DE2239032A1

DE2239032A1 - HALL VOLTAGE DEVICE

Info

Publication number: DE2239032A1
Application number: DE2239032A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Hubert Fra Spierings
Original assignee: Spierings Ferd Hubert F G
Current assignee: Spierings Ferd Hubert F G
Priority date: 1971-08-10
Filing date: 1972-08-08
Publication date: 1973-02-22
Also published as: US3823333A; FR2150057A5; NL7111003A; GB1389413A; SE380359B; NL146984B

Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

zur Patentanmeldung vonfor the patent application of

Ferdinand Hubert Franciscus Gerardus SpieringsFerdinand Hubert Franciscus Gerardus Spierings

wohnhaft
Wageningen (Niederlande)resident
Wageningen (Netherlands)

betreffend%
"Hallspannungseinrichtung"concerning %
"Hall voltage device"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hallspannungseinrichtung, mit Organen zur Erzeugung eines Magnetfeldes und mit einem in diesem Feld befindlichen Körper mit Organen zum. Bewegen elektrisch geladener Teilchen in einer Ebene, die im wesentlichen senkrecht zum Magnet-« feld steht, und mit Organen zum Abnehmen und Messen der bei einer solchen Bewegung im Körper auftretenden Hallspannung.The invention relates to a Hall voltage device, with organs for generating a magnetic field and with one in this Body located with organs for field. Moving electrically charged Particles in a plane which is essentially perpendicular to the magnet field, and with organs for measuring and measuring the Hall voltage that occurs in the body during such a movement.

Bei den üblichen Hallspannungseinrichtungen dieses Typs ist der Körper gewöhnlich in einem Magnetfeld angeordnet und versehen mit oinem Elektrodenpaar, mit dem ein Strom durch den Körper geführt wird, und mit einem Elektrodenpaar, an dem die axiftretende Hallspannung abgenommen iferden kann.In the usual Hall voltage devices of this type, the body is usually arranged in a magnetic field and provided with oinem Pair of electrodes, with which a current is passed through the body, and with a pair of electrodes, at which the axif occurring Hall voltage is taken off can be.

Die Erfindung bezweckt, bei einer Einrichtung dieses Typs die Gegenwart der Stromzuführelektroden und folglich auch der sum Speisen der Hallspannimgseinriöhtung erforderlichen Stromquelle zu eliminierenThe invention aims, in a device of this type, to the presence of the power supply electrodes and consequently also of the food Eliminate the Hallspannimgseinriöhtung required power source

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und Kenntnisse über die Eigenschaften der die Hallspannung übertragen den Teilchen zu sammeln.and knowledge of the properties of the Hall voltage transferred to collect the particle.

Dazu umfasst der Körper erfindungsgemäss eine Flüssigkeit jait geladenen Teilchen sind und sind Organe vorhanden, dem Körper eine Bewegung relativ zum Magnetfeld mitzuteilen, wobei die Organe zum Abnehmen der Ilallspannung aus zwei mit im Abstand voneinander liegenden Punkten der Flüssigkeit gekuppelten Elektroden bestehen.For this purpose, according to the invention, the body comprises a liquid with charged particles and organs present for communicating a movement relative to the magnetic field to the body, the organs consisting of two electrodes coupled with points of the liquid that are spaced apart from one another to reduce the voltage.

Mehr insbesondere besteht erfindungsgemäss der Körper aus einem Zylinder in Form eines flachen Hohlkastenö, der versehen ist mit einem Deckel, einem Boden und einer zu diesen parallelen durchlochten Zwischenwand, die das Kasteninnere in zwei Kammern aufteilt, die je einen diametralen Kanal und einen Umfangskanal aufweisen, in welchen Kanälen sich eine Flüssigkeit nit darin verteilten geladenen Teilchen (Emulsion, Kolloid) befindet, wobei sich die Elektroden auf dem Deckel bzw. dem Boden des Kastens befinden und leitend mit der darin vorhandenen Flüssigkeit gekuppelt sind.More particularly, according to the invention, the body consists of a cylinder in the form of a flat hollow box, which is provided with a cover, a base and a perforated partition parallel to these, which divides the interior of the box into two chambers, each having a diametrical channel and a circumferential channel, in which channels a liquid nit distributed therein charged particles (emulsion, colloid), wherein the electrodes are located on the lid or the bottom of the box and are conductively coupled to the liquid present therein.

Bei einer einfacheren Ausführungsform besteht der Körper aus einem Hohlkasten mit einer Kammer, wobei die durchkochte Zwischenwand nicht angewandt wird, und dessen Konstruktion fürs übrige der Konstruktion des Kastens mit zwei Kammern gleich ist.In a simpler embodiment, the body consists of a hollow box with one chamber, whereby the boiled partition is not used, and the construction of which is otherwise the same as the construction of the box with two chambers.

Der Kasten kann einfach konstruiert sein und aus durchsichtigen Kunststoffscheiben einer Dicke von einigen Zehntel Millimeter bestehen, die ganz schliessend aneinander angeordnet sind und innerhalb deren sich durch Ausnehmungen in der mittleren Scheibe der Hohlraum mit Flüssigkeit befindet und von denen alle elektrisch leitenden Teile z.B. aus Silberfarbe bestehen können. Diese Scheiben eignen sich zum einmaligen Gebrauch. Die Teilchen in der Flüssigkeit werden durch die voa Motor erzeugte Zentrifugalkraft hinausgetrieben. Die Teilchen verkehren in schnellen Drehungen und befinden sich in einem starken Magnetfeld, das auf die Teilchen eine Hallspannung auaübt und die durch die Zentrifugalkraft ausgeübte Bewegung beeinflusst.The box can be of simple construction and consist of transparent plastic disks a few tenths of a millimeter thick, which are arranged close to each other and inside which there is a cavity with liquid through recesses in the middle disk and of which all electrically conductive parts are made of silver paint, for example can. These discs are suitable for single use. The particles in the liquid are driven out by the centrifugal force generated by the motor. The particles rotate in rapid rotation and are in a strong magnetic field, which exerts a Hall voltage on the particles and influences the movement exerted by the centrifugal force.

Schliesslich können die Elektroden erfindungsgeniäsa Über Quecl:- silberkontaktsysteme mit einem Hallspannungsmeter gekuppelt t;oia.Finally, the electrodes can be invented via Quecl: - silver contact systems coupled with a Hall voltage meter t; oia.

Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

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Es zeigen: .Show it: .

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemSssen Vorrichtung; undFig. 1 is a vertical section of an embodiment of a device according to the invention Contraption; and

"Fig. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausfiihrungsform eines Teiles einer erfindungsgemässen Vorrichtung.2 is a view, partly in section, of an embodiment part of a device according to the invention.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist bei der darin abgebildeten Ausführungsform nach der Erfindung die Hallspannungseinrichtung mit einem Motor 1 versehen, der eine Metaüwelle 2 mit grosser Geschwindigkeit ' von z.B..10.000 Umdr./Min. antreiben kann. Die Welle 2 erstreckt sich durch eine Bohrung 3».ä.ie in einem Magnetteil 4 angeordnet ist, dao magnetisch zusammenwirkt mit einem darunter befindlichen ., zum Kagnetteil 4 zentrierten Magnetteii- 5» welches letztere Teil ebenfalls eine Bohrung, aufweist. · ' ' As can be seen from FIG. 1, in the embodiment according to the invention shown therein, the Hall voltage device is provided with a motor 1 which drives a metal shaft 2 at high speed of, for example, 10,000 rev / min. can drive. The shaft 2 extends through a bore 3, which is arranged in a magnet part 4, so that it interacts magnetically with a magnet part located underneath, centered on the magnet part 4, which latter part also has a bore. · ''

Am unteren Ende der Welle 2 befindet sich ein Hohlkasten, in dem sich eine Flüssigkeit befindet und der in der Zeichnung durch die Scheibe 6 dargestellt ist, durch welche Scheibe sich die Welle 2 erstreckt. Me Scheibe 6 wird mithilfe eines oben auf der Scheibe 6 befindlichen Hetallringes 7 und eines unter der Scheibe befindlichen, aus Isoliermaterial bestehenden Zapfens 8, der aussen einen elektrisch leitenden Ueberzug 9 aufweist, an der Welle 2 festgehalten. Dieser Zapfen passt in eine konische Aufweitung 10 einer aus Kunststoff bestehenden Hülse 11, die in einer Bohrung im Magnetteil 5 angeordnet ist, welche Bohrung koaxial mit der Bohrung 3 im Magnetteil 4 angeordnet ist. Die Welle 2 ist mittels eines am Wellenende zapfenartig ausgebildeten Gewindes am Zapfen 8 befestigt.At the lower end of the shaft 2 there is a box girder, in which is a liquid and which is represented in the drawing by the disk 6, through which disk the shaft 2 extends. Me disk 6 is secured using a on top of disk 6 located Hetallringes 7 and one located under the disc, A pin 8 made of insulating material, which has an electrically conductive coating 9 on the outside, is held on the shaft 2. This The pin fits into a conical widening 10 of a sleeve 11 made of plastic, which is arranged in a bore in the magnetic part 5 is which bore is arranged coaxially with the bore 3 in the magnet part 4 is. The shaft 2 is fastened to the pin 8 by means of a thread formed like a pin at the end of the shaft.

Die Scheibe 6 nach Fig. 1 besteht aus einem Kasten, wie man diesen in Figi 2 der Zeichnung findet. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird dabei ein Kasten benutzt, der aus einem Deckel 23, einem Boden 24 tmd einer dazwischen befindlichen, durchlochten Wand 25 aufgebaut 'ist, welche Teile alle aus Kunststoff, z.B. Teflon, bestehen. Der Deckel 23 ist oben mit einem leitenden kreisförmigen Ueberzug 26 versehen, der sich längs der Welle 2 in Axialrichtung nach unten erstreckt. Unten am Deckel 23 befinden sich drei aus Kunststoff bestehende Teile einer bestimmten Form, die derart ausgeführt und angeordnetThe disc 6 of Fig. 1 consists of a box, as one this is found in Figi 2 of the drawing. As can be seen from this figure, a box is used, which is composed of a cover 23, a base 24 and a perforated wall 25 located in between 'is which parts are all made of plastic, e.g. Teflon. The cover 23 is provided with a conductive circular coating 26 at the top provided, which extends along the shaft 2 in the axial direction downwards. At the bottom of the cover 23 there are three made of plastic Parts of a certain shape designed and arranged in this way

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sind, dass unten am Deckel 23 ein diairetml und sich auswärts erstreckender Kanal 27 und ein am Deckelumfang liegender Ringkanl 28 gebildet wird. Die Wand 25 weist oben eine ringförmige leitende Auskleidung 29 auf, der durch einen leitenden Streifen mit einer ringförmigen leitendem Auskleidung 31 verbunden ist. Konzentrische zu dieser Auskleidung 31 befindet sich an der Viand 25 eine weiter nach aussen liegende,· zweite, ringförmige, leitende Auskleidung 32.are that at the bottom of the cover 23 a diairetml and extending outwards Channel 27 and an annular channel 28 lying on the cover circumference is formed. The wall 25 has an annular conductive liner 29 at the top, which is surrounded by a conductive strip with an annular conductive Lining 31 is connected. Concentric to this lining 31 there is a further outward located at Viand 25, · second, annular conductive liner 32.

Die Wand 25 ist dort mit Lochungen 33 versehen, die mit einer elektrisch leitenden Verbindung gefüllt sind, welche Lochungen in eine ringförmige leitende Auskleidung 34 unten an der Wand 25 münden, in deren Innerm koaxial mit dieser ringförmigen Auskleidung 34 eine zweite ringförmige leitende Auskleidung 35 vorgesehen ist. Diese ringförmige leitende Auskleidung 35 ist durch einen leitenden Streifen 36 mit einer ringförmigen leitenden Auskleidung 37 verbunden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bohrung in der Wand 25 einen Durchmesser aufweist, der grosser ist als der Durehmesser der Welle 2, so dass die Wand 25 mit dieser Welle nicht in Berührung steht. Gleiches gilt für den nachstehend zu beschreibenden Boden 24 des Kastens. Dieser Boden ist ähnlich ausgeführt wie der Deckel 23 des Kastens, d.h., dass dabei wieder ein diametral Kanal 38 und ein ringförmiger Kanal 39 vorhanden sind. Der Boden weist weiter eine auf der oberen Bodenseite befindliche, ringförmige, leitende Auskleidung 40 auf, die sich über die Innenseite der Bohrung im Boden 24 zu einer auf der Unterseite des Bodens 24 liegenden ringförmigen leitenden Auskleidung 41 erstreckt, die ebensowie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mit dem leitenden Ueberzug 9 am Zapfen 8 in Verbindung steht. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die durchgehende Oeffnung im Boden wieder einen grösseren Durchmesser al3 die Welle 2 aufweist, so dass der Boden nicht mit dieser Welle in Berührung ist.The wall 25 is provided there with holes 33 which are filled with an electrically conductive compound, which holes in a annular conductive lining 34 open at the bottom of the wall 25, in the interior of which is coaxial with this annular lining 34 a second annular conductive liner 35 is provided. This annular conductive liner 35 is through a conductive strip 36 with a annular conductive liner 37 connected. It should be noted that that the bore in the wall 25 has a diameter which is larger than the diameter of the shaft 2, so that the wall 25 is not in contact with this wave. The same applies to the bottom 24 of the box to be described below. This soil is similar executed like the lid 23 of the box, i.e. that again a diametrical channel 38 and an annular channel 39 are present. The floor further has an annular conductive lining 40 located on the upper floor side, which extends over the inside of the bore in the base 24 extends to an annular conductive liner 41 lying on the underside of the base 24, as well as in the embodiment according to FIG. 1 with the conductive coating 9 is connected to pin 8. It is pointed out again that the continuous opening in the bottom has a larger diameter again al3 has the shaft 2, so that the ground is not in contact with this shaft.

Die Flüssigkeiten,deren Eigenschaften bestimmt werden sollen, werden z.B. mittels einer Injiziernadel, die von aussen her durch die diametralen Kanäle 27 und 38 in den Ringkanal 28 bzw. 39 eingebracht werden, und zwar in die miteinander in metallischer Verbindung stehenden zur Aufnahme dieser Flüssigkeiten bestimmten Hohlräume der Kastenkonstruktion eingebracht.The liquids whose properties are to be determined are introduced, for example, by means of an injection needle which is inserted from the outside through the diametrical channels 27 and 38 into the annular channel 28 and 39, respectively into the hollow spaces of the box structure which are in metallic connection with one another and intended to receive these liquids brought in.

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Wenn beim Betrieb der Vorrichtung die Scheibe 6, die den Kasten darstellt, in dem sich die die elektrisch geladenen Teilchen enthaltende Flüssigkeit befindet, von dem Motor 1 in dem von den Magnetteilen 4 und 5 erzeugten, im wesentlichen senkrecht zur Scheibe 6 stehenden Magnetfeld rotiert wird, tritt zwischen den Auskleidungen 13 und 17 der Scheibe 6 eine Hallspannung auf, die die geladenen Teilchen in der Flüssigkeit beeinflusst.If during the operation of the device the disc 6, which the box represents in which the containing the electrically charged particles Liquid is located by the motor 1 in that generated by the magnet parts 4 and 5, essentially perpendicular to the disk 6 standing magnetic field is rotated, occurs between the linings 13 and 17 of the disk 6, a Hall voltage that the charged Particles in the liquid are affected.

Um den Einfluss der Halspannung messen zu können, die durch Ablagerung der geladenen Teilchen an den Elektroden erkennbar gemacht wird, ist die Welle 2 an ihrem oberen Enden mit einem Quecksilberkon»- taktsystem versehen. Dieses System umfasst ein an der Welle 2 befestigtes, oben offenes Gefäss 18, das teilweise mit Quecksilber gefüllt ist, das einen leitenden Kontakt mit der Welle 2 herstellt. Bei Drehung der Welle 2 bewegt sich dieses Quecksilber über die Wände des Gefässes hinauf und stellt dann einen Eontakt mit einer Sonde 19 her,' die mit einer Ausgangsklemme 20 verbunden ist.In order to be able to measure the influence of the neck voltage, which is made recognizable by the deposition of the charged particles on the electrodes, the upper end of the shaft 2 is provided with a mercury contact system. This system comprises a vessel 18, which is fastened to the shaft 2 and is open at the top and is partially filled with mercury , which makes a conductive contact with the shaft 2. When the shaft 2 rotates, this mercury moves up over the walls of the vessel and then makes contact with a probe 19 which is connected to an output terminal 20.

Zum Hinausführen der Auskleidung 17 befindet sich in der Hülse 11 in der Bohrung des Magnetteiles 5 eine Quecksilbermenge, deren Höhe innerhalb der Hülse -11 mittels einer Hebeeinrichtung 21 so eingestellt werden kann, dass das Quecksilber einen leitenden Kontakt mit dem Metallüberzug 9. des Zapfens 9 herstellt. Das Quecksilber in der Vorrichtung 21 ist in geeigneter Weise mit der anderen Ausgangsklemme 22 der Vorrichtung verbunden.To lead out the lining 17 is located in the sleeve 11 in the bore of the magnet part 5 an amount of mercury, whose Height within the sleeve -11 adjusted by means of a lifting device 21 can be that the mercury makes a conductive contact with the metal coating 9 of the pin 9. The mercury in the Device 21 is suitably connected to the other output terminal 22 of the device.

Es empfieüt sich, in die Welle 2 eine Gumraikupplung aufzunehmen, um bei einer etwaigen Verklemmung der drehbaren Welle eine Entkupplung bezüglich der übrigen Vorrichtung sicherzustellen und auf diese Weise die Vorrichtung vor Beschädigungen zu sichern.It is advisable to include a rubber coupling in shaft 2, to decouple in the event of a jamming of the rotatable shaft with respect to the rest of the device and in this way to secure the device from damage.

Es leuchtet ein, dass man in dieser Weise mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung ohne Benutzung einer Stromquelle und von zugehörigen Stromzuführungselektroden bei der Wirkung der Vorrichtung eine Hallspannung erzeugen kann, die eine bessere Einsicht geben kann in die Eigenschaften der verschiedenen Teilchen in der Flüssigkeit, die nacheinander infolge der Einwirkung der Zentrifugalkraft an die Elektroden ^l abgeschieden werden, gegebenenfalls unterstützt oder völlig gehemmt durch die.Wirkung des Magnetfeldes. .It is clear that in this way, with a device according to the invention, without using a power source and associated power supply electrodes, a Hall voltage can be generated when the device is operating the action of the centrifugal force on the electrodes ^l , possibly supported or completely inhibited by the action of the magnetic field. .

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Claims

Α_Ν SPRU E C H-E

'Ij / Hall voltage device, with organs for generating a magnetic field and with a body located in this field with organs for moving electrically charged particles in a plane which essentially perpendicular to the magnetic field, and with organs for weight loss and measuring the tension that occurs in the body during such a movement, characterized in that the body contains a liquid with charged particles and organo are present, the body to communicate a movement relative to the magnetic field, the organs for taking the Hall voltage from two with spaced apart Points of the liquid-coupled electrodes consist.

2. Hall voltage device according to claim 1, characterized in that that the body consists of a cylinder, which is received in an air gap of an Ilagnetkreises, in the organs for generating the magnetic field are, essentially parallel to the delimiting aflScliea dos Air gap is arranged, and organs are present around the body that which essentially coincides with the center line of the magnetic circuit a To give a rotational movement to the body axis.

3. Hall voltage device according to claims 1, 2, characterized in that that the cylinder has the shape of a hollow box, which has a cover, a base and optionally one parallel to these has perforated partition that divides the box interior into two chambers divides, which are each provided with an outwardly extending diametrical channel and a circumferential channel, in which channels a Liquid can be introduced with charged particles distributed therein, with the electrodes on the top or bottom of the Box are located and are conductively coupled to the liquid present therein.

4. Hall voltage device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes are connected to a Hall voltage meter via mercury contact systems.

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