DE394627C

DE394627C - Physical instrument which can be read off with the aid of a light beam, in particular a short-time meter for echo sounding devices

Info

Publication number: DE394627C
Application number: DEB100145D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-06-12
Filing date: 1921-06-12
Publication date: 1924-04-30

Description

Physikalisches Instrument, dessen .Ablesung mit Hilfe eines Lichtstrahles erfolgt, insbesondere Kurzzeitmesser für Echoloteinrichtungen. Bei physikalischen Instrumenten, deren Ablesung mit Hilfe eines Lichtstrahles erfolgt, wurde bisher ein Spiegel verwendet, dessen Ebene entweder in der Drehachse des Instrumentes oder parallel zu dieser lag. Der Spiegel war auf der sich drehenden Welle des Systemes befestigt und"reflektierte den von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl auf eine Skala. Diese Anordnung genügt im allgemeinen; denn die bisher verwendeten derartigen physikalischen Instrumente sind so konstruiert, daß der Ausschlag des schwingenden Teiles höchstens 18o', meistenteils aber bedeutend weniger beträgt. Für diese geringen Ausschläge ist die bisher bekannte Anordnung brauchbar, .da Ausschläge bis zu 18o' einwandfrei angezeigt werden.Physical instrument, its reading with the help of a light beam takes place, in particular short-term measuring devices for echo sounders. With physical Instruments, the reading of which is done with the help of a light beam, was previously a mirror used whose plane is either in the axis of rotation of the instrument or lay parallel to this. The mirror was on the rotating shaft of the system attached and "reflected the light beam emanating from a light source a scale. This arrangement is generally sufficient; because the ones used so far physical instruments are designed so that the deflection of the vibrating Part of it is at most 18o ', but mostly much less. For these minor ones For deflections, the previously known arrangement can be used, because deflections up to 18o ' can be displayed properly.

Soll dagegen das Meßinstrument für einen Ausschlag von 36o' und darüber ausgebildet sein, dann ist es notwendig, mehrere Spiegel und Lichtquellen anzuordnen, um den Lichtzeiger eine volle Umdrehung durchlaufen zu lassen. Die Notwendigkeit, mehrere Spiegel und Lichtquellen zu verwenden, macht die Einrichtung im höchsten Grade kompliziert und verteuert sie, wozu noch als weiterer Nachteil der kommt, daß natürlich die Verwendung mehrerer Lichtquellen im entsprechenden Maße die Auswechselungsschwierigkeit erhöht. Mit der Auswechselung jeder Lichtquelle ist aber im allgemeinen eine Nachjustierung notwendig, was bei Apparaten, die nicht im Laboratorium, sondern draußen in der Praxis Verwendung finden, äußerst störend in die Erscheinung tritt. Denkt man beispielsweise hierbei an einen Kurzzeitmesser für Echoloteinrichtungen, wie er auf Schiffen verwendet wird, dann ist es ohne weiteres klar, daß schon die Bedienungsmöglichkeit des Meßinstrumentes in dieser Richtung die Frage für oder gegen Anschaffung der betreffenden Apparatur entscheiden kann, da man von einem Seemann, der diesen Apparat bedienen muß, nicht verlangen kann, daß er bei Unbrauchbarwerden einer der kleinen Lichtquellen nach Einschalten einer neuen Lampe erst eine schwierige Nachjustierung vornimmt.On the other hand, the measuring instrument should be used for a deflection of 36o 'and above be designed, then it is necessary to arrange several mirrors and light sources, to let the light pointer go through one full revolution. The need Using multiple mirrors and light sources makes the facility to the highest They are very complicated and expensive, and there is also a further disadvantage, that, of course, the use of several light sources to the appropriate extent eliminates the difficulty of replacement elevated. With the replacement of each light source, however, there is generally a readjustment necessary, which is the case with apparatus that are not in the laboratory but outside in the Find practice use, is extremely disturbing in appearance. One thinks for example here to a short-time meter for echo sounding devices, as used on ships becomes, then it is immediately clear that the possibility of operating the measuring instrument in this direction the question for or against acquiring the equipment in question can decide, since one cannot of a seaman who has to operate this apparatus can demand that he after one of the small light sources becomes unusable Switching on a new lamp only makes a difficult readjustment.

Die Erfindung verläßt nun den bisher beschrittenen Weg, indem sie nicht wie bisher den Lichtstrahl radial auf einen drehachsenparallelen Spiegel wirft, sondern vielmehr den Lichtstrahl gleichachsig mit der Achse des drehbaren Systemes auf einen am Ende der Achse befestigten Spiegel bzw. auf ein Prisma fallen läßt. Hierbei ist die Anordnung des Spiegels bzw. Prismas so getroffen, daß bei einer Verdrehung des Systemgis um 36o° oder auch darüber der Lichtzeiger eine in sich geschlossene Skala bestreicht. Uni die Anzeigegenauigkeit zu erhöhen und gegebenenfalls mehrere Skalen für verschiedene Messungen verwenden zu können, ist es vorteilhaft, anstatt des Lichtpunktes einen Lichtstrich zu verwenden, der dadurch hervorgebracht wird, daß eine Schlitzblende zwischen Lichtquelle und Spiegel geschaltet ist, dementsprechend also auch ein über die ganze Skalenbreite reichender Lichtstrich auf die Skala geworfen wird. Hierbei muß die Blende starr mit dem sich drehenden System verbunden sein, damit der Strich seine radiale Richtung zu dem Skalenringe beibehält. Um diese Strichbildung des Lichtstrahles noch zu erhöhen, kann der Spiegel als parabolischer ausgebildet sein.The invention now leaves the route taken so far by does not throw the light beam radially onto a mirror parallel to the axis of rotation, as was previously the case, but rather the light beam coaxial with the axis of the rotatable system drops onto a mirror attached to the end of the axis or onto a prism. The arrangement of the Mirror or prism so hit, that with a rotation of the system gis by 36o ° or above the light pointer sweeps a self-contained scale. Uni to increase the display accuracy and, if necessary, to be able to use several scales for different measurements, it is advantageous to use a line of light instead of the point of light that is brought about by the fact that a slit diaphragm between the light source and the mirror is switched, accordingly also one that extends over the entire width of the scale Line of light is thrown on the scale. Here, the aperture must be rigid with the itself rotating system, so that the stroke its radial direction to the Retains scale rings. In order to increase this line formation of the light beam, the mirror can be designed as parabolic.

Um an Bauhöhe zu sparen, trotzdem aber eine ebene Skala von möglichst großem Radius verwenden zu können, auf die der L'chtstrahl nach Möglichkeit senkrecht auffällt, kann ein ortfestes Spiegelsystem angebracht sein, das den Lichtstrahl nach außen zieht und ihn möglichst senkrecht auf die Skala auftreffen läßt.In order to save on construction height, but still use a flat scale of as much as possible to be able to use a large radius, to which the light beam is perpendicular if possible is noticeable, a fixed mirror system can be attached to the light beam pulls outwards and lets it hit the scale as perpendicularly as possible.

Für Messungen, die über 36o° des Instrumentenausschlages hinausgehen, verwendet man vorteilhaft eine spiralförmige Skala und läßt dieser entsprechend das auf die Skala geworfene Lichtbild nicht mehr eine geschlossene, sondern eine entsprechende spiralförmige Kurve beschreiben. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß --ler auf der Achse des sich drehenden Systemgis befestigte Spiegel entsprechend der Drehbewegung der Achse seine Stellung ändert, oder dadurch, daß bei Verwendung ortfester Spiegelsysteme, die den reflektierten Lichtstrahl nach außen ziehen, der eine oder beide beweglich ausgestaltet sind und sich entsprechend der Umdrehung der «-elle des drehenden Systemgis einstellen, oder schließlich kann die Skala in entsprechender Weise zum gleichen Zweck achsial verschoben werden.For measurements that go beyond 36o ° of the instrument deflection, it is advantageous to use a spiral scale and leave it accordingly the light image thrown on the scale is no longer a closed one, but one describe the corresponding spiral curve. This can either be achieved by doing this be that --ler mirrors mounted on the axis of the rotating system gis changes its position according to the rotational movement of the axis, or by the fact that when using stationary mirror systems that follow the reflected light beam pull outside, one or both of which are designed to be movable and move accordingly the rotation of the «cell of the rotating system gis, or finally can the scale can be shifted axially in a corresponding manner for the same purpose.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen Abb. i einen senkrechten Schnitt durch die betreffenden Teile eines physikalischen Meßinstrumentes, Abb. 2 den dazugehörigen Grundriß, Abb.3 eine der Ausführungsform gemäß Abb. i entsprechende Einrichtung mit etwas anderer optischer Einrichtung, Abb. q. dieselbe Anordnung mit parabolisch zylindrischem Hohlspiegel, Abb. 5 eine Ausführungsform mit ebener Skala, Abb. 6 eine spiralförmige Skala. Die Welle des sich drehenden Systemgis eines physikalischen Meßinstrumentes, beispielsweise eines Kurzzeitmessers, ist mit 8 bezeichnet. Auf dieser sitzt die Schwungmasse g, während auf ihrem Ende ein Spiegel io befestigt ist. In der Verlängerung der Achse der Welle 8 befindet sich eine Lichtquelle ii, die unter Zwischenschaltung einer mit der Welle 8 fest verbundenen Blende 12 einen Lichtstrahl auf den Spiegel io wirft, der ihn auf eine kegelmantelförmige Skala 13 reflektiert. Gestaltet man hierbei die Blende 12 als Schlitzblende aus, so erhält man auf der Skala 13 einen radial gerichteten Lichtstrich 1d., der sich entsprechend der Drehung der Achse 8 über die Skala 13 hinwegbewegt.Several exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown, namely Fig. i show a vertical section through the relevant Parts of a physical measuring instrument, Fig. 2 the corresponding floor plan, Fig.3 one of the embodiment according to Fig. i corresponding device with something different optical device, fig. q. same arrangement with parabolic cylindrical Concave mirror, Fig. 5 an embodiment with a flat scale, Fig. 6 a spiral Scale. The shaft of the rotating system gis of a physical measuring instrument, for example a timer, is denoted by 8. On this sits the Flywheel mass g, while a mirror io is attached to its end. In overtime the axis of the shaft 8 is a light source ii, which is interposed a diaphragm 12 fixedly connected to the shaft 8 sends a light beam onto the mirror io throws it, which reflects it on a cone-shaped scale 13. You design in this case the diaphragm 12 is made as a slit diaphragm, so one obtains a on the scale 13 radially directed line of light 1d., which corresponds to the rotation of the axis 8 moved over the scale 13.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb.3 wird der Lichtstrahl von der Lampe ii unter Zwischenschaltung einer Linse 15 auf die Blende ia geworfen und das Bild der scharf beleuch''eten Blendenöffnung unter Vermittlung einer zweiten Linse 16 oder eines Linsensystemes auf den Spiegel io geworfen, der es auf die Skala 13 reflektiert. Auf diese Weise wird die Lichtintensität des erzeugten Lichtstriches wesentlich erhöht, außerdem aber auch das Auswechseln der Lichtquelle bei Schadhaftwerden außerordentlich vereinfacht, da eine Nachjustierung nicht notwendig ist.In the embodiment according to Fig.3, the light beam is from the lamp ii thrown onto the aperture with the interposition of a lens 15 and the image the sharply illuminated diaphragm opening with the aid of a second lens 16 or a lens system thrown onto the mirror io, which reflects it onto the scale 13. In this way, the light intensity of the light streak generated becomes significant increased, but also the replacement of the light source when damaged is extraordinary simplified, as readjustment is not necessary.

Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 4. ist an Stelle des Planspiegels io ein parabolisch zylindrischer Hohlspiegel 17 vorgesehen, der einen scharfen Lichtstrich auf die Skala i;, reflektiert.In the embodiment according to Fig. 4. is in place of the plane mirror io a parabolic cylindrical concave mirror 17 is provided, which creates a sharp line of light on the scale i ;, reflected.

Gemäß der Ausführungsform nach Abb. 5 ist eine ebene Skala 18 vorgesehen, unterhalb welcher ein aus den beiden Planspiegeln ig und 2o bestehendes Spiegelsystem ortfest angeordnet ist. Diese beiden Spiegel 1g und 2o besitzen zentrale Öffnungen 21, 22, durch die einesteils der Lichtstrahl der Lampe ii, andererseits die Welle 8 mit der daraufsitzenden Blende 12 hindurchgeht.According to the embodiment according to Fig. 5, a flat scale 18 is provided, below which a mirror system consisting of the two flat mirrors ig and 2o is fixed in place. These two mirrors 1g and 2o have central openings 21, 22, through which on the one hand the light beam of the lamp ii and on the other hand the wave 8 passes through with the diaphragm 12 sitting thereon.

Der vom Spiegel io reflektierte Lichtstrahl wird zunächst durFh das Spiegelsystem 1g, 2o nach außen gezogen und zuletzt gegen die ebene Skala 18 geworfen, auf der er als radialer Lichtstrich in die Erscheinung tritt. Diese Art der Einrichtung hat den Vorteil, daß man trotz gedrängter Bauweise den Lichtstrahl nach außen ziehen, ihn gleichwohl aber auf eine ebene Skala so werfen kann, daß auf dieser ein scharfer radialer Lichtstrich entsteht.The light beam reflected by the mirror is initially thrown through the Mirror system 1g, 2o pulled outwards and finally thrown against the level scale 18, on which it appears as a radial line of light. That kind of set up has the advantage that despite the compact design, the light beam can be drawn outwards, but can nevertheless throw it on a level scale in such a way that a sharp radial line of light is created.

Für die Ablesung mehrerer Umdrehungen des Instrumentes kann auch, wie in Abb. 6 dargestellt, die Skala spiralförmig angeordnet sein. In diesem Falle muß dafür Sorge getragen werden, daß auch der Lichtstrahl auf der Skala keine in sich geschlossene Kurve, sondern ebenfalls eine spiralförmige beschreibt. Die Mittel, um dies zu erreichen, sind die verschiedensten. So kann beispielsweise der Spiegel io um eine senkrecht zur Achse 8 gelegene Achse verschwenkbar angeordnet und. beliebige Zwischenglieder vorgesehen sein, die entsprechend der Umdrehung der Welle 8 den Spiegel io langsam verschwenken, mit der Folgeerscheinung, daß das auf die Skala reflektierte Lichtbild sich allmählich entsprechend der Drehung der Welle 8 verschiebt und eine Spirale in gleicher Weise wie die Skala aufgetragen ist, beschreibt. Derselbe Effekt kann auch bei einer Einrichtung ähnlich derjenigen gemäß Abb. 5 dadurch hervorgerufen werden, daß das Spiegelsystem ig, 2o sich synchron zur Umdrehung der Welle 8 verändert, indem beispielsweise der Abstand zwischen Spiegel ig und 2o größer oder kleiner wird. Auch auf .diese Weise wird erreicht, daß das auf die Skala reflektierte Lichtbild eine Spirale beschreibt.For reading several revolutions of the instrument, it is also possible to As shown in Fig. 6, the scale can be arranged in a spiral. In this case Care must be taken that the light beam on the scale is not in describes a closed curve, but also a spiral shape. the The means to achieve this are the most varied. For example, the Mirror io arranged to be pivotable about an axis perpendicular to axis 8 and. any intermediate links can be provided, which correspond to the rotation of the Wave 8 slowly swivel the mirror io, with the consequence that the the scale reflected light gradually according to the rotation of the shaft 8 shifts and describes a spiral in the same way as the scale is plotted. The same effect can also be achieved with a device similar to that shown in Fig. 5 caused by the fact that the mirror system ig, 2o is synchronous with the rotation the shaft 8 changed by, for example, the distance between mirror ig and 2o gets bigger or smaller. In this way it is achieved that the Scale reflected light image describes a spiral.

In etwas anderer Weise kann durch eine synchrone Bewegung der Skala parallel zur Achse der Welle 8 erreicht werden, daß das reflektierte Lichtbild der spiralförmigen Skaleneinteilung folgt. Die konstruktiven und mechanischen Einrichtungen, die hierzu notwendig sind, können die verschiedensten sein.In a slightly different way, a synchronous movement of the scale parallel to the axis of the shaft 8 can be achieved that the reflected light image of the spiral scale division follows. The structural and mechanical facilities, which are necessary for this can be the most varied.

Als besonderer Vorteil ist noch außer den bereits genannten der zu erwähnen, daß die Lichtquelle in dem Meßapparat sich an einer Stelle befindet, wo sie mit Leichtigkeit von außen ausgewechselt werden kann. Es ist dies besonders aus Abb. 5 zu erkennen, wo die Ebene der Skala 18 das Meßinstrument abschließt und mitten in dieser Skala die Lampe ii sitzt, die von außen leicht auswechselbar ist.In addition to the ones already mentioned, there is also a special advantage mention that the light source in the measuring apparatus is in a place where it can easily be replaced from the outside. It is this special from Fig. 5 to see where the level of the scale 18 closes the measuring instrument and in the middle of this scale sits the lamp ii, which can easily be replaced from the outside.

Die dargestellten Ausführungsformen sind nur als Beispiele dafür anzu-ehen, wie die Erfindungsidee praktisch durchgeführt werden kann. Da die Darstellungen rein schematisch sind, so ist natürlich in konstruktiver Beziehung der weiteste Spielraum gegeben, ohne dadurch außerhalb des Rahmens der Erfindung zu fallen.The illustrated embodiments are only to be taken as examples, how the inventive idea can be carried out in practice. Since the representations are purely schematic, it is of course the furthest from a constructive point of view Given scope without thereby falling outside the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Physical instrument whose waste 'reading with the aid of a light beam is carried out, in particular timer for echo sounding means, characterized in that the light beam (or prism) falls coaxial with the axis of the rotating system at a fixed end of the axis mirror which is arranged so is that when the system is rotated by 36o °, the light pointer sweeps across a self-contained scale.

2. Physical instrument according to claim i, characterized in that the aperture (i2) and lens (i6) are fixed to the rotating one System of the instrument are connected.

3. Physical instrument according to claim i, characterized in that the light beam reflecting on the shaft The mirror arranged in the instrument is designed as a parabolic mirror.

4. Physical instrument according to claim i, characterized by the arrangement a fixed mirror system that deflects the reflected light beam and opens it up throws a flat, circular. or similarly shaped scale.

5. Physical Instrument according to claim 4, characterized in that it is concentric to the axis of rotation of the instrument two opposing mirrors are arranged, which the Draw the light beam outwards by multiple reflections and onto a perpendicular to the Throw the plane scale located on the axis of rotation.

6. Physical instrument according to claim i characterized by a spiral scale and precautions that direct the light beam Let the spiral scale follow synchronously with the rotation of the system. 7. " Physical instrument according to claim 6, characterized in that the light beams reflective mirror sitting on the shaft of the instrument is adjustable and facilities are made that this adjustment synchronously with the rotation of the Make the shaft of the instrument. B. Physical instrument according to claim 6, characterized in that when using one of the reflected light beam after outside pulling mirror system this mirror system is adjustable by, for example the one of the two mirrors synchronously parallel to itself in the direction of the axis of the instrument shifts. G. Physical instrument according to claim 6, characterized in that the scale is adjustable in the direction of the axis of rotation and this adjustment is synchronized with and through the rotation of the instrument he follows.