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Einrichtung zum Nachweis von leitenden Körpern.
Es sind bereits Einrichtungen zum Nachweis von leitenden Körpern z. B. bei der Aufdeckung von Werkdiebstählen bekannt, die auf der Erscheinung beruhen, dass bei geeignet ausgebildeten elektrischen
Schwingungskreisen durch Annäherung von menschlichen Körpern eine Vergrösserung der wirksamen
Kapazität erzeugt wird, während durch Annäherung von Leitern grösserer Leitfähigkeit infolge der entstehenden Wirbelströme und deren induktiven Rückwirkungen Änderungen der wirksamen Selbstinduktion auftreten.
Zum Nachweise dieser Änderungen hat man, abgesehen von Resonanzmethoden Brückenschaltungen vorgeschlagen, die so ausgebildet waren, dass Änderungen der Bestimmungsgrössen eines der angeschlossenen Sehwingungskreise zwischen den AnseMusspunkten des Brückendrahtes Potential- unterschiede hervorriefen, die man zur Erzeugung eines Anzeigestromes verwendete.
Bei der Aufdeckung von Werkdiebstählen handelt es sich darum, entweder das Betreten von Grundstücken wahrnehmbar zu machen oder bei Personen, die ein Grundstück verlassen, von diesen Personen mitgeführte, auch kleine Metallgegenstände nachzuweisen. Da man zweckmässig im ersteren Falle das empfindliche Feld durch einen Draht, den man um das ganze Grundstück herumspannt, bildet, während man im anderen Falle das empfindliche Feld durch eine torbogenartige Spule erzeugt, durch die die zu Untersuchenden hindurchsehreiten müssen, so ist man gezwungen, mit räumlich sehr aus- gedehnten Feldern zu arbeiten.
Demzufolge sind in dem beeinflussten Schwingungskreise die relativen Änderungen der Bestimmungsgrössen, welche dem vorliegenden Zweck entsprechend noch nachgewiesen werden müssen, sehr gering.
Eine Methode, die von den Veränderungen der Potentialamplituden, d. h. von denen des Wechselstromwiderstandes Gebrauch macht, hat daher nur bei der Anwendung von hochempfindlichen Anzeigen- instrumenten, etwa von Spiegelgalvanometern, Aussicht auf Erfolg ; ihre technische Brauchbarkeit wird dadurch beschränkt.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, dass an die Stelle der bisher zur Aufdeckung von Betriebs- diebstählen verwendeten Potentialbrückenmethoden, bei denen, selbst wenn das Brückensystem sym- metrisch gebaut ist und in seiner Eigenfrequenz schwingt, neben Amplitudenänderungen nur geringe
Phasenverschiebungen auftreten, Schaltungen gesetzt werden, die auf die Ausbildung und den Nachweis von Phasenverschiebungen hinzielen, wodurch eine wesentlich höhere Empfindlichkeit erreicht wird.
Die Empfindlichkeit wird so gross, dass selbst so ausserordentlich geringe Änderungen der Bestimmungs- grössen in einem elektrischen Schwingungskreis, wie sie bei den oben gekennzeichneten Werkschutz- einrichtungen auftreten, mit Zeigergalvanometern, d. h. mit Messinstrumenten, die den Forderungen der
Technik angepasst sind, festgestellt werden können.
Es ist bekannt, dass ein dämpfungsfreier Kreis, der in seiner Eigenschwingung erregt wird, mit einer um 900 gegen die Phase des erregenden Kreises verschobenen Phase schwingt. Man ersieht aus dem in Abb. 1 dargestellten Diagramm, in welchem diese Phasenverschiebung S als Ordinate und die
Frequenz (ù des Erregerkreises als Abszisse aufgetragen ist, dass die Phasenverschiebung sich in der
Nähe der durch die Linie B angedeuteten Eigenschwingung des erregten Kreises mit dem Frequenzunterschied zwischen der Schwingung des erregenden Kreises und der Eigenschwingung des erregten
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gegeneinander verschobener Phase.
Bei geeigneter Kopplung hebt sich dann ihre Wirkung auf Kreis 777 auf, so dass er stromlos wird. Es ist zweckmässig, die Kreise I und II weitgehendst symmetrisch zu gestalten, d. h. ihnen gleiche Dämpfung zu geben und L1 = L2 sowie C1 = C2 und dementsprechend
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den Kreisen I und II z. B. dadurch, dass in einem Kreise oder in beiden Kreisen durch Annäherung von Personen oder Leitern an ihre entsprechend ausgebildete Kapazität bzw.
Selbstinduktion Änderungen der Bestimmungsgrossen und damit der Eigenschwingung erfolgen, so ändert sieh damit entsprechend Fig. 1 die Phase : dementsprechend heben sich die Wirkungen auf Kreis III nicht mehr auf, so dass in diesem ein Strom fliesst, der in beliebiger Weise nachgewiesen bzw. zu Anzeigezwecken verwendet werden kann.
Erfindungsgemäss kann diese Methode entsprechend Fig. 3 noch dadurch verfeinert werden, dass man vom Generatorkreis G den Schwingungskreis I und vom Schwingungskreis I weiterhin den
Schwingungskreis II in seiner Eigenschwingung erregen lässt. Der Anzeigekreis III wird mit dem
Generatorkeis G und dem Schwingungskreis II gekoppelt, zwischen denen dann eine Phasenverschiebung von 1800 besteht. Das empfindliche Feld wird durch die Kapazität bzw. Selbstinduktion des Generators gebildet, der so angeordnet ist. dass sich bei Beeinflussung dieser Grössen die Frequenz mit der er schwingt, ändert. Die Folge davon ist, dass im Kreise 7 eine Phasenverschiebung gegen Kreis G, im Kreise II eine Phasenverschiebung gegen Kreis I eintritt.
Die durch Kreis G und Kreis II auf Kreis III induzierten Schwingungen zeigen eine Phasenverschiebung, die gleich der Summe der Phasenverschiebungen zwischen
Kreis G und Kreis I sowie zwischen Kreis I und Kreis II ist.
Für die Feststellung der Phasenverschiebungen kann erfindungsgemäss an die Stelle des Kreise-7// mit seiner beliebig ausgestalteten Anzeigevorrichtung eine Glühkathodenröhren-Schaltung treten. Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer solchen Schaltung. Es bedeutet R die Glühkathodenröhre mit der Glühkathode J. der Anode. 3 und dem Gitter 2. Die um 180 gegeneinander verschobenen Wechselspannungen-ind an die Anode. 3 bzw. an das Gitter 2 und an die Kathode 1 gelegt, so dass bei einer Verschiebung der Phase eine Änderung des Anodenstromes eintritt, die in beliebiger Weise nachgewiesen bzw. zu Alarmzwecken verwendet werden kann.
Die im Beispiel für die Aufdeckung von Betriebsdiebstählen angegebenen Methoden kann man nach der Erfindung ganz allgemein zum Nachweis von Leitern, also auch zur Auffindung unterirdischer Metalladern oder Rohrstränge mit Hilfe eines stark streuenden empfindlichen magnetischen Feldes verwenden. Gegenüber den bisher zu diesen Zwecken verwendeten Resonanz- und Brückenmethoden gestattet die neue Anordnung infolge ihrer stark gesteigerten Empfindlichkeit auf grössere Entfernung bzw. in grösserer Tiefe leitende Körper nachzuweisen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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Verschiebungen ihres gegenseitigen Phasenzustandcs verbunden sind.