DE556194C

DE556194C - Vorrichtung zur Anzeige von mechanischen, insbesondere seismischen Schwingungsvorgaengen unter Wasser

Info

Publication number: DE556194C
Application number: DEA59346D
Authority: DE
Original assignee: CARL BAMBERG FRIEDENAU; Askania Werke AG
Current assignee: CARL BAMBERG FRIEDENAU; Askania Werke AG
Priority date: 1929-10-16
Filing date: 1929-10-16
Publication date: 1932-08-04

Description

Vorrichtung zur Anzeige von mechanischen, insbesondere seismiscken Schwingungsvorgängen unter Wasser Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige von mechanischen Schwingungsvorgängen, insbesondere von künstlichen oder natürlichen Erdbebenwellen in See- oder Sumpfgebieten, die unter Wasser aufgestellt wird. Diese auch unter dem Namen Geophon bekannten Schwingungsmesser sind gewöhnlich nach Art von Mikrophonen gebaut, d. h. sie bestehen aus einem von einer Membran abgeschlossenen Gehäuse, in dessen Innerem ein Magnet untergebracht ist. Durch die Membran wird eine in das Feld des Magneten gelegte Spule hin und her bewegt, so daß durch die Erschütterungen, die von dem Wasser auf die Membran übertragen werden, die Spule hin und her geschwungen wird und dadurch in der Spule Stromstöße induziert werden, die dann auf ein Anzeige- oder Schreibinstrument übertragen werden können.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß mit der Wassertiefe sich der .auf der Membran lastende Wasserdruck ändert. Demgemäß ändert sich die Ruhelage der Membran mit der Wassertiefe. Es ist nun wesentlich, daß die Spule ihre Hinundherbewegung in dem günstigsten Teil des Feldes des Magneten ausführt, weil die Schwingungen verhältnismäßig klein sind. Durch die Verschiebung der Spule durch Änderung des Wasserdrucks wird demnach die Empfindlichkeit des Apparates bei ungünstigen Umständen herabgesetzt. Die vorliegende Erfindung beseitigt nun diesen Übelstand dadurch, daß der die Schwingungen aufnehmenden und übertragenden Membran eine zweite Membran so -entgegengeschaltet ist, daß der bei verschiedener Wassertiefe verschiedene Wasserdruck,auf beide Membranen in gleicher Stärke wirkt und keine Änderung der Einstellung des Instrumentes in der Ruhelage zur Folge hat. Hierbei wird das vorzugsweise zylinderförmig gestaltete Instrument zweckmäßig an den beiden Stirnseiten durch je eine Membran gleicher Größe abgeschlossen, welche in an sich bekannter Weise durch einen gemeinsamen Lenker miteinander verbunden sind.
Es ist eine Vorrichtung bekannt, bei der auch zwei Membranen durch einen Lenker miteinander verbunden sind. Diese haben aber verschiedene Größe, so daß sie schon aus diesem Grunde nicht dazu geeignet sind, die Schwierigkeiten beim Wechseln des Wasserdrucks bei verschiedener Tiefe zu beseitigen. Der Verbindungslenker dient vielmehr bei der bekannten Vorrichtung dazu, ankommende Schallwellen von der einen Membran auf die andere zu übertragen.
Die Zeichnung zeigt Y eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung.
In der Zeichnung ist i das Gehäuse des Apparates, welches vorzugsweise zylinderförmig gestaltet ist. Die beiden Stirnseiten des Zylinders werden durch je eine Membran abgeschlossen. Für diese Membranen ist es erwünscht, daß sie eine möglichst geringe Eigenschwingungszahl aufweisen. Man könnte dies dadurch erreichen, daß man den Membranen einen großen Durchmesser gibt. Dadurch wird aber der Apparat unhandlich. Es ist deswegen zweckmäßig, wie in der Zeichnung dargestellt, die Membranen zu belasten, indem man sie als Doppelmembranen ausführt, d. h. aus j e zwei Membranen z, 2a bzw. 3, 3a herstellt und den Zwischenraum zwischen den Doppelmembranen durch eine spezifisch schwere Flüssigkeit, vorzugsweise Quecksilber, ausfüllt. Die beiden Membranen sind durch einen Lenker 5 miteinander verbunden, der an seinem oberen Ende die Spule 6 trägt. Der Lenker, welcher aus einem unmagnetischen Stoff hergestellt ist, liegt in einer Bohrung des Magneten 7. Dieser ist als Topfmagnet ausgebildet. Die Bohrung befindet sich in dem mittleren Schaft 7a des Topfes. Die Spule 6 bewegt sich zwischen dem oberen Teil des Schaftes, den sie übergreift, und dem Rand des Mantels des Magneten. Sie befindet sich demnach in der Ruhelage an derjenigen Stelle, an welcher der Kraftlinienfluß des Magneten am dichtesten ist.
Der Magnet ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Elektromagnet gedacht, der von einer Spule ß und einer beliebigen, in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle erregt wird. Man könnte aber an seiner Stelle auch einen permanenten Magneten verwenden. Die in der Spule 6 induzierten Stromstöße bei der Bewegung der Spule dienen als Anzeige- oder Registrierimpuls.
Es ist ersichtlich, daß beim Versenken der Vorrichtung in das Wasser stets auf beide Seiten, also auf beide Membranen, der gleiche Wasserdruck wirkt, so däß die Ruhelage der Spule dauernd die gleiche bleibt und von der Tiefe des Wassers unabhängig ist. Gerät das Wasser z. B. durch ein Erdbeben in Schwingung, so teilt sich dieser Schwingungsimpuls den Membranen mit, die in gleiche Schwingungen versetzt werden und die Spule 6 in dem Magnetfeld entsprechend hin und her bewegen. Natürlich könnte man auch umgekehrt die Membranen mit dem Magneten verbinden und diesen beweglich anordnen, während die Spule fest am Gehäuse ist.
Eine weitere Ausführungsform, durch welche die. Eigenschwingung der Membranen herabgesetzt werden könnte, ist die, daß man das Innere des Instrumentes in an sich bekannter Weise mit einer Flüssigkeit, z. B. mit öl, ausfüllt.
Hierdurch kann zugleich der unerwünschten Änderung der Empfindlichkeit und Eigenfrequenz vorgebeugt werden, die dadurch entsteht, daß die Membranen zwischen Randeinspannung und Lenker 5 je nach dem Wasserdruck verschiedener Tiefe veränderlich durchgebogen und gespannt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Anzeige von mecha. nischen, insbesondere seismischen Schwingungsvorgängen unter Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schwingungen aufnehmenden und übertragenden Membran eine zweite Membran so entgegengeschaltet ist, daß der bei verschiedener Wassertiefe verschiedene Wasserdruck auf beide Membranen in gleicher Stärke wirkt und keine Änderung der Einstellung des Instrumentes in der Ruhelage zur Folge hat. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise zylinderförmig gestaltete Instrument an den beiden. Stirnseiten durch je eine Membran gleicher Größe abgeschlossen ist, welche in an sich bekannter Weise durch einen gemeinsamen Lenker (5) miteinander verbunden sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Verringerung der Eigenschwingungen der Membran diese als Doppelmembran ausgebildet und der Zwischenraum zwischen den beiden Teilen einer jeden Membran mit einer spezifisch schweren Flüssigkeit, vorzugsweise Quecksilber, ausgefüllt ist.