DE457991C - Verfahren und Vorrichtung zur stroboskopischen Beobachtung mittels eines elektrischen Schwingungskreises - Google Patents

Description

Zur Beobachtung von Bewegungsvorgängen werden seit langem stroboskopische Erscheinungen herangezogen. Sie beruhen darauf, daß bewegte Merkzeichen mit Hilfe von intermittierendem Licht für das Auge zu verlangsamter Bewegung oder zum Stillstand gebracht werden. Um intermittierendes Licht zu erhalten, das sich vollständig oder genähert im Gleichtakt mit dem zu beobachtenden Vorgang befindet, hat man verschiedene Anordnungen getroffen, die als Stroboskope bezeichnet werden. Eine besondere Aufgabe besteht darin, den Rhythmus des intermittierenden Lichtes zwangläufig von dem zu beobachtenden Vorgang hervorrufen zu lassen. Bei den bekannten stroboskopischen Einrichtungen wird die Erzeugung des Rhythmus entweder durch einen Wechselstromgenerator (Maschine, Sender) oder meist

direkt durch mechanische Unterbrecher bewirkt. Bei anderen Anordnungen erhält man, ebenfalls auf direktem Wege, einen intermittierenden Lichtstrahl dadurch, daß eine Blende vor einer dauernd brennenden Lichtquelle umläuft.

Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und Mittel für stroboskopische Beobachtungen und Messungen, bei dem das intermittierende Licht nicht durch direkte Unterbrechung erhalten wird, sondern dadurch, daß in einen elektrischen Schwingungskreis eine Zusatzspannung bestimmter Fre quenz so geschaltet wird, daß sie ihm ihre Frequenz aufzwingt. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen-Standes dargestellt.

Schließt man in bekannter Weise eine Entladungsröhre (Glimmlampe) parallel zu einem Kondensator unter Vorschaltung eines Widerstandes an eine Gleichstromquelle an, so leuchtet die Lampe intermittierend auf. Der Rhythmus des Aufleuchtens ist von der Spannung, dem Widerstand und der Kapazität abhängig und kann durch Veränderung mindestens einer dieser drei Größen in weitem Bereich eingestellt werden.

Um nun das Aufleuchten im Gleichtakt mit einem zu beobachtenden Vorgang stattfinden zu lassen, wird eine Anordnung getroffen, wie sie beispielsweise in Abb. 1 veranschaulicht ist:

Der zu beobachtende Vorgang sei die Drehbewegung einer Maschine. Vor einem ruhenden Eisenjoch T₁ das eine in den Lampenkreis geschaltete Spule 5¹ trägt, rotiert ein von der Maschine angetriebener Magnetstab M, so daß in der Spule 5¹ eine Spannung von der Frequenz der Drehbewegung der Maschine entsteht. Regelt man die Blinkfrequenz der Lampe, z. B. wie in Abb. 1 angenommen, durch Veränderung des Widerstandes R, so daß sie genähert mit der Frequenz des Magneten übereinstimmt, so fällt die Lampenfrequenz in Tritt mit der Frequenz des Ma-

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gneten und damit auch- mit der Frequenz der zu beobachtenden Drehbewegung. Die art der Spule 6" auftretende Zusatzspannung zwingt also dem Lampenkreis ihre Frequenz auf, Beleuchtet man jetzt mit der Lampe die umlaufenden Teile, so scheinen sie stillzustehen; man erhält ein ruhendes stroboskopisches Bild. Die Stellung des Bildes im Räume ist von der räumlichen Stellung des Joches / vor ίο dem Magnetstab, d. h. von der Phase der Zusatzspannung abhängig, kann also z. B. durch Drehung des Joches vor dem Magnetstab verändert werden.

Die Stabilität der Einrichtung, d. h. der Frequenzbereich, innerhalb dessen die Blinkfrequenz der Lampe in Tritt mit der Frequenz der Zusatzspannung bleibt, ist von der Größe der Zusatzspannung abhängig und kann beliebig groß gemacht werden. Die Zusatzspannung läßt sich durch Variation der Daten des magnetischen Kreises beeinflussen. Anstatt die Zusatzspannung durch einen permanenten Magneten hervorzurufen, kann z. B. "auch das Joch durch eine zweite Wicklung, die unmittelbar von der Gleichstromquelle gespeist wird, magnetisiert werden. Abb. 2 zeigt ein Beispiel dieser Anordnung. An Stelle des Magnetstabes ist hier eine Scheibe N aus nichtmagnetischem Material gewählt, die an einer Stelle des Umfanges ein Eisenstück E trägt. Beim Durchgang des Eisens durch das Joch wird die Zusatzspannung induziert. Bringt man mehrere Eisenstücke auf dem Umfang gleichverteilt an, so kann man die Frequenz der Zusatzspannung vervielfachen. Zur Beobachtung sowohl sehr langsamer wie sehr rascher Vorgänge lassen sich auf diese Weise günstige stroboskopisch^ Verhältnisse schaffen. In Abb. 2 ist beispielsweise angenommen, daß die Regelung des Schwingungskreises durch Veränderung der Spannung mittels Spannungsteiler erfolgt.

In Abb. 3 ist veranschaulicht, wie die Stellung des stroboskopischen Bildes im Räume durch Veränderung der Stellung des Joches beeinflußt werden kann. Das Eisenstück E hat in der in Abb. 3 gezeichneten Stellung das Joch/ soeben passiert. Wird bei unveränderter Drehbewegung der Scheibe das Joch aus der Stellung 1 in die Stellung 2 gebracht, so erfolgt der Lichtblitz um die Zeit einer halben Drehung später. Beobachtet man z. B. am Umfang eines umlaufenden Systems, von dem nur ein Teil von der Lampe beleuchtet werden kann, so wird durch den Phasenwechsel von 1 nach 2 das Bild der bei der Stellung 1 der Lampe abgewandten, hintenliegenden Teile nach vorn und damit in den Beobachtungskreis gebracht. Wird der Stellungswechsel des Joches kontinuierlich ringsherum vorgenommen, sei es durch Drehen von Hand oder mittels mechanischer Einrichtungen, so wandert langsam das Bild des gesamten Umfangs durch das Blickfeld des Beobachters.

Die zur Erzeugung der Zusatzspannung dienende Spule £ kann in verschiedene Zweige des elektrischen Kreises geschaltet werden, wie die Abb. 1 und 2 beispielsweise zeigen. Es lassen sich auch mehrere Spulen in verschiedenen Zweigen gleichzeitig verwenden. Zur Erzeugung der Zusatzspannung kann auch in der in Abb. 4 beispielsweise skizzierten Anordnung eine Hilfsstromquelle verwendet werden, die durch einen Unterbrecher U synchron mit dem Beobachtungsvorgang unterbrochen wird. Die Zuführung der Spannung zum Schwingungskreis erfolgt in der Abb. 4 über einen Transformator; sie kann natürlich ebensogut direkt stattfinden. Zur Einstellung des Schwingungskreises ist hier der Kondensator regelbar angenommen. Durch Bürstenverschiebung läßt sich auch bei dieser Anordnung die Phase der Zusatzspannung und damit des Lichtblitzes beeinflüssen.

Anstatt den Rhythmus der Zusatzspannung durch einen von dem Beobachtungsvorgang betätigten Unterbrecher hervorrufen zu lassen, kann man auch einen selbsttätigen Unterbrecher, z. B. ein mechanisch schwingendes System (Stimmgabel, Saite, Summer und ähnliches), benutzen. Abb. 5 veranschaulicht eine derartige Schaltung am Beispiel einer Stimmgabel. Stimmt die Frequenz des elektrischen Schwingungskreises genähert mit der der Stimmgabel überein, so drückt die Gabel, wie oben beschrieben, vermöge der in der Spule S entstehenden Zusatzspannung dem Schwingungskreis und damit der Lampe ihre Eigenfrequenz auf.

Anstatt die Stimmgabel mit Spule nach Abb. 5 zu schalten, kann man sie auch dem Unterbrechergetriebe in Abb. 4 entsprechend so anordnen, daß die schwingenden Zinken in an sich bekannter Weise zur Unterbrechung eines Hilfsstromkreises dienen. Auch hier ist es möglich, daß die Erreger spule der Stimmgabel direkt in den Blinkkreis geschaltet ist oder daß die Zusatzspannung transformatorisch auf den Blinkkreis übertragen wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur stroboskopischen Beobachtung mittels elektrischen Schwingungskreises, in den die zur Beobachtung dienende Lichtquelle, z. B. eine Glimmlampe, geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Schwingungskreises genähert auf die Frequenz des zu beobachtenden Vorganges einge-

   regelt und durch den Einfluß einer Zusatzspannung von genau der Frequenz des zu beobachtenden Vorganges in Übereinstimmung mit dieser Frequenz gebracht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Erzeugung der Zusatzspannung die Leitfähigkeit eines magnetischen Kreises im Rhythmus des' zu beobachtenden Vorganges ändern läßt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Zusatzspannung durch Unterbrechung einer Hilfsstromquelle erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der Zusatzspannung dienenden Elemente durch Änderung ihrer räumlichen Stellung zueinander die Phase der Zusatzspannung und damit des Lichtblitzes beeinflussen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein mechanisch schwingendes System zur Erzeugung der Zusatzspannung.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.