DE1489214B2 - Verfahren zum magnetischen markieren magnetisierbarer langgestreckter koerper und zum wiederauffinden der markierung und vorrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum magnetischen Markieren magnetisierbarer langgestreckter Körper und zum Wiederauffinden der Markierungen sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Häufig ist es erforderlich, langgestreckte Körper an bestimmten Punkten zu markieren, wobei aber

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mechanische Markierungen von Nachteil sein kön- b) zum Wiederauffinden der Markierung die nen, da hierbei das Material der Körper verändert Längskomponente des Flusses nach Betrag und werden muß. Beispielsweise werden bisher Tiefsee- Polung gemessen und die Stelle als Nullstelle kabel, wenn sie einmal verlegt sind, dadurch unter- zwischen zwei gegenpoligen Maxima ermittelt sucht, daß von der Küstenstation aus auf die Kabel 5 wird, während gleichzeitig die Flußradialkomein elektrisches Signal mit niedriger Frequenz auf- ponente gemessen wird, die an der markierten gegeben wird, welches durch Elektroden nachgewie- Stelle ein Maximum aufweist,
sen werden kann, die von einem Schiff aus über das Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren betreffende Kabel gezogen werden. Für diese Unter- neben der Längskomponente auch die radiale Flußsuchung ist es erforderlich, den normalen Betrieb des io komponente zur Markierung und zum Wiederauffin-Kabels zu unterbrechen. den verwendet wird, ist es möglich, den Mittelpunkt

Es ist bereits bekannt, langgestreckte magnetisier- der Markierung wesentlich genauer nachzuweisen, bare Körper, nämlich Magnetbänder, in einer Weise als es bei alleiniger Verwendung der Längskompomagnetisch zu markieren, welche das spätere Auf- nente möglich wäre. Dies beruht darauf, daß die Rafinden der auf das Band aufgebrachten Information 15 dialkomponente im Mittelpunkt der Markierung, also gestattet. Die Markierung erfolgt dadurch, daß zur an der Stelle des zentralen Nulldurchganges der Aufzeichnung digitaler Daten die Ziffern durch eine Längskomponente, ein Maximum hat, so daß sich Richtungsumkehr der Magnetisierung in einer Auf- das Zentrum der Markierung durch gleichzeitigen zeichnungsspur dargestellt und die Information spä- Nachweis der Nullstelle der Längskomponente und ter durch die Messung der Längskomponenten des 20 des maximalen Wertes der Querkomponente zuvermagnetischen Feldes des Bandträgers nachgewiesen lässig bestimmen läßt. Die Erfindung ermöglicht es wird, wobei eine Ziffer »0« beispielsweise durch eine also, bestimmte, beliebig gewählte Punkte auf ma-Umkehr in eine Richtung und eine Ziffer »1« durch gnetisierbaren, ferromagnetischen Körpern ohne Vereine Umkehr in der anderen Richtung dargestellt Wendung mechanischer Markierungen zuverlässig zu werden kann. Dieses Verfahren eignet sich zwar zur 25 kennzeichnen und wiederaufzufinden.
Aufzeichnung digitaler Daten, nicht jedoch dafür, Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfinbestimmte physikalische Punkte an langgestreckten dungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß geKörpern zu markieren, denn es handelt sich dabei kennzeichnet durch zwei Magnetometer, welche auf um die Erzeugung eines kontinuierlichen Magneti- die Längs- bzw. Radialkomponenten des Magnetfelsierungsmusters entlang eines Bandträgers, nicht aber 30 des ansprechen, und durch mit den Magnetometern darum, diskrete magnetische Markierungen an be- verbundene Bauelemente zur Erzeugung einer Anstimmten Punkten eines Körpers anzubringen. Au- zeige, wenn das Ausgangssignal des ersten Magnetoßerdem liefert die Richtungsumkehr der Magnetisie- meters verschwindet und gleichzeitig das Ausgangsrung zwar eine befriedigende Darstellung einer Zif- signal des zweiten Magnetometers einen vorgegebefer, jedoch eignet sie sich nicht zur genauen, exakt 35 nen Wert übersteigt.

wieder auffindbaren Markierung eines bestimmten Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des physikalischen Punktes an langgestreckten Körpern. erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet Dies beruht darauf, daß bei der Aufzeichnung digi- durch zwei Halleffekt-Gaußmeter, deren erstes der taler Informationen eine Vielzahl von Nulldurchgän- Längskomponente und deren zweites der Radialgen vorliegt, wobei die Punkte, an denen die Null- 40 komponente ausgesetzt ist, und durch mit den Gaußdurchgänge auftreten, bekannt sind, und es lediglich meiern verbundene Bauelemente zur Erzeugung eines erforderlich ist, die Richtung der Nulldurchgänge zu Ansprechsignals lediglich dann, wenn das Ausbestimmen. Wenn aber bestimmte physikalische gangssignal des ersten Gaußmeters verschwindet und Punkte an einem langgestreckten Körper markiert in Verbindung damit das Signal des zweiten Gaußwerden sollen, sind die Punkte, an denen die magne- 45 meters größer als ein vorgegebener Wert ist.
tischen Markierungen auftreten, nicht bekannt: Wenn ' Die Erfindung, welche allgemein zum Markieren beim Nachweis der magnetischen Markierungen Ie- langgestreckter magnetischer Körper geeignet ist, ist diglich eine Richtungsumkehr oder ein Nulldurchr von besonderem Vorteil bei der Markierung von gang der Magnetisierung, d. h. also der Längskom- Tiefseekabeln, da sich hier die markierte Stelle ohne ponente der magnetischen Markierung, registriert 50 Unterbrechung des Kabelbetriebes zuverlässig und würde, wäre es nicht möglich, aussagekräftige Null- schnell wiederfinden läßt, ohne daß auf .das Kabel, durchgänge, solche also, die tatsächlich markierten nach Betriebsunterbrechung, ein .Testsignal aufgege-Punkten an dem Körper entsprechen, von bedeu- ben und dann durch Elektroden abgefragt werden tungslosen Nulldurchgängen, wie sie beispielsweise müßte. Beispielsweise kann die Erfindung bei einem !Zwischen zwei Markierungen auftreten könnten, zu 55 sogenannten Leichtkabel verwendet werden, welches unterscheiden. einen mittleren Leiter aus Stahllitze, umgeben von .._ä Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einer Ummantelung aus einem Kupferstreifen, umein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu faßt, wobei dieser Streifen auf seiner gesamten Länge schaffen, welches es ermöglicht, langgestreckte Kör- einen fortlaufend zusammenhängenden Rand bildet, per zuverlässig zu markieren und die markierte Stelle 60 Der Kupferstreifen wird nachfolgend mit dielektrizuverlässig und schnell wiederzufinden. schem Material, beispielsweise Polyäthylen, be-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ger schichtet, was zweckmäßig durch ein Äuspreßverlöst, daß '.'.:.' fahren geschehen kann. Ein Beispiel eines solchen

a) beidseits der zu markierenden Stelle der Körper Kabels unter Verwendung eines nicht verschweißten unter gleichzeitiger radialer Magnetisierung in 65 Randes für die Kupferummantelung ist genauer in

Längsrichtung permanent magnetisiert wird, so der britischen Patentschrift 730 782 beschrieben, daß die Felder an der zu markierenden Stelle Der nicht verschweißte Rand kann jedoch beispiels-

gegeneinander gepolt sind, und daß weise auch durch einen stetig verschweißten Rand

ersetzt sein. Gelegentlich treten Fehler bei diesem Gegenstandes können, beispielsweise in binärer verschweißten Rand auf, welche, beispielsweise unter Form, kodiert werden, wobei das Vorliegen einer Verwendung einer Brücke, elektrisch angezeigt wer- erfindungsgemäß hergestellten Markierung ein binäden können, wobei das Gleichgewicht der Brücke res Digit mit dem Wert 1 und das Nichtyorliegen das Vorliegen eines Fehlers anzeigt und für eine vi- 5 einer solchen Markierung ein binäres Digit vom suelle oder akustische Anzeige des Fehlers sowie zur Werte 0 darstellt. Wahlweise kann eine Kodierung Betätigung einer Vorrichtung zur Markierung des durch Veränderung der Intervalle zwischen aufein-Fehlers entsprechend dem erfindungsgemäßen Ver- anderfolgenden Markierungen erfolgen. Bei anderen fahren dienen kann. In der Kupferummantelung an- Anwendungsfällen werden Meilenmarkierer und gezeigte Fehler umfassen Schweißungsrisse, Lunker, io Wiederholungspunkt - Warnmarkierer sowohl bei Sprünge im Kupfer, Einschlüsse und fehlerhafte leichten als auch bei armierten Kabeln verwendet. Querverschweißungen zwischen benachbarten Lan- Weiterhin kann die magnetische Markierung eines genabschnitten des die Ummantelung bildenden Kup- fertiggestellten Kabels mit automatischen Warnungsferbandes. Bei Anzeige eines derartigen Fehlers an systemen vereinigt sein, um die Nähe von Wiederder Seele des Kabels kann dieses angehalten und 15 holungsstellen, Ausgleichelementen und Kabelspleider als verdächtig ausgewiesene Bereich überprüft ßen während des Verlegens anzuzeigen. Automatische werden. Normalerweise ist der Fehler sichtbar und Warnsysteme sind gegenüber visuellen Untersukann sogleich repariert werden. Bisweilen ist jedoch chungsmethoden, insbesondere bei Nacht und under Fehler zu umfangreich für eine sofortige Repa- günstigen Witterungsbedingungen, vorzuziehen. Derratur, manchmal auch nicht zu beobachten. In allen 20 artige Markierungen können auch während der Herdiesen Fällen ist eine Markierung des fehlerhaften stellung des Kabels bei der automatischen Anzeige oder verdächtigen Bereiches wünschenswert, da sonst der Abtrennpunkte von Abschnitten vorgesehen werjede nachfolgende Reparatur unmöglich werden den, wobei die Abschnitte identifiziert werden,
kann, größere Fehler einer Abhilfe in einem späteren Zusätzlich können an einem aufeinanderfolgend

Verlauf des Herstellungsverfahrens bedürfen und 25 verlegten Unterseekabel erfindungsgemäß hergenicht beobachtbare Fehler die Ursache von Störun- stellte Markierungen unter Anwendung eines geeiggen in einem späteren Verarbeitungsstadium sein neten Gerätes von der Meeresoberfläche her angekönnen. Während des Auspressens des dielektrischen zeigt und der Weg eines derartigen Kabels von der Materials dehnt sich um den inneren Leiter in dem- Oberfläche her verfolgt werden, ohne daß die Notseiben eingeschlossene Luft aus und kann durch der- 30 wendigkeit einer physikalischen Lokalisierung des artige Fehler in der Kupferummantelung austreten Kabels besteht. Durch Verwendung einer geeigneten sowie Löcher in das Dielektrikum blasen. Wenn feh- Kodierung der magnetischen Markierungen auf belerhafte Bereiche markiert sind, kann das Dielektri- stimmten Kabeln kann der Weg verschiedener Kabel kum in dem fehlerhaften Bereich aufgeschnitten und in Bereichen verfolgt werden, wo zwei oder mehr die dadurch gebildete Lücke auf "einen schmalen Be- 35 Kabel verlegt wurden. Eine magnetische Markierung reich beschränkt werden, welcher nachfolgend, bei- kann auch bei der Verlegung von Unterseekabeln spielsweise durch einen Formvorgang, repariert wer- nach dem sogenannten »Straffdraht«-Verfahren verden kann. Bisweilen treten auch Lücken auf, welche wendet werden, um die Ausübung einer größeren nicht völlig ausgeblasen und nachfolgend schwer zu Kontrolle über das Ausmaß der aufgetretenen »Erlokalisieren sowie zu reparieren sind. Somit ist eine 40 schlaffung« zu haben. Eine Beschreibung des »Straffgenaue Markierung derartiger fehlerhafter oder ver- draht«-Verfahrens bei der Verlegung von Unterseedächtiger Bereiche notwendig; die Verwendung einer kabeln ist in der Arbeit von E. E.Zajac mit dem magnetischen Markierung ist gegenüber einer ande- Titel »Dynamics and Kinematics of the Laying «and ren Materialmarkierung vorzuziehen, welche beim Recovery of Submarine Cable«, in »The Bell System Aufbringen auf die Seele zu einer Verschmutzung des 45 Technical Journal« vom September 1957, gegeben, dielektrischen Materials führen kann und hierbei eine Die magnetischen Bereiche können durch Anwen-

Wiederaufbringung nach dem Auspreßverfahren er- dung eines geeigneten Demagnetisierungsfeldes geforderlich machen kann. Die vorliegende Erfindung löscht werden.

ermöglicht eine genaue Feststellung derartiger Fehler Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläu-

während des Herstellungsganges der Innenseele oder 50 tert. Es zeigen

vor der Auspreßvorrichtung, wobei die Markie- Fig. 1A, 1B und IC einen länglichen ferromagne-

rung durch den Auspreß Vorgang nicht beeinflußt tischen Gegenstand mit zwei entgegengesetzt gepolwird. ten, aneinander anschließenden magnetischen Berei-

Abgesehen von dem oben beschriebenen Anwen- chen sowie Änderungen der längsgerichteten und dungsfall kann die Erfindung auch dazu dienen, ge- 55 radialen Feldkomponenten der beiden Bereiche in nau getrennte Abstandsmarkierungen auf einen läng- schematischer Darstellung,

liehen ferromagnetischen Gegenstand anzubringen, F i g. 2, 3 und 4 eine Vorrichtung zur Herstellung

wobei Ungenauigkeiten in der Größenordnung von magnetischer Bereiche gemäß F i g. 1 an vorgegebe-2,5.mm möglich sind. Dies kann durch Verwendung , nen Punkten eines länglichen ferromagnetischen Gedes an sich bekannten Markierungsanzeige-Oszilla- 60 genstandes in schematischer Darstellung,
tionsprinzips unter Verwendung der Entfernung zwi- F i g. 5, 6 und 7 ein Gerät zur Anzeige sowohl der

sehen dem Markierer und dem Anzeiger als genaue längsgerichteten als auch der radialen Komponenten Längeneinheit erfolgen, wobei eine Inbetriebsetzung der magnetischen Bereiche in schematischer Darsteldes Anzeigers bei der Anzeige einer Markierung be- .lung.

werkstelligt und ein Signal zur Aufbringung der nach- 65 "Fig. IA zeigt einen länglichen ferromagnetischen sten Markierung übertragen wird. Dieses Verfahren Gegenstand 1 mit darauf in Längsrichtung induzierist sehr genau auf die Herstellung von Unterseeka- ten, aneinander anschließenden, entgegengesetzt gebeln anwendbar. Aufeinanderfolgende Punkte eines polten Magnetbereichen 2, 3; die durch diese Bereiche

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erzeugten Magnetfelder sind durch magnetische Das Gerät nach F i g. 3 umfaßt einen Elektro-Kraftlinien veranschaulicht. Das Magnetfeld jedes Be- magneten EM mit Polstücken P und Q, welcher von reiches weist Längs- und Radialkomponenten auf, einer Gleichstromquelle S über einen doppelpoligen wobei die Änderung der Längskomponente in Längs- Schalter SW erregt wird. Um die Magnetbereiche 2 richtung der Bereiche durch Fig. IB und diejenige 5 und 3 zu induzieren, wird der Gegenstand 1 quer zu der Radialkomponente durch Fig. IC dargestellt ist; den PolstückenP und Q bewegt, welche in Bewein F i g. 1A ist eine zugehörige Bezugsachse 4 ge- gungsrichtung des Gegenstandes gemäß F i g. 1A und zeigt. 3 durch den Pfeil D getrennt sind. Der Abstand zwi-

Aus Fig. IB geht hervor, daß an der Verbin- sehen den PolstückenP und Q ist zumindest gleich dung 5 zwischen den aneinander anschließenden Be- io der Länge jedes der Bereiche 2 und 3. Wenn der reichen 2, 3 die Längskomponente des Magnetfeldes Punkt B an dem Polstück P vorbeiläuft, wird der den durch Null geht, wie dies auch an den Enden der Elektromagneten erregende Strom durch Auslenkung Bereiche 2, 3 mit den unmagnetisierten Bereichen an des Schalters SW in die Stellung X eingeschaltet; jeder Seite der Fall ist. F i g. 1C zeigt, daß an der wenn der Punkt B an dem Polstück Q vorbeiläuft, Verbindung 5 die Radialkomponente des Magnet- 15 wird der Erregerstrom durch Auslenkung des Schalfeldes ein flaches Maximum aufweist, während an der ters SW in die Stellung Z umgekehrt; wenn der Verbindung der Bereiche 2, 3 mit den anschließenden Punkt C an dem Polstück Q vorbeiläuft, wird der unmagnetisierten Bereichen des Gegenstandes 1 die Schalter in die Stellung Y zurückgeführt.
Radialkomponente auf einen Minimalwert abnimmt, Die gegenüber F i g. 3 abgewandelte Ausführungsweicher hinsichtlich seines Betrages geringer als der ao form nach F i g. 4 kann in gleicher Weise verwendet Betrag des Maximums an der Verbindung 5 ist. Die- werden, wobei sich eine ähnliche Induzierung der ser Unterschied in der Änderung der Längs- und Bereiche 2, 3 ergibt. Das Gerät nach F i g. 4 umfaßt Querkomponenten des Magnetfeldes ergibt ein Mittel zwei Elektromagnete £M1 und EM 2 in Nebeneinzur Anzeige der Verbindung 5, wie dies im folgenden anderanordnung in Vorschubrichtung des Gegenstannoch erläutert ist. as des 1, welcher an den Polstücken P und Q der ent-

Die Länge jedes der Magnetbereiche 2 und 3 ist so sprechenden Elektromagnete vorbeigeführt wird,

gewählt, daß das durch diesen Bereich erzeugte Ent- Die Elektromagnete liegen in Serie zu einer Gleich-

magnetisierungsfeld klein gegenüber der Koerzitiv- stromquelle S über einen Schalter SWl, so daß

kraft des Gegenstandes 1 ist. Unter der Vorausset- die nächsten benachbarten Pole P gleichsinnig gepolt

zung, daß der Gegenstand 1 einen Kreisquerschnitt 30 sind. Auf diese Weise ist lediglich ein einziger Schalt-

mit einer Koerzitivkraft von 15 Örstedt und einer Vorgang notwendig, wenn der Gegenstand 1 sich in

Remanenz von 12 000 Gauß aufweist, soll der De- der erforderlichen Stellung gegenüber den Polstücken

magnetisierungsfaktor jedes Bereiches geringer als der Elektromagnete befindet. An Stelle zweier Elek-

1,25 · 10~³ sein. Aus den Diagrammen gemäß S. 846 tromagnete EMI und EMI kann ein Paar von SoIe-

des Buches »Ferromagnetium« von R. M. B ο ζ ο r t h 35 noiden entsprechend verwendet werden,

(erschienen 1951), kann abgeleitet werden, daß unter Durch die beiden zuletzt angegebenen Vorrichtun-

diesen Bedingungen das Verhältnis der Länge jedes gen können schärfer definierte magnetische Bereiche

der Bereiche 2, 3 zu dem Durchmesser des Gegen- erzeugt werden; außerdem sind diese Vorrichtungen

Standes zwischen 25 und 40 liegen muß, wobei der besser geeignet, um stetig vorgeschobene f erromagne-

tatsächliche Wert von der Permeabilität des Gegen- 40 tische Gegenstände zu markieren. In allen Fällen

Standes 1 abhängt. Unter der Voraussetzung, daß der muß die Umschaltung des induzierenden Feldes derart

Gegenstand einen Durchmesser von 1 cm aufweist, erfolgen, daß ein rascher Feldaufbau erreicht wird,

liegt die entsprechende Länge jedes der Bereiche 2,3 Die vorangehend beschriebene Vorrichtung ist zur

angenähert in dem Bereich von 23 bis 38 αηΓ Markierung von Defekten an dem Rand eines Ko-

Das in F i g. 2 gezeigte Gerät umfaßt ein Solenoid, 45 axialkabels geeignet, wie dies vorangehend beschrie-

welches von einer Gleichstromquelle S über einen ben wurde; die Vorrichtung zur Magnetisierung des

Doppelpolschalter SW gespeist wird. Um die Be- Kabels ist zusammen mit einer Fehleranzeigevorrich-

reiche2, 3 zu induzieren, wird der zu markierende tung in einer Maschinenanordnung zur Bewirkung

Gegenstand 1 durch das Solenoid vorgeschoben, wo- einer stetigen Herstellung des Kabels vereinigt. Die

bei die Stromstärke der Stromquelle 5 derart gewählt 50 Vorrichtung kann auch verwendet werden, um Mar-

ist, daß ein gewünschtes Magnetfeld zur Magnetisie- kierungen an Unterseekabeln zur Anzeige auf See

rung von beispielsweise 100 Örstedt erzeugt wird. vorzunehmen, wenn sich das Kabel entweder an

Wenn sich der Schalter SW in einer Stellung Y be- Bord des Schiffes befindet oder verlegt ist.

findet, wird der Gegenstand 1 durch das Solenoid in Um aufeinanderfolgend Punkte an dem Gegen-

Richtung eines Pfeiles D in Fig. IA und 2 vorge- 55 stand 1 anzuzeigen, welche durch die Verbindung

schoben; wenn der Punkte, welcher in der voran- zwischen den nebeneinanderliegenden Bereichen2, 3

gehend beschriebenen Weise gewählt wurde, das definiert sind, kann der Gegenstand 1 an Bauele-

Solenoid verläßt, wird der Schalter .W in eine Stel- menten vorbeigeführt werden, welche auf die Längs-

lung X ausgelenkt, und der Magnetbereich 2 beginnt, komponente der magnetischen Bereiche 2, 3 anspre-

mit der Polarität gemäß Fig. IA induziert zu wer- 60 chen; hierbei kann der Punkt, bei welchen diese

den. Wenn der Punkt B des Gegenstandes 1 das Sole- Komponente durch einen Nullwert an der Verbin-

noid verläßt, wird der Gleichstrom durch Auslenkung dungssteile der Bereiche 2, 3 läuft, von den Punkten

des Schalters SW in eine Stellung Z umgekehrt, und unterschieden werden, bei welchem dieser Wert durch

es wird die Induktion des entgegengesetzt gepolten einen Nullwert an der Verbindung der entsprechen-

Bereiches 3 eingeleitet. Wenn der Punkt C in das 65 den Bereiche mit unmagnetisierten Bereichen des

Solenoid eintritt, wird der Erregergleichstrom durch Gegenstandes verläuft. Eine derartige Vorrichtung

Rückführung des Schalters SJF in die Stellung Y ab- basiert auf einer Amplitudenbegrenzung in Verbin-

geschaltet. dung mit einer Differentiation des begrenzten Signals,

so daß die Richtung der Längskomponente abgefühlt und damit deren Durchlauf durch den Nullwert an dem Punkte 5 genau von anderen Punkten unterschieden werden kann, bei welchen die Längskomponente ebenfalls durch Null geht.

Wahlweise kann der .Gegenstand an Bauelementen vorbeibewegt werden, -welche gleichzeitig und getrennt auf Längs- und' Radialkomponenten der magnetisierten Bereiche 2, 3 ansprechen.

Eine Ausführungsform dieses zuletzt erwähnten Anzeigegerätes geht aus Fig.5 hervor und verwendet zwei Flußtormagnetometer 10, 20.

Das Magnetometer 10 weist zwei sättigbare Kerne 11, 12 auf, welche in Seitenanordnung zueinander aufgebaut und mit gegensinnig geschalteten Primärwicklungen 13 bzw. 14 sowie gleichsinnig geschalteten Sekundärwicklungen 15 bzw. 16 versehen sind. Das Magnetometer 20 ist in ähnlicher Weise aus Komponenten 21 bis 26 entsprechend den Komponenten 11 bis 16 des Magnetometers 10 aufgebaut. Jedes Paar von Primärwicklungen 13,14 sowie 23, 24 liegt parallel zu dem Ausgang eines Oszillators OSC, wobei das Sekundärwicklungspaar 15, 16 mit dem Eingang eines abgestimmten Verstärkers AMPl und das Sekundärwicklungspaar 25, 26 mit dem Eingang eines abgestimmten Verstärkers A MP 2 verbunden ist. Die Verstärker AM.P1 und AMP2 sind jeweils auf die doppelte Frequenz des Oszillators O SC abgestimmt; die entsprechenden Spulen von elektromagnetischen Relais RHI, AL2 liegen parallel zu den Ausgängen der entsprechenden Verstärker A MPl und AMP2. Die Relais besitzen Kontakte RLIA und RL2A, welche in Serie zu einem geeigneten Alarmgerät oder Anzeiger und einer Stromquelle ES liegen. Der Relaiskreis ist so ausgelegt, daß das Alarmgerät oder der Anzeiger betätigt wird, wenn das Magnetometer 10 .eine Nullstelle des äußeren Magnetfeldes gleichzeitig dann anzeigt, wenn das Magnetometer 20 eine äußere Radialkomponente des Magnetfeldes größer, als einen vorbestimmten Wert anzeigt, welcher derart gewählt ist, daß das Magnetometer 10 nicht auf negative Bäuche der Radialkomponente des Magnetfeldes anspricht.

Bei Verwendung des Anzeigegerätes nach Fig. 5 wird der Gegenstand l"mit den in der vorangehend beschriebenen Weise "aufgebrachten magnetisierten Bereichen 2, 3 längs des Anzeigegerätes vorgeschoben, wobei das Magnetometer 10 mit seiner Fühlachse parallel zu der Vorschubrichtung des Gegenstandes 1 liegt; das Magnetometer spricht somit auf die Längskomponenten der Felder der Bereiche 2, 3 an; das Magnetometer 20 steht mit seiner Empfindlichkeitsachse senkrecht auf der Vorschubrichtung des Gegenstandes 1, uni die Radialkomponenten dieser Bereiche zu erfassen. Für eine genaue Anzeige der Verbindung zwischen den Bereichen 2, 3 sollen die Magnetometer 10, 20 so dicht wie möglich an dem Gegenstand 1 aufgestellt sein. Wenn beispielsweise Messungen bei einem Leichtkabel durchgeführt werden, auf welchem dielektrisches Material gemäß der vorangehenden Beschreibung ausgepreßt wurde, und wenn sich die Magnetometer 10, 20 etwa 10 bis 12,5 mm von dem Kabel entfernt befinden, erwies es sich als möglich, die Verbindung innerhalb einer Genauigkeit von ±2,5 mm nachzuweisen.

Wenn sich der Oszillator OSC in Betrieb befindet und kein äußeres magnetisches Feld vorliegt, ändert sich die Spannung parallel zu den Sekundärwicklungspaaren 15, 16 sowie 25, 26 von Null aus lediglich so weit, als die einzelnen Kerne der Paare 11, 12 sowie 21, 22 nicht identisch miteinander sind. Bei Abwesenheit eines äußeren Feldes, auf welches ein Magnetometer anspricht, wird parallel zu dem Sekundärwicklungspaar des betreffenden Magnetometers eine Wechselspannung erzeugt, deren Frequenz das Doppelte derjenigen des Oszillators OSC beträgt und deren Größe von dem äußeren Feld abhängig ist.

Wenn somit der Gegenstand! an den Magnetometern 10, 20 vorbeiläuft ändern sich die Eingangswerte der entsprechenden Verstärker A MPl sowie AMP2 in Abhängigkeit von dem Magnetfeld des Teiles der Bereiche 2, 3, welche an den Magnetometern vorbeilaufen. Wenn die Verbindung zwischen den Bereichen 2, 3 an den Magnetometern vorbeiläuft, erzeugt das Magnetometer keine Spannung an seinem Sekundärwicklungspaar 15, 16, da die Längskomponente des Magnetfeldes an der Verbindung gleich Null ist; es ergibt sich kein Eingangssignal an dem Verstärker^MPl, und das RelaisRLl wird nicht betätigt, wobei der Kontakt RLlA geschlossen bleibt. Gleichzeitig spricht das Magnetometer 20 auf ein Maximum der Radialkomponente des Magnetfeldes an der Verbindung zwischen den Bereichen 2, 3 an; folglich wird eine entsprechende Spannung an dem Sekundärwicklungspaar 25, 26 erscheinen. Der Verstärker A MP 2 spricht auf diese Spannung an und betätigt das Relais RL2, wobei der Kontakt RL 2 A geschlossen wird. Somit wird das Alarmgerät betätigt und zeigt entweder das Erscheinen der Verbindung der beiden Bereiche 2, 3 an oder ergibt eine visuelle oder akustische Anzeige dieser Verbindung. Zusätzlich kann das Ansprechen des Alarmgerätes zur Betätigung einer anderen Steuerschaltung verwendet werden.

Die Magnetometer 10, 20 müssen eine Empfindlichkeit besitzen, welche genügend begrenzt ist, um ein gutes Ansprechen auf die Anzeige eines fehlenden Flusses sicherzustellen. Eine zur Verwendung in der beschriebenen Vorrichtung gemäß F i g. 5 geeignete Ausführungsform eines Magnetometers verwendet zwei sättigbare Kerne aus My- Metallstreifen mit den Abmessungen 7 X 0,2 χ 0,03 cm. Die Primär- und Sekundärwicklungen bestehen jeweils aus 450 Windungen emaillierten Kupferdrahtes von 0,12 mm Durchmesser, wobei die Sekundärwicklungen über den entsprechenden Primärwicklungen liegen. Der Oszillator O SC gibt einen Primärstrom von 4OmA bei 400 Hz ab, und Verstärker A MP1 sowie AM P 2 sind auf 800 Hz abgestimmt. Bei einer derartigen Auslegung änderten sich die an den Sekundärwicklungspaaren der Magnetometer erscheinenden Ausgangsspannungen bei äußeren magnetischen Feldern über den Bereich von ± 40 örstedt etwa linear.

Fig. 6 zeigt eine wahlweise Ausführungsform eines Gerätes zur Anzeige der Verbindung zwischen aufeinanderfolgenden Bereichen 2, 3 eines Gegenstandes 1 unter Verwendung eines Halleffekt-Gaußmeters zur gleichzeitigen und getrennten Anzeige der längsgerichteten und radialen Komponenten der magnetisierten Bereiche 2, 3. Das Gerät ist ähnlich demjenigen nach F i g. 5 mit der Ausnahme, daß die Flußtor-Magnetometer durch Hallsonden HP 1, HP 2 ersetzt sind, deren jede durch einen entsprechenden Oszillator OSCl, OSC2 betrieben wird. Jede Hallsonde weist ein empfindliches Element mit einem

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dünnen rechteckigen Blatt aus Halbleitermetall auf, Anzeigegerätes ist in Fig.7 in Blockschaltbilddarbeispielsweise Indiumarsenit; der zugeordnete Oszil- stellung gezeigt; es handelt sich hierbei um ein Anlator liefert einen Strom durch die gesamte Länge zeigegerät für magnetische Markierungen auf dem des Elementes. Im Betrieb des Gerätes wird die Prinzip von Phasenänderungen der radialen Feld-Sonde HPl mit ihren Flächenebenen senkrecht zu 5 komponenten.

der Längsseite des Gegenstandes 1 aufgestellt; die Ein Oszillator OSC3 betreibt zwei Flußtor-Ma-

Sondei?P2 wird mit den Ebenen ihrer Flächen par- . gnetometer FMl, FM 2 deren Aufbau und Anord-

allel zu der Längsseite des Artikels 1 orientiert. Beim nung gegenüber dem Gegenstand 1 ähnlich den Ma-

Vorliegen eines in Längsrichtung eines Sondenele- gnetometern 10, 20 nach Fig. 5 ist. Die Ausgangs-

mentes fließenden Stromes und eines Magnetfeldes io signale der Magnetometer FM 1, FM 2 werden über

senkrecht zu dessen Flächen wird eine Spannung Bandpassfilter Fl, Fl sowie Verstärker AMPl bzw.

proportional dem Strom und dem magnetischen Feld AMP2 phasenempfindlichen GleichrichternPSRl,

über die Breite der Platte erzeugt. Die Querspan- P5R2 zugeführt. Der Oszillator OSCi wirkt außer-

nungen der Sondenelemente HP 1 und HP 2 werden dem auf einen Demodulator R1 ein, dessen Ausgang

den Verstärkern^4MPl bzw. ^4MP2 zugeführt, um 15 über ein Bandpassfilter F3 sowie den Verstärker

den Betrieb der Relais RLl, RL2 zu steuern, welche AMP3 den phasenempfindlichen Gleichrichtern

die Wirkungsweise des Anzeigers durch die Ver- PSR1, PSR 2 zugeführt wird. Jeder phasenempfind-

sorgungsstromquelle ES steuern, wie dies vorange- liehe Gleichrichter weist somit zwei Eingänge auf und

hend im Zusammenhang mit F i g. 5 beschrieben gibt eine Gleichspannung ausgangsseitig ab, deren

wurde. 20 Wert und Polung von den relativen Phasen der beiden

Die den Bereichen 2, 3 zugeordneten Magnetfelder Eingangssignale abhängen.

sind verhältnismäßig gering, was demnach auch für Der Oszillator OSC3 erzeugt ein Ausgangssignal die Querspannungen der Elemente der Hallsonden mit einer Frequenz/,,, während die Bandpassfilter F1, zutrifft. Die Verwendung der Oszillatoren zur Zu- F 2, F 3 ein enges Durchlaßband mit einem Mittelführung eines Erregerstroms für die Sonden ermög- 25 punkt bei 2/₀ aufweisen.

licht die Verwendung von Wechselstromverstärkern Wenn die Flußtor-Magnetometer die Verbindung 5

für die Verstärker AMPl und AMP2; auf diese (Fig. 1) abfühlen, ist der Ausgang der Baueinheit

Weise werden Schwierigkeiten infolge einer auf nied- FMl gleich Null; dadurch wird kein Ausgangssignal

rigem Pegel stattfindenden Gleichstromverstärkung von der Baueinheit P SR1 erzeugt. An der Verbin-

vermieden. Beispielsweise können die Oszillatoren 30 dung 5 weist der Ausgang der Baueinheit FM2 einen

einen Erregerstrom von 100 m A bei einer Frequenz von Maximalwert von besonderer Polarität auf; hierdurch

IkHz liefern, jedoch ist die Frequenz nicht kritisch. wird an dem Ausgang von PSR2 ein Ausgang von

Die Ausführungsformen von Anzeigegeräten ge- hohem Wert und entsprechender Polarität erzeugt, maß der vorangehenden Beschreibung sind verhält- Wenn die Magnetometer die Bereiche2, 3 (Fig. 1) nismäßig einfach und sehr geeignet zur Verwendung 35 abfühlen, wird der Ausgang der Baueinheit FMl und bei der Anzeige von magnetischen Markierungen, damit derjenige der Baueinheit PSRl wiederum Null, welche erfindungsgemäß bei der Herstellung von während derjenige der Baueinheit FM2 einen Maxi-Unterseekabeln oder anderen länglichen ferromagne- malwert, jedoch von entgegengesetzter Polarität getischen Gegenständen aufgebracht wurden, wenn der genüber demjenigen aufweist, welcher in dem BeDetektor dicht an dem Kabel angeordnet werden 40 reich 5 erzeugt wird.

kann und eine genaue Kontrolle bezüglich Seiten- Ein Trigger Γ1 spricht auf die von dem Bereich 5 effekten vorliegt, beispielsweise äußeren Magnetfei- zugeführten Eingangswerte an, nicht jedoch auf seidern, sowie der Vorschubrichtung und Geschwindig- tens der Bereiche 2, 3 zugeführte Eingangswerte. Der keit des Gegenstandes, welche unerwünschte Ein- Trigger Tl betätigt einen Anzeiger ähnlich dem vorflüsse auf die Markierung und nachfolgende Anzeige 45 angehend beschriebenen.

haben können. Anzeigegeräte für die Verwendung auf Eine Anzeige von Polaritätsänderungen des Aus-Schiffen bedürfen jedoch — obgleich sie von den gangs des auf radiale Feldänderungen ansprechenden Grundgedanken der bereits beschriebenen Geräte Ge- Magnetometers ermöglicht, daß die Bereiche 2, 3 brauch machen — gewisser für Fachleute erkenn- gegenüber dem Bereich 5 besser zu unterscheiden barer Abänderungen, um Seiteneffekte infolge bei- 50 sind.

spielsweise erdmagnetischer Felder, ungleichförmiger Die magnetischen Markierungen können im BeBewegungen des Schiffes und weiter entfernter An- darfsfall entfernt werden, indem der mit Markierunbringung des Detektors gegenüber dem die anzuzei- gen versehene Gegenstand durch ein wechselndes genden magnetischen Markierungen aufweisenden Magnetfeld mit einer Spitzenamplitude gleich dem Kabel auszuschalten. Eine Ausführungsform eines 55 zur Anbringung der Markierungen verwendeten Feld insbesondere zur Verwendung auf Schiffen geeigneten geführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum magnetischen Markieren magnetisierbarer langgestreckter Körper und zum Wiederauffinden der Markierung, dadurch gekennzeichnet, daß

a) beidseits der zu markierenden Stelle der Körper unter gleichzeitiger radialer Magnetisierung in Längsrichtung permanent ma- ίο gnetisiert wird, so daß die Felder an der zu markierenden Stelle gegeneinander gepolt sind, und daß

b) zum Wiederauffinden der Markierung die Längskomponente des Flusses nach Betrag und Polung gemessen und die Stelle als Nullstelle .zwischen zwei gegenpoligen Maxima ermittelt wird,' während gleichzeitig die Flußradialkomponente gemessen wird, die an der markierten Stelle ein Maximum aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Induzierung magnetischer Dipolbereiche mit aufeinanderfolgenden gleichpoligen Bereichen beidseits der zu markierenden Stelle.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jedes magnetisierten Bereiches dergestalt gewählt ist, daß das durch den Bereich erzeugte entmagnetisierende■.,.. Feld klein gegenüber der Koerzitivkraft des ferromagnetischen, magnetisierbaren Körpers ist. '^:

4. Verfahren nach einem der vorangehenden :■: Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisieren Bereiche gleichzeitig induziert werden. ■ .^;ifV'· . ■■..■■; !-·

;;■'■■■ 5. Verfahren nach einem der Ansprüche. 1' bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die. magneti-·,: sierten Bereiche beidseits der zu markierenden Stelle aufeinanderfolgend induziert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zu magnetisierende Körper einem zusammengesetzten Magnetfeld aus zwei benachbarten, in Serie geschalteten Magnetfeld() _t dem ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,- daß die Magnetf eider elektrisch'erzeugt werden. '. .'

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge-' ·■' kennzeichnet, daß der Körper derart entlang eines Magnetfeldes vorgeschoben wird, daß nach dem Induzieren eines magnetisierten Bereiches: an einer Seite der zu markierenden .Stelle:.dass j.; Magnetfeld umgepolt wird, um anschließend den an der anderen Seite der zu markierenden Stelle liegenden magnetisierten Bereich zu induzieren.

9. Verfahren: nach Anspruch 8, dadurch ge-j".s3 kennzeichnet, daß das Magnetfeld zur Feldumkehrune umgepolt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der markierte Körper zum Wiederauffinden der Markierung durch Einrichtungen abgetastet wird, welche lediglich bei verschwindender Längskomponente des Magnetfeldes in Verbindung mit einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Flußradialkomponente ansprechen.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei Magnetometer, welche auf die Längs- bzw. Radialkomponenten des Magnetfeldes anspre- :■' chen, und durch mit den Magnetometern verbundene Bauelemente zur Erzeugung einer Anzeige, wenn das Ausgangssignal des ersten Magnetometers verschwindet und gleichzeitig das Ausgangssignal des zweiten Magnetometers einen vorgegebenen Wert übersteigt. ..

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei Halleffekt-Gaußmeter, deren erstes der Längskomponente und deren zweites der Radialkomponente ausgesetzt ist, und durch mit den Gaußmetern verbundene Bauelemente zur Erzeugung eines Ansprechsignals lediglich dann, wenn das Ausgangssignal des ersten Gaußmeters verschwindet und in Verbindung damit das Signal des zweiten Gaußmeters größer als ein vorgegebener Wert ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Magnetometern bzw. Gaußmetern verbundenen Bauelemente erste und zweite elektromagnetische Relais umfassen, welche in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des ersten bzw. zweiten Magnetometers bzw. Gaußmeters in Betrieb zu setzen sind, wobei jedes Relais ein Kontaktpaar aufweist, welches je in einem Anzeigekreis in Serie

: liegt, und die Kontakte eines Relais offen und

. , diejenigen des anderen Relais geschlossen sind, wenn das jeweilige Relais unter Strom steht.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Bauelemente zum Vergleich des Vorzeichens der Ausgangssignale der Magnetometer bzw. Gaußmeter mit einem Standardwert.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch • gekennzeichnet, daß das Bauelement zum Vergleich des Vorzeichens der Ausgänge der Magnetometer bzw. Gaußmeter mit einem Standardwert einen phasenempfindlichen Gleichrichter aufweist, welcher Eingangssignale von den entsprechenden Magnetometern bzw. Gaußmetern auf-

:v_:' nimmt und auch eine Bezugswertquelle darstellt, daß die Ausgangssignale der Gleichrichter mit den Anzeigeelementen durch einen Trigger ver-

,: bunden.sind und daß der Trigger nur dann anspricht, wenn das Ausgangssignal desjenigen Gleichrichters, welcher mit dem auf die Längskomponente ansprechenden Magnetometer bzw. Gaußmeter verbunden ist, verschwindet und

' gleichzeitig ein Ausgangssignal von demjenigen

·;·■'.·. Gleichrichter, welcher mit dem auf die Radialkomponente ansprechenden Magnetometer bzw. Gaußmeter verbunden ist, eine Polarität aufweist, welche in Abhängigkeit von der Polarität der Ra-

: ...· dialkomponente in der Nähe des benachbarten gleichpoligen Bereichs der beiden Magnetbereiche die Markierung definiert.