DE1064981B - Fernsehkamera mit Temperaturregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehkamera mit Temperaturregelung, Ventilator und Heizkörper zur Erzeugung eines die Anheizzeit verringernden heizbaren Luftstromes und mit einem Gebläse zur Kühlung der Kamera während der Aufnahme nach Patent 1 020 364, bei welcher innerhalb des Fernsehkameragehäuses in unmittelbarer Nähe der Aufnahmeröhre ein temperaturabhängiges Schaltelement vorgesehen ist, welches bewirkt, daß bei Überschreitung eines vorgegebenen Temperaturwertes die Leistung eines Heizkörpers automatisch verringert und/oder ein Kühlventilator eingeschaltet wird.

Es ist bekannt, in eine Fernsehkamera Heizkörper einzubauen, um eine schnellere Erwärmung der ganzen Kamera zu erzielen, als dies im normalen Betrieb durch die Wärmeverluste in Röhren und Schaltelementen der Fall ist. Zu diesem Zweck wurde insbesondere ein Teil der Bildaufnahmeröhre, in dem sich die gespannte Glasfolie befindet, mit einer zusätzlichen Heizwicklung umgeben, um die Glaswand der Röhre möglichst schnell auf höhere Temperatur zu bringen.

Um eine derartige Heizung mit möglichst geringer Heizleistung innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne zu bewerkstelligen, wird nach Patent 1 020 364 die Bildaufnahmeröhre mit einer Hülse umgeben, welche ein Teil eines inneren Luftstromsystems ist. Mittels eines dazugehörigen Ventilators und Heizkörpers wird dadurch eine sehr schnelle Betriebsbereitschaft der Bildaufnahmeröhre (bei geringer Heizleistung) erzielt. Dabei sind Mittel vorgesehen, die bei Erreichen der vorgegebenen Betriebstemperatur der Bildaufnahmeröhre automatisch eine Umschaltung der Heizung vornehmen. Insbesondere wird \χλ Xifoerschreitung eines Temperaturwertes die Heizleistung des Heizkörpers automatisch verringert. Dagegen ist bei der Fernsehkamera nach Patent 1 020 364 keine automatische Einschaltung eines HeizkÖTpeTS vorgesehen, sondern nur Schaltmittel zur Einschaltung des Heizkörpers von Hand aus. Bei Unterschreitung eines gegebenen Temperatur wertes muß also vom Bedienungspersonal der Fernsehkamera die Heizung eingeschaltet werden.

Die Erfindung bezweckt, eine neuartige konstruktive Ausgestaltung der Fernsehkamera anzugeben.

'Ernndtmgsgemäß bewirkt das Schaltelement — auch bei nicht völlig geschlossenem innerem Luftstromsystem —, daß unterhalb dieses gegebenen Temperaturwertes der Heizkörper automatisch einschaltet.

Zur Verstärkung der von dem temperaturabhängigen Schaltelement bewirkten elektrischen Leistungsänderungen ist es zweckmäßig, einen Verstärker vorzusehen. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung ist es günstig, wenn der Kühlventila-Fernsehkamera mit Temperaturregelung

Zusatz zum Patent 1 020 364

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Dipl.-Ing. Karl Siepmann, Darmstadt, ist als Erfinder genannt worden

tor dauernd während des Betriebes der Fernsehkamera eingeschaltet bleibt, wobei jedoch dessen Drehzahl automatisch geregelt wird.

Um eine Überhitzung der Bildaufnahmeröhre bei Ausfall des Verstärkers zu vermeiden, ist es vorteilhaft, daß Mittel vorgesehen werden, die automatisch die Ventilatoren ein- und die Heizkörper ausschalten.

Bei einem besonders bewährten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Transistor in Brückenschaltung verwendet, dessen Emitter und dessen Basis in die eine Diagonale der Brückenschaltung gelegt werden, wobei an der anderen Diagonale eine Betriebsspannung anliegt. Dabei liegt im Kollektor-Emitter-Kreis ein Relais in Reihe mit einer eigenen Stromquelle. Die Schaltung ist derart ausgelegt, daß bei Ausfall der Betriebsspannung und/oder bei Ausfall der eigenen Stromquelle für das Relais automatisch die Ventilatoren ein- und die Heizkörper ausgeschaltet werden. Zur Temperaturkompensation des Transistors ist als einer der Brückenwiderstände ein Leiter in Form einer Drahtspirale um den Transistor gewickelt, der derart geschaltet ist und eine derartige Widerstandscharakteristik aufweist, daß er bei Temperaturänderungen des Transistors eine Änderung des Basisstromes desselben bewirkt, so daß der Kollektorstrom konstant bleibt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Fig. 1, 3, 4 und 6 und an Hand der Fig. 2 und 5, welche Temperaturdiagramme wiedergeben, näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer temperaturgeregelten Fernsehkamera,

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Fig. 2 Temperaturkurven in Abhängigkeit von der Anheizzeit,

Fig. 3 eine Transistor-Brückenschaltung mit Relais zur Schaltung der Heiz- und Ventilatorkreise,

Fig. 4 eine Transistor-Brückenschaltung mit Motor und Potentiometer zur Schaltung der Heiz- und Ventilatorkreise,

Fig. 5 die Abhängigkeit der Heiz- und Kühlleistungen von der Temperatur,

Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung einer temperaturgeregelten Fernsehkamera.

Die Fig. 1 zeigt das Kameragehäuse 1, in welchem sich die Bildaufnahmeröhre 2 mit der Frontplatte 3 und den zur Strahlablenkung und Fokussierung dienenden Spulensystemen 4 befinden. Die Hülse 5, der Ventilator 6, der Motor 7 und der Heizkörper 8 sind Teile eines Luftstromsystems. Mit einer derartigen Anordnung kann mit geringer Heizleistung die Bildröhre 2 schnell auf Betriebstemperatur gebracht und die notwendige konstante Temperatur aufrechterhalten werden. Der Luftstrom verteilt sich in die Kanäle 9 und umströmt die Wände, welche die öffnung 10 bilden. Die Vorrichtung 11 zur Lichtschwächung schließt das Luftstromsystem gegen vorn zu ab.

Außerdem ist ein weiteres Luftstromsystem vorhanden, zu welchem der Motor 13 und der Ventilator

14 gehören und mittels welchen die Außenluft durch die öffnung 10 an die äußeren Wände der Hülse 5 herangeführt wird und von welchem in weiterer Folge die Schaltelemente 15 gekühlt werden, bevor der äußere Luftstrom durch öffnungen des Kameragehäuses wieder ins Freie gelangt. Die Schaltelemente

15 sind dabei derart am Chassis 16 befestigt, daß eine bestmögliche Kühlung dieser Schaltelemente gewährleistet ist.

Im Bereich der Aufnahmeröhre 3 ist der temperaturabhängige Widerstand 17 und im Bereich der Schaltelemente 15 ist der temperaturabhängige Widerstand 18 angeordnet.

In Fig. 2 wird die Abhängigkeit von drei Temperaturverläufen nach der Zeit dargestellt. Auf der Abszissenachse wurden dabei Zeitintervalle von je 10 Minuten aufgetragen. Auf der Ordinatenachse sind — beginnend vom Ursprung — drei Skalenstriche eingezeichnet entsprechend den Celsiustemperaturen von 22,5, 39 und 42°. Die Kurve I bezieht sich auf die Außentemperatur, die Kurve II auf die Temperatur, gemessen vom temperaturabhängigen Widerstand 18 (Fig. 1), und die KurveIII auf die Temperatur, gemessen vom temperaturabhängigen Widerstand 17 (Fig. 1). Wenn der Koordinatenursprungspunkt die Zeit Null bedeuten soll, dann wurden nach etwa 7 Minuten die Fernsehkamera und die dazugehörigen Heizkreise eingeschaltet, so daß sich die Temperatur im Bereich der Auf nahmeröhre 3 relativ rasch erhöht hat und bereits nach einer Zeit von etwa 10 Minuten die untere Grenze der Betriebstemperatur erreicht hat. Während der gleichen Zeitperiode bleibt die durch Kurve I dargestellte Außentemperatur relativ konstant und entspricht am Anfang der Skala einer Temperatur von 20° und am Ende derselben einer Temperatur von 22,5°. Die Kurve II zeigt den Temperaturverlauf im Raum zwischen dem Kameragehäuse und der Hülse 5, wobei zu entnehmen ist, daß erst nach der Zeit von rund einer halben Stunde eine Temperaturstabilität erreicht wird, wie sie im Bereich der Aufnahmeröhre 3 bereits nach IOMinuten vorhanden war.

Die Fig. 3 zeigt eine Brückenschaltung mit einem Transistor 21, der mit einem Leiter 22 (in Form einer

Drahtspirale) umwickelt ist Der Emitter und die Basis des Transistors 21 sind in die Diagonale einer Brückenschaltung geschaltet, zu welcher die Widerstände 22, 23, 24 und 25, 26 gehören. In die andere Diagonale dieser Brückenschaltung, an den Erdungspunkt 28 und an den Schaltungspunkt 29 wird die Betriebsspannung 31 angelegt.

Zur Temperaturkompensation des Transistors 21 ist der Leiter 22 vorgesehen. Sobald sich der Transistor 21 erwärmt, erhöht sich auch die Temperatur des Leiters 22, so daß dessen Widerstand größer wird und die Basis des Transistors 21 positivere Potentialwerte annimmt. Dadurch sinkt der Basisstrom und beeinflußt in weiterer Folge den Kollektorstrom des Transistors. Die Widerstandscharakteristik des Leiters 22 ist aber derart, daß die bei Temperaturänderung des Transistors 21 bewirkte Potentialänderung der Basis des Transistors ein Konstantbleiben des Kollektorstromes zur Folge hat.

In Reihe mit dem Emitter und dem Kollektor des Transistors 21 sind die Relais 32 und die Stromquelle 33 geschaltet.

Zur automatischen Temperaturregelung ist der Widerstand 26 vorgesehen, durch dessen Widerstandsänderungen — in Abhängigkeit von der Temperatur — das Gleichgewicht der Brückenschaltung gestört wird und das Relais 32 zum Ansprechen gebracht wird. Dieses Relais 32 betätigt beim Ansprechen (und beim Abfallen) die Schalter 32' und 32", wodurch die Heizung 34 und der Ventilator 35 ab- bzw. angeschaltet (und an- bzw. abgeschaltet) wird. Dafür ist je ein Stromkreis vorgesehen. Da es Betriebszustände gibt, bei denen sowohl der Ventilator 35 als auch die Heizung 34 angeschaltet ist, werden die Schalter 32' und 32" mittels der von Hand aus wahlweise einstellbaren Schalter 37' und 37" und mittels der Widerstände 38' und 38" ·— welche je einen Nebenschluß bilden — überbrückt. Es besteht jedoch die Möglichkeit, die Schalter 37' bzw. 37" in eine derartige Stellung zu bringen, daß entweder nur je einer oder auch beide Nebenschlüsse unterbrochen werden. Es sind also auch die Betriebszustände möglich, bei denen entweder nur die Heizung 34 oder nur der Ventilator 35 eingeschaltet ist.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei sich die dargestellte Brückenschaltung nur dadurch von jener der Fig. 3 unterscheidet, daß an Stelle des Widerstandes 25 in Fig. 3 das geregelte Potentiometer 41 geschaltet ist. Das Relais 32 betätigt bei Ansprechen bzw. beim Abfallen jedoch den Schalter 36, mittels welchen der Motor 40 entweder an eine der Stromquellen 37 und 38 oder an den Schaltungspunkt 39 (Gleichgewichtsstellung) geschaltet wird. Die Welle des Motors 40 verdreht über ein Getriebe die Potentiometer 41, 42 und 43. Dabei dient das Potentiometer 41 als Brückenwiderstand dazu, daß der Motor 40 nur so lange betätigt wird, bis das Brückengleichgewicht gemäß der jeweils herrschenden Temperatur (gemessen über den temperaturabhängigen AViderstand 26) wiederhergestellt ist. Mittels des Potentiometers 42 wird die Heizung 34 und mittels des Potentiometers 43 wird der Ventilator 35 eingeschaltet, so daß eine kontinuierliche Regelung der Heizleistung einerseits und der Kühlleistung andererseits bewirkt wird.

In Fig. 5 bezieht sich die Skala der Abszissenachse auf Übertemperaturen (Betriebstemperatur minus Außentemperatur), wobei dem Koordinatenursprungspunkt der Temperaturwert Null und jedem der weiteren eingezeichneten Punkte der Skala eine Tempe-

Claims (9)

raturerhöhung von je IO0 zukommt. Auf der Ordinatenach.se wurden Werte der elektrischen Leistung in Watt aufgetragen. Die Kurve IV bezieht sich auf die Heizleistung, die KurveV auf die Leistung des Kühl ventilators. Aus dem Diagramm ist zu ersehen, daß bei einer Übertemperatur von 10° die volle Umdrehungszahl des Ventilatormotors erforderlich ist (Kurve V) und daß dabei keinerlei Heizleistung benötigt wird (Kurve IV). Die folgenden Skalenabschnitte auf der Abszisse, welche den Übertemperaturen 20, 30, 40 und 50° entsprechen, lassen erkennen, daß mit steigender Übertemperatur die Heizleistung stetig vergrößert und die Kühlleistung verringert werden muß. Es ist auch ersichtlich, daß bei den meisten Betriebszuständen sowohl die Heizung als auch die Kühlung eingeschaltet bleiben, womit sich sehr stabile Temperaturverhältnisse innerhalb der Fernsehkamera ergeben. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Ventilator auch bei größtmöglicher Heizung laufen zu lassen (wie die Ordinate im letzten Skalenstrich zeigt), wogegen die Heizung bei einer Übertemperatur von IO0 ganz abgeschaltet wird, wie der erste Skalenstrich auf der Abszisse zeigt. Die hier zur Darstellung gelangten Temperaturen wurden mit temperaturabhängigen Widerständen gemessen, welche im Innern der Fernsehkamera (Widerstand 17 in Fig. 1) und außerhalb der Fernsehkamera (am Stativ) angebracht waren. Die Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer temperaturgeregelten Fernseh-Aufnahmekamera, welche sich speziell für industrielle Zwecke gut bewährt hat. Bei dieser Kamera ist die Bildröhre 50 von einem Gehäuse 51 umgeben, innerhalb dessen eine Heizung 52 und ein Ventilator 53 untergebracht sind. Der Ventilator 53, der mittels eines nicht eingezeichneten Motors betrieben wird, bewegt einen Luftstrom, welcher in Pfeilrichtung an der Aufnahmeröhre 50 vorbeizieht, von den wärmeerzeugenden Schaltelementen 54 geheizt wird, durch ein Filter 55 hindurchgeht und schließlich durch die Heizung 52 zusätzlich erwärmt wird. Eine derartige Anordnung bringt die großen Vorteile mit sich, daß der eben geschilderte Luftstrom sowohl durch die wärmeerzeugenden Schaltelemente 54 als auch durch die Spulensysteme der Aufnahmeröhre 50 bereits weitgehend vorgeheizt wird, so daß die Heizung 52 eine wesentlich geringere Heizleistung aufweisen muß. • Um gegebenenfalls eine Kühlung der Fernsehkamera zu bewirken, ist der Ventilator 56 vorgesehen, mittels welchen ein kühlender Luftstrom vom Außenraum angesaugt wird. Mittels diesen können das Gehäuse 51, die wärmeerzeugenden Schaltelemente 54 und der vorhin beschriebene zirkulierende Luftstrom gekühlt werden. Der kühlende Luftstrom wird über eine Kammer 58 angesaugt, in welcher er weitgehendst entstaubt wird. Um beim An- und Abschalten der Heizung 52 bzw. des Motors 57 keine Spannungsstöße zu erzeugen, welche eventuell auf die in der Kamera erzeugten Bildströme eine störende Wirkung ausüben könnten, wurden die für die Heizung 52 und die für den Motor 57 erforderlichen Leistungen gleich bemessen (20 Watt). Die Zuführung der elektrischen Leistung erfolgt mittels der drei Kabeladern 59 bis 61, wobei die Kabelader 59 dauernd mit je einem Pol des Motors 57 bzw. der Heizung 52 und mit der spannungführenden Klemme 62 in Verbindung steht, wogegen jeweils eine der Adern 60 bzw. 61 mittels des Schalters 58' an die andere spannungführende Klemme 63 und an die beiden anderen Pole des Motors 57 und der Heizung 52 angeschaltet wird. Patentansprüche:

1. Fernsehkamera mit Temperaturregelung, Ventilator und Heizkörper zur Erzeugung eines die Anheizzeit verringernden heizbaren Luftstromes und mit einem Gebläse zur Kühlung der Kamera während der Aufnahme nach Patent 1 020 364, bei welcher innerhalb des Fernsehkameragehäuses in unmittelbarer Nähe der Aufnahmeröhre ein temperaturabhängiges Schaltelement vorgesehen ist, welches bewirkt, daß bei Überschreitung eines vorgegebenen Temperaturwertes die Leistung eines Heizkörpers automatisch verringert und/oder ein Kühlventilator eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei nicht völlig geschlossenem innerem Luftstromsystem das Schaltelement bewirkt, daß unterhalb dieses gegebenen Temperaturwertes der Heizkörper automatisch einschaltet.

2. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker vorgesehen ist, mittels welchen die von dem temperaturabhängigen Schaltelement bewirkten elektrischen Leistungsänderungen verstärkt werden.

3. Fernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltelemente vorhanden sind, mit denen der Kühlventilator dauernd eingeschaltet wird und womit dessen Drehzahl automatisch geregelt wird.

4. Fernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärker ein Transistor in Brückenschaltung vorgesehen ist.

5. Fernsehkamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter und die Basis des Transistors in der einen Diagonale der Brückenschaltung -— an deren anderer Diagonale eine Betriebsspannung anliegt — und daß im Kollektor-Emitter-Kreis in Reihenschaltung eine eigene Stromquelle und ein Relais liegen.

6. Fernsehkamera nach einem der Ansprüche 2 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Schaltelemente vorgesehen sind, welche — bei Ausfall des Verstärkers und/oder der Betriebsspannung für die Brückenschaltung und für den Verstärker und/oder bei Ausfall der eigenen Stromquelle für das Relais — automatisch die Ventilatoren ein- und die Heizkörper ausschalten.

7. Fernsehkamera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter vorgesehen ist, der hinsichtlich der Form und des Materials derart beschaffen und derartig angebracht ist, daß dessen Temperatur im wesentlichen von der Temperatur des Transistors bestimmt wird, und daß dieser Leiter derart geschaltet ist und eine derartige Widerstandscharakteristik aufweist, daß er bei Temperaturänderungen des Transistors eine Änderung des Basisstromes desselben bewirkt, so daß der Kollektorstrom des Transistors konstant bleibt.

8. Fernsehkamera nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter hinsichtlich seiner Form derart beschaffen ist, daß der Wärmeübergang vom Transistor auf den Leiter überwiegend durch Wärmeleitung erfolgt.

9. Fernsehkamera nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter als einer der