DE403939C

DE403939C - Einrichtung zum Nachweis und zur Messung des Abstandes elektrisch leitfaehiger Massen

Info

Publication number: DE403939C
Application number: DEL58224D
Authority: DE
Original assignee: HEINRICH LOEWY DR
Current assignee: HEINRICH LOEWY DR
Priority date: 1923-07-17
Filing date: 1923-07-03
Publication date: 1924-10-07
Also published as: GB223957A; FR574968A; BE223957A; US1585591A

Description

(L₅S₂₂₄

Die im folgenden beschriebene Einrichtung dient zum elektrischen oder elektroaviatischen Nachweise und zur Messung des Abstandes elektrisch leitfähiger Massen, beispielsweise unterirdischer Erzlager, Grundwasser, oder zur Bestimmung der Flughöhe (d.i. der Abstand von der elektrisch leitfähigen Erdoberfläche). Die Einrichtung beruht auf einem Prinzip, das als das elektrische Gegenstück zur Fizeausehen Zahnradmethode zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit bezeichnet werden kann. Der Unterschied ist, daß statt Lichtwellen elektrische Wellen benutzt werden und daß —an Stelle der Fortpflanzungsgeschwindigkeit — aus der als bekannt vorausgesetzten Geschwindigkeit der elektrischen Wellen der unbekannte Abstand der reflektierenden Fläche bestimmt wird. Das Zahnrad, das bei Fizeau die Lichtquelle periodisch auf- und zudeckt, ist durch eine Anordnung ersetzt, die den Sender und Empfänger abwechselnd außer Betrieb setzt. Sender und Empfänger können eine gemeinsame Antenne besitzen.

Der Vorgang spielt sich folgendermaßen ab: Während der (äußerst kurzen) Zeit, während welcher der Sender in Betrieb ist, wird ein zeitlich engbegrenzter Wellenzug ausgesandt, der nach Reflexion an einer etwa vorhandenen reflektierenden Fläche zu seinem Ausgangspunkte zurückkehrt. Ist die Periode des abwechselnden Aus- und Einschaltens des Senders und Empfängers gerade so gewählt, daß die Wellenfront der reflektierten Welle gerade in dem Momente in der Antenne eintrifft, wenn der Sender aus- und der Empfänger eingeschaltet wird, so erhält man in diesem ein Maximum der Empfangswirkung.

In den Abb. 1, 2 und 3 ist das Prinzip der Methode erläutert. Abb. 1 stellt den Fall dar, wo die reflektierten Wellen (unter-

halb der Zeitachse') gerade in den Pausen der Senderemission (oberhalb der Zeitachsej eintreffen. In Abb. 2 ist der Abstand der reflektierenden Fläche etwas geringer, in Abb. 3 etwas größer; im ersten Fall treffen die reflektierten Wellen zu früh, im zweiten zu spät ein, die Empfangswirkung ist entsrechend geringer.

Die Einrichtung besteht aus einem Aggregat von zwei Sendern und einem Empfänger; der eine Sender dient zum Aussenden von elektrischen Wellen, die nach Reflektion an irgendwelchen entfernten elektrisch leitfähigen Massen im Empfänger nachgewiesen werden.

Zu diesem Zweck werden der Sender und der Empfänger durch einen zweiten Sender, im folgenden als »Modulationssender« bezeichnet, abwechselnd und mit variabler Frequenz aus- und eingeschaltet derart, daß der Empfänger nie früher eingeschaltet wird, als bis die Senderschwingung genügend abgeklungen ist. Auf diese Weise werden im Empfänger, der überdies durch Entkopplung der direkten Einwirkung der Senderschwingung entzogen wird (falls keine fremden Sender in Tätigkeit sind), nur die an irgendwelchen elektrisch leitfähigen Massen reflektierten Wellen wahrgenommen.

Das Aus- und Einschalten muß für die praktisch in Betracht kommenden Fälle in außerordentlich kurzer Zeit, z. B. bei einer Distanz der reflektierenden Fläche von 300 Metern in zwei niillionstel, bei 3000 Metern Distanz in zwei hunderttausendstel Sekunden, erfolgen. Es ist nicht möglich, ein so rasches Aus- und Einschalten durch einen mechanischen Unterbrecher zu bewirken. In der vorliegenden Einrichtung wird für diesen Zweck die geringe Trägheit der Elektronen ausgenutzt, die elektrischen oder magnetischen Einwirkungen nahezu sofort folgen. Das Ausiind Einschalten wird durch Beeinflussung der zum Senden und Empfangen bestimmten Elektronenröhren bewirkt. Die Beeinflussung kann durch elektrische Schwingungen (Wechselstrom), pulsierenden Gleichstrom oder elektrische Schwebungen erfolgen.

In Abb. 4 erfolgt die Beeinflussung auf eine zum Senden bestimmte Elektronenröhre, indem die Gitterspannung periodisch verändert wird. 5¹ bedeutet den Schwingungskreis des Senders. Auf das Gitter wirken außer einer konstanten Batteriespannung der zum Erregen der Schwingungen bestimmte Fremderregungssender F und der zum Aus- und Einschalten der Schwingungen bestimmte Modulationssender M. Von demselben Sender M₁ nur mit entgegengesetzter Phase, wird die Empfängerröhre beeinflußt, was in der Abbildung jedoch nicht gezeichnet ist.

Anstatt der Gitterspannung kann auch die Anodenspannung so beeinflußt werden, daß ein periodisches Aus- und Einsetzen der Schwingungen in Sender und Empfänger erfolgt.

Will man die Einrichtung als Bodendistanzmesser (Höhenmesser) für Luftfahrzeuge verwenden, so wird dieselbe etwa in folgender Weise zu einem selbstanzeigenden Instrumente ausgebildet:

Man versetzt den Drehkondensator im Schwingungskreis des Modulationssenders in kontinuierliche Rotation und befestigt auf dem Deckel des Drehkondensators in radialer Richtung ein Vakuumröhrchen (etwa mit Heliumgas), wie das bei selbstanz-eigenden Wellenmessern bekannt ist. Dieses Heliumröhrchen wird nun mit Hilfe von zwei Schleifkontakten in den Schwingungskreis des Empfängers verlegt und zeigt durch sein Aufleuchten jenen Wert der Modulationswellenlänge an, bei welcher maximale Wirkung im Empfangskreise besteht.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zum Nachweis und zur Messung des Abstandes elektrisch leitfähiger Massen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sender und .ein Empfänger mittels eines Modulationssenders abwechselnd und go mit veriabler Frequenz ausgeschaltet werden, z. B. durch Beeinflussung der Gitteroder Anodenspannung eines Röhrensenders, so daß aus der dem Maximum der Empfangsintensität entsprechenden Modulationsfrequenz der Weg zwischen Sender und nachzuweisenden leitenden Masse ermittelt werden kann, den die Wellen hin und zurück durchlaufen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation durch Wechselstrom, elektrische Schwingungen, pulsierenden Gleichstrom oder elektrische Schwebungen erfolgt.
3. Luftfahrzeug - Bodendistanzmesser unter Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vakuumröhrchen in radialer Richtung auf dem Knopf des Drehkondensators des Modulationssenders befestigt ist, mit diesem in kontinuierliche Rotation versetzt wird und mit Hilfe von zwei Schleifkontakten in den Schwingungskreis des Empfängers gelegt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.