CH364842A - Lichtelektrischer Detektor - Google Patents

Description

  
 



  Lichtelektrischer Detektor
Die Erfindung betrifft einen lichtelektrischen Detektor mit photoleitendem Fühlerelement, der sich besonders zur Überwachung von Feuerungsanlagen eignet.



   Es sind zu diesem Zwecke Einrichtungen bekannt, bei denen der durch ein photoleitendes Fühlerelement fliessende Strom direkt oder über einen Verstärker zum Steuern eines Relais herangezogen wird.



  Diese Einrichtungen haben den Nachteil, dass bei einem Kurzschluss der Zuleitungen des Fühlerelementes das Vorhandensein einer Flamme vorgetäuscht werden kann, was ein bedeutendes Gefahrenmoment für die zu überwachende Feuerungsanlage ergibt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen worden, in Reihe mit dem photoleitenden Fühlerelement einen Gleichrichter zu schalten und das Fühlerelement an Wechselstrom anzuschliessen, so dass bei beleuchtetem Fühlerelement dem Verstärker pulsierender Gleichstrom, bei Kurzschluss der Zuleitungen des Fühlerelementes dagegen Wechselstrom zugeführt wird. Die   Üherwachungseinrichtung    ist dann so ausgebildet, dass sie im zweiten Fall in   Störstellung    geht.



  Der erwähnte Nachteil wird durch diese Massnahme zwar beseitigt, hingegen bleibt die Gefahr bestehen, dass durch einen Kurzschluss im Fühlerelement selbst das Vorhandensein einer Flamme vorgetäuscht wird.



  Diese Gefahr besteht besonders bei den sonst vorteilhaften Photowiderständen aus Halbleitermaterial, welche auf Grund ihrer Empfindlichkeit eine direkte Betätigung eines Relais, ohne Zwischenschaltung eines Verstärkers, ermöglichen.



   Die Erfindung, welche die erwähnten Nachteile beseitigt, betrifft einen lichtelektrischen Detektor mit einem mit Wechselstrom gespeisten photoleitenden Fühlerelement, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass das photoleitende Fühlerelement ein erst bei Belichtung eine Gleichrichterwirkung aufweisender Photowiderstand ist.



   Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.



   Es zeigen:
Fig. 1 und 5 Ausführungsbeispiele von photoleitenden Fühlerelementen,
Fig. 2 bis 4 Spannungs- und Stromdiagramme und
Fig. 6 die Schaltung eines erfindungsgemäss ausgebildeten lichtelektrischen Detektors.



   In der Halbleiterphysik ist der Effekt bekannt, dass bestimmte Photowiderstände, also Halbleiterelemente, ohne eine im voraus ausgebildete Sperrschicht Gleichrichtereigenschaften aufweisen, wenn nur der an eine Elektrode grenzende Teil des Halbleiters belichtet wird, wie dies in der Fig. 1   darge-    stellt ist. Diese zeigt einen Halbleiterkörper 1, der mit Elektroden 2, 3 versehen ist und dessen rechter Teil durch eine Platte 4 gegen Lichteinfall abgedeckt ist. Es zeigt sich, dass bei einem Photowiderstand ein Gleichrichtereffekt immer dann auftritt, wenn unter dem Einfluss der Belichtung an der der Lichtquelle zugewandten Fläche das Produkt der Konzen  tration    der Ladungsträger verschiedener Polarität und der entsprechenden Beweglichkeit bei den beiden Ladungsträgerarten verschieden ist. Es kann z.

   B. durch eine zweckmässige Behandlung des Halbleitermaterials erreicht werden, dass als Folge der Beleuchtung nur eine Art von Ladungsträgern freigegeben wird. Es ist jedoch auch denkbar, die Zusammensetzung des Halbleitermaterials so zu wählen, dass die Konzentrationen der durch die Beleuchtung freigegebenen Ladungsträger zwar gleich, deren Beweglichkeit jedoch verschieden sind.



   Die Fig. 2 zeigt den Verlauf einer an ein solches Fühlerelement angelegten Wechselspannung, die   Fig. 3 den Verlauf des entsprechenden Stromes bei unbelichtetem und die Fig. 4 bei belichtetem Fühlerelement. Man sieht, dass bei Belichtung durch das Fühlerelement ein pulsierender Gleichstrom fliesst.



  Im Falle eines elektrischen Kurzschlusses im Fühlerelement verliert dasselbe seine gleichrichtende Eigenschaft, und der durchfliessende Strom wird zu einem Wechselstrom.



   Die Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des Fühlerelementes im Schnitt. Zwischen einer gitterförmigen Elektrode 5 und einer   plattenförmi-    gen Elektrode 6 befindet sich eine Schicht 7 aus Halbleitermaterial, deren Dicke d so gross gewählt ist, dass bei Belichtung des Elementes von der Seite der gitterförmigen Elektrode 5 das Licht an der Oberfläche der Schicht 7 absorbiert wird, so dass es nicht bis zur Elektrode 6 durchdringen kann.



   Die Fig. 6 zeigt die Schaltung eines Lichtdetektors, die sich vorzugsweise zur Flammenüberwachung eignet. An eine Wechselspannungsquelle 8, 9 ist ein Stromkreis, der durch die Reihenschaltung eines als Photowiderstand ausgebildeten Fühlerelementes 10 mit einer Parallelschaltung eines Relais 11 und eines Kondensators 12 gebildet ist, angeschlossen. Fliesst durch das Fühlerelement 10 ein pulsierender Gleichstrom, wird das Relais 11 erregt und zieht an, wobei sich der Kondensator 12 im Sinne einer Abfallverzögerung des Relais auswirkt.

   Bei einem Kurzschluss im Fühlerelement 10 oder in den Zuleitungen zu demselben fliesst hingegen im Stromkreis ein Wechselstrom, und zwar zum grössten Teil über den geeignet dimensionierten Kondensator 12, so dass das Relais 11 nicht mehr erregt wird und abfällt oder bei der Inbetriebsetzung der Überwachungseinrichtung nicht anzieht, wodurch letztere in Störstellung geht.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Lichtelektrischer Detektor unter Verwendung eines mit Wechselstrom gespeisten photoleitenden Fühlerelementes, dadurch gekennzeichnet, dass das photoleitende Fühlerelement ein erst bei Belichtung eine Gleichrichterwirkung aufweisender Photowiderstand ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für den Photowiderstand (10) ein Halbleitermaterial mit einem ungleichen Produkt aus der Beweglichkeit und der Konzentration für die Ladungsträger verschiedener Polarität verwendet ist und die Gleichrichterwirkung durch ausschliessliche Belichtung des an eine Elektrode (2, 5) grenzenden Teiles des Photowiderstandes (1, 7) erfolgt.

   2. Detektor nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermaterial des Photowiderstandes bei Belichtung Ladungsträger nur einer Polarität freigibt.

   3. Detektor nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Photowiderstand aus einem Material besteht, welches eine ungleiche Beweglichkeit der Ladungsträger verschiedener Polarität aufweist.

   4. Detektor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Photowiderstand in einem wechselstromgespeisten Stromkreis in Reihe mit einer Parallelschaltung eines Relais (11) und eines Kondensators (12) angeordnet ist.