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Verfahren zum Erhöhen der Empfindlichkeit besonders von solchen magnetischen
Instrumenten und Apparaten, deren Wirkung von der Permeabilität von weichem Eisen
oder ähnlichem magnetischen Material abhängt. Es ist seit langem bekannt, daß Eisen,
das einer magnetisierenden Kraft ausgesetzt ist oder ausgesetzt worden ist, weniger
permeabel ist, als wenn es entmagnetisiert worden ist. Man scheint bisher jedoch
noch nicht beachtet zu haben, daß das magnetische Feld der Erde und andere, ganz
geringe magnetisierenden Kräfte in manchen Fällen die Pertneabilität des Eisens
ganz wesentlich beeinflussen können und zwar insbesondere in dem Falle, wo eine
verhältnismäßig schwache, magnetisierende Kraft auf das Eisen einwirken soll. Angestellte
Versuche haben nun ergeben, daß die Einwirkung des Erdfeldes auf Eisen oder Eisenlegierungen
mit guten magnetischen Eigenschaften eine Herabsetzung der Permeabilität des Eisens
um ein recht beträchtliches Maß zur Folge hat. In manchen Fällen wird nämlich das
Eisen gegenüber geringen magnetischen Kräften nur etwa halb so empfindlich, als
es wäre, wenn man es vollständig entmagnetisiert hätte.
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Gemäß der Erfindung wird diese Kenntnis auf die gebräuchlichen Instrumente
und Apparate angewandt, bei. denen verhältnismäßig schwache, namentlich wechselnde
magnetische Kräfte auf einen Eisenkern wirken, um die Empfindlichkeit und Wirkung
solcher Instrumente und Apparate zu erhöhen, indem man ihre Kerne vollkommen der
Einwirkung des Erdfeldes entzieht und sie gegen die Magnetisierung durch dieses
oder durch andere Felder schützt. Zur Verwirklichung des ersten Zweckes wird der
zu schützende Kern in einem Eisengehäuse oder einem Käfig aus Leitern. abgeschlossen,
in denen Ströme fließen, die das Erdfeld genau ausgleichen. Der zweite Zweck wird
dadurch erreicht, daß man den Kern periodisch oder dauernd sorgfältig entmagnetisiert,
indem man ihn in bekannter Weise einer allmählich schwächer werdenden und ihr Vorzeichen
ständig ändernden rnagnetisierenden Kraft aussetzt. Zweckmäßig erfolgt das Entmagnetisieren,
nachdem der Kern in das Schutzgehäuse oder den Käfig eingesetzt ist.
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Es ist seit geraumer Zeit gebräuchlich, empfindliche Galvanometer
u. dgl. mit eisernen Mänteln zu umgeben, um sie gegen Störungen durch bewegliche
eiserne Massen oder andere magnetische Veränderungen in ihrer Nachbarschaft zu schützen.
Ein solcher Mantel beseitigt auch den Einfluß des Erdfeldes, erhöht dadurch aber
nicht die Empfindlichkeit des Galvanometers, da das Erdfeld auf die Permeablität
bei permanenten Magneten wenig oder gar keinen Einfluß hat.
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Die Erfindung ist im nachstehenden als Beispiel
in
ihrer Anwendung auf gewisse, an sich bekannte Detektoren für elektromagnetische
Schwingungen sowie auf Ladungsspulen dargestellt, die in langen Fernsprechlinien
benutzt werden.
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Auf den Zeichnungen veranschaulicht Fig. i und 2. einen gemäß der
Erfindung eingerichteten Detektor für die drahtlose Telegraphie in Längs- und Querschnitt,
bei welchem der wirksame Teil des Kernes eingekapselt ist und Vorrichtungen zum
Entmagnetisieren des Kernes vorgesehen sind. Fig. 3 ist der Grundriß einer anderen
Ausführung, bei welcher der ganze Detektor eingekapselt ist. Fig. 4 ist ein Querschnitt
durch den Schutzmantel. Fig.5 veranschaulicht einen Käfig aus stromführenden Leitern,
.der demselben Zwecke dient, wie ein Eisenmantel. Fig.6 ist eine weitere Ausführung
der Einrichtung zum Entmagnetisieren.
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Der Detektor gemäß Fig. i und 2 ist in bekannter Weise eingerichtet
und weist ein Eisenband i auf, das dauernd durch ein Uhrwerk o. dgl. über zwei Rollen
:2 bewegt wird. Das Band ist auf einem Teil seiner Gesamtlänge von einem isolierenden
Rohr 3 umgeben, auf das eine Spule 4 gewickelt ist. Letztere liegt in dem Antennen-
oder dem sekundären Stromkreise einer drahtlosen Telegraphen-Station. Die Spule
4 ist von einer weiteren Sekundärspule 5 umgeben, die in dem Stromkreis des Fernsprechers
oder eines anderen Anzeigers liegt. Um die Empfindlichkeit eines solchen Detektors
zu erhöhen, pflegt man in der Nähe der Empfangsspule Vorrichtungen anzuordnen, welche
den Kern schw=ach magnetisieren und seinen Magnetismus verändern, da bekanntlich
das magnetische Material gegenüber anderen äußeren, magnetisierenden Kräften viel
empfindlicher ist, wenn man seine magnetischen Eigenschaften ändert. Auf der Zeichnung
ist diese Hilfsvorrichtung durch zwei Dauermagnete veranschaulicht, deren gleichnamige
Pole nebeneinander liegen.
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Versuche haben nun gezeigt, daß das Material des Kernes beim Durchgang
durch das, von den Magneten 6 herrührende Feld gegenüber der Wirkung des Stromes
in der Spule 4 viel empfindlicher ist, wenn man es ausschließlich dem Kraftfluß
dieser Magnete aussetzt. Um diese Bedingung zu verwirklichen, ist gemäß der Erfindung
der Teil des Kernes, der von den Spulen 4, 5 umgeben ist, und auf den die Magnete
6 wirken, von einem starkwandigen Eisengehäuse umgeben, -das zweckmäßig aus Stanzstücken
von weichem Eisen, oder auch aus einem zusammenhängenden Block von weichem Eisen
hergestellt werden kann.
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Es genügt indessen nicht, den wirksamen Teil des Kernes i in diesem
Gehäuse unterzubringen, da er beim Eintritt auf jeden Fall einen gewissen'Teil des
Magnetismus enthält, der in ihm durch das Erdfeld erzeugt wird. Es ist daher besser,
an der Eintrittsstelle des Kernes in das Gehäuse Vorrichtungen anzuordnen, um aus
dem Kern auch die kleinsten Spuren des in ihm enthaltenen Magnetismus auszutreiben.
Diese Vorrichtung besteht gemäß der Zeichnung z. B. aus einer, sich allmählich erweiternden
Spule 8, durch deren Windungen ein Wechselstrom fließt. Infolge dieser Einrichtung
wird der Kern beim Eintritt in das Gehäuse einer wechselnden Erregung unterworfen,
die in der Bewegungsrichtung des Kernes immer schwächer wird, so daß in dem Kern
praktisch überhaupt kein Kraftfluß mehr vorhanden ist, sobald er in den Wirkungsbereich
der Magnete 6 und der Spule 4 gelangt.
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Es ist für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung, ob eine
Vorrichtung zur Erhöhung der Empfindlichkeit wie die Magnete 6 vorhanden ist oder
nicht. Diese und andere Einrichtungen der beschriebenen Ausführung können fortgelassen
oder geändert werden, da das Wesen der Erfindung in dem eEinschließen des wirksamen
Teiles des Kernes in einem Eisenmantel besteht und nicht in der sonstigen, besonderen
Ausführung des Detektors. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 und .4 ist der gesamte
Kern des Detektors von dem Mantel 9 umschlossen. Infolgedessen braucht man nicht
dauernd einen Erregerstrom durch die Spule 8 zu schicken.
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Auf eine bestimmte Form des Mantels kommt es nicht besonders an, sofern
er nur hinreichend dick ist. Zweckmäßig ist der Mantel jedoch im allgemeinen rund
zu halten, damit er keine scharfen Ecken bildet, an denen der durch das Erdfeld
hervorgerufene Kraftfluß in das Innere eintreten kann.
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Es ist weiter bekannt, daß man bei zweckmäßiger Anordnung von Windungen
ein gleichförmiges, magnetisches Feld mittels elektrischer Ströme erhalten kann.
Fig.5 zeigt eine Wicklung, die diesen Zweck erfüllt. Sie besteht aus Windungen,
die auf eine Kugelfläche aufgelegt und.über den Durchmesser der Kugel gleichmäßig
verteilt sind. Die Achse dieses Käfigs ist in die Richtung des Erdfeldes an dem
fraglichen Standort einzustellen, und durch die Windungen ist ein Gleichstrom genau
von der Stärke zu schikken, daß er das Erdfeld aufhebt. Setzt man einen Detektor
oder einen Teil eines solchen in einen derartigen Käfig ein und entmagnetisiert
man ihn, so behält er dauernd seine Empfindlichkeit. Diese Ausführung hat den Vorteil,
daß sie leichter ist als ein Eisenmantel. Sie läßt sich jedoch an- Bord von Schiffen
nicht
verwenden, wo die Richtung und Größe des magnetischen Erdfeldes sich allmählich
ändern.
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Statt den Kern mittels eines Wechselstromes zu entmagnetisieren, dessen
Wirkung allmählich geschwächt wird, indem man die Windungen weiter und weiter von
dem Kern abrückt ((Fig. i, 3), oder indem man den Strom selbst schwächer werden
läßt, kann man im Wesentlichen die gleiche Wirkung durch eine Reihe von permanenten
oder Elektro-Magneten erhalten, von denen jeder schwächer ist, als der vorhergehende,
oder deren Abstand von dem Kern allmählich zunimmt. Eine solche Ausführung ist in
Fig. 6 veranschaulicht.
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Handelt es sich um Ladespulen für Fernsprechleitungen, so kann man
die Kerne aller Spulen auf einer gegebenen Linie ohne Schwierigkeiten entmagnetisieren,
z. B. einmal an jedem Tage, indem man durch die Leitung einen allmählich schwächer
werdenden Wechselstrom schickt. Man kann die Entmagnetisierung auch während des
Betriebes zu beliebiger Zeit vornehmen und wiederholen, wenn man einen Wechselstrom
von solcher Frequenz benutzt, daß er die hörbaren Sprechlaute in den Fernhörern
nicht stört. Ferner kann man die Ladespule mit einem wandernden Kern ausrüsten,
wie er bei magnetischen Detektoren gebräuchlich ist, und auf diesen die entmagnetisierenden
Kräfte derart wirken lassen, daß sie den Teil des Kernes entmagnetisieren, der gerade
in die Ladespule eintritt Der Kern oder der wirksame Teil des Kernes läßt sich gegen
das magnetische Erdfeld durch Einschließen in einen Eisenmantel oder in einen Käfig
von Leitern schützen, wie das für Detektoren bereits im Vorstehenden dargelegt ist.