DE1489214C3 - Verfahren zum magnetischen Mar kieren magnetisierbarer langgestreckter Korper und zum Wiederauffinden der Mar kierung und Vorrichtungen zur Durchfuh rung 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

mechanische Markierungen von Nachteil seirikön- 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 Tief see- 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 Flußrädialkömein 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- heben der Längskömponente auch die radiale Flußsuchung ist es erforderlich, den normalen Betrieb des ιό komponente zur Markierung und zum Wiederaüffih-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 Rafinderi der auf das Band aufgebrachten Information 15 dialkompohente 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 zeichnüngsspur dargestellt und die Information spä- Nachweis der Nullstelle der Längskomporiente 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 mä-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 metern 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 Gäußwerden sollen, sind die Punkte, an denen die magne- 45 meters größer als ein vorgegebener Weit 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 Nulldurch- 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 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 ge- schichtet, was zweckmäßig durch ein Auspreßverlöst, 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 beispielsgegeneinartder gepolt sind, und daß weise auch durch einen stetig verschweißten Rand

ersetzt sein. Gelegentlich treten Fehler bei diesem verschweißten Rand auf, welche, beispielsweise unter Verwendung einer Brücke, elektrisch angezeigt werden können, wobei das. Gleichgewicht der Brücke das Vorliegen eines Fehlers anzeigt und für eine visuelle oder akustische Anzeige des Fehlers sowie zur Betätigung einer Vorrichtung zur Markierung des Fehlers entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren dienen kann. In der Kupferummantelung angezeigte. Fehler umfassen Schweißungsrisse, Lunker, Sprünge im Kupfer, Einschlüsse und fehlerhafte Querverschweißungen zwischen benachbarten Längenabschnitten des die Ummantelung bildenden Kupferbandes. Bei Anzeige eines derartigen Fehlers an der Seele des Kabels kann dieses angehalten und der als verdächtig ausgewiesene Bereich überprüft werden. Normalerweise ist der Fehler sichtbar und kann sogleich repariert werden. Bisweilen ist jedoch der Fehler zu umfangreich für eine sofortige Reparatur, manchmal auch nicht zu beobachten. In allen diesen Fällen ist eine Markierung des fehlerhaften oder verdächtigen Bereiches wünschenswert, da sonst jede nachfolgende Reparatur unmöglich werden kann, größere Fehler einer Abhilfe in einem späteren Verlauf des Herstellungsverfahrens bedürfen und nicht beobachtbare Fehler die Ursache von Störungen in einem späteren Verarbeitungsstadium sein können. Während des Auspressens des dielektrischen Materials dehnt sich um den inneren Leiter in demselben eingeschlossene Luft aus und kann durch derartige Fehler in der Kupferummantelung austreten sowie Löcher in das Dielektrikum blasen. Wenn fehlerhafte Bereiche markiert sind, kann das Dielektrikum in dem fehlerhaften Bereich aufgeschnitten und die dadurch gebildete Lücke auf einen schmalen Bereich beschränkt werden, welcher nachfolgend, beispielsweise durch einen Formvorgang, repariert werden kann. Bisweilen treten auch Lücken auf, welche nicht völlig ausgeblasen und nachfolgend schwer zu lokalisieren sowie zu reparieren sind. Somit ist eine genaue Markierung derartiger fehlerhafter oder verdächtiger Bereiche notwendig; die Verwendung einer magnetischen Markierung ist gegenüber einer ande-, ren Materialmarkierung vorzuziehen, welche beim Aufbringen auf die Seele zu einer Verschmutzung des dielektrischen Materials führen kann und hierbei eine Wiederaufbringung nach dem Auspreßverfahren erforderlich machen kann. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine genaue Feststellung derartiger Fehler während des Herstellungsganges der Innenseele oder vor der Auspreßvorrichtung, wobei die Markierung durch den Auspreßvorgang nicht beeinflußt wird.

Abgesehen von dem oben beschriebenen Anwendungsfall kann die Erfindung auch dazu dienen, genau getrennte Abstandsmarkierungen auf einen länglichen ferromagnetischen Gegenstand anzubringen, wobei Ungenauigkeiten in der Größenordnung von 2,5 mm möglich sind. Dies kann durch Verwendung des an sich bekannten Markierungsanzeige-Oszillationsprinzips unter Verwendung der Entfernung zwischen dem Markierer und dem Anzeiger als genaue Längeneinheit erfolgen, wobei eine Inbetriebsetzung des Anzeigers bei der Anzeige einer Markierung bewerkstelligt und eih Signal zur Aufbringung der nächsten Markierung übertragen wird. Dieses Verfahren ist sehr genau auf die Herstellung von Unterseekabeln anwendbar. Aufeinanderfolgende Punkte eines Gegenstandes . können, beispielsweise in binärer Form, kodiert werden, wobei das Vorliegen einer erfindungsgemäß hergestellten Markierung ein binäres Digit mit dem Wert ί und das Nichtvorliegen einer solchen Markierung ein binäres. Digit vom Werte 0 darstellt. Wahlweise kann eine Kodierung durch Veränderung der Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Markierungen erfolgen. Bei anderen Anwendungsfällen werden Meilenmarkierer und

ίο Wiederholungspunkt - Warnmarkierer sowohl bei leichten als auch bei armierten Kabeln verwendet. Weiterhin kann die magnetische Markierung eines fertiggestellten Kabels mit automatischen Warnungssystemen vereinigt sein, um die Nähe von Wieder- holungsstellen, Ausgleichelementen und Kabelspleißen während des Verlegens anzuzeigen. Automatische Warnsysteme sind gegenüber visuellen Untersuchungsmethoden, insbesondere bei Nacht Und ungünstigen Witterungsbedingungen, vorzuziehen. Derartige Markierungen können auch während der Herstellung des Kabels bei der automatischen Anzeige der Abtrennpunkte von Abschnitten vorgesehen werden, wobei die Abschnitte identifiziert werden.

Zusätzlich können an einem aufeinanderfolgend ·

as verlegten Unterseekabel erfindungsgemäß hergestellte Markierungen unter Anwendung eines geeigneten Gerätes von der Meeresoberfläche her angezeigt und der Weg eines derartigen Kabels von der Oberfläche her verfolgt werden, ohne daß die Notwendigkeit einer physikalischen Lokalisierung des Kabels besteht. Durch Verwendung einer geeigneten Kodierung der magnetischen Markierungen auf bestimmten Kabeln kann der Weg verschiedener Kabel in Bereichen verfolgt werden, wo zwei oder mehr Kabel verlegt wurden. Eine magnetische Markierung kann auch bei der Verlegung von Unterseekabeln nach dem sogenannten »Straffdraht«-Verfahren verwendet werden, um die Ausübung einer größeren Kontrolle über das Ausmaß der aufgetretenen »Erschlaffung« zu haben. Eine Beschreibung des »Straffdraht«-Verfahrens bei der Verlegung von Unterseekabeln ist in der Arbeit von E. E. Za j ac mit dem Titel »Dynamics and Kinematics of the Laying and Recovery of Submarine Cable«, in »The Bell System Technical Journal« vom September 1957, gegeben. Die magnetischen Bereiche können durch Anwendung eines geeigneten Demagnetisierungsfeldes gelöscht werden. -,·■'.-Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläu-

tert. Es zeigen ·

Fig. 1A, 1B und IC einen länglichen ferromagnetischen Gegenstand mit zwei entgegengesetzt gepolten, aneinander anschließenden magnetischen Bereichen sowie Änderungen der längsgerichteten und radialen Feldkomponenten der beiden Bereiche in schematischer Darstellung,

Fig. 2, 3 und 4 eine Vorrichtung zur Herstellung magnetischer Bereiche gemäß Fig. 1 an vorgegebenen Punkten eines länglichen ferromagnetischen Gegenstandes in schematischer Darstellung,

Fig. 5, 6 und 7 ein Gerät zur Anzeige sowohl der längsgerichteten als auch der radialen Komponenten der magnetischen Bereiche in schematischer Darstellung.

F i g. 1A zeigt einen länglichen ferromagnetischen Gegenstand 1 mit darauf in Längsrichtung induzierten, aneinander anschließenden, entgegengesetzt gepolten Magnetbereichen 2, 3; die durch diese Bereiche

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erzeugten Magnetfelder sind durch magnetische Das Gerät nach Fig.3 umfaßt einen Elektro-Kraftlinien veranschaulicht. Das Magnetfeld jedes Be- magneten EM mit Polstücken P und ß, welcher von j 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 j richtung der Bereiche durch Fig. IB und diejenige .5 und 3 zu induzieren, wird der Gegenstand 1 quer zu j der Radialkomponente durch Fig. IC dargestellt ist; den PolstückenP und β bewegt, welche in Bewein F ig. IA 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 zwij Aus Fig. IB geht hervor, daß an der Verbin- sehen den PolstückenP und β ist zumindest gleich dung 5 zwischen den aneinander anschließenden Be- xo 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. Fig. IC zeigt, daß an der wenn der PunktB an dem Polstück β vorbeiläuft, j 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 β 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 Fig.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 EMI und EM2 in Nebeneinzur Anzeige der Verbindung 5, wie dies im folgenden anderanordnung in Vorschubrichtung des Gegenstannoch erläutert ist. , 35 des 1, welcher an den Polstücken P und β 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 Gleichmagnetisierungsfeld 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 Schaltmit einer Koerzitivkraft von 15 örstedt und einer Vorgang notwendig, wenn der Gegenstand 1 sich in Remanenz von 12000 Gauß aufweist, soll der De- der erforderlichen Stellung gegenüber den Pplstücken magnetisierungsfaktor jedes Bereiches geringer als der Elektromagnete befindet. An Stelle zweier Elek-1,25 · ΙΟ"³ sein. Aus den Diagrammen gemäß S. 846 tromagneteEMl und EM2 kann ein Paar von SoIedes Buches »Ferromagnetium« von TR.. 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 Vorrichtundiesen 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 ferromagnetatsächliche Wert von der Permeabilität des Gegen- 4° 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 λ angenähert in dem Bereich von 23 bis 38 cm. Markierung von Defekten an dem Rand eines Ko-Das in F i g. 2 gezeigte Gerät umfaßt ein Solenoid, 45 axiälkabels geeignet, wie dies vorangehend beschriewelches von einer Gleichstromquelle S über einen ben wurde;¹ die Vorrichtung zur Magnetisierung des Doppelpolschalter SW gespeist wird. Um die Be- Kabels ist zusammen mit einer Fehleranzeigevorrichreichei, 3 zu induzieren, wird der zu markierende' tung in einer Maschihehanordnung zur Bewirkung Gegenstand 1 durch das Solenoid vorgeschoben, wo- einer stetigen Herstellung des Kabels vereinigt. Die bei die Stromstärke der Stromquelle S derart gewählt 50 Vorrichtung kann auch verwendet werden, um Marist, daß ein gewünschtes Magnetfeld zur Magnetisie- ^r kierungen an Unterseekabeln zur Anzeige auf See rung von beispielsweise 1Ö0 örstedt erzeugt wird. vorzunehmen, wenn sich das Kabel entweder an Wenn sich derSchalterSWineiner.Stellungy.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 Punkt /!,welcher in der voran- zwischen den nebeneinanderliegenden Bereichen 2, 3 gehend beschriebenen Weise gewählt wurde, das definiert sind, kann der Gegenstand 1 an Bauele-Solenoid verläßt, wird der Schalter SW in eine Stel- menten vorbeigeführt werden, welche auf die Längslungif ausgelenkt, und der Magnetbereich2 beginnt, komponente der magnetischen Bereiche2, 3 anspremit 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 Verbinnoid verläßt, wird der Gleichstrom durch Auslenkung ■ düngsstelle 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 Erregergleichstrbm durch Gegenstandes verläuft. Eine derartige Vorrichtung Rückführung des Schalters SW in die Stellung Y ab- basiert auf einer Amplitudenbegrenzung in Verbingeschaltet. ^; ■ · - dung mit einer Differentiation des begrenzten Signals,

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so daß die Richtung der Längskomponente abgefühlt sich die Spannung parallel zu den Sekundärwicklungsund damit deren Durchlauf durch den Nullwert an paaren 15,16 sowie 25, 26 von Null aus lediglich so dem Punkte 5 genau von anderen Punkten unter- weit, als die einzelnen Kerne der Paare 11, 12 sowie schieden werden kann, bei welchen die Längskom- 21, 22 nicht identisch miteinander sind. Bei Abweponente ebenfalls durch Null geht. 5 senheit eines äußeren Feldes, auf welches ein Ma-

Wahlweise kann der Gegenstand an Bauelementen gnetometer anspricht, wird parallel zu dem Sekundärvorbeibewegt werden, welche gleichzeitig und ge- wicklungspaar des betreffenden Magnetometers eine trennt auf Längs- und Radialkömponenten der ma- Wechselspannung erzeugt, deren Frequenz das Dopgnetisierten Bereiche 2, 3 ansprechen. pelte derjenigen des Oszillators O 5 C beträgt und ■Γ;-Eine' Äusführungsform dieses zuletzt erwähnten io deren Größe von dem äußeren Feld abhängig ist.
Anzeigegerätes geht aus Fig.5 hervor und ver- Wenn somit der Gegenstand 1 an den Magnetowendet zwei Flußtormagnetometer 10, 20. metern 10, 20 vorbeiläuft ändern sich die Eingangs-

Das Magnetometer 10 weist zwei sättigbare Kerne werte der entsprechenden Verstärker AMPl sov/ie 11, 12 auf, welche in Seitenanordnung zueinander A MP 2 in Abhängigkeit von dem Magnetfeld des aufgebaut und mit gegensinnig geschalteten Primär- 15 Teiles der Bereiche 2, 3, welche an den Magnetowicklungen 13 bzw. 14 sowie gleichsinnig geschalte- metern vorbeilaufen. Wenn die Verbindung zwischen ten Sekundärwicklungen 15 bzw. 16 versehen sind. den Bereichen 2, 3 an den Magrietometern vorbei-Das Magnetometer 20 ist in ähnlicher Weise aus läuft, erzeugt das Magnetometer keine Spannung an Komponenten 21 bis 26 entsprechend den Kompo- seinem Sekundärwicklungspaar 15, 16, da die Längsnenten U bis 16 des Magnetometers 10 aufgebaut, ao komponente des Magnetfeldes an der Verbindung Jedes Paar von Primärwicklungen 13,14 sowie 23, 24 gleich Null ist; es ergibt sich kein Eingangssignal an liegt parallel zu dem Ausgang eines OszillatorsOSC, dem Verstärker AMPl, und das Relais RLl wird wobei das Sekundärwicklungspaar 15, 16 mit dem nicht betätigt, wobei der Kontakt RLlA geschlos-Eingang eines abgestimmten Verstärkers A MPl und sen bleibt. Gleichzeitig spricht das Magnetometer 20 das Sekundärwicklungspaar 25, 26 mit dem Eingang 25 auf ein Maximum der Radialkomponente des Maeines abgestimmten Verstärkers Λ M P 2 verbunden gnetfeldes an der Verbindung zwischen den Bereiist. Die Verstärker AMPl und A MP2 sind jeweils chen 2, 3 an; folglich wird eine entsprechende Spanauf die doppelte Frequenz des Oszillators OSC ab- nung an dem Sekundärwicklungspaar 25, 26 erscheigestimmt; die entsprechenden Spulen von elektro- nen. Der Verstärker AM P 2 spricht auf diese Spanmagnetischen Relais AL 1, RL 2 liegen parallel zu den 3° nung an und betätigt das Relais RL 2, wobei der Kon-Ausgängen der entsprechenden Verstärker ,4 MPl taktRL2A geschlossen wird. Somit wird das Alarm- und AMP2. Die Relais besitzen Kontakte RL IA gerät betätigt und zeigt entweder das Erscheinen der und RL2A, welche in Serie zu einem geeigneten Verbindung der beiden Bereiche 2, 3 an oder ergibt Alarmgerät oder Anzeiger und einer Stromquelle ES eine visuelle oder akustische Anzeige dieser Verbinliegen. Der Relaiskreis ist so ausgelegt, daß das 35 dung. Zusätzlich kann das Ansprechen des Alarm-Alarmgerät oder der Anzeiger betätigt wird, wenn gerätes zur Betätigung einer anderen Steuerschaltung das Magnetometer 10 eine Nullstelle des äußeren verwendet werden.

Magnetfeldes gleichzeitig dann anzeigt, wenn das Die Magnetometer 10, 20 müssen eine Empfind-Magnetometer 20 eine äußere Radialkomponente des lichkeit besitzen, welche genügend begrenzt ist, um Magnetfeldes größer als einen vorbestimmten Wert 40 ein gutes Ansprechen auf die Anzeige eines fehlenanzeigt, welcher derart gewählt ist, daß das Magneto- den Flusses sicherzustellen. Eine zur Verwendung in meter 10 nicht auf negative Bäuche der Radialkom- der beschriebenen Vorrichtung gemäß Fig.5 geeigponente des Magnetfeldes anspricht. ' nete Äusführungsform eines Magnetometers verwen-

Bei Verwendung des Anzeigegerätes nach Fig.5 det zwei sättigbare Kerne aus My- Metallstreifen mit wird der Gegenstand 1 mit den in der vorangehend 45 den Abmessungen 7 X 0,2 χ 0,03 cm. Die Primärbeschriebenen Weise aufgebrachten magnetisierten und Sekundärwicklungen bestehen jeweils aus 450 Bereichen 2, 3 längs des Anzeigegerätes vorgescho- Windungen emaillierten Kupferdrahtes von 0,12 mm ben, wobei das Magnetometer 10 mit seiner Fühl- Durchmesser, wobei die Sekundärwicklungen über achse parallel zu der Vorschubrichtung des Gegen- ; den entsprechenden Primärwicklungen liegen. Der Standes! liegt; das Magnetometer spricht somit auf 50 OszillatorOSC gibt einen Primärstrom von 4OmA die Längskomponenten der Felder der Bereiche 2, 3 bei 400Hz ab, und Verstärker A MP1 sowie AMP2 an; das Magnetometer 20 steht mit seiner Empfind- sind auf 800Hz abgestimmt. Bei einer derartigen lichkeitsachse senkrecht auf der. Vorschubrichtung Auslegung änderten sich die an den Sekundärwickdes Gegenstandes 1, um die Radialkomponenten die- lungspaaren der Magnetometer erscheinenden Ausser Bereiche zu erfassen. Für eine genaue Anzeige 55 gangsspannungen bei äußeren magnetischen Feldern der Verbindung zwischen den Bereichen 2, 3 sollen über den Bereich von ± 40 örstedt etwa linear,
die Magnetometer 10, 20 so dicht wie möglich an Fig. 6 zeigt eine wahlweise Ausführungsform dem Gegenstand 1 aufgestellt sein. Wenn beispiels- eines Gerätes zur Anzeige der Verbindung zwischen weise Messungen bei einem Leichtkabel durchge- aufeinanderfolgenden Bereichen 2, 3 eines Gegenführt werden, auf welchem dielektrisches Material 60 standest unter Verwendung eines Halleffekt-Gaußgemäß der vorangehenden Beschreibung ausgepreßt meters zur gleichzeitigen und getrennten Anzeige der wurde, und wenn sich die Magnetometer 10, 20 längsgerichteten und radialen Komponenten der maetwa 10 bis 12,5 mm von dem Kabel entfernt befin- gnetisierten Bereiche 2, 3. Das Gerät ist ähnlich demden, erwies es sich als möglich, die Verbindung jenigen nach Fig.5 mit der Ausnahme, daß die innerhalb einer Genauigkeit von ±2,5 mm nachzu- 65 Flußtor-Magnetometer durch Hallsonden HPl, HP 2 weisen. . \ , ersetzt sind, deren jede durch einen entsprechenden

Wenn sich der Oszillator OSC in Betrieb befindet Oszillator OSCl, OSC2 betrieben wird. Jede HaIl- und kein äußeres magnetisches Feld vorliegt, ändert sonde weist ein empfindliches Element mit einem

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dünnen rechteckigen Blatt aus Halbleitermetall auf, Anzeigegerätes ist in F i g. 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-SondeifP2 wird mit den Ebenen ihrer Flächen par- gnetometer FM 1, FM 2 deren Aufbau und Anordallel 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 Ausgangsmentes 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 Λ MFl bzw. proportional dem Strom und dem magnetischen Feld AMP 2 phasenempfindlichen GleichrichternPSRl, über die Breite der Platte erzeugt. Die Querspan- PSR 2 zugeführt. Der Oszillator O5C3 wirkt außernungen der Sondenelemente HP 1 und HP 2 werden dem auf einen Demodulator R1 ein, dessen Ausgang den Verstärkern A MPl bzw. AMP2 zugeführt, um 15 über ein Bandpassfilter F3 sowie den Verstärker den Betrieb der Relais\RL1, RL2 zu steuern, welche A MP3 den phasenempfindlichen Gleichrichtern die Wirkungsweise des Anzeigers durch die Ver- . PSR1, PSR 2 zugeführt wird. Jeder phasenempfindsorgungsstromquelle ES steuern, wie dies vorange- liehe Gleichrichter weist somit zwei Eingänge auf und hend im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben gibt eine Gleichspannung ausgangsseitig ab, deren wurde. ao 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 Fl, zutrifft. Die Verwendung der-Oszillatoren zur Zu- F2, F3 ein enges Durchlaßband mit einem Mittelführung eines Erregerstroms für die Sonden ermög- »5 punkt bei 2/₀ aufweisen.

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

für die Verstärker Λ MPl und AMP 2; 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 Verbinvermieden. 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 Bereiche 2, 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 Π spricht auf die von dem Bereich 5

effekten vorliegt, beispielsweise äußeren Magnetfei- zugeführten Eingangswerte an, nicht jedoch auf sei-'

dem, 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 Bereichs 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 NuIlstelle 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. -

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierten 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 Magnetfeldern ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelder elektrisch erzeugt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper derart entlang eines Magnetfeldes vorgeschoben wird, daß nach dem Induzieren. eines magnetisierten Bereiches an einer Seite der zu markierenden Stelle das 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 gekennzeichnet, daß das Magnetfeld, zur Feldum- -kehrune 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 Flußradialkompohente ansprechen.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei Magnetometer, welche auf die Längs- bzw. Radialkomponenten des Magnetfeldes ansprechen, 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 Radialkomporiente 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.

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

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 aufnimmt und auch eine Bezugswertquelle darstellt, daß die Ausgangssignale der Gleichrichter mit den Anzeigeelementen durch einen Trigger verbunden 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 Radialkomponente in der Nähe des benachbarten gleichpoligen Bereichs der beiden Magnetbereiche die Markierung definiert..