DE484031C

DE484031C - Microphone in which coal semolina is used in the chamber of a vibration-free block

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Publication number: DE484031C
Application number: DER65422D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-09-19
Filing date: 1925-09-20
Publication date: 1929-10-10

Description

Mikrophon, bei welchem Kohlegrieß in der Kammer eines schwingungsfreien Blockes verwendet wird rs sind Mikrophone mit Kohlenfüllung bekannt, bei welchen Kohlegrieß in. schachtelartigen Behältern angeordnet ist, auf welche die Schallwellen der Luft einwirken und damit den elektrischen Widerstand des Kohlegrießes verändern. Für die Füllung dieser Mikrophone wurden Kohlenkörner oder Kohlenstaub oder Kohlenkugeln, teilweise verschiedener Größe, wobei die kleineren Kugeln vollkommen beweglich in den Zwischenspalten der größeren Kugeln .angeordnet sind, vorgeschlagen, ohne daß erkannt wurde, daß durch eine Mischung von Kohlenkörnern nahezu jeder Größe eine besonders gute Wirkung des Mikrophons zu erzielen ist.Microphone, in which coal grits in the chamber of a vibration-free Blockes is used rs are microphones with carbon filling known, in which Coal meal is arranged in. Box-like containers on which the sound waves affect the air and thus change the electrical resistance of the charcoal. For the filling of these microphones, grains of coal or coal dust or coal balls, sometimes of different sizes, the smaller balls being completely movable in the intermediate columns of the larger balls .are arranged, proposed without it was recognized that by a mixture of grains of coal almost any size one particularly good effect of the microphone is to be achieved.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, durch die Mischung von grobem bis feinem Kohlegrieß eine Abhängigkeit der Empfindlichkeit von der Frequenz der zu übertragenden Töne vollkommen auszuschalten, und zwar geht dies aus folgender Überlegung hervor. Es sind, wie ausgeführt, Mikrophone mit größeren und kleineren Kugeln oder Körnern bekannt, bei denen die kleineren in den Zwischenspalten zwischen den größeren frei beweglich sind. Diese Zwischenräume bilden einen. Durchgang für die. Schallwellen, und zwar in größerem Maße für die Schallwellen mit tiefen Frequenzen, so daß die Empfindlichkeit mit der Frequenz zunimmt, um dann später wegen des schädlichen Nebenschlusses der unteren Schichten wieder abzunehmen.The present invention aims by mixing coarse up to fine charcoal a dependence of the sensitivity on the frequency of the to completely switch off the tones to be transmitted, this is due to the following Consideration. As stated, they are microphones with larger and smaller ones Balls or grains known, in which the smaller in the intermediate gaps between the larger ones are free to move. These spaces form one. Passage for the. Sound waves, and to a greater extent for the sound waves with low frequencies, so that the sensitivity increases with the frequency, and then later because of the harmful Shunt of the lower layers to decrease again.

Bei Verwendung eines Bindemittels zwischen den verschiedenen Körnern schwingen die Kohlenteilchen nicht mehr unabhängig voneinander, sondern bilden eine zusammenhängende schwingende Masse, die in gleicher Weise wie eine Kohlenmembran Resonanzlagen besitzen muß.When using a binder between the different grains the coal particles no longer vibrate independently of one another, but form one coherent oscillating mass, which is in the same way as a carbon membrane Must have resonance positions.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß, als Füllmaterial ein Gemisch von grobem bis staubfeinem Kohlegrieß verwendet wird und dieses Gemisch in einem schwingungsfreien Behälter so hoch aufgeschüttet wird, daß die Schallwellen mit der tiefsten vorkommenden Frequenz in der Füllung vollkommen absorbiert werden und damit die gesamte Schallenergie zur Druckwirkung gelangen lassen.These disadvantages are avoided according to the invention in that, as Filling material a mixture of coarse to dust-fine charcoal is used and this mixture is poured so high in a vibration-free container that the sound waves with the lowest frequency occurring in the filling are perfect are absorbed and thus the entire sound energy reaches the pressure effect permit.

Bevor die .erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben wird, soll im nachstehenden mit Bezug auf Abb.3 bis 7 die Wirkungsweise eines - membranlosen Mikrophons mit Kontaktpulverfüllung erläutert werden.Before the embodiment according to the invention is described, should in the following with reference to Fig. 3 to 7 the mode of operation of a - diaphragmless Microphones with contact powder filling are explained.

Nimmt man einen schwingungsfreien Behälter (Abb.3), in welchem für die Stromzuführung zwei feste Elektroden vorgesehen sind, und schüttet im Raume zwischen diesen Elekt-odPn Kohlegrieß, so erhält man damit ein Mikrophon, dessen Arbeitsweise durch die in den Abb. ¢ und 5 gezeichneten Schaulinien bildlich. dargestellt wird. Bei einer bestimmten Korngröße des Kohlenpulvers und einer bestimmten Aufschüttungshöhe erhält man die in Abb. ¢ dargestellte Charakteristik. Auf der Abszisse sind die Schwingungszahlen der das Mikrophon erregenden Schallwellen, auf der Ordinate die Empfindlichkeiten, d. h. die Größen der Widerstandsänderungen, aufgetragen. Verändert man nun die Aufschüttungshöhe, so erhält man bei Vergrößerung die gestrichelte Kurvenschar, bei Verkleinerung die strichpunktierte der Abb. 5.If you take a vibration-free container (Fig.3) in which for the power supply two fixed electrodes are provided, and pours in the room between these elect-odPn coal grit, you get a microphone, its Operation by the visual lines drawn in Figs. ¢ and 5. shown will. With a certain grain size of the coal powder and a certain embankment height the characteristic shown in Fig. ¢ is obtained. On the abscissa are the Oscillation numbers of the sound waves exciting the microphone, on the ordinate the Sensitivities, d. H. the magnitudes of the changes in resistance, plotted. Changes one now the amount of embankment, in this way one obtains the Dashed family of curves, when reduced, the dash-dotted line in Fig. 5.

Eine ähnliche Verschiebung der Kurven tritt nach Abb.6 auch beständig ein, wenn die Korngröße des Kohlenpulvers verändert wird, und zwar geht die ursprüngliche Kurve, i mit dem Größerwerden des Kornes in die Kurve 2 über.A similar shift in the curves occurs consistently as shown in Figure 6 one when the grain size of the coal powder is changed, namely the original one goes Curve, i over to curve 2 as the grain becomes larger.

Diese Erscheinungen, die durch eingehende Versuche des Erfinders bestätigt sind, erklären. sich damit, daß die Schallwellen mit den tieferen Frequenzen zum großen Teil durch die Fugen des Kohlenpulvers treten und dadurch keine Druckänderung auf die Körner ausüben. Für die Schallwellen mit höheren Frequenzen hingegen stellen die Fugen einen sehr großen Widerstand dar, so daß diese Schallwellen schon in den ersten Schichten vollkommen absorbiert werden und die weiteren, tiefer liegenden Schichten einen schädlichen Nebenschluß, für den widerstandsempfindlichen Teil. des Kohlenpulvers bilden.These phenomena, confirmed by the inventor's thorough experiments are, explain. so that the sound waves with the lower frequencies to the pass through the joints of the coal powder and therefore no change in pressure exercise on the grains. For the sound waves with higher frequencies, however, ask the joints represent a very great resistance, so that these sound waves are already in the the first layers are completely absorbed and the further, deeper layers Layers create a harmful shunt for the resistance-sensitive part. of the coal powder.

Der musikalische Frequenzbereich, der bis 7000 Schwingungen pro Sekunde ausgedehnt ist, verlärigt deinnach eine sehr geringe Aufschüttungshöhe. Die erforderliche gleich große Empfindlichkeit für die untere Grenze, etwa ioo Schwingungen pro Sekunde, ist bei einer geringen Aufschüttungshöhe nur dann zu erreichen, wenn man dafür Sorge trägt, daß die zwischen den Kohlenkörnern befindlichen Fugen verschlossen werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man verschieden groß gekörntes Material: verwendet, und zwar von etwa i mm großen Körnern. bis zu dem allerfeinsten staubförmigen Pulver, weil. nur dann die Fugen für den Schalldurchgang vollkommen verstapft sind. Bei Verwendung eines solchen Pulvers, als Kontaktpulver für die in der Abb: 3 dargestellte Ausführungsform des Mikrophons, erhält man die über einen genügend großen Frequenzbereich geradlinig verlaufende Kurve nach Abb.7 (bei einem anderen Maßstab).The musical frequency range, which is extended to 7000 vibrations per second, leaves a very low embankment height. The required equal sensitivity for the lower limit, about 100 vibrations per second, can only be achieved with a low embankment height if care is taken to seal the joints between the grains of coal. According to the invention, this is achieved by using grains of different sizes, namely grains of about 1 mm in size. down to the finest powdery powder, because. only then are the joints for the passage of sound completely plugged. When using such a powder as a contact powder for the embodiment of the microphone shown in Fig. 3, the curve according to Fig. 7 is obtained, which runs in a straight line over a sufficiently large frequency range (on a different scale).

Die gleiche Wirkung könnte man durch die alleinige Verwendung von sehr feinem Pulver erzielen, wenn nicht dieses Pulver die Eigenschaft hätte, zusammenzubacken und damit die gewünschte- Schwingung der einzelnen Körner illusorisch zu machen.The same effect could be obtained by using alone very fine powder, if this powder did not have the property of caking and thus to make the desired oscillation of the individual grains illusory.

Bei der in Abb. i in Vorderansicht und in Abb.2 im wagerechten Querschnitt dargestellten Ausführungform des Mikrophons ist die Kohlenschicht senkrecht auf der Vorderseite eines festen schwingungsfreien Körpers, z. B. eines Marmorblockes a, angeordnet. Die die Verbindung des Kohlenpulvers mit den nicht dargestellten. Zuleitungsdrähten 'bildenden festen Elektroden b aus Kohle oder einem nicht oxydierenden Metall sind in zwei tiefen Mulden k des Marmorblocks ,a in der Weise befestigt, daß ihre freie Außenfläche ganz von dem losen Kontaktpulver c bedeckt ist. Die Befestigung ist z. B. dadurch bewirkt, daß die Elektroden. b .mit Schrauben versehen sind, :die in die den Elektroden angepaßten Köpfe k der durch den Körper ra hindurchgeführten Schraubenbolzen eingeschraubt sind. Diese Bolzen! werden auf der Rückseite des Körpers a von Muttern Z gebal# ten, die gleichzeitig zur Stromzuführung dienen.In the embodiment of the microphone shown in front view in Fig. I and in a horizontal cross-section in Fig. B. a marble block a, arranged. The connection of the carbon powder with those not shown. Lead wires' forming solid electrodes b made of carbon or a non-oxidizing metal are fixed in two deep troughs k of the marble block, a in such a way that their free outer surface is completely covered by the loose contact powder c. The attachment is z. B. causes the electrodes. b. are provided with screws: which are screwed into the heads k, which are adapted to the electrodes, of the screw bolts passed through the body ra. These bolts ! are formed on the back of the body a by nuts Z, which also serve to supply power.

Die beiden seitlichen tiefen Mulden k gehen an der Vorderseite des Körpers n in die dem Einfuß der Schallwellen ausgesetzte Füllungskammer g über, die sehr flach gehalten ist, um für alle vorkommenden Frequenzen gleich empfindlich für Druckänderungen zu bleiben. Die ganze Kammer ist nach vorn von einer dünnen Gummihaut f abgedeckt, die das Pulver bei. zier senkrechten Stellung der Kammer unter einem bestimmten Druck hält.The two side deep hollows k go to the front of the Body n into the filling chamber g, which is exposed to the influence of sound waves, which is kept very flat in order to be equally sensitive to all frequencies occurring stay for pressure changes. The whole chamber is thin towards the front Rubber skin f covered, which the powder in. ornamental vertical position of the chamber holds under a certain pressure.

Die Verwendung einer Gummihaut zurVerhinderung des Herausfallens des Kohlenkleins ist bekannt; bei der hier beschriebenen Anordnung :dient sie einem weiteren Zweck. In ihrem gespannten Zustand erhöht sie nämlich den Druck, unter welchem die Kontaktkörner stehen, und macht die Pulvermasse schon bei ;einer sehr geringen Höhe vollkommen »schalldicht«. Diese Gummihaut wird von einer mit einem vorstehenden Rand m versehenen Gitterplatten aus Stoffgaze o. dgl. gehalten.The use of a rubber skin to prevent the Kohlenkleins is known; in the arrangement described here: it serves one further purpose. In its tense state, it increases the pressure, under which the contact grains stand, and already makes the powder mass; one very completely "soundproof" at a low height. This rubber skin is made of one with one protruding edge m provided grid plates made of fabric gauze o.

Besonders wichtig ist auch, daß die festen Elektroden von den Schallwellen nicht getroffen werden., weil sonst die Elektrodenstäbe zu schwingen beginnen und damit Resonanzerscheinungen in dem System hervorbringen würden.It is also particularly important that the fixed electrodes are protected from the sound waves are not hit. because otherwise the electrode rods begin to vibrate and so that resonance would appear in the system.

In der praktischen Ausführungsform der Abb. i ist oberhalb der wirksamen Füllungskammer eine Nebenkammer p angeordnet, welche mittels eines Stopfens g geschlossen werden kann und die Aufgabe hat, beim Nachsintern des Kontaktpulvers in der Hauptkammer die zur Erhaltung des konstanten Drukkes erforderliche Menge Pulver nachzuliefern.In the practical embodiment of Fig. I is above the effective Filling chamber arranged a secondary chamber p, which is closed by means of a plug g and has the task of re-sintering the contact powder in the main chamber to deliver the required amount of powder to maintain constant pressure.

Claims

PATENT CLAIM: Microphone with which coal grits in the chamber of a vibration-free block is used, characterized in that the coal meal consists of a mixture of coarse to dust-fine grains.