DE581099C - Einrichtung zum Messen und Registrieren kleiner und kleinster Laengenaenderungen sowie Geschwindigkeits- und Druckaenderungen stroemender Medien - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Messen und Registrieren kleiner und kleinster Längenänderungen sowie Geschwindigkeits- und Druckänderungen strömender Medien Es ist bekannt, zum Messen von Längenänderungen, Geschwindigkeits- und Druckänderungen, Kohlekörnermikrophone anzuwenden, deren Membranen durch verschiedenen, der Größe der Längenänderung entsprechenden Druck beeinflußt werden und die so eine proportionale Änderung des sie durchfließenden oder anderweitig von ihnen abhängigen Stromes verursachen. Die Größe der Stromänderung ist ein Maß für die Längenänderung. Ein Kohlekörnermikrophon ist aber ein sehr unsicherer Kontaktgeber, der Messungen von kontinuierlichen Änderungen ungünstig beeinträchtigt.
• Das für diese Zwecke ebenfalls verwendete Kondensatormikrophon weist diesen übelstand zwar nicht auf, jedoch ist es seiner Natur nach ein Solche mit Kondensatormikrophonen oder überhaupt mit Kondensatoren arbeitenden Geräte besitzen somit die Nachteile, die den Wechselstrommessungen an sich anhaften. So ist, abgesehen davon, daß Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad notwendig sind, das Erfordernis besonderer Wechselstromquellen sowie der zugehörigen Nebenapparate sehr nachteilig gegenüber den Meßeinrichtungen, die mit' Gleichstrom arbeiten. Auch besteht die Gefahr, daß Meßfehler infolge kapazitiver Störwirkungen auftreten können. Man kennt nun in der- Vakuumentladungsröhre eine Vorrichtung, deren Stromdurchlässigkeit in vollständig kontinuierlicher Weise geregelt werden kann. Im allgemeinen werden diese Änderungen durch kontinuierlich sich ändernde statische Ladungen eines Steuergitters vorgenommen, doch sind auch Anordnungen bekannt, bei denen Stromänderungen durch mechanisch oder magnetisch bewirkte Veränderungen der gegenseitigen Lage der Steuer- oder Anodenelektroden verursacht wurden.
• Derartig mechanisch beeinflußbare Entladungsgefäße werden z. B. zur Umwandlung von Schallwellen in Stromänderungen verwendet.
• Entsprechend diesem Verwendungszweck ist bei den hierfür benutzten Röhren der das verstellbare Glied tragende Teil der Wandung so dünn ausgeführt, daß er durch Schallschwingungen bewegt werden kann, ähnlich einer Membran. Für die Ausbildung der Wandung sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. So ist in manchen Fällen die Glaswandung selbst durch geeignete Formgebung in eine schwingungsfähige Membran umgewandelt worden, während in anderen Fällen wieder besondere luftdicht eingesetzte Metallmembranen Verwendung gefunden haben.
• Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Messen bzw. Registrieren kleiner und kleinster Längenänderungen, Geschwindigkeits- und Druckänderungen strömender Medien und besteht darin, daß ein solches Vakuumgefäß, dessen Leitfähigkeit in Abhängigkeit von den zu messenden Größen in an sich bekannter Weise mechanisch steuerbar ist, einen Teil der Meßeinrichtung bildet. Die Durchlaßfähigkeit der Steuervorrichtung kann durch an sich bekannte Verstellung des Gitters mechanisch veränderlich gemacht werden. Auch können im Entladungsgefäß zwei Hilfselektroden beweglich angeordnet sein, die sich in ihrer Einwirkung auf den Elektronenstrom unterstützen, beispielsweise unter Anwendung eines doppelarmigen Hebels. Durch Veränderung der gegenseitigen Lage der Steuer- und Hilfsgitter wird die Stellung der Stäbe bzw. Durchlaßöffnungen zueinander verändert und damit auch die Leitfähigkeit bzw. der Elektronenstrom der Röhre. Um diese Änderungen möglichst groß zu machen, ist es zweckmäßig, die Durchtrittsöffnungen der Elektroden möglichst klein zu halten, da dann kleinste Lagenänderungen große Änderungen der Durchlaßöffnungen hervorrufen.
• Eine beispielsweise Ausführungsform eines solchen Rohres zeigt schematisch die Abb. z. In einem in der üblichen Form hergestellten Entladungsgefäß mit Sockel i, Glasballon 2, Quetschfuß 3 sind ein Glühfaden q., eine Anode 5, ein Steuergitter 6 und ein zweites Hilfsgitter 7 angeordnet. Das Hilfsgitter 7 ist an einem rnembranartigen Teil des Glasballons angebracht, so daß Änderungen des Druckes auf die Membran 8 Lagenänderungen der Maschen der Hilfsgitter zueinander verursachen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann in der gezeichneten Lage des Steuergitters ein gewisser Betrag des Elektronenstromes von der Kathode zur Anode gelangen, dessen Größe aber bei einer geringen Beeindruckung der Membran sehr schnell, nahezu bis auf Null, reduziert werden kann. Auf der Membran können zur Erzielung einer größeren Bewegung noch Hebel angebracht sein, die natürlich auch ohne Membran durch die Glaswand hindurchgeführt und zur Einwirkung auf ein Steuergitter gebracht werden können, wie dies in der Abb. 2 beispielsweise gezeigt ist. Es steht auch nichts im Wege, die Lage der Steuerelektroden in an sich bekannter Weise magnetisch zu ändern. Die Hilfselektroden können in einer bei Vierelektrodenröhren bekannten Weise als Raumladungs- bzw. Schutzgitter geschaltet und an ein geeignetes Potential gelegt werden. Ferner können zur Erhöhung der Wirkung im Entladungsgefäß zwei Hilfselektroden beweglich etwa in der Weise angeordnet sein, daß die Bewegung der einen Elektrode in entgegengesetzter Richtung zur anderen Hilfselektrode erfolgt, beispielsweise unter Anwendung eines doppelarmigen Hebels. Wird uieser Hebel bewegt, so bewegen sich die Gitter in entgegengesetzten Richtungen. Infolgedessen ist die Relativverschiebung beider Gitter doppelt so groß wie die des an dem Hebel angreifenden Steuergliedes. Auf diese Weise ist es möglich, auch verschwindend geringe Verschiebungen wirksam werden zu lassen.
• Im Brücken- und Schiffbau bemüht man sich, Deformationen von Konstruktionselementen, "Trägern, Spanten usw. bei verschiedenen Belastungen des fertigen Werkes (Brücke bei Belastung, Schiff im Wellengang usw.) zu messen und laufend zu registrieren. Dies ist mit der neuen Einrichtung auf einfachste Weise möglich. Abb. 3 stellt einen Träger io dar, dessen Deformationen gemessen werden sollen. In einem bestimmten Abstand, beispielsweise i m, ist die Röhre i i und ein Widerlager 12 auf dem Träger befestigt. Längenänderungen des Trägers werden dann durch den Stab S auf das Gitter der Röhre übertragen und können so registriert werden. .
• In der Fernmeldetechnik stößt die Fernregistrierung von Geschwindigkeiten auf gewisse Hindernisse. So ist es beispielsweise schwierig, Geschwindigkeiten von Gasen und Flüssigkeiten auf einfache Art zu übertragen.
• Abb. q. stellt schematisch eine Einrichtung der Fernregistrierung obiger Geschwindigkeiten dar. Der aus der Röhre 13 herausragende Kupferstab 1q. ist mit einer Scheibe 15 versehen, welche senkrecht mit ihrer Fläche in den zu messenden Strom gestellt wird (Flüssigkeit oder Gas). Der auf die Scheibe wirkende Druck, welcher bei konstantem Querschnitt und laminarer Strömung proportional dem Strom ist, ruft dann eine Stellungsänderung der beiden Gitter zueinander und damit eine Änderung des Anodenstromes hervor, die von einem Oszillographen aufgeschrieben werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Messen und Registrieren kleiner und kleinster Längenänderungen sowie Geschwindigkeits- und Druckänderungen strömender Medien, gekennzeichnet durch ein Vakuumentladungsgefäß, dessen Leitfähigkeit in Abhängigkeit von den zu messenden Größen in an sich bekannter Weise mechanisch steuerbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronendurchlaßfähigkeit der Steuervorrichtung durch an sich bekannte Verstellung des Gitters mechanisch veränderlich ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladungsgefäß zwei Hilfselektroden beweglich angeordnet sind, die sich in ihrer Einwirkung auf den Elektronenstrom unterstützen, beispielsweise unter Anwendung eines doppelarmigen Hebels.