JUUUUUUIT- Tie.3 -O O- 10 I VWWW ' 13 i—AWWWWW- —i r—Tiinnnr- HW-^h 11 12 4- 10 12 PiJ=n wwwv- ^WWWWWAM 13 Fi5A 13 10 ^AA/WWW |-aw^ ^wwwwy- «-+ tf. ^ T&J «"t IDo opisu patentowego Nr 30446 Ark.

2 PL