DE176403C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft Neuerungen an »Cymometer« genannten Instrumenten zum Messen von Wellenlängen und Frequenzen, wie sie in der drahtlosen Telegraphic mittels Hertz scher Wellen auftreten, sowie von geringen Kapazitäten und Induktanzen. Bei der Ferntelegraphie der genannten Art hängt die Entfernung, bis zu welcher man Zeichen über Land oder Wasser mit Erfolg aussenden

ίο kann, zum Teil von der Länge der benutzten Wellen ab, und man bedarf daher eines verläßlichen Instruments zum Messen der Wellenlänge, ohne dabei den Sendeapparat zu stören.

Gemäß vorliegender Erfindung dient diesem Zwecke ein geschlossener oszillierender Stromkreis, der aus einer Kapazität in Form eines zylindrischen Gleitkondensators und einer veränderlichen Spiralinduktanz besteht, die so miteinander verbunden sind, daß eine einzige Bewegung gleichzeitig die Induktanz und die Kapazität herabsetzt oder erhöht. Da die Frequenz in einem oszillierenden Stromkreis umgekehrt zur Quadratwurzel aus dem Produkt von Kapazität und Induktanz sich ändert, so ändert sich auch damit die Gesamtveränderung der Einrichtung wie die Wellenlänge.

Der Kondensator besteht aus zwei konzentrischen Metallrohren; als Dielektrikum wird dabei Ebonit oder ein Material gewählt, das mit der Frequenz sich nicht ändert und sehr gute Isolationskraft besitzt.

In der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 in Endansicht unter Fortlassung einiger Teile dar. Die Fig. 3 und 4 sind gleiche Darstellungen einer besonderen Ausführungsform des nach vorliegender Erfindung konstruierten Instruments.

■ In dem Ebonitrohr 1 liegt ein Messingrohr 2, das aus jenem Rohr an einer Seite etwas hervorragt und andererseits mit einem zweiten, mit einer Wicklung aus starkem Kupferdraht versehenen Ebonitrohre 3 verbunden ist. Das Rohr 3 ist von kleinerem Durchmesser als das Rohr 1 und in letzteres eingesetzt; die Kupferwicklung· wird zweckmäßig in offenen Windungen mit 0,3 bis 0,6 cm Gangabstand voneinander gehalten. Das äußere Ende des Drahtes ist an einen Metallstift 4 angeschlossen, der in der Stirnfläche des Rohres 3 sitzt, während das andere Drahtende isoliert ist. Auf dem äußeren Ebonitrohr ist ein zweites Messingrohr 5 verschiebbar angeordnet. Dieses Rohr trägt eine Schiene 6 mit Kontaktbügel 7 und Ebonithandgrifr 8 daran und ist mittels des Handgriffs 8 leicht auf dem Rohre 1 zu verschieben , wobei jedoch der Bügel 7 stets guten elektrischen Kontakt mit dem Kupferdraht auf dem Rohre 3 macht.

Am inneren Messingrohre 2 ist ebenfalls ein Stift 9 vorgesehen. Beide Stifte 4 und 9 sind durch einen starken Kupferrahmen 10, 11, 12, 13 miteinander verbunden. Wie ersichtlich, stellt die Vorrichtung einen Kondensator in Reihe mit einer Induktanz dar; führt man den Handgriffs über die Kupferspirale hin, so wird damit die Induktanz des

Stromkreises und die von den beiden Metallzylindern 2 und S, die durch das Dielektrikum (Rohr) ι getrennt sind, gebildete Kapazität herabgesetzt. Was die Bemessungen des Instruments anlangt, so hat sich zum Messen von Wellenlängen bis 600 m ein Instrument folgender Maßangabe bewährt. Das Ebonitrohr ι erhält 10 cm im Durchmesser bei mindestens 0,25 cm Wandstärke und 1 m Länge; das äußere Messingrohr wird etwa 75 cm lang und das Ebonitrohr 3 so lang bemessen, daß es um etwa .75 cm frei aus dem Rohr 1 hervorragt. Das Messingrohr 5 wird durch Umlegen eines Messingblechs über den Umfang des äußeren' Ebonitrohres und Verbinden der Blechkanten mittels Schrauben 14 oder dergl. auf der Messingschiene 6 hergestellt, wobei man dem Rohr 5 durch Anziehen, der Schrauben den erforderlichen sicheren Sitz auf dem Rohr ι gibt, so zwar, daß es glatt auf dem Ebonitrohre 1 passend sitzt und sich gleichwohl leicht darauf verschieben läßt. Ebenso glatt muß das innere Messingrohr 2 im Rohre 1 sitzen und daraus etwa 2,5 cm hervorragen. Der Kupferrahmen kann aus einem Kupferstreifen von 2,5 cm Breite und 0,35 cm Dicke gebildet sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist das äußere Messingrohr 5 ortfest und das innere verschiebbar angeordnet. Hier erhält das Ebonitrohr 1,25 bis 1,40 m Länge bei etwa 10 cm äußerem Durchmesser, ist in halber Länge vom Metallrohr S umkleidet und im unbedeckten Teile mit glattem Kupferdraht in Tourenabstand von 0,3 bis 0,6 cm gewickelt. Vorteilhaft legt man "den Draht in eine auf dem Umfange des Rohres eingeschnittene Schraubengangrinne ein. Hier ist ein Ende des Drahtes mit dem Rohre 5 und das andere mit dem Bügel 15 mit Ebonithandgriff 8 verbunden. Das Messingrohr 2 Hegt im Ebonitrohr 1 dicht an, doch so, daß letzteres leicht dagegen verschoben werden kann; der Rahmen 10, 11, 12, 13 endet bei 7

in einem" Bügel, auf dem das Rohr 3 ruht. Mittels des Handgriffs 8 läßt sich der Ebonitzylinder ι mehr oder weniger weit von 2 abziehen , wobei der wirksame Teil der Induktanzwicklung 3 im Stromkreise verkürzt wird.

So werden die Kapazität und die Induktanz des Stromkreises zusammen herabgesetzt. Die Vakuumröhre 16 besteht, wie in der Spektralanalyse gebräuchlich, aus zwei durch ein Glasröhrchen verbundenen Kugelkammern, ist aus Uranglas geblasen und mit verdünntem Kohlensäuregas oder besser mit dem Neon genannten, seltenen Gase gefüllt. Die Röhre ist an das Metallrohr 5 (bei beiden Ausführüngsformen des Instruments) angeschlossen und bewegt sich daher mit demselben. Der wagerechte Teil des Rahmens ist mit einer Skala versehen, und die Vakuumröhre reicht bis nahe an diese heran.

Was die Wirkungsweise des Instruments betrifft, so muß vorerst eine Bestimmung der elektrischen Kapazität vorgenommen werden, die von den beiden durch das Ebonitrohr voneinander getrennten Zylindern 2 und 5 gebildet wird, wenn die Zylinder in verschiedenen Stellungen zueinander verstellt werden. Dies gilt auch von der Induktanz des Teils der Drahtwicklung, der entsprechend der gleichen Stellung der Zylinder in den Stromkreis eingeschlossen ist. Diese Bestimmungen werden nach bekannten Methoden bewirkt. Ist C die Kapazität der Zylinder bei irgend einer Stellung und L die Induktanz des bei gleicher Stellung eingeschlossenen Spulenteils, so ist Y CL die Oszillationskonstante des Instruments für jene Stellung, Diese Oszillationskonstanten können gemessen und ihre Zahlen entsprechend auf die Skala eingetragen werden; vorteilhaft ist es, die Kapazität in Mikrofarad und die Induktanz in Zentimeter zu messen. Bei der vorstehend angegebenen Bemessung des Instruments wird die Oszillationskonstante bei den verschiedenen Stellungen eine Zahl zwischen ο und 10 sein.

Beide beschriebenen Formen des Cymometers gestatten eine sofortige Messung dieser Konstante. Angenommen, ein Luftleiter eines Senders für drahtlose Telegraphie sendet Wellen aus und es soll die Wellenlänge bestimmt werden. Zu diesem Zwecke bringt man einen Teil des Luftleiters in Parallelstellung zum Rahmenstück 11, 12 des Instruments und bewegt, während der Sender in Tätigkeit ist, den Handgriff 8 hin und zurück über der Kupferdrahtwicklung (Fig. 1) bezw. gegen 5 (Fig. 3), bis eine Stellung ermittelt wird, bei der die Vakuumröhre 16 hell aufleuchtet. Geschieht dies, so stimmt dabei die Oszillationskonstante des Instruments mit der des Luftleiters überein, und deren numerischer Wert kann von der Skala des Instruments abgelesen werden, vorausgesetzt, daß die Konstante im Bereich der Meßweite des Instruments liegt. Auf diese Weise wird in einem Vorgange zugleich die Frequenz der no Oszillationen und die Länge der vom Sender ausgesendeten Welle gemessen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Instrument zum Messen der Länge elektrischer Wellen, gekennzeichnet durch einen Kondensator, bestehend aus zwei konzentrischen, parallel zueinander beweglichen Metallrohren, von denen das eine ^lao mit einer Spule verbunden ist, die eine Fortsetzung des Metallrohres bildet, und

   in Berührung mit einem Kontaktschließer steht, welcher mit dem anderen Metallrohre verbunden ist, so daß beim Bewegen des einen Metallrohres in bezug auf das andere unter Veränderung der Kapazität die Länge der Spule im Stromkreis in gleichem Verhältnisse geändert wird.
2. 2. Ausführungsform des im Anspruch ι gekennzeichneten Instruments, bei welcher als Anzeiger eine Neon enthaltende spektralanalytische Röhre verwendet wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.