Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken von in einem geschlossenen Raum auftretenden Luftdruckschwankungen. Es ist bekannt, dass in der Atmosphäre rasche, mehr oder weniger periodische Druck schwankungen auftreten, und dass diese Schwankungen verschiedenartige Störungen im menschlichen Organismus hervorrufen können. Ein Zustand in der Atmosphäre, bei dem der Atmosphärendruck periodisch schwankt, ist z. B. unter dem Begriff Föhn wetter bekannt, wobei sich diese Art Föhn wetter vom eigentlichen Föhnsturm wesent lich unterscheidet.
Das Verlangen nach einem Raume, der frei bleibt von diesen Föhnschwankungen, ist weit verbreitet. Es ist jedoch eine Eigentüm lichkeit gerade dieser Föhnschwankungen, dass sie ein sehr grosses Durchdringungs- vermögen besitzen, und daher in jeden, also auch in gewöhnlich abgeschlossene Räume gelangen. Der Aufwand, der benötigt wird, um ein mittleres Zimmer derart luftdicht und stabil zu bauen, dass die besprochenen Föhn schwankungen nicht in dasselbe gelangen, ist unverhältnismässig gross.
Der Zweck vorliegender Erfindung be steht darin, einen abgeschlossenen Raum min destens annähernd frei von Luftdruckschwan- kungen, insbesondere der bei Föhnwetter auftretenden Föhndruckschwankungen zu halten. Zu diesem Zwecke werden gemäss dem Verfahren nach der Erfindung in dem be treffenden Rauine künstlich Luftdruck- sehwankungen erzeugt, die der Grösse nach den von aussen eindringenden Luftdruck- Schwankungen mindestens annähernd gleich, jedoch entgegengesetzt sind, so dass im Raum sich die beiden Druckschwankungen min destens annähernd aufheben.
Eine ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Luftdruckschwan- kungserzeuger, ein letzteren beeinflussendes Steuergerät und ein auf Luftdruckschwan- kungen im Raum ansprechendes Messgerät auf.
Der Druckschwankungserzeuger muss in dem Raum Über- oder Unterdruck erzeugen; das Messgerät ist zweckmässig von der Art eines elektromechanischen Wandlers, der die Luftdruckschwankungen in Schwankungen eines elektrischen Stromes umsetzt und ent sprechend dem Messwert den Druckschwan kungserzeuger über das Steuergerät in Funk tion setzt. Da die Ausgangsleistung des Mess- gerätes gewöhnlich nicht genügt, um das Steuergerät in Gang zu setzen, kann zwi schen Messgerät und Steuergerät ein Verstär ker vorgesehen sein.
Eine Kombination von Messgerät, Steuer gerät und Druckschwankungserzeuger kann auf zwei Arten zur Entföhnung eines Raumes dienen.
Bei der ersten Art wird das Messgerät in den von Föhnschwankungen zu befreien den Raum gebracht und die Steuerung des Druckschwankungserzeugers so geschaltet, dass schon eine sehr kleine Veränderung des Druckes eine entsprechend grosse, entgegen- gesetzte Änderung desselben im Raume her vorbringt, wodurch die äussern Druckschwan kungen in dem betreffenden Raume auf einen Bruchteil reduziert werden. Die Grösse des restierenden Teile der Druckschwankung ergibt sich aus der Steuerschärfe der ganzen Anordnung. Es ist dies eine Rückwärts- regelung des Druckes.
Diese Art der Rege lung verlangt aber von den Mess- und Steuer organen grössere Empfindlichkeit als die zweite Art der Regelung, die sogenannte Vor wärtsregelung. Bei letzterer wird das Mess- gerät an einer nicht von den Druckschwan kungen befreiten Stelle angebracht. Die Steuerung des Druckschwankungserzeugers erfolgt nach einer vorher für jeden Raum zu bestimmenden Charakteristik, derart, dass die Summe der von aussen kommenden Druck schwankungen und der künstlich erzeugten Druckschwankung sieh aufheben.
Unter der grossen Zahl von möglichen Ausführungsformen soll ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes nach stehend beschrieben werden, das sich wegen seines speziellen Aufbaues durch besondere Stabilität und Betriebssicherheit auszeichnet.
Die in der Zeichnung schematiseb dar gestellte Vorrichtung ist ein rückwärts gere geltes System. Als besondere Eigentümlich keit dieser Anordnung ist hervorzuheben, dass die Luftdruckschwankungen nicht direkt in entsprechende elektrische Spannungs schwankungen verwandelt werden, sondern eine Wechselspannung höherer Frequenz als die Schwankungsfrequenz modulieren, und zwar nach dem Prinzip der Modulation mit unterdrücktem Träger.
Die so modulierte Wechselspannung, 'bestehend nur aus den beiden Seitenbändern, gelangt in den Ver stärker. Diese Art von Modulation und Ver- stärkung ist für die Nullpunktstabilität der Anordnung von besonderer Bedeutung.
In der Figur bezeichnet I den von Luft druckschwankungen zu befreienden Raum. Die Druckschwankungen sollen beispiels weise durch eine -Öffnung <B>0,</B> oder durch eine elastische Deformation an der Stelle<B>0,</B> in den Raum gelangen. II ist eine Dose, die sich von einer normalen Barometerdose da durch unterscheidet, dass sie durch eine kleine ;
Öffnung 03 mit dem Raum I verbunden ist (Variometer). Die Grösse der Öffnung in der Druckdose zusammen mit dem Volumen der Dose bestimmen die Grenze der Frequenz der Druckschwankungen, die eben noch übertra gen werden. Das Verhältnis zwischen Öff nung und Volumen kann entsprechend der Periodenzahl der Druckschwankungen des Föhns oder eventuell entsprechend der Peri odenzahl, auf die eine Person besonders emp findlich ist, abgestimmt werden. Die Bewe gungen der Barometerdose werden eventuell über ein Übersetzungssystem auf den Anker A eines Magnetsystems III übertragen.
Das skizzierte Magnetsystem ist eine Brücken anordnung aus vier Induktivitäten, die durch den Anker A verstimmt wird. Die Brücke wird von einem Wechselstromgenerator IV oder dem Netz über die Leitungen a und b gespiesen. Dem Prinzip der Modulation mit unterdrücktem Träger entsprechend ist die Anordnung so eingestellt, dass bei der Null- lage des Ankers A die Leitungen c und d stromlos sind, während bei Druckschwan kungen durch die damit verbundene Verlage rung des Ankers in den Leitungen c und d ein Wechselstrom auftritt,
dessen Amplitude und Phase entsprechend der Grösse und dem Vorzeichen der Druckschwankungen sich ändern. Dieser modulierte Strom wird im Verstärker V bis zum gewünschten Mass ver stärkt.
Der durch diese Modulationsart be dingte phasenempfindliche Gleichrichter VI, der von IV her gesteuert wird, demoduliert den vom Verstärker herkommenden Wechsel strom und erzeugt eine Spannung, die ein Abbild der Bewegung der Messdose ist. Diese Spannung steuert über eine Leistungsverstär- kerstufe VII und ein elektromagnetisches Steuergerät VIII den Ventilator IX, so dass in dem Raume die gewünschten Druck schwankungen entstehen, die die von<B>0,
</B> und O, kommenden Schwankungen mindestens annähernd kompensieren.
Der gesteuerte Gleichrichter, der Lei- stungsverstärker und der elektromagnetische Teil des Steuergerätes zusammen können unter Umständen durch einen fremderregten Wechselstrommotor ersetzt werden, der den Druckschwankungserzeuger steuert (z. B. Sy stem eines gewöhnlichen Wattstundenzählers für Wechselstrom). Der Feldwicklung dieses Motors ist dabei die amplitudenkonstante Wechselspannung vom Generator IV und der Ankerwicklung der modulierte Wechsel strom vom Verstärker V zuzuführen.
Das mechanische Drehmoment des Motors ent spricht dann nach Grösse und Vorzeichen den von der Dose II gemessenen Luftdruck schwankungen.
Mit sukzessiver Steigerung der Empfind lichkeit der gesamten Anordnung gelangt man zwangläufig an eine Grenze, bei der der eigentliche Vorgang durch die verschieden sten Störungen (Röhrenrauschen, Erschütte rungen usw.) überdeckt wird. Ein besonders einfaches Mittel zur Verminderung dieser Störungen besteht darin, dass man den Fre- quenzgang des elektrischen Übertragungs systems nach Möglichkeit einschränkt, wo bei die Durchlassbreite mindestens annähernd gleich der Breite des Frequenzspektrums des zu übertragenden Vorganges gemacht wird.
Method and device for suppressing air pressure fluctuations occurring in a closed space. It is known that rapid, more or less periodic pressure fluctuations occur in the atmosphere, and that these fluctuations can cause various disorders in the human organism. A condition in the atmosphere in which the atmospheric pressure fluctuates periodically is e.g. B. known under the term foehn weather, this type of foehn weather differs from the actual foehn storm wesent Lich.
There is a widespread need for a room that is free from these hair dryer fluctuations. However, it is a peculiarity of these foehn fluctuations in particular that they have a very high penetrating power and therefore get into every room, including usually closed rooms. The effort that is required to build a medium-sized room so air-tight and stable that the discussed hair dryer fluctuations do not end up in the same room is disproportionately great.
The purpose of the present invention is to keep an enclosed space at least approximately free from fluctuations in air pressure, in particular the blown pressure fluctuations that occur in foehn weather. For this purpose, according to the method according to the invention, air pressure fluctuations are artificially generated in the room concerned, which are at least approximately equal in size to the air pressure fluctuations penetrating from the outside, but are opposite, so that the two pressure fluctuations in the room are at least at least approximately cancel.
A device for performing the method, which is also the subject of the invention, has an air pressure fluctuation generator, a control device influencing the latter, and a measuring device that responds to air pressure fluctuations in the room.
The pressure fluctuation generator must generate positive or negative pressure in the room; the measuring device is expediently of the type of an electromechanical converter, which converts the air pressure fluctuations into fluctuations in an electrical current and according to the measured value sets the pressure fluctuation generator via the control device in function. Since the output power of the measuring device is usually not sufficient to start the control device, an amplifier can be provided between the measuring device and the control device.
A combination of measuring device, control device and pressure fluctuation generator can be used in two ways to de-dry a room.
In the first type, the measuring device is brought into the room to be freed from foehn fluctuations and the control of the pressure fluctuation generator is switched in such a way that even a very small change in pressure brings about a correspondingly large, opposite change in the room, whereby the external pressure fluctuation Effects in the room in question can be reduced to a fraction. The size of the remaining part of the pressure fluctuation results from the control sharpness of the entire arrangement. This is a reverse regulation of the pressure.
However, this type of regulation requires the measuring and control organs to be more sensitive than the second type of regulation, the so-called forward regulation. In the case of the latter, the measuring device is attached to a point that has not been freed from the pressure fluctuations. The pressure fluctuation generator is controlled according to a characteristic to be determined beforehand for each room, in such a way that the sum of the pressure fluctuations coming from the outside and the artificially generated pressure fluctuation cancel out.
Among the large number of possible embodiments, an execution example of the subject invention will be described below, which is characterized by its special structure by particular stability and operational reliability.
The device shown schematically in the drawing is a backwards regulated system. A special peculiarity of this arrangement is that the air pressure fluctuations are not converted directly into corresponding electrical voltage fluctuations, but rather modulate an alternating voltage of higher frequency than the fluctuation frequency, according to the principle of modulation with suppressed carrier.
The so modulated alternating voltage, 'consisting only of the two side bands, gets stronger in the United. This type of modulation and amplification is of particular importance for the zero point stability of the arrangement.
In the figure, I denotes the space to be freed from air pressure fluctuations. The pressure fluctuations should enter the room, for example, through an opening <B> 0, </B> or through an elastic deformation at the point <B> 0, </B>. II is a box that differs from a normal barometer box in that it has a small one;
Opening 03 is connected to room I (variometer). The size of the opening in the pressurized can together with the volume of the can determine the limit of the frequency of the pressure fluctuations that are still to be transmitted. The relationship between opening and volume can be adjusted according to the number of periods of pressure fluctuations in the hair dryer or possibly according to the number of periods to which a person is particularly sensitive. The movements of the barometer can possibly be transferred to the armature A of a magnet system III via a translation system.
The magnet system outlined is a bridge arrangement made up of four inductances that are detuned by armature A. The bridge is fed by an alternator IV or the network via lines a and b. In accordance with the principle of modulation with suppressed carrier, the arrangement is set so that lines c and d are de-energized when armature A is in the neutral position, while in the event of pressure fluctuations due to the associated displacement of the armature in lines c and d Alternating current occurs,
its amplitude and phase change according to the size and sign of the pressure fluctuations. This modulated current is amplified in the amplifier V to the desired level.
The phase-sensitive rectifier VI caused by this type of modulation, which is controlled by IV, demodulates the alternating current coming from the amplifier and generates a voltage that is an image of the movement of the load cell. This voltage controls the fan IX via a power amplifier stage VII and an electromagnetic control unit VIII, so that the desired pressure fluctuations occur in the room, which are the same as those of <B> 0,
</B> and O, at least approximately compensate for upcoming fluctuations.
The controlled rectifier, the power amplifier and the electromagnetic part of the control unit together can possibly be replaced by a separately excited AC motor that controls the pressure fluctuation generator (e.g. the system of a common watt-hour meter for alternating current). The field winding of this motor is to be supplied with the constant amplitude alternating voltage from generator IV and the modulated alternating current from amplifier V is supplied to the armature winding.
The mechanical torque of the motor then corresponds according to size and sign to the air pressure fluctuations measured by the can II.
With a gradual increase in the sensitivity of the entire arrangement, one inevitably reaches a limit at which the actual process is masked by the most varied of disturbances (tube noise, vibrations, etc.). A particularly simple means of reducing this interference is to restrict the frequency response of the electrical transmission system as far as possible, making the passage width at least approximately equal to the width of the frequency spectrum of the process to be transmitted.