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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen von Querschnittsänderungen
von Strangmaterial, insbesondere von Kunststoffrohren Die Erfindung bezieht sich
auf ein Gerät zum kontinuierlichen Überwachen und/oder Messen von Schwankungen in
den Querabmessungen von langgestreckten dielektrischen Erzeugnissen, beispielsweise
von kontinuierlich gepreßten Polyäthylen-oder anderen Kunststoffrohren, Stangen,
Streifen oder Platten, sowohl bezüglich der mittleren Stärke als auch, im Falle
eines Rohres, bezüglich der Exzentrizität durch Feststellung und Messung der Kapazitätsänderungen
eines oder mehrerer Kondensatoren, deren Dielektrikum das Erzeugnis bilden.
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Bekannte Einrichtungen zur Feststellung von Querschnittsschwankungen
an dielektrischen Erzeugnissen verwenden einen Hochfrequenzoszillator, dessen frequenzbestimmende
Kapazität teilweise durch einen Meßkondensator gebildet wird, zwischen dessen Platten
sich das Erzeugnis befindet, dessen Dicke gemessen werden soll. Die Frequenzänderung
des Oszillators ist daher ein Maß für die Dickenänderungen des Erzeugnisses.
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Da der Oszillator außer dem Meßkondensator noch weitere frequenzbestimmende
Elemente enthält, so haben auch deren Änderungen einen Einfluß auf das Meßergebnis.
Beispielsweise wird die Anderung der Schwingkreisinduktivität mit der Umgebungstemperatur
mindestens in der Großenordnung der Anderung der Kapazität des Meßkondensators liegen
und auch durch besondere Maßnahmen nicht ganz konstant gehalten werden können. Aus
diesem Grund ist die bekannte Einrichtung wegen ihrer mangelnden zeitlichen Konstanz
des Meßergebnisses für die Erfordernisse der Praxis nicht verwendbar.
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Man hat auch vorgeschlagen, den Meßkreis, dessen Resonanzfrequenz
durch den Meßkondensator beeinflußt wird, mit frequenzmodulierter Hochfrequenz auf
seine Resonanzfrequenz hin abzutasten, diese nach Frequenzvervielfachung zwei gegeneinander
verstimmten Topfkreisen zuzuführen und mittels einer Duodiode die Frequenzabweichung
zur Anzeige zu bringen. Auch bei dieser Einrichtung beeinflußt die Inkonstanz der
übrigen Elemente des Meßkreises die Anzeige wesentlich.
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Weiter sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen zwei ähnlich
aufgebaute Oszillatorschaltungen vorhanden sind, von denen die eine eine feste Schwingkreiskapazität
und die andere eine veränderliche Schwingkreiskapazität hat, zu der der Meßkondensator
parallel geschaltet ist. Die Frequenzen beider Oszillatoren werden durch zwei in
Serie geschaltete Spulen ausgekoppelt und dadurch einander überlagert und nach Gleichrichtung
einem Voltmeter als Anzeigeinstrument zugeführt. Abgesehen davon, daß diese Überlagerungsschaltung
kaum einwandfrei arbeitet, müssen hier sogar die Bestandteile von zwei ver-
schiedenen
Schwingkreisen auf konstanten Werten gehalten werden, was im Hinblick auf die kleinen
Kapazitätsänderungen am Meßkondensator auch nicht für kurze Zeit möglich ist.
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In einer ähnlichen Einrichtung werden zwei Quarzoszillatoren verwendet,
deren Frequenzen einer Röhrenmischstufe zugeführt werden, die eine Differenzfrequenz
bilden. Der Ausgang der Mischstufe speist einen Frequenzmesser, an dem ein Anzeigeinstrument
angeschlossen ist. Wenn auch hier die Frequenzstabilität des Bezugsoszillators besser
ist, so verbleibt doch die starke Verfälschung des MeBergebnisses durch die Schwingkreisinduktivität
und die Streukapazitäten des Meßkondensators.
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Es sind auch noch mit Niederfrequenz arbeitende KapazitätsmeBbrücken
bekanntgeworden, mit deren Hilfe die Kapazität und auch die Kapazitätsänderung des
Prüfkondensators festgestellt werden kann, der als Dielektrikum das zu messende
Material enthajt. Diese Kapazitätsbrücken haben unter anderem den Nachteil, der
auch allen vorstehenden Meßvorrichtungen zu eigen ist, daß der Meßkondensator nicht
getrennt angeordnet und durch Kabelzuleitungen mit dem Meßgerät verbunden werden
kann. Eine solche getrennte Aufstellung des Meßkondensators hat große Vorteile in
der Praxis, da der Meßkondensator selbst klein und mit den jeweils erforderlichen
Abmessungen von Meßplatten,
Führungsteilen und Einbaukasten ausgeführt
ist und ohne Behinderung anderer Vorrichtungen unmittelbar in den Fertigungsablauf
eingeschaltet werden kann. Das eigentliche Meßgerät mit den empfindlichen Röhren
kann dann an einen geeigneten Ort aufgestellt werden, an den es vor Erschütterungen
geschützt ist und eine bequeme Ablesung möglich ist.
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Das für die getrennte Aufstellung erforderliche abgeschirmte Kabel
zur Verbindung von Meßkondensator und Meßgerät hat nun aber eine Kapazität, die
um Größenordnungen höher ist als die Kapazität des Meßkondensators selbst, die wiederum
um mehrere Größenordnungen höher ist als die zu messende Kapazitätsänderung. Eine
kleine Kapazitätsänderung der Zuleitung durch Erschütterung oder Biegung würde daher
bei allen bekannten Einrichtungen bei weitem die Meßgröße übersteigen, so daß keine
einigermaßen zuverlässige Anzeige möglich wäre.
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Alle Mängel der bisher bekannten Einrichtungen werden durch das erfindungsgemaße
Verfahren behoben, nachdem das Erzeugnis an den Platten des Meßkondensators vorbeigeschoben
wird, so daB das Erzeugnis oder ein Teil davon das elektrostatische Hauptfeld des
Kondensators durchschreitet, der in einen im Normalzustand abgeglichenen Stromkreis
in Reihe mit einem zweiten Kondensator liegt, der entweder ein eingestellter Drehkondensator
oder ein weiterer Meßkondensator ist, an dessen Platten ein anderer Teil des Erzeugnisses
vorgeschoben wird, um dessen elektrostatisches Hauptfeld zu kreuzen. Weiter wird
eine elektrische Trägerschwingung geregelter konstanter Hochfrequenz, vorzugsweise
in der Größenordnung von 3 MHz, und eine Niederfrequenzschwingung, vorzugsweise
in der Größenordnung von 400 Hz, erzeugt und erforderlichenfalls verstärkt, die
Hochfrequenz durch die Niederfrequenz moduliert, die Trägerwelle unterdrückt und
die so erzeugten Seitenbänder dem im Normalzustand abgeglichenen Kreis über einen
Transformator zugeführt, dessen Sekundärwicklung erdsymmetrisch ist, so daß die
Phase des Seitenbandausgangs an der Verbindung zwischen den in Reihe geschalteten
Kondensatoren des normalerweise abgeglichenen Kreises um 180° abweicht, je nachdem,
welcher der Kondensatoren die größere Kapazität hat. Darauf wird die ursprünglich
erzeugte und bei Bedarf gedämpfte Hochfrequenzschwingung zu dem Seitenbandausgang
als Trägerwelle zur Erzeugung eines niederfrequenzmodulierten Hochfrequenzsignals
hinzugefügt, dieses verstärkt und bei Niederfrequenz demoduliert, das so erzeugte
Niederfrequenzsignal verstärkt und zusammen mit direkt von der ursprünglich erzeugten
Niederfrequenzschwingung abgeleiteten Bezugsniederfrequenzspannungen entgegengesetzter
Phase einem Phasendetektor zur Erzeugung eines Gleichstromes zugeführt, dessen Stärke
der Amplitude des verstärkten Niederfrequenzsignals proportional ist und dessen
Richtung davon abhängt, welche Niederfrequenzbezugsspannung in Phase mit dem Niederfrequenzsignal
ist. Der Gleichstrom wird dann einem Meßinstrument oder Relais zugeleitet, dessen
Ansprechen den Betrag und die Phase der Ausgangsgröße der in Reihe geschalteten
Kondensatoren anzeigt und daher die Größe und das Vorzeichen der Abmessungsungenauigkeit
des Erzeugnisses erkennen läßt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, den Prüfkopf
getrennt von den übrigen Einrichtungen anzuordnen und die enormen Streukapazitäten
langer Zuleitungen zu kompensieren, so daß sie ohne Einfluß auf das Meßergebnis
bleiben.
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Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens enthält einen
elektrischen Schwingungsgenerator, einen Brückenkreis, ein Empfänger-und Gleichrichtesystem
und ist dadurch gekennzeichnet, da8 der Brückenkreis rein kapazitiv ist und in einem
Zweig ein Meßkondensator und in einem anderen Zweig ein Vergleichskondensator oder
ein anderer Meßkondensator angeordnet ist, wobei diese Kondensatoren in Reihe geschaltet
sind und in einem abnehmbaren tragbaren Meßkopf liegen, der durch abgeschirmte Zuleitungen
und eine abgeschirmte Ausgangsleitung mit dem übrigen Gerät verbunden ist, wobei
der Kopf für einen kontinuierlichen Durchtritt des langgestreckten dielektrischen
Erzeugnisses an den Platten des Meßkondensators eingerichtet ist. Die Brückenschaltung
wird über eine erdsymmetrische Sekundärwicklung eines Transformators gespeist. Weiter
ist ein Schwingungsgenerator vorhanden, der einen Hochfrequenzgenerator geregelter
konstanter Frequenz, vorzugsweise in der Größenordnung von 3 MHz, einen Niederfrequenzgenerator,
dessen Frequenz vorzugsweise in der Größenordnung von 400 Hz liegt und einen Modulationsträgerunterdrückungskreis
aufweist, der die Hochfrequenzschwingung durch die Niederfrequenzschwingung moduliert,
die Trägerwelle unterdrückt und die Seitenbänder der Brückenschaltung zuführt.
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Das Empfangs-und Gleichrichtesystem enthält einen mit seinem Eingang
mit der Meßkopfauvngdddng und mit dem Hochfrequenzgenerator über einen Steuerkreis
verbundenen Hochfrequenzverstärker und ein Hochfrequenzdetektornetzwerk, das die
Hochfrequenz von dem modulierten Ausgang des Hochfrequenzverstärkers eliminiert
und ein Niederfrequenzsignal auf einen Niederfrequenzverstärker überträgt und ein
phasenempfindliches Detektornetzwerk aufweist, welches das verstärkte Niederfrequenzsignal
und zwei vom Niederfrequenzgenerator abgeleitete Niederfrequenzbezugssignale entgegengesetzter
Phase empfängt. Dadurch wird ein Gleichstrom erzeugt, den ein Meßinstrument oder
eine Verstärkungsvorrichtung feststellt und dessen Stromstärke die Amplitude mißt
und dessen Richtung die Phase des Seitenbandausganges der Brückenschaltung anzeigt,
wodurch der Grad und das Vorzeichen der Unabgeglichenheit des Meßkopfkondensators
und infolgedessen der Stärkenfehler des zu prüfenden Erzeugnisses zur Anzeige gelant.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
hervor, in der die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert
wird. Es zeigt Fig. 1 einen Meßkondensator zum Prüfen eines platten-oder streifenförmigen
Erzeugnisses, Fig. 2 eine andere Ausführung des Meßkondensators nach Fig. 1, Fig.
3 einen Meßkondensator zur Prüfung einer Stange, Fig. 4 einen Meßkondensator zur
Prüfung eines Rohres, Fig. 5 eine andere Ausführung des Meßkondensators nach Fig.
4, Fig. 6 eine andere Ausführung des Meßkondensators nach Fig. 4, Fig. 7 ein Blockschaltbild
einer Ausführungsform des Gerätes, Fig. 8 ein vollständiges Schaltbild, das zweckmäßigerweise
in Fig. 8 a und 8b unterteilt ist, Fig. 9 eine Ausführungsform des Prüfkopfes und
seine Anbringung in Seitenansicht, Fig. 10 eine Ausführungsform des Prüfkopfes in
Draufsicht,
Fig. 11 eine Ausführungsform des Prüfkopfes in schaubildlicher
Ansicht, Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 10, Fig. 13 einen
Teilschnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 10, Fig. 14 die schematische Anordnung
der Kondensatoren bei einer abgeänderten Ausführungsform des Prüfkopfes, Fig. 15
ein Blockschaltbild einer abgeänderten Ausführungsform des vollständigen Gerätes
einschließlich des in Fig. 14 dargestellten Prüfkopfes.
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Die in Fig. 1 bis 6 zeigen Ausführungsformen von Kondensatoren, an
deren Platten erfindungsgemäß das zu prüfende Erzeugnis vorbeigeführt wird. Die
Platten der Kondensatoren werden mit A und B, das Dielektrikum mit C bezeichnet,
während das elektrostatische Feld durch gestrichelte Linien dargestellt ist.
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In Fig. 1 und 2 rufen Schwankungen in der Stärke des platten-oder
streifenförmigen Dielektrikums C entsprechende Veränderungen der Kapazität des Kondensators
hervor. In gleicher Weise werden nach Fig. 3 Schwankungen im Querschnitt des stangenförmigen
Dielektrikums C durch Veränderungen der Kapazität gemessen. In Fig. 4 und 5 rufen
Veränderungen der gesamten Wandstärke des Rohres C entsprechende Kapazitätsänderungen
hervor. In Fig. 6 messen zwei Paar Meßkondensatoren A 1 B 1, A2 B 2 und A 3 B3,
A4 B4 die Stärke der Rohrwandung an vier Stellen C1, C2, C3 und C4.
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Wie aus Fig. 7 hervorgeht, ist 20 ein HF-Schwingungsgenerator der
eine einfache Trägerwelle mit einer Frequenz in der Größenordnung von 3 MHz erzeugt.
22 ist ein NF-Schwingungsgenerator mit einer Frequenz in der Größenordnung von 300
Hz, 24 ist ein abgeglichener Modulator und Trägerunterdrükkungskreis, in dem die
Trägerwelle durch die NF-Schwingung moduliert und die Trägerwelle unterdrückt wird
und dessen Ausgang die Seitenbänder mit entgegengesetzten Phasen über abgeschirmte
Leitun-. gen 26, 28 dem Prüfkopf 30 zuführt, in welchem ein Bezugskondensator C
52 und ein Meßkondensator C 54 in Reihe an den Eingangsleitungen 26, 28 angeschlossen
sind (Fig. 8a). Wenn die Kondensatoren C52 und C54 im Gleichgewicht oder abgeglichen
sind, so ist ihre Verbindung stromlos, aber wenn sie außer Gleichgewicht sind, so
entsteht eine Seitenbandspannung auf dieser Verbindung, deren Amplitude den Grad
der Unabgeglichenheit und infolgedessen die Stärkenabweichung des Erzeugnisses,
das geprüft wird, mißt und dessen Phase mit derjenigen der einen oder anderen der
Eingangsspannungen an den Leitungen 26, 28 entspricht, je nachdem, ob die messende
Kapazität größer oder kleiner als die Bezugskapazität ist. d. h. ob die Dickenabweichung
+ve oder-ve ist. Die Ausgangsspannung an der Verbindung der Kondensatoren C52 und
C54 wird durch eine abgeschirmte Leitung 32 abgenommen und einem HF-Verstärker 34
mit Verstärkungssteuerung zugeführt, in welchem die Trägerwelle, die von dem HF-Oszillator
20 ausgeht, durch einen Dämpfungssteuerkreis 36 vor der Verstärkung dem Ausgang
von dem Prüfkopf als Bezugseinheit hinzugefügt wird. Die verstärkte Schwingung,
die von dem Verstärker 34 ausgeht, wird einem HF-Gleichrichterkreis 38 zugeführt,
der ein Gleichstromsignal zurück in den Trägersteuerkreis 36 führt, um die Dämpfung
der Bezugsträgerwelle, die dem Prüfkopfáusgang, wie zuvor erläutert, zugeführt wird,
selbsttätig zu ändern. Das Gleichstromsignal wird außerdem einem Meßinstrument 40
für Prüfzwecke zugeführt.
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Der Gleichrichterkreis 38 führt außerdem ein NF-Signal der gleichen
Frequenz wie das Signal, das durch den Oszillator erzeugt wird, einem NF-Verstärker
42 zu, dessen Ausgang zusammen mit dem Ausgang des NF-Oszillators 22 auf den phasenempfindlichen
Detektorkreis 44 übertragen wird. Der Gleichstromausgang dieses Kreises wird einem
Meßinstrument 46 zugeführt. Der phasenempimdliche Detektorkreis 44 ermittelt, ob
das von dem NF-Verstärker 42 empfangene Signal in Phase oder Gegenphase mit der
Bezugsschwingung ist, die von dem NF-Oszillator 22 kommt.
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Dies kommt in der Richtung zum Ausdruck, in der der Gleichstromausgang
fließt, und wird durch die Richtung angezeigt, in der das MeBinstrument 46 ausschlägt,
wobei die Größe des Ausschlages die Stärke des empfangenen Signales anzeigt.
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Fig. 8 (8 a, 8 b) zeigt den vollständigen Stromkreis des Gerätes,
bei dem alle Teile an eine gemeinsame stabilisierte Hochspannungs-Gleichstromquelle
in der Größenordnung von 150 V angeschlossen sind und eine gemeinsame Erdung 50
haben. Wie aus Fig. 8 a hervorgeht, weist der HF-Oszillator 20 (Fig. 7) eine Pentode
56 auf, die durch einen Kristall X 58 gesteuert wird, der zwischen dem Schirmgitter
60 und dem Gitter 62 schwingt, wobei der Ausgang von einem Abstimmkreis L64, C216
in der Anodenleitung abgenommen wird. Die Amplitude der Schwingung wird durch eine
selbsttätig vorgespannte AnordnungX58, R66 am Gitter praktisch konstant gehalten.
Die Ausgangswicklung ist durch einen Widerstand R68 stark gedämpft und an eine Kathodenfolgetriode
70 gekoppelt, die die verhältnismäßig hohe Impedanz des Ausganges des Kristalloszillatorkreises
in die verhältnismäßig niedrige Impedanz umwandelt, die zur Speisung des abgeglichenen
Modulatorkreises 24 (Fig. 7) und der Leitung erforderlich ist, die die Bezugsträgerwelle
auf den Steuerkreis 36 überträgt (Fig. 7).
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Der NF-Oszillator 22 (Fig. 7) weist einen Phasenschieber-Oszillator
auf mit einer Pentode 72, einem Phasenschieberkreis 1 452, R 74, R 96, R 78, C 80.
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C82, C84, C454 zwischen der Anode und dem Gitter der Pentode 72 sowie
eine Kathodenfolgeröhre, bestehend aus einer Triode 86, die einen Reduktionstransformator
88, 90 speist, dessen Sekundärwicklung 90 sowohl zu dem abgeglichenen Modulatorkreis
24 und zu dem phasenempfindlichen Detektorkreis 44 (Fig. 7) parallel gesclilossen
ist und über Erde abgeglichen ist, so daß sein Ausgang effektiv zwei Spannungen
gleicher Amplitude mit einem Phasenunterschied von 180° sind.
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Der NF-Oszillator 22 weist außerdem einen Spanungsstabilisierungskreis
92 auf mit einer Diode 94, der die Spannung an der Transformator-Primärwicklung
88 zugeführt wird und die so angeordnet ist, daß sie nur leitet, wenn die so zugeführte
Spannung die durch den Spannungsteiler R96, R98 bestimmte und ihrer Kathode zugeführte
übersteigt. Wenn die Diode 94 leitet, so erzeugt sie eine Gleichspannung, die proportional
dem tSberschuß der primären Transformatorspannung über der Teilerspannung ist, an
dem Gitter 100 der Pentode 72, wobei letztere dazu gebracht wird, weniger stark
zu schwingen, wodurch die Spannungsrückkopplung zu dem Spannungsstabilisatorkreis
durch die Primärwicklung des Transformators vermindert wird und dadurch die Vorspannung,
die dem Gitter 100 durch die Diode 94 zugeführt wird, bis ein Gleichgewichtszustand
erreicht wird. Jede Tendenz der Spannung, an der Primärwicklung 88 des Transformators
zu schwanken, wird daher automatisch ausgeglichen, und der Ausgang des Transformators
wird
praktisch auf einem Wert konstant gehalten, der zu einem großen Ausmaß durch die
Verzögerungsspannung an der Kathode der Diode 94 bestimmt wird und daher zur Anpassung
an die Erfordernisse der folgenden Stromkreise durch geeignete Wahl der Spannungsteilerwiderstände
R96 und R98 geändert werden kann. Eine Spannung an der Primärwicklung 88 des Transformators
in der Großenordnung von 50 V wurde bei einem typischen praktischen Ausführungsbeispiel
des Gerätes als ausreichend befunden.
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Die Funktion der Kathodenfolgeröhre 86 besteht darin, den hohen Impedanzausgang
des Phasenoszillators an den Ausgangstransformator 88, 90 anzupassen und die erforderliche
Energie zur Speisung der Kreise verhältnismäßig niedriger Impedanz zu liefern.
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Der abgeglichene Modulator-und Trägerunterdrückungskreis weist zwei
praktisch gegenseitig abgeglichene Modulatortrioden 102, 104 auf, deren Gitter 106,
108 gleichphasig mit der Trägerwelle gespeist werden, die von der HF-Kathodenfolgeröhre
70 kommt, und die Modulationsschwingung von der Sekundärwicklung 90 des NF-Transformators
den Gittern 106 und 108 wird den beiden Gittern mit umgekehrter Phase zugeführt.
Die Ausgangsspannungen an den Anoden der beiden Trioden 102, 104 werden den entgegengesetzten
Enden der Primärwicklung 110 des Transformators 110, 112 zugeführt, wobei die an
der Primärwicklung 110 entstehende Spannung daher die Differenz der beiden Anodenspannungen
ist und infolgedessen nur die Seitenbänder enthält, da die Trägerwelle unterdrückt
worden ist.
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Die Trioden 102 und 104 werden teilweise durch den Gitterstrom vorgespannt,
der fließt, wenn die Gitter durch die Trägerwelle positiv in bezug auf Erde vorgespannt
werden. Die Amplitude des NF-Einganges an den Trioden 102 und 104 wird durch vier
Potentiometer R 114, R 116 und R 118, R 120 auf eine Höhe eingestellt, bei der eine
Verzerrung nicht sehr ausgeprägt ist. Die Amplitude der Ausgangsseitenbänder wird
infolge der praktisch konstanten Amplitude der HF-und NF-Eingänge und der Wirkung
der Gitterstromvorspannwiderstände R 122, R 124 und der KondensatorenC126, C128,
verhältnismäßig konstant gehalten, die weiterhin so ausgewählt sind, daß die Impedanz
der Kapazitäten, verglichen mit der der Widerstände bei der Trägerwellenfrequenz,
niedrig und bei der Modulationsfrequenz hoch ist. Diese Wahl erzeugt ein Minimum
an Phasenverschiebung sowohl der HF-als der NF-Schwingung zwischen den Generatoren
20 und 22 (Fig. 7) und den Modulatorgittern und führt zu einem hohen Wirkungsgrad.
HF-Entkopplungskondensatoren C300, C302 ergeben eine HF-Stahilität.
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Die durch einen Festkondensator C330 und einen veränderlichen Kondensator
C332 auf Resonanz mit der Trägerfrequenz abgestimmte Transformator-Sekundärwicklung
112 ist erdsymmetrisch, so daß die an den entsprechenden Enden der Sekundärwicklung
112 erzeugten Potentialschwingungen, die dem Prüfkopf durch die Leitungen 26, 28
zugeführt werden, Seitenbandschwingungen gleicher Amplitude, jedoch entgegengesetzte
Phase sind.
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Wie aus Fig. 8b hervorgeht, hat der HF-Verstärker 34 zwei Verstärkerstufen.
Die erste Stufe mit der Verstärkungssteuerung weist eine Pentode 334 mit einem abgestimmten
Kreis C336, L338, C340 an ihrem Steuergitter 342 auf, das vom Prüfkopfausgang über
die Leitung 32 gespeist wird und dem die gedämpfte Bezugsträgerwelle von dem Trägersteuerkreis
36 (Fig. 7) über eine Leitung 344 und einem Wider-
stand R346 zugeführt wird. Das
Steuergitter 342 ist auch über einen Widerstand R548 mit der gemeinsamen Hochspannungsquelle
48 verbunden. Folglich beeinträchtigt, wenn die Abstimmung des Kreises C 336, L
338, C 340 aufhört, die resultierende Phasenänderung beide empfangene Signale gleichmäßig.
Der Wert des Widerstandes R346 ist ungefähr gleich der Impedanz des abgestimmten
Kreises C336, L338, C340 bei Resonanz, so daß etwa die halbe Bezugsträgerspannung
des Steuerkreises 36 dem Steuergitter zugeführt wird. Das Steuergitter 342 wird
durch eine Spannungsteilerschaltung R348, R352, R354 auf einer festen Spannung von
beispielsweise 30 V gehalten, und die Verstärkung wird mit Hilfe des Potentiometers
R352 durch &nderung des Potentials an dem Bremsgitter 350 gesteuert. Durch Verwendung
eines kleinen Widerstands R354 im Bremsgitterkreis ist es möglich, den Anodenstrom
durch eine bezüglich der Kathode negative Vorspannung des Bremsgitters von 6 auf
0 V zu vermindern. Wenn das Bremsgitterpotential verändert wird, ändert sich das
Verhältnis des Anodenstromes zum Schirmgitterstrom, aber der Gesamtstrom bleibt
unverändert. Eine kleine selbstvorspannende Spannung an dem Bremsgitter 350 durch
einen Widerstand R356. und einen Kondensator C 358 verhindert, daß viel Bremsgittterstrom
fließt, der die Betriebsbedingungen allgemein umstürzen würde und eine weiche Leistungsregelung
verhindern würde. In der Anode der Pentode 334 befindet sich ein zweiter abgestimmter
Kreis L362, C364, der in der üblichen Weise mit dem Schirmgitter 366 und mit der
Hochspannungs-Gleichstromquelle 48 verbunden ist.
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Die zweite HF-Verstärkerstufe weist eine normale Verstärkerpentode
370 auf, die durch einen Kathodenwiderstand R372 und ein Potentiometer R374, R376
an ihrem Steuergitter 378 stabilisiert wird, dem der Ausgang von der Anode der ersten
Verstärkerstufe direkt über einen Kondensator C368 zugeführt wird.
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Der HF-Detektorkreis 38 (Fig. 7) ist an eine Ausgangswicklung L380
an der Anode der zweiten HF-Verstärkerstufe durch eine Spule L382 angekoppelt, die
auf Resonanz mit der Trägerfrequenz abgestimmt ist und eine Diode 384 und das MeBinstrument
40 (s. auch Fig. 7) aufweist. Dieser Kreis zeigt die modulierte Niederfrequenz des
Ausgangs der zweiten HF-Verstärkerstufe an und überträgt ein Signal dieser Niederfrequenz
auf den NF-Verstärker 42 (in Fig. 7). Ein Potentiometer R388, R390 bringt den Kreis
L382, 384 auf ein positives Potential, zweckmäßigerweise von der Größenordnung von
2 V zurück, was die Anzeige und Übertragung des NF-Signals infolge der kapazitiven
Kopplung C386 nicht beeinträchtigt. Die Gleichstromverzögerungsspannung am Ausgang
des Kreises L382, 384 wird über einen Widerstand R392 dem Bezugsträger-Steuerkreis
36 (Fig. 7) als Steuerspannung zugeführt.
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Der NF-Verstärker 42 (Fig. 7) weist eine Trioden-NF-Verstarkerstufe394
und eineKathodenfolgetriode 396 auf. Das NF-Signal von dem Detektorkreis wird dem
Gitter der Triode 394 zugeführt, deren Leistung durch eine positive Spannung an
ihrem Gitter konstant gehalten wird, die durch ein Potentiometer R396, R398 und
durch einen großenWiderstand R400 an ihrer Kathode bestimmt wird. Der Ausgang von
der Anode der Triode 394 wird dem Gitter der Triode 396 zugeleitet. Die Verstärkerstufe
394 und die Kathodenfolgeröhre 396 sind so eingestellt, daß das NF-Signal beschnitten
wird, wenn seine Amplitude groß genug wird, um einen vollen Ausschlag an dem Meßinstrument
46 (Fig. 7) zu erzeugen, so daß eine Beschädigung
des Werks des
Meßinstrumentes durch gefährliche Überströme vermieden wird.
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Der Trägersteuerkreis 36 (Fig. 7) weist zwei Kathodenfolgeröhren
402, 404, in Kaskadenschaltung auf. Die über eine Leitung 406 von dem HF-Schwingungserzeuger
20 (Fig. 7) hergeleitete Trägerfrequenzwelle wird durch einen Kreis 408 dem Gitter
der ersten Kathodenfolgeröhre 402 zugeführt, und der Ausgang von dieser zweiten
Kathodenfolgeröhrc 404 wird durch einen Kondensator C 410 der Leitung 344 zugeführt.
Die Phase des Einganges wird durch einen Kreis 408 gesteuert und die Amplitude des
Ausganges durch die Gleichspannung, die von dem Dioden-Detektorkreis 384 usw. geliefert
wird und über die WiderständeR412, R414 denGittern beiderKathodenfolgeröhren 402,
404 zugeführt wird.
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Der Kreis 408 umfaßt parallele Zweige, die je einen Widerstand R416
oder R418 und einen Kondensator C420 oder C422 in der dargestellten Anordnung enthalten,
deren Werte so bemessen sind, daß der Widerstand und die Kapazität in jedem Zweig
bei der Trägerfrequenz gleiche Impedanz haben, so daß die Phase an dem Mittelabgriffen
der beiden Zweige bezüglich der Trägerwelle um + 45° bzw. 45° verschoben wird. Ein
Potentiometer R424 zwischen den Mittelabgriffen ermöglicht die Einstellung der Phase
des Eingangs an den Kathodenfolgeröhren 402, 404 auf jeden Wert zwischen 45° vor
und 45° zurück. Der Kreis 408 umfaßt weiter einen abgestimmten Kreis L426, C460,
C'462, der jede Gitterkapazität kompensiert und der bei einem leichten Abweichen
der Abstimmung einen geringeren Betrag an Phasenverschiebung ermöglicht, durch den
die Zentrierung des Potentiometers R424 eingestellt werden kann.
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Ist kein Signal am Eingang des HF-Detektorkreises vorhanden, so erscheint
das ihm durch das Potentiometer R388, R390 zugeführte positive Potential am Gitter
des Trägersteuerkreises als eine Verzögerungsgleichspannung, die diesen Kreis auf
voller Verstärkung hält, so daß er die Bezugsträgerwelle mit maximaler Amplitude
zum HF-Verstärker 34 (Fig. 7) leitet. Wenn aber der HF-Detektorkreis ein Signal
von dem HF-Verstärker erhält, der eine Trägerfrequenzspannung an dem HF-Detektorkreis
erzeugt, die größer als das zugeführte positive Potential ist, so wird die Spannung
an den Gittern des Trägersteuerkreises negativ, nimmt die Vorspannung zurücl : und
vermindert die Amplitude der durch den HF-Verstärker gehenden Bezugsträgerwelle,
wodurch die Trägerfrequenzspannung an dem HF-Detektorkreis auf einen Wert stabilisiert
wird, der etwas größer als das zugeführte positive Potential ist, das als Minimum
für einen zufriedenstellenden Betrieb ausgewählt worden ist.
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Das Meßinstrument 40 zeigt die Höhe der Trägerfrequenzspannung an
dem HF-Detektorkreis an. Seine Verwendung wird nachstehend erläutert.
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Ein Schalter 428 ermöglicht das Abtrennen der Leitung 344 für Einstellzwecke,
wie nachstehend erläutert wird.
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Der Ausgang der Kathodenfolgeröhre 396 des NF-Verstärkers 42 (Fig.
7) wird durch eine Leitung 430 dem phasenempfindlichen Detektorkreis 44 zugeführt
(Fig. 7 und 8 a), der zwei Dioden 432, 434 aufweist, deren Kathoden mit den entgegengesetzten
Enden der sekundären Transformatorwicklung 90 des NF-Oszillators 22 verbunden sind
(Fig. 7) und deren Anoden beide durch gleiche Kondensatoren C436, C438 an die Leitung
430 angeschlossen sind. Das Meßinstrument 46 (Fig. 7) ist an die Anoden der Dioden
432, 434 an-
geschlossen. Die Klemmen 440, 442 zum Anschluß des Kreises einer kontinuierlichen
Aufzeichenvorrichtung (die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist) können durch
Offnen eines Schalters 444 an das Meßinstrument 46 angeschlossen werden. Die durch
die Speisung aus der Transformator-Sekundärwicklung 90 an den Kathoden der Dioden
432 bzw. 434 entstehenden gleichen Bezugsspannungen entgegengesetzter Phase und
die über die Leitung 430 dem Kreis zugeführte und dieselbe Niederfrequenz wie die
Bezugsspannungen aufweisende und mit einer dieser Bezugsspannungen in Phase liegende
Signalspannung bringen die Dioden 432, 434 dazu, an den Kondensatoren C436, C438
eine Vorspannung zu bilden, die gleich der Summe bzw.
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Differenz von Bezugs-und Signalspannung ist und einen Strom durch
den Meßinstrumentenkreis treibt, der der Signalspannung proportional ist und dessen
Richtung durch die Phasenlage der Signalspannung bestimmt ist.
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Ein Spannungsteilerkreis R446, R448, R450 an den Dioden 432, 434
ermöglicht den Ausgleich des Kreises, wenn keine Signalspannung vorhanden ist, so
daß sich der Nullpunkt des Meßinstrumentes 46 genau einstellt.
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Zum Prüfen verschiedener Erzeugnisse mit dem gleichen Gerät kann
es notwendig sein, die Empfindlichkeit des HF-Detektorkreises (und der folgenden
Kreise) auf die Änderungen des Seitenbandausganges von dem Prüfkopf zu ändern, der
Stärkeschwankungen des Erzeugnisses wiedergibt. Die Empfindlichkeit hängt von der
Leistung der ersten Verstärkerstufe des HF-Verstärkers 34 ab.
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Wird die Verstärkung vermindert, so leitet der automatische Trägersteuerkreis
36 erhöhte Amplituden der Bezugsträgerwelle zur ersten Verstärkerstufe des HF-Verstärkers
34, um den Stand der Trägerfrequenzspannung am HF-Detektorkreis 38 aufrechtzuerhalten,
bis die Spannung an den Gittern des Trägersteuerkreises positiv wird, wenn die mittlere
Trägerspannung gleich groß wie die Verzögerungsgleichspannung wird. Eine weitere
Verminderung der Leistung vermindert nur die Trägerfrequenzspannung am HF-Detektorkreis,
und wenn diese Spannung unter einen bestimmten Wert fällt, so ist der HF-Detektorausgang
unzureichend zur Erzeugung eines vollen Zeigerausschlages des Stärkenmessers 46.
Dies wird durch einen verminderten Ausschlag des Prüfmeßinstrumentes 40 angezeigt,
das den durch die Diode 384 des HF-Detektorkreises fließenden Gleichstrom und daher
den Wert der Trägerfrequenzspannung daran mißt.
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Ein Energieverlust im Prüfkopf 30 erzeugt ein Seitenbandsignal, das
von dem anzuzeigenden um 90° phasenverschoben ist und die Amplitude der Bezugsträgerwelle
nicht moduliert, wenn die Phase der letzteren genau für ein blouses kapazitives
Abweichungssignal des Prüfkopfes eingestellt ist.
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Für Einstellzwecke kann die Bezugsträgerwelle aus dem Kreis durch
Öffnung des Schalters 428 abgeschaltet werden, so daß das einzige Signal, das dem
HF-Detektorkreis 38 zugeführt wird, dasjenige des Seitenbandausganges von dem Prüfkopf
ist. Das Prüfmeßinstrument 40 zeigt den mittleren Spannungszustand dieses Signals
an.
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Unter dieser Bedingung können die Kreise L64, C216, 112, C330, C332
und L338, C336. C340 abgestimmt werden. Da jede Phasenverschiebung am Kreis L338,
C336, C340 infolge der Abstimmung sowohl das Seitenhandprüfkopfsignal und die Bezugsträgerwelle
gleichmäßig beeinträchtigt, kann sie vernachlässigt
werden. Phasenverschiebung
infolge Abstimmung desKreises 112, C330, C332 beeinträchtigt nur die Seitenbandsignale.
Die Abstimmung dieses Kreises ändert die Phase des Seitenbandsignals zu derjenigen
der Bezugsträgerwelle, jedoch kann jeder so entstehender Fehler anschlieBend durch
das Potentiometer R424 und den Verstimmungskreis L426.
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C 460, C462 korrigiert werden.
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Ein bevorzugtes Einstellvorgehen ist folgendes : I. Bei geöffnetem
Schalter 428 Einsetzen eines Rohres bekannter Stärke in den Prüfkopf. Einstellen
des Prüfkopf-Bezugskondensators, so daB er einen Ausschlag des MeBinstrumentes 40
gibt. Abstimmung der Kondensatoren 340, 332 zur Erlangung eines maximalen Ausschlages,
Herabregeln der Leistungssteuerung R352, soweit es erforderlich ist, um einen Ausschlag
über die volle Skala hinaus zu verhindern.
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II. Einstellung der Prüfkopfsteuerung auf einen Minimumausschlag
bei Einstellung der maximalen Verstärkungsregelung an R352.
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III. SchlieBen des Schalters 428. Das MeBinstrument 46, das auf die
Dicke der zu prüfenden Erzeugnisse geeicht ist, zeigt dann etwa die Mitte seines
Bereiches an. Verstellen der Prüfkopfsteuerung zur Erlangung eines Halbskalenausschlages
und Einstellung der Steuerung R424 auf maximalen Ausschlag.
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IV. Einstellung der Prüfkopfsteuerung zur Erlangung einer Nullanzeige
im Meßinstrument 46 und anschließende Verstellung dieser Steuerung um die Anzahl
von Skalenstrichen, die die gewählte obere oder untere Grenze der Dicke des Erzeugnisses
anzeigt, die an dem Stärkenmesser 46 angezeigt werden soll, jetzt Einstellung der
Verstärkungssteuerung R352 auf einen vollen Skalenausschlag des MeBinstrumentes
46 (in der geeigneten Richtung).
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V. Einstellung der Prüfkopfsteuerung, bis das MeR-instrument 46 die
bekannte Dicke des Musterrohres anzeigt, und Festlegung in dieser Lage.
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VI. Herausnehmen des Rohrmusterstückes und Anordnung des Prüfkopfes
an dem laufenden Produkt des zu prüfenden Rohres.
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Geeignete Werte der verschiedenen Widerstände und Kondensatoren der
Kreise der Fig. 8a und 8b sind in der folgenden Tabelle aufgeführt (wobei diese
Werte selbstverständlich nur typische Werte und keine unbedingten Werte sind).
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Der Prüfkopf 30 ist eine tragbare Einheit, die von dem übrigen Gerät
getrennt werden kann. Wie aus Fig. 9 bis 13 hervorgeht, weist er einen Abschirmkasten
130 auf, dessen obere und untere Hälfte 158, 160 durch ein Scharnicrgelenk 162 verbunden
sind und die bei geschlossenem Kasten durch einen Spannbügelverschluß 164 zusammengehalten
werden können. In der oberen Hälfte befinden sich auf einem quer angeordneten Isolierstück
182 die Platten 170, 172 des Bezugskondensators (52 in Fig. 8 a) und eine Platte
192 des Meßkondensators (54 in Fig. 8a), wobei die Platten 172 und 192 aus einem
Stück bestehen. Der Bezugskondensator ist durch Einstellung eines Dielektrikumsnockens
360 aus Kunststoff zwischen den Platten 170, 172 einstellbar, wobei ein Nocken 360
auf einer Spindel 168 mit einem AuBenkopf 174 und einer Skala 176 sitzt, die an
einer festen Anzeigeplatte 178 ablesbar ist, und durch eine Schraube 180 durch Reibung
festgeklemmt werden kann. Die Leitungen 28, 26, 32 (die in abnehmbaren Steckkontakten
zum Anschluß an die Kreise 24 und 34 in Fig. 8 a enden) wer-
den in die obere Gehäusehälfte
158 durch Buchsen 184, 186, 188 eingeführt, wobei die Leitung 28 an die Platte 170
angeschlossen ist und die Leitung 32 an die Platten 172 und 192. Die Leitung 26,
die durch eine Klemme 190 gehalten wird, führt in die untere Gehäusehälfte 160,
wo sie durch die Schelle 206 befestigt ist. In dieser trägt eine Schaumkunststoffmatte
200 einen losen Isolierbetrag 198 mit einer Querwand 196.
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Bei geschlossenem Gehäuse bzw. Kasten drückt die Matte 200 den Trog
198 nachgiebig an die obere Gehäusehälfte, wobei ein genaues Ineinandergreifen und
Fluchten durch den Eingriff von Zapfen 202 an der Querwand 196 und der Trennwand
182 und/oder der Isolierteile 204 in der oberen Gehäusehälfte 158 erzielt wird.
Die zweite Platte 194 des MeBkondensators (54 in Fig. 8 a) ist an der Querwand 196
befestigt und an die Leitung 26 angeschlossen. Die beiden Gehäusehälften 158 und
160 sind an den Seiten ebenso wie die Trennwände 182, 196 halbkreisförmig ausgeschnitten.
wobei diese Ausschnitte bei geschlossenem Gehäuse fluchtende kreisrunde Öffnungen
166, 208 bilden, durch die das zu prüfende Erzeugnis P geschoben werden kann.
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Tabelle I
| C212 0,1 µF C364 100 µµF |
| C216 100 F C368 0, 001 F |
| C220 0. 001 FF C 272 0, 1 pF |
| C222 140 µµF C358 0,001 µF |
| # 500 µµF C274 |
| C302 # 0,1 µF (je) |
| # 100 µF (je) |
| C128 C280 100 µµF |
| C236 C282 0,1 µF |
| # 0,001 µF (je) |
| C284 300 µµF |
| C330 30 µµF |
| C288 |
| C332 100 µµF |
| C386 # 0,1 µF (je) |
| C454 C292 |
| C820, 002) iF (je) (-294 25F |
| C82 |
| C84 C420 |
| # 100 µµF |
| C244 C422 |
| # 1,0 µF (je) |
| C246 |
| C458 0,001 µF |
| C252 |
| # 0,1 µF (je) C460 0,1 µF |
| C256 |
| C262 0, 03 FF C462 100 F |
| C340 100 µµF C466 |
| # 0,001 µF (je) |
| C336 C410 |
| # 0,1 µF (je) |
| C268 |
Tabelle II
| R214 10 k# R122 |
| # 47 k# (je) |
| R68 4,7 k# |
| R218 1, 0 kQ R96 120 kQ |
| R 66 47 kQ R98 27 kQ |
| R224 2, 2 kQ R240 150 kQ |
| R226 1, 0 kQ R242 100 kQ |
| R228 |
| # 5,6 k# (je) R74 |
| R232 |
| #150 k# (je) |
| R230 R78 |
| R234 R452 |
Tabelle II (Fortsetzung)
| R248 27 kQ R 278 1, 0 kQ |
| R250 56 kQ R 390 1, 8 kQ |
| R254 120 Q R388 l 150 kQ |
| R258 1,0 M# |
| R286 10 k# |
| R260 1,5 k# |
| R392 470 k# |
| R114 |
| R116 R396 1,0 M# |
| # 22 k# (je) |
| R398 150 k# |
| R290 27 k# |
| R264 1,0 k# |
| R446 50 k# R400 14 k# |
| R448 R296 1,0 M# |
| # 6,8 k# (je) |
| R298 100 # |
| R346 33 k# |
| R456 2,8 k# |
| R266 1,0 k# |
| R270 6,8 k# # 470 # (je) |
| R424 5,0 k# |
| R352 10 k# R464 56 k# |
| R354 40 kQ R412 1, 0 MQ |
| R348 180 k# |
| R468 |
| # 1,0 k# (je) |
| R374 2,2 M# R472 |
| R376 470 k# R470 56 k# |
| R372 3, 3 kQ R414 l 1, 0 MQ |
Das Gehäuse 130 ist mit Hilfe einer Gabel 154 und eines Universalgelenkes 146, 148,
150, 152 an einem Hebel 132 angebracht. Das Gehäuse 130 kann von dem Hebel 132 durch
Herausziehen des Universalgelenkstiftes 150 gelöst werden. Eine Walze 134, die auf
jeder flachen Oberfläche rollen kann, unterstützt und bildet den Drehpunkt des Hebels
132, der auf einer Platte 142 ein bewegliches Gegengewicht 144 trägt, das so eingestellt
werden kann, daß es das Gehäuse 130 fast vollständig ausbalanciert, so daß dieses
sehr leicht auf dem Erzeugnis P ruht, das sich von unten an Führungsteile210 anlegt
(entwederWalzen oder Gleitführungen), die außen an der oberen Gehäusefläche 158,
wie aus Fig. 9 hervorgeht, angebracht sind. Die Führungsteile 210 dienen außerdem
zum Zentrieren des Erzeugnisses P in bezug auf die Kondensatorplatten 192, 194 und
können zu diesem Zweck einstellbar an der Gehäusehälfte 158 angebracht werden.
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Zweckmäßigerweise kann eine Leiste 136, die an irgendeiner geeigneten
Befestigungseinrichtung befestigt werden kann, mit einer mit Flanschen versehenen
Spurplatte 138, 140 vorgesehen werden als Unterlage für die Walze 134 und zur Führung
des Hebels 132.
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Die Form und die Anordnung der Meßkondensatorplatten des Prüfkopfes,
der in Fig. 9 bis 13 dargestellt ist, entspricht der schematisch in Fig. 3 bis 4
dargestellten. Es können jedoch viele abgeänderte Anordnungen verwendet werden,
je nach Art und Form des zu prüfenden Erzeugnisses, beispielsweise wie sie schematisch
in Fig. 1, Z und 5 dargestellt sind. Anordnungen, wie sie Fig. 2 und 5 zeigen, haben
den Vorteil, daß beide Platten des Meßkondensators in der oberen Hälfte des Abschirmgehäuses
angeordnet werden können, so daß die untere Hälfte des Gehäuses auf diese Weise
nur ein Deckel wird, so daß kein nach-
giebig gebetteter Trog erforderlich ist und
kein genaues Ineinandergreifen bzw. Fluchten der beiden Gehäusehälften und kein
Einbringen elektrischer Leitungen in die untere Gehäusehälfte.
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Der abgeänderte Prüfkopf 030 in Fig. 14 hat Kondensatorplatten 540,
542, 544 und 541, 543, 545, die in der dargestellten Weise um das rohrförmige Erzeugnis
P angeordnet sind. Die Leitungen 26, 28, die die Seitenbandausgänge entgegengesetzter
Phase von dem Modulator und Trägerunterdrückungskreis24 (Fig. 7 und 15) leiten,
sind mit den Platten 540 bzw.
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541 verbunden, während die Ausgangsleitungen 032 bzw. 033 an den in
Reihe geschalteten Platten 542 und 543 bzw. den Platten 544 und 545 liegen. Auf
diese Weise bilden die Platten 540, 542 und 541, 543 ein Paar in Reihe geschaltete
Kondensatoren, deren elektrisches Feld durch Teile des Erzeugnisses an gegenüberliegenden
Enden einer diametralen Ebene ZZ des Erzeugnisses durchschritten wird, so daß die
Amplitude einer unausgeglichenen Seitenbandspannung in der Leitung 032 die Größe
jeder Exzentrizität des rohrförmigen Erzeugnisses in der Ebene ZZ anzeigt, während
ihre Phase angibt, ob die Exzentrizität rechts oder links in der Figur liegt. In
ähnlicher Weise zeigt eine Ausgangsspannung in der Leitung 033 infolge des Unterschiedes
zwischen den Kondensatoren 540, 544 und 541, 545 die Größe und Richtung der Exzentrizität
des Erzeugnisses in der Ebene YY senkrecht zu der Ebene ZZ an.
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Das in Fig. 15 dargestellte Gerät weist die gleichen HF-und NF-Schwingungserzeuger
und den gleichen Modulations-und Trägerunterdrückungskreis20, 22, 24 auf, sowie
einen HF-Verstärker, einen Bezugsträgersteuerkreis, einen NF-Detektorkreis, einen
NF-Verstärker 34, 36, 38, 40, 42 und die Bezugsträgerleitung 406, wie aus Fig. 7
und 8 hervorgeht.
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Es umfaßt außerdem den abgeänderten Prüfkopf 030 der Fig. 14 und die
beiden ähnlichen phasenempfindlichen Detektorkreise 044, 045 mit den Meß instrumenten
046, 047. Die Seitenbandausgänge des Modulations-und Trägerunterdrückungskreises
24 werden wie zuvor den Leitungen 26, 28 zugeführt und das Bezugs-NF-Signal des
NF-Generators 22 wird parallel den beiden phasenempfindlichen Detektorkreisen zugeführt.
Gekoppelte Schalter 474, 476 mit zwei Stellungen ermöglichen es, die Ausgänge des
Prüfkopfes an den Leitungen 032 bzw. 033 wahlweise dem HF-Verstärker 34 und das
NF-Signal von dem NF-Verstärker 42 auf der Leitung 430 wahlweise dem phasenempfindlichen
Detektorkreis 044 bzw. 045 zuzuführen. Die Meßinstrumente 046 und 047 zeigen auf
diese Weise die Größe und Richtung der Exzentrizität des Erzeugnisses in den Ebenen
ZZ bzw. YY an (Fig. 14).
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Außerdem kann das Gerät eventuell einen zweiten auf die Materialdicke
ansprechenden Prüfkopf 30 und einen dritten phasenempfindlichen Detektorkreis 44
mit Meßinstrument 46, alles wie es in Fig. 8a dargestellt ist, umfassen, die in
den Stromkreis mit dem Erzeugungssystem 20, 22, 24 und mit dem Verstärkungs-und
Gleichrichtungssystem 34 bis 42 eingeschaltet werden können, an Stelle des Prüfkopfes
030 und des phasenempfindlichen Detektorkreises 044, 045 mit Hilfe gekoppelter Schalter
478, 480, damit sowohl die mittlere Dicke des Erzeugnisses als auch seine Exzentrizität
kontrolliertwerden kann. blicheselbsttätige Einrichtungen (die nicht dargestellt
sind) können vorgesehen werden, um die Schalter 474, 476 und 478, 480 in geeigneten
kurzen Abständen abwechselnd umzuwerfen.
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Das Erzeugnis läuft nacheinander durch die Prüfköpfe 30 und 030,
die zu einer tragbaren Einheit zusammengefaßt werden können, die ein einziges Abschirmgehäuse,
beispielsweise 130 (Fig. 9 bis 13), hat, das alle Kondensatoren 52, 54 (Fig. 8a)
und 540 bis 545 (Fig. 14) umschließt.
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PATENTANSPRtJCHE : 1. Verfahren zum kontinuierlichen Uberwachen und/oder
Messen von Schwankungen in den Querabmessungen von langgestreckten dielektrischen
Erzeugnissen, beispielsweise von kontinuierlich gepreßten Polyäthylen-oder anderen
Kunststoffrohren, Stangen, Streifen oder Platten, sowohl bezüglich der mittleren
Stärke als auch im Falle eines Rohres der Exzentrizität durch Feststellung und/
oder Messung der Kapazitätsänderungen eines oder mehrerer elektrischer Kondensatoren,
deren Dielektrikum das Erzeugnis bildet, gekennzeichnet durch die Kombination der
folgenden, zum Teil an sich bekannten Merkmale : Vorschieben des Erzeugnisses an
den Platten des Meßkondensators (C54, 192, 194 oder 540, 542 oder 540, 544) vorbei,
so daß das Erzeugnis oder ein Teil davon das elektrostatische Hauptfeld dieses Kondensators
durchschreitet, der in einen im Normalzustand abgeglichenen Stromkreis (112, 26,
28) in Reihe mit einem zweiten Kondensator liegt, der entweder ein eingestellter
Drehkondensator (52) oder ein weiterer Meßkondensator (541, 543 oder 541, 545) ist,
an dessen Platten ein anderer Teil des Erzeugnisses vorgeschoben wird, um dessen
elektrostatisches Hauptfeld zu kreuzen, Erzeugung und erforderlicheVerstärkung einer
elektrischenTragerschwingung geregelter konstanter Hochfrequenz, vorzugsweise in
der Größenordnung von 3 MHz, und einer Niederfrequenzschwingung, vorzugsweise in
der Größenordnung von 400 Hz, Modulierung der Hochfrequenz durch die Niederfrequenz,
Unterdrücken der Trägerwelle, Zuführen der so erzeugten Seitenbänder zu dem im Normalzustand
abgeglichenen Kreis über einen Transformator, dessen Sekundärwicklung (112) erdsymmetrisch
ist, so daß die Phase des Seitenbandausgangs an der Verbindung zwischen den in Reihe
geschalteten Kondensatoren des normalerweise abgeglichenen Kreises um 180° abweicht,
je nachdem, welcher der Kondensatoren die größere Kapazität hat, Hinzufügen der
ursprünglich erzeugten, bei Bedarf gedämpften Hochfrequenzschwingungen zu dem Seitenbandausgang
als Trägerwelle zur Erzeugung eines niederfrequenzmodulierten Hochfrequenzsignals,
Verstärkung des letzteren und Demodulation bei Niederfrequenz, Verstärkung des so
erzeugten STiederfrequenzsignals, Zuführung dieses Signals zusammen mit direkt von
der ursprünglich erzeugten Niederfrequenzschwingung abgeleiteten Bezugsniederfrequenzspannungen
entgegengesetzter Phase, zu einem Phasendetektor zur Erzeugung eines Gleichstromes,
dessen Stärke der Amplitude des verstärkten Niederfrequenzsignals proportional ist
und dessen Richtung davon abhängt, welche Niederfrequenzbezugsspannung in Phase
mit dem Niederfrequenzsignal ist, und Zuleitung des Gleichstromes zu einem Meßinstrument
oder Relais, dessen Ansprechen den Betrag und die Phase der Ausgangsgröße der in
Reihe geschalteten Kondensatoren anzeigt und daher die Größe und das Vorzeichen
der Abmessungsungenauigkeit des Erzeugnisses erkennen läßt.