DE464516C - Verfahren zum Bestimmen von Entfernungen in Gasen oder Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren zum Bestimmen von Entfernungen in Gasen oder Flüssigkeiten Gemäß der Erfindung werden Entfernungen in Gasen oder Flüssigkeiten dadurch festgestellt, daß man .eine zwischen den Endpunkten der zu messenden Strecke liegende Gas- oder Flüssigkeitssäule zu Eigenschwingungen anregt und die Resonanzlage be; obachtet. Aus der Eigenschwingungszahl bzw. der ihr entsprechenden Länge der Schallwellen läßt sich die Entfernung ermitteln. Sie ist im Resonanzfalle ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge. Wenn die Entfernung der Größenordnung nach unbestimmt ist, so muß man die tiefste Resonanzfrequenz ermitteln. In diesem Falle ist die Entfernung gleich der halben Wellenlänge. Mit Hilfe zweier oder mehrerer Oberwellen kann man die Entfernungen ebenfalls ermitteln; sie ist dann mindestens gleich oder größer als das erste gemeinsame Vielfache der halben Wellenlänge. Hat man beispielsweise die halbe Wellenlänge der einen Resonanzlage mit i m, die halbe Wellenlänge der anderen Resonanzlage mit 1,2 m bestimmt, so ist die Entfernung gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches von 6m.
• Eine Einrichtung, die besonders zur Feststellung der Tiefe von Gewässern geeignet ist und den Vorteil besitzt, daß man eine fortlaufende Beobachtung oder Anzeige erhalten kann, ist in der Abb. i dargestellt. Mit i ist der Schiffsboden bezeichnet, in den der Sender 2 und der Empfänger 3 eingebaut sind. Der Sender 2 wird durch die rückgekoppelte Entladungsröhre q. in Schwingungen versetzt, deren Frequenz von den elektrischen Abmessungen des aus der Induktivität 5 und der Kapazität 6 bestehenden Abstimmkreises abhängt. Der Kondensator 6 ist derart gestaltet, daß sein drehbares Plattensystem in Schwingungen oder Rotation versetzt werden kann, so daß die vom Sender 2 ausgesandten akustischen Wellen dauernd ein breites Frequenzband überstreichen. Zur Beobachtung der Resonanzlage der unterhalb der Membran des Senders 2 liegenden Was, sersäule dient der Empfänger 3, der auf den aus der Induktivität 7 und dem Kondensator 8 bestehenden Abstimmkreis einwirkt. Der Kondensator 8 wird zweckmäßig ebenso ausgebildet wie der Kondensator 6 und mit ihm derart verbunden, daß in jedem Augenblick die Eigenfrequenzen beider Schwingungskreise gleich sind. An die Klemmen der Kapazität 8 ist die Entladungsröhre 9 gelegt, die aufleuchtet, sobald an der Kapazität eine genügend hohe Spannung auftritt.
• Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Während der Drehung der beweglichen Plattensysteme 6 und 8 durchlaufen die vom Sender 2 ausgestrahlten Frequenzen die Eigenschwingungszahl der zwischen dem Grunde i o und der Membran des Senders 2 liegenden Wassersäule. Gerät die Wassersäule in Resonanz, so wird dem Empfänger 3 so viel Energie zugeführt, daß an dem Kondensator 8 eine so hohe Spannung entsteht, daß die Röhre 9 aufleuchtet. Da die jeweilige Lage dieser Röhre von der vom Sender 2 ausgestrahlten Wellenlänge abhängt, so kann man aus der Lage der aufleuchtenden Röhre die Entfernung zwischen dem Grund io und dem Schiffsboden i unmittelbar ablesen. Zwischen dem Empfänger 3 und dem Schwingungskreis 7, 8 können, je nach Bedarf, Verstärkungseinrichtungen ;eingeschaltet werden. Anstatt einen besonderen Empfänger 3 zu verwenden, kann man auch die Eigenschwingungszahl der unterhalb der Membran des Senders 2 liegenden Wassersäule aus der Energieabgabe des Senders ermitteln, die im Resonanzfalle ein Maximum ist.
• Eine weitere Einrichtung, die ebenfalls zur fortlaufenden Anzeige der zu messenden Entfernung geeignet ist, ist in Abb. 2 dargestellt. Der Schiffsboden ist mit ii bezeichnet, i2 ist ein - Schallsender, 13 ein Empfänger. Der Sender 12 wird von dem Entladungsgefäß 14 erregt. In dem Anodenkreis dieser Röhre liegt außer dem Sender 12 noch der Frequenzmesser 15. Die vom Sender 12 ausgestrahlten Wellen treffen auf den Empfänger i3 und wirken auch auf das Steuergitter der Röhre 14 zurück. Die dargestellte Einrichtung besitzt also eine Art Rückkopplungsschaltung. Wenn man vermeidet, daß der Sender 12 und der Empfänger 13 ausgesprochene Eigenschwingungszahlen besitzen, so erregt sich selbsttätig die Eigenschwingungszahl der zwischen der Membran des Senders 12 und dem Grund 16 liegenden Wassersäule. Deshalb kann man am Frequenzmesser 15 unmittelbar die Länge dieser Wassersäule ablesen.
• Die Membran der verwandten Sender wird zweckmäßig gleich oder größer als die mittlere der der zu messenden Entfernung entsprechenden Wellenlänge gewählt. Sollen beispielsweise die Entfernungen zwischen io cm und 8o cm gemessen werden, so beträgt die mittlere zu messende Wellenlänge Man wird den Durchmesser der Membran daher zweckmäßig zwischen 70 und 8o cm wählen. In diesem Falle erhält man eine einigermaßen scharf begrenzte Flüssigkeitssäule, die leicht zu Eigenschwingungen angeregt werden kann.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Bestimmen von Entfernungen in Gasen oder Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Endpunkten der zu messenden Entfernung liegende Gas- oder Flüssigkeitssäule zu Schwingungen angeregt und die Frequenz einer, vorzugsweise der tiefsten Resonanzlage festgestellt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen mindestens zweier Resonanzlagen festgestellt werden, aus denen sich dann die Entfernung errechnen läßt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzlage aus der Energieabgabe des Senders ermittelt wird. ¢.
4. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- oder Flüssigkeitssäule durch einen Sender zu Schwingungen angeregt wird, der von einem von diesen Schwingungen der Gas- oder Flüssigkeitssäule beeinflußten Empfänger gesteuert wird.
5. 5. Anordnung für das Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Membran größer ist als die mittlere den zu messenden Entfernungen entsprechende Wellenlänge.