DE1125666B - Shock meter, in particular seismograph - Google Patents
Shock meter, in particular seismographInfo
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Description
Erschütterungsmesser, insbesondere Seismograph Die Erfindung bezieht sich auf einen Seismographen, ein Geophon oder einen Erschütterungsmesser hoher Empfindlichkeit. Bei derartigen Geräten pflegt man ein schwingungsfähiges System in der Weise zu schaffen, daß eine Masse beweglich aufgehängt ist und während der zu registrierenden Erschütterungen vorübergehend als ruhender Körper einen Meßfühler beeinflußt, der mit den der Erschütterung ausgesetzten Teilen in Verbindung steht. Vibration meters, in particular seismographs The invention relates refer to a seismograph, geophone, or vibration meter Sensitivity. With such devices one maintains a vibratory system in such a way that a mass is movably suspended and during the to register vibrations temporarily as a resting body a sensor affected, which is in contact with the parts exposed to the vibration.
Im einfachen Falle ist die Masse durch ein an einer Feder aufgehängtes Gewicht gebildet und stellt damit ein schwingungsfähiges System dar. Durch Erdbeben, durch Sprengungen, durch Fundamentschwingungen von Maschinen od. dgl. wird dieses System im Rhythmus der Erschütterungswelle zum Schwingen angeregt. Um einen möglichst günstigen Verlauf der Resonanzkurve des schwingungsfähigen Gebildes zu erzielen, pflegt man das System zu dämpfen.In the simple case the mass is suspended from a spring Weight is formed and thus represents a vibratory system. By earthquakes, by explosions, by foundation vibrations of machines or the like. This is System excited to vibrate in the rhythm of the shock wave. To you as much as possible to achieve a favorable course of the resonance curve of the oscillatable structure, the system is usually dampened.
Zur Registrierung sind optische Methoden gebräuchlich, wobei z. B. auf einem lichtempfindlichen Papier ein Lichtstrahl abgebildet wird, der an einem an dem Gewicht angebrachten Spiegel reflektiert wird. Jede Bewegung des Gewichtes relativ zum Untergrund bewirkt eine Auslenkung des Lichtstrahles, so daß auf dem lichtempfindlichen Papier, welches mit einem gewissen zeitlichen Vorschub bewegt wird, den Erschütterungen entsprechende Kurven aufgezeichnet werden. Optical methods are common for registration, with z. B. a light beam is imaged on a photosensitive paper, which at a is reflected on the mirror attached to the weight. Every movement of the weight relative to the ground causes a deflection of the light beam, so that on the light-sensitive paper, which moves with a certain time advance curves corresponding to the vibrations are recorded.
Weiterhin sind auch elektrische Meßmethoden bekanntgeworden. So hat man mit dem Gewicht einen Permanentmagneten in Verbindung gebracht, der in einer Tauchspule schwingt und durch die schwingende Bewegung Spannungen in dieser erzeugt. Im Ruhezustand werden keine Spannungen hervorgerufen, während mit zunehmender Größe und Geschwindigkeit der Auslenkung die Höhe der induzierten Spannungen steigt. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß entsprechend der Geschwindigkeit der Bewegung die Anordnung stark frequenzabhängig wird und für verschiedene Frequenzen keine amplitudengetreue Messung der Bodenbewegungen möglich ist. Derartige Meßeinrichtungen machen daher umfangreiche Korrekturen notwendig. Furthermore, electrical measurement methods have also become known. So had one associated with the weight of a permanent magnet in a Moving coil vibrates and the vibrating movement generates tensions in it. At rest, no tension is created, while with increasing size and the speed of deflection the level of the induced stress increases. This Method has the disadvantage that according to the speed of movement the arrangement is strongly frequency-dependent and none for different frequencies accurate amplitude measurement of ground movements is possible. Such measuring devices therefore make extensive corrections necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ebenfalls eine Messung auf elektrischem Wege vorzunehmen, die aber die geschilderten Nachteile nicht aufweist. Ein Erschütterungsmesser, bei dem ein Hallspannungserzeuger und ein Magnetfeld relativ zueinander beweglich sind und die Hallspannung zur Abbildung der Bewegung dient, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an einer schwing- fähigen Masse ein Dauermagnet derart angeordnet ist, daß er in der Ruhelage einer feststehenden, parallel zur Flußachse liegenden Hallsonde gegenübersteht, so daß die Hallspannung nach Größe und Richtung der Auslenkung proportional ist. Eine derartige Hallsonde kann zwischen Weicheisen- oder Ferritschenkeln angebracht sein. Dabei ist es von Vorteil, die Hallsonde als dünnes Plättchen oder Schicht nahe an der Stirnseite der beiden Ferritstücke in dem Luftspalt zwischen denselben anzuordnen. The invention is based on the object, likewise a measurement to be carried out by electrical means, but which does not have the disadvantages described. A vibration meter in which a Hall voltage generator and a magnetic field are relative are movable to each other and the Hall voltage is used to map the movement, is characterized according to the invention that on a vibrating capable mass one Permanent magnet is arranged such that it is in the rest position of a stationary, parallel to the flux axis lying opposite Hall probe, so that the Hall voltage according to size and direction of deflection is proportional. Such a Hall probe can be between Soft iron or ferrite legs should be attached. It is advantageous to use the Hall probe as a thin plate or layer close to the face of the two ferrite pieces to be arranged in the air gap between them.
Es ist an sich bereits bekannt, einen Hallspannungserzeuger in einem feststehenden Magnetfeld derart anzuordnen, daß seine Bewegungen als Änderungen der Hallspannung abgebildet werden. It is already known per se, a Hall voltage generator in one fixed magnetic field in such a way that its movements as changes the Hall voltage can be mapped.
Hierbei tritt jedoch auch in der Ruhestellung eine Hallspannung auf, so daß man die Hallspannung in Gleich- und Wechselspannungsanteil aufspalten muß.Here, however, a Hall voltage also occurs in the rest position, so that you have to split the Hall voltage into DC and AC voltage components.
Dies ist bei den relativ niedrigen Spannungen und Leistungen im Hallkreis unzweckmäßig.This is with the relatively low voltages and powers in the Hall circuit inexpedient.
Der Erschütterungsmesser nach der Erfindung vermeidet diesen Nachteil, da man in der Ruhelage ohne weiteres die Hallspannung Null erhält. Außerdem liefert die Polarität der Hallspannung eine Angabe der Auslenkungsrichtung. Im ausnutzbaren Bereich ist die Amplitude der Hallspannung außerdem streng proportional der Auslenkungsamplitude. The vibration meter according to the invention avoids this disadvantage, because the Hall voltage zero is easily obtained in the rest position. Also supplies the polarity of the Hall voltage indicates the direction of deflection. In the exploitable Range, the amplitude of the Hall voltage is also strictly proportional to the deflection amplitude.
Als Hallspannungserzeuger eignet sich in besonderer Weise ein Halbleiterkörper aus halbleitenden Verbindungen nach Art der AIIIBv-Verbindungen, d. h. von Stoffen, die der III. und der V. Gruppe des Periodischen Systems angehören. A semiconductor body is particularly suitable as a Hall voltage generator from semiconducting compounds like the AIIIBv compounds, d. H. of fabrics, that of the III. and belong to Group V of the Periodic Table.
Solche Materialien sind z. B. Indiumantimonid und Indiumarsenid.Such materials are e.g. B. indium antimonide and indium arsenide.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Während Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter Darstellung veranschaulicht, zeigt Fig. 2 den Verlauf der erzeugten Hallspannungen in Abhängigkeit der Auslenkung des Massengewichtes. The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. While Fig. 1 shows an embodiment in its essential for the invention Parts illustrated in a greatly simplified representation, Fig. 2 shows the course of the Hall voltages generated depending on the deflection of the mass weight.
An einer Feder 1 ist das Massegewicht 2 aufgehängt. Eine Dämpfung ist der Einfachheit der Darstellung halber nicht gezeichnet. The mass weight 2 is suspended from a spring 1. A cushioning is not shown for the sake of simplicity of illustration.
Auch ist die Darstellung nur für eine Bewegungsrichtung veranschaulicht, während naturgemäß mindestens drei - z. B. zueinander senkrechte - Bewegungsrichtungen erforderlich sind, um alle Bewegungskomponenten zu erfassen. The representation is also only illustrated for one direction of movement, while naturally at least three - z. B. mutually perpendicular - directions of movement are required to capture all motion components.
Am unteren Ende des Gewichtes 2 befindet sich ein Dauermagnet 3, der über das Gewicht hinausragt. At the lower end of the weight 2 there is a permanent magnet 3, that protrudes beyond the weight.
In einem gewissen Abstand von dem Pol des Dauermagneten ist die Meßsonde fest angebracht. Diese besteht aus einem zwischen zwei Ferritplatten 4 und 5 befindlichem Hallplättchen. Die Halbleiterschicht wird senkrecht zur Zeichenebene von einem Steuerstrom durchilossen. Das magnetische Feld beeinflußt den Hallgenerator, wobei die Einrichtung so justiert werden kann, daß in der Nullstellung, also der Ausgangslage, sich die magnetischen Flüsse aufheben. Erst bei einer Auslenkung nach oben oder unten hin tritt dann eine Hallspannung auf, deren Höhe und Richtung ein Maß der Auslenkung und deren Richtung ist.The measuring probe is at a certain distance from the pole of the permanent magnet firmly attached. This consists of one located between two ferrite plates 4 and 5 Reverb plate. The semiconductor layer is perpendicular to the plane of the drawing by a control current passed through. The magnetic field affects the Hall generator, the device can be adjusted so that in the zero position, i.e. the starting position, the cancel magnetic fluxes. Only when it is deflected upwards or downwards Then a Hall voltage occurs, the magnitude and direction of which is a measure of the deflection and whose direction is.
In Fig. 2 ist der Verlauf der Hallspannung bei Auslenkungen nach oben und nach unten hin von der Nullage aus dargestellt. Bei quasistationärer Auslenkung des Magnetogramms ist für kleine Auslenkungen im Arbeitsbereich zwischen den Linien 1 und II die Hallspannung in ihrem Anstieg streng proportional. Bei einer Auslenkung des Magneten um 1 ttm wird eine Hallspannung von beispielsweise 1 mV erreicht. Die Hallspannung läßt sich verstärken und in an sich bekannter Weise einer Registrierung zugänglich machen. Bei entsprechender Ausbildung der Resonanzeigenschaften des schwingenden Systems wird die Bodenbewegung bei diesem Verfahren amplitudengetreu wiedergegeben. In Fig. 2, the course of the Hall voltage is after deflections shown above and below from the zero position. With quasi-stationary deflection of the magnetogram is for small deflections in the working area between the lines 1 and II the Hall voltage is strictly proportional in its increase. In the event of a deflection of the magnet by 1 ttm, a Hall voltage of 1 mV, for example, is achieved. the Hall voltage can be amplified and, in a manner known per se, a registration make available. With the appropriate design of the resonance properties of the vibrating System, the movement of the ground is reproduced with an accurate amplitude in this method.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES66157A DE1125666B (en) | 1959-12-08 | 1959-12-08 | Shock meter, in particular seismograph |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DES66157A DE1125666B (en) | 1959-12-08 | 1959-12-08 | Shock meter, in particular seismograph |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1125666B true DE1125666B (en) | 1962-03-15 |
Family
ID=7498593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DES66157A Pending DE1125666B (en) | 1959-12-08 | 1959-12-08 | Shock meter, in particular seismograph |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1125666B (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1548508B1 (en) * | 1966-06-03 | 1970-11-26 | Reutlinger & Soehne Dr | Arrangement for measuring mechanical vibrations |
DE1623533B1 (en) * | 1967-04-08 | 1971-01-14 | Reutlinger & Soehne Dr | Method for calibrating vibration meters with vibration sensors working on the basis of the Hall effect and using a device to carry out the method |
EP0006636A1 (en) * | 1978-07-05 | 1980-01-09 | DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. | Apparatus for the measurement of accelerations of a vibrating body |
DE3021317A1 (en) * | 1980-06-06 | 1981-12-24 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Measurement of vehicle deceleration using displaced mass - using attached magnet moving against spring w.r.t. Hall effect component |
-
1959
- 1959-12-08 DE DES66157A patent/DE1125666B/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
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None * |
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