DE372781C

DE372781C - Verfahren zur Untersuchung der elektrischen Leitfaehigkeit von Stoffen, insbesonderevon elektrischen Isolationsmaterialien

Info

Publication number: DE372781C
Application number: DEH88612D
Authority: DE
Original assignee: Dr Erich F Huth GmbH
Current assignee: Dr Erich F Huth GmbH
Publication date: 1923-04-05

Description

Verfahren zur Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit von Stoffen, insbesondere von elektrischen Isolationsmaterialien. In der Elektrotechnik werden als Grundplatten für Instrumente und Schalter, auch für kleine und große Schalttafeln, je nach den an die Isolation zu. stellenden Anforderungen, verschiedene Materialien, wie Marmor, natürlicher Schiefer usw., verwandt.
Es hat sich nun herausgestellt, daß solche Materialien häufig von größeren oder kleineren leitenden Schichten oder Adern durchzogen werden, die bei allgemeiner Untersuchung nicht aufzufinden sind und nach Fertigstellung des Schalters oder der Schalttafel Anlaß zu unangenehmsten Störungen bieten.
Es ist daher eine große Mühe darauf verwandt worden, Methoden zu schaffen, die eine schnelle Untersuchung von solchen Isolationsplatten, z. B. von Schiefer, in noch nicht zugeschnittenem Zustande auf fehlerhafte leitende metallische Adern gestatten. Alle diese Methoden haben eine sichere Untersuchungsmöglichkeit bisher nicht ergeben, wenn sie schnell arbeiten sollten. Methoden mit langsamer Arbeitsweise brachten eine zu große Verteuerung der Produktion hervor, wenn sie auch sichere Resultate gaben.
Die Erfindung gestattet eine schnelle, unbedingt zuverlässige und dabei sogar maschinell und automatisch durchführbare Untersuchung von Isolationsplatten.
Es ist bekannt geworden, daß, wenn man einen schlechten Leiter mit planer Oberfläche auf der einen Seite mit einer leitenden Zuführung versieht und diese mit dem einen Pol einer Spannungsquelle von z. B. 22o Volt verbindet und dann auf die andere Oberfläche eine ebene Metallplatte auflegt, die mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden wird, bei mehr oder weniger großem Leitungsstromgang eine Anziehung auf die Metallplatte ausgeübt wird, die je nach der Leitfähigkeit des Zwischenstoffes größer oder kleiner ist und genau gemessen werden kann. Bei einer gewissen Leitfähigkeit wird die Anziehung zwischen der Metallplatte und der Oberfläche des Zwischenmediums einen größten Wert haben, steigt die Leitfähigkeit über diesen Wert, so sinkt die elektrische Haftkraft zwischen der Oberfläche des zu untersuchenden Stoffes und der Metallplatte. Dasselbe geschieht, wenn die Leitfähigkeit wesentlich schlechter wird, so daß der Gleichstrom durch den zu untersuchenden Stoff sich verringert.
In der Abb. i sei S die zu untersuchende Platte, z. B. aus Schiefer, von der Größe, wie sie aus dem Schieferbruch geliefert wird, mit oben und unten ebener Fläche. Die untere Fläche U ist leitend mit der unteren Fläche der Schieferplatte S verbunden, z. B. dadurch, daß die Schieferplatte angefeuchtet und dann auf eine Metallplatte gelegt ist. Diese Metallplatte ist z. B. mit dem Pluspol einer 22o Volt-Gleichstromspannungsquelle verbunden. Auf der Platte S liegt eine kleine Metallplatte M, deren Größe je nach der Genauigkeit, mit der man die Schieferplatte auf ihre Leitfähigkeit abtasten will, größer oder kleiner bemessen wird. Diese Metallplatte M ist mit dem Minuspol der Gleichstromspannungsquelle verbunden. Zwischen ihr und der Oberfläche der Schieferplatte wird eine gewisse Anziehungskraft ausgeübt, deren Größe mit Hilfe einer Waage f1, an deren einem Waagebalken die Metallplatte NI aufgehängt ist, bestimmt werden kann. Es muß z. B. ein gewisses Gewicht G, z. B. von einem Kilogramm, auf die Waagschale des anderen Waagebalkens aufgelegtwerden, damitsichunter demEinfluß dieses Gewichtes die Metallplatte M von der Schieferoberfläche löst. Legt man jetzt nur ein Gewicht von etwa 8oo g auf die Waagschale der Waage und bewegt die Schieferplatte unter dem Metallplättchen entlang, so wird überall, wo eine gleichmäßige Leitfähigkeit des Schiefers vorhanden ist, die Platte auf der Schieferoberfläche haften uns nicht unter &_m Einfluß des Gewichtes von 8oo g von der Oberfläche abgehoben werden. Kommt man aber an eine Stelle beim Abtasten, an der z. B. eine leitende Metallader durch die Platte hindurchgeht, so wird die Anziehungskraft wesentlich geringer werden und die Platte sich automatisch von der Schieferoberfläche abheben. Man kann also auf diese Weise genau den Verlauf der leitenden Ader in der Schieferplatte verfolgen. Der gleiche Effekt wird eintreten, wenn sich eine Ader von besonders- geringer Leitfähigkeit durch die Platte zieht, da auch in diesem Falle die Anziehungskraft geringer werden wird.
Dieses Abtasten der Platten kann natürlich von Hand Punkt für Punkt oder Fläche für Fläche erfolgen oder kann auch,durch besonders konstruierte Maschinen ausgeführt werden, die entweder die zu untersuchende Platte unter der Metallplatte entlangziehen oder die Metallplattensonde über die zu untersuchende Oberfläche hinwegbewegen. Das anzeigende Instrument braucht dabei keine Waage, sondern kann auch jede beliebige andere kraftanzeigende Einrichtung, z. B. eine Federwaage, und anderes mehr sein. Natürlich kann die Maschine auch so gebaut sein, daß sie z. B. bei Verwendung einer Federwaage selbst registriert, wie groß die Leitfähigkeit an jedem Punkte ist.
Es kann auch der entgegengesetzte Weg beschritten werden, daß auf der Waagschale irgendein Gewicht aufgelegt wird, das die Anziehung der beiden Oberflächen noch nicht überwindet, und nun für jeden Punkt die zwischen Tastplatte # und leitende Zuführungsplatte U gelegte Spannung so lange verringert wird, bis für jeden Punkt die Tastplatte durch das aufgelegte Gewicht abgehoben wird. Ist bei dieser Untersuchungsmethode z. B. die zu untersuchende Platte in ihrer Leitfähigkeit homogen, so wird das Abheben stets bei der gleichen Spannung an allen Punkten erfolgen. Ist die Leitfähigkeit verschieden, so ergeben; sich an den verschiedenen Punkten verschiedene Spannungen, bei denen die Metallplatte M abgehoben wird. Auch diese Untersuchung kann von Hand oder automatisch maschinell und registrierend erfolgen.
Man ist natürlich nicht daran gebunden, die leitende Zuführung von der Unterseite her anzubringen, man kann diese natürlich auch auf der Oberseite befestigen, so daß auf diese Weise- auch die Oberflächenleitfähigkeit der Platten untersucht werden kann. Die Dicke der zu untersuchenden Materialien spielt für die Untersuchung gar keine Rolle. Statt zur Untersuchung von Isolationsplatten kann das Prüfverfahren der Erfindung- auch zur Untersuchung anderer schlechtleitender Stoffe oder Halbleiter auf ihre Leitfähigkeit benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit von Stoffen, insbesondere von elektrischen Isolationsmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anziehung zwischen der Oberfläche des zu prüfenden Körpers und einer Metallplatte bei gleichzeitigem Leitungsstromdurchgang an einem oder mehreren Punkten der Oberfläche als Maß der Leitfähigkeit mittel- oder unmittelbar festgestellt wird. a. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß unter Beibehaltung einer konstanten Spannungsquelle für die Erzeugung der elektrischen Anziehung die Leitfähigkeit durch die Größe der zur Aufhebung dieser Anziehung aufzubringenden, z. B. mechanischen Gegenkraft oder bei konstanter Gegenkraft durch, die Größe der entsprechenden elektrischen Spannung an den einzelnen Stellen des zu prüfenden Körpers ermittelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß man je nach der gewünschten Genauigkeit der Untersuchung eine größere oder kleinere Metallplatte zum Abtasten der Oberfläche des zu prüfenden Körpers verwendet. 4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Anziehung eine Gewichts- oder Federwaage oder eine ähnliche mechanische Hebelvorrichtung mit .der Ahtastplatte verbunden ist. 5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe der elektrischen Anziehung ermittelte Größe der Leitfähigkeit des zu prüfenden Körpers selbsttätig registriert wird. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abtastende Metallplatte auf der Oberfläche des zu untersuchenden Körpers oder die Oberfläche dieses Körpers unter der Metallplatte auf maschinellem Wege entlang bewegt werden, gegebenenfalls unter gleichzeitiger selbsttätiger Registrierung oder Anzeige der elektrischen Anziehungskraft oder Leitfähigkeit. 7. Einrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastplatte demEinfluß einer konstanten, der elektrischen Anziehung entgegenwirkenden Kraft angesetzt und zur Feststellung der elektrischen Anziehungskraft bzw. der Leitfähigkeit die zwischen die Abtastplatte und die Oberfläche des zu untersuchenden Körpers gelegte elektrische Spannung verändert wird, wobei diese Spannungsänderungen gegebenenfalls selbsttätig registriert werden können.