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Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Aufzeichnung von elektrischen Stromvorgängen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von elektrischen, insbesondere von Wechselstromvorgängen, mittels elektrochemischer Einwirkungen. Beispielsweise können die Aufzeichnungen von Generatorkurven oder von Entladungsvorgängen in Betracht kommen, weiters ist das Verfahren auch zur Bildtelegraphie verwendbar. Die wichtigste Anwendung ist die Aufzeichnung von Schallkurven zur Klanganalyse, endlich Aufzeichnung von Schallvorgängen, welche auf irgendeine Weise, etwa mittels lichtempfindlicher Zellen, wieder in Schall rückverwandelt werden können.
Bisher wurden derartige Aufzeichnungen bei sehr niedrigen Frequenzen rein mechanisch, etwa auf Russtrommeln, durchgeführt, bei höheren Frequenzen auf photographischem Wege mittels Saitengalvanometern, Oszillographen od. dgl. Diese letzteren Verfahren bedingen nicht nur komplizierte und teuere Einrichtungen, sondern bringen auch den Nachteil mit sich, dass eine photographische Entwicklung und Behandlung in der Dunkelkammer notwendig ist. Es sind wohl auch elektrochemische Verfahren bekannt, die u. a. in der Bildtelegraphie angewendet werden, welchen jedoch für die vorgedachten Zwecke gewisse Nachteile anhaften.
Die Aufzeichnungen geschehen etwa auf einem mit einer geeigneten Lösung getränkten, laufenden Papierstreifen. Der Laufgesehwindigkeit sind durch folgende Umstände verhältnismässig enge Grenzen gezogen :
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Registrierstreifens kommt bei einer vorgegebenen Stromstärke der Apparatur zur Wirkung. Es ist daher durch die Empfindlichkeit der Reaktion eine obere Grenze für die Geschwindigkeit gegeben, wenn überhaupt sichtbare und verwertbare Zeichen erscheinen sollen. b) Anderseits ist die Geschwindigkeit nach unten durch die höchste aufzunehmende Frequenz bestimmt. Soll etwa eine Frequenz von 10.000 noch formgetreu registriert werden, so ist dazu nötig, dass in der Längsrichtung eine Zeichenunsehärfe von höchstens etwa ein Viertel der auf die Laufgeschwindigkeit reduzierten Wellenlänge vorhanden ist.
Ist nun, abgesehen von der Dimension der Elektrode und andern Umständen, etwa eine Zeiehenunschärfe von ein Zehntel Millimeter vorhanden, so würde dies bedeuten, dass eine Laufgeschwindigkeit von mindestens 4 m pro Sekunde nötig wäre. Kann jedoch durch geeignete Massnahmen die Zeichenunschärfe vermindert werden, so kann man mit einer bedeutend geringeren Geschwindigkeit das Auslangen finden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt und erreicht nun, dass tatsächlich die Zeiehenunsehärfe praktisch Null gemacht wird, u. zw. dadurch, dass durch geeignete Mittel erreicht wird, dass die Farbreaktion, welche an dem Orte der elektrischen Einwirkung eintritt, dortselbst sofort fixiert wird. Falls, wie bei den meisten bisher verwendeten Prozessen, die Reaktion eine gewisse Zeit zum Ablaufe braucht, so dass während dieser Zeit die an der Elektrode durch die Einwirkung des Stromes gebildeten chemischen Substanzen Gelegenheit haben, zu diffundieren, bevor die Reaktion zum vollständigen Ablauf gekommen ist, ergibt sich naturgemäss ein Verschwimmen der Zeichen.
Diese Unschärfe sind in vielen Fällen der Bildtelegraphie nicht nur nicht schädlich, sondern sie bieten insofern einen Vorteil, als die zum Zwecke der Übertragung nötige Rasterung dadurch gemildert wird und das Bild weicher erscheint. Aus diesem Grunde war bisher dem Umstande der Diffusion keine Bedeutung zugemessen worden.
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reichende Empfindlichkeit besitzt, ein Kunstgriff angewendet werden, der darin besteht, dass die bei Stromdurchgang in den tragenden Faserstoff tretenden Ionen durch geeignete Massnahmen gezwungen
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sich nicht gefärbt zu sein braucht.
Wichtig ist hingegen eine möglichst grosse Adsoiptionsfähigkeit dieser primär gebildeten Substanz, denn sie dient als Träger einer sekundär ablaufenden Farbreaktion. durch welche dann erst die gewünschte sichtbare Stromaufzeichnung erreicht wird. Diese eigentliche Farb- reaktion muss keineswegs unlösliche Reaktionsprodukte liefern, auch ist die Zeit bis zur Beendigung der Reaktion unwesentlich. Es ist auch nicht erforderlich, dass diese sekundäre Reaktion aus den im Registrierstreifen enthaltenen Substanzen vor sich geht. es ist vielmehr möglich, durch weitere, nach erfolgter elektrischer Einwirkung einzubringende Substanzen die Farbreaktion herbeizuführen bzw. auszulösen oder zu beschleunigen.
Unter Umständen kann es erwünscht sein, die Zeichen in einer bestimmten Farbe zu erhalten.
Sollen beispielsweise die Aufzeichnungen mittels einer Photozelle verwertet werden, so ist auf die ver- schiedene Liehtempfindliehkeit der Photozelle für verschiedene Liehtwellenlängen Rücksicht zu nehmen. Bei einer Photozelle, welche hauptsächlich rotempfindlich ist. wird die Abtastung dann besonders günstig sein, wenn das Produkt der Farbreaktion rote Lichtstrahlen nicht durchlässt bzw. reflektiert. Es ist also in diesem Falle eine grünschwarze Färbung erwünscht. Bei Verwendung anderer Zellen oder für andere Zwecke kann eine andere Färbung von Vorteil sein.
Es ist durch chemische Nachbehandlung möglieh, die Färbung des Reaktionsproduktes in eine andere Farbe überzuführen. Sowohl die primäre als auch die sekundäre Reaktion können in ihrem Ablaufe durch geeignete Massnahmen, etwa Verwendung von Katalysatoren, beschleunigt werden.
Die Aufzeichnungen können entweder auf einem undurchsichtigen Band (etwa Papier) oder aber auf einer durchsichtigen Substanz (etwa Gelatine. Cellophan u. dgl.) erfolgen. Im ersteren Falle wird die Beobachtung der Aufzeichnungen im auffallenden, im zweiten Falle im durchfallenden Lichte zu geschehen haben.
Die zur Aufzeichnung dienende Elektrode, deren Substanz möglicherweise bei der elektrolytischen Reaktion gelöst wird, muss in der Laufrichtung eine möglichst geringe Dimension aufweisen, die, auf die Laufgeschwindigkeit bezogen, höchstens etwa ein Fünftel der Wellenlänge der raschesten noch aufzuzeichnenden Frequenz betragen darf. Wird etwa mit einer Laufgeschwindigkeit von 50 cMt/seA-gearbeitet. wie es ja der Laufgesehwindigkeit der jetzt gebräuchlichen Tonfilmapparaturen entspricht, so darf die Längserstreckung der Elektrode höchstens ein Fünfzigstel Millimeter betragen, wenn Frequenzen bis 5000 aufgezeichnet werden sollen.
Die Elektrode wird zu diesem Zwecke vorteilhaft als ein dünner, bandförmiger
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Nachschub Sorge getragen werden. Da eine derartige Elektrode sehr geringe mechanische Festigkeit besitzt, wird es vorteilhaft sein, dieselbe in einem massiven Kanal zu führen, aus welchem nur ein ganz kurzes Stück, etwa in der Grössenordnung von 1 mm, vorsteht. Die Ausdehnung der Elektrode quer zur Laufrichtung kann beliebig gehalten werden, praktisch haben sich Dimensionen zwischen O'f) und Ï mm als verwendbar gezeigt.
Bei manchen, insbesondere bei kombinierten Reaktionen kann es vorkommen, dass die Impräg- nierungslösung als solche nicht haltbar ist bzw. dass an der Luft, am Licht oder durch andere Umstände Zersetzungen eintreten. In diesem Falle wird das Verfahren derart gehandhabt. dass nur ein Teil der Substanzen von vornherein der Tränklosung zugesetzt wird, während die restlichen Komponenten erst unmittelbar vor der Reaktion in das laufende Band eingebracht werden. Dies kann beispielsweise dadurch
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angeordnet werden, welche die erwähnten Komponenten auf das Band auftragen.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise des beschriebenen Verfahrens bzw. der erforderlichen Vorrichtung seien nachstehende Beispiele angeführt :
Beispiel 1 : Der tragende Faserstoff, etwa Papier, Cellophan od. dgl., wird mit einer Lösung von Ferroeyankalium imprägniert, deren elektrische Leitfähigkeit in an sich bekannter Weise durch Zusatz eines entsprechenden Leitsalzes, welches gegebenenfalls auch gleichzeitig als Katalysator dienen kann, bis zum gewünschten bzw. erforderlichen Masse erhöht wird.
Der so behandelte Streifen läuft von der Vorratsrolle zwischen mit Tanninlösung befeuchteten Walzen zur Aufnahmeapparatur, wo die im vorliegenden Falle aus Eisen oder einer geeigneten Eisenlegierung bestehende Sehreibelektrode in
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geeigneter Weise angebracht ist und bei Stromdurchgang Eisenionen abgibt. Im gewählten Beispiele verläuft der chemische Vorgang wie folgt : Die unter der Einwirkung des elektrischen Stromes aus dem Schreibstift auf den laufenden Streifen gelangenden Eisenionen treten mit dem Ferroeyankalium zu weissem, also praktisch unsichtbarem Ferroferroeyanid Fe Fe (CN) j, zusammen, da ja Eisen anodiseh als Fe++ in Lösung geht.
Das vorhandene Tannin gibt aus diesem Grunde mit dein Eisen zunächst auch keine Färbung. An der Luft tritt nunmehr eine Oxydation des primär gebildeten unlöslichen weissen Ferroferrocyanids zu FerrifeiTocyanid ein, wodurch bewirkt wird, dass das mit Tannin durchtränkt
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seiner durch die frisch gebildete dünne Schicht besonders gesteigereten Adsorptionsfähigkeit, Statt der zu erwartenden blauen Farbe des Ferriferrocyanids tritt eine tiefsehwarze Färbung von Ferritannat ein, welches infolge der Fixierung auf dem primär gebildeten unlöslichen Ferroferroeyanid nach dessen Oxydation Aufzeichnungen von absoluter Zeichenschärfe liefert, die ohne den angewendeten Kunstgriff mit Tannin allein nicht erzielbar sind,
weil das entstehende Eisentannat merklich wasserlöslich ist und daher infolge Diffusion verschwimmende Zeichen liefern würde.
Die Anordnung kann auch derart getroffen werden, dass die Zuführung der Tanninlösung erst nach der elektrolytischen Einwirkung erfolgt, etwa durch Anbringung der Zuführungswalzen hinter der Elektrode, wobei die Reaktionen im allgemeinen in der vorbeschriebenen Weise erfolgen.
Es ist klar, dass die Zusammensetzung der Tränklösung dem jeweils verwendeten imprägnierten Stoffe angepasst werden muss, um die optimalen Bedingungen für den Ablauf der kombinierten Reaktionen zu schaffen. Dies gilt insbesondere bei Anwendung von Cellophan. Gelatine od. dgl.
Wird, wie im vorliegenden Falle, der zur Oxydation nötige Sauerstoff der umgebenden Luft ent-
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