DE676893C - Verfahren zur Pruefung von Stoffen mit dielektrischen Eigenschaften - Google Patents

Verfahren zur Pruefung von Stoffen mit dielektrischen Eigenschaften

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Description

  • Verfahren zur Prüfung von Stoffen mit dielektrischen Eigenschaften Bei der Verarbeitung von Massengütern erweist es sich oft als notwendig, das Arbeitsgut auf die Beimischung von anderen Stoffen oder auf seine chemischen oder physikalischen Eigenschaften zu prüfen. Wird diese Prüfung nach den üblichen chemischen oder physikalischen Verfahren durchgeführt, so tritt oft der Umstand ein, daß diese Prüfverfahren zu langwierig sind und das Ergebnis der Prüfung erst dann erhalten wird, wenn das betreffende Gut bereits verarbeitet ist oder aber einer notwendigen Beeinflussung nicht mehr unterworfen werden kann.
  • Dieser übelstand führte zu der Entwicklung elektrischer Prüfverfahren, die zwar von sich aus nicht in der Lage sind, den zu untersuchenden Stoff zu analysieren und eindeutig eine etwa aufgetretene Veränderung anzugeben, bei denen aber durch eine voraufgegangene Untersuchung nach einem chemischen Verfahren eine Eichung der Meßeinrichtung so getroffen werden kann, daß das Meßergebnis auf die tatsächlich eingetretenen physikalischen oder chemischen Veränderungen ausgedeutet werden kann. Diese Verfahren haben den Vorzug, daß sie sehr rasch und auch mit brauchbarer Zuverlässigkeit die gewünschten Prüfungen durchzuführen gestatten. Mit Vorliebe benutzt man für solche Prüfverfahren die Einwirkung des Meßgutes auf einen hochfrequenten Schwingungskreis. Insbesondere sind Einrichtungen bekannt, bei denen das zu prüfende Gut zwischen die Belege des Kondensators eines hochfrequenten Schwingungskreises gebracht wird und die bei Veränderung des Meßgutes auftretende Veränderung seiner Dielektrizitätskonstante eine Veränderung der Frequenz des Meßkreises hervorruft. Diese Veränderung wird gemessen. Weiter ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Meßgut in die Spule eines hochfrequenten Schwingungskreises oder zu dieser in Beziehung gebracht wird, wobei ebenfalls Veränderungen der Frequenz des Schwingungskreises auftreten und diese als Meßmittel festgestellt werden. Weiter sind Verfahren bekannt, bei denen das zu untersuchende Gut in das Feld des Kondensators eines hochfrequenten Schwingungskreises gebracht wird und die hierdurch auftretende zusätzliche Dämpfung des Schwingungskreises infolge Veränderung des Verlustwinkels dieses Kondensators gemessen wird.
  • Diese Verfahren haben jedoch nur eine beschränkte Anwendungsmöglichkeit. Hauptsächlich sollte .mit ihnen die Prüfung des Wassergehalts von Gut durchgeführt werden. Man hat auch schon versucht, ganz allgemein die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen durch Messung ihrer dielektrischen Eigenschaften zu bestimmen, doch traten dann große Fehlerquellen auf. Die bekannten Verfahren sind nur bedingt benutzbar, und zwar dann, wenn sich in dem Meßgut nur Veränderungen in einer bestimmten Richtung vollziehen. Treten zwei oder mehrere Veränderungen des Meßgutes, gleichgültig, ob diese chemischer oder physikalischer Art sind, auf, so versagen diese. Meßverfahren. Das Meßergebnis kann dadurch verfälscht werden, daß eine zweite Veränderung die Wirkung der ersten Veränderung des Meßgutes auf die Meßeinrichtung verstärkt oder *verringert. Hierbei können sich chemische oder physikalische Veränderungen überlagern.
  • Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist darin zu erblicken, daß die Änderungen sowohl der Dämpfung als auch der Frequenz eines hochfrequenten Schwingungskreises gemessen werden, die beim Einführen der Stoffe in ein magnetisches oder elektrisches Feld oder beim Einführen in beide Felder auftreten. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren den Vorteil, daß es 7,wei Veränderungen des Meßgutes, gleichgültig, ob sie zhernischer oder physikalischer Art sind, zugleich anzuzeigen vermag, so daß aus dem Ergebnis dieser beiden Meßwerte auch auf die Veränderung dritter Größen mittelbar oder unmittelbar geschlossen werden kann.
  • Das Verfahren -beschränkt sich nicht auf irgendwelche Stoffe bestimmter Art, sondern wird nur eingeschränkt durch die für die Anwendung des Verfahrens notwendigen Voraussetzungen, die an die Stoffe bzw. deren Veränderungen gestellt werden müssen. Diese bestehen darin, daß die zu prüfenden Stoffe den Charakter eines Dielektrikums haben müssen. Die auftretenden Veränderungen müssen eine Veränderung der dielektrischen Eigenschaften der Stoffe, also der Dielektrizitätskonstante und der Leitfähigkeit des Stoffes, hervorrufen.
  • Gleichzeitig wird es durch die Erfindung möglich, mehrere Veränderungen verschiedenerArt, die entwedergleichzeitig odernacheinander auftreten; festzustellen und ihre Einflüsse auf die Messung voneinander zu trennen. Dadurch wird der bisher größte Nachteil der oben als bekannt geschilderten Verfahren behoben, der darin bestand, daß verschiedenartige Veränderungen: des Meß-.gutes den Meßkreis in der gleichen Weise beeinflussen und so die Messung der zu prüfenden Veränderung verfälschen; unter Umständen sogar unmöglich machen.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Meßgut, welches: in das magnetische oder das elektrische Feld eines hochfrequentenSchwingungskreises gebracht wird und dessen räumliche und zeitliche Veränderungen gemessen werden sollen, den Schwingungskreis stets in zweifacher Hinsicht beeinflußt. Wird das MeBgut z. B. in das elektrische Feld des Schwingungskreises; also zwischen die Belege des Abstimmkondensators oder eines Teiles des Abstimmkonden-Bators, gebracht, so wird durch die Veränderung des Dielektrikums dieses Kondensators der Kreis hinsichtlich seiner Frequenz und seiner Dämpfung beeinflußt. Es «:erden also zwei Meßgrößen auf den Meßkreis einwirken, die aber ganz verschiedene Ursachen haben können. Gesetzt den Fall; man würde zwischen die Belege dieses Kondensators mehrfach destilliertes Wasser bringen, welches eine außerordentliche hohe Dielektrizitätskonstante bei sehr geringer Leitfähigkeit besitzt. Die Frequenz dieses Schwingungskreises würde entsprechend der Veränderung des Dielektrikums außerordentlich stark, herabsinken. DieDämpfung diesesKreises würde jedoch nahezu diegleiche bleiben, da dieVerluste im chemisch reinen Wasser außerordentlich gering sind. Würde man nun diesem Wasser eine Spur einer schwachen Säure, z. B. Milchsäure, zufügen, so verringert sich die Dielektrizitätskonstante des Wassers außerordentlich stark. Die Leitfähigkeit des Wassers und damit die Verluste ändern sich nur ganz wenig. Die Dämpfung des Kreises würde also nur eine geringe Veränderung erfahren, während bei der Frequenz des Kreises eine ganz erhebliche Veränderung festzustellen ist. Führt man wiederum dem im Meßkondensator befindlichen reinen Wasser eine starke Säure, z. B. Salpetersäure, zu, so ändert sich die Dielektrizitätskonstante bei geringen Beimischungen nur unwesentlich, wohl aber steigt die Leitfähigkeit ganz außerordentlich. Die dielektrischen Verluste und damit die Dämpfung des Meßkreises würden außerordentlich stark zunehmen, während die Frequenz durch die geringe Veränderung der Dielektrizitätskonstantenur ingeringemMaße zunehmen würde. Es ist also durch die Messung beider Werte des Kreises, Frequenz und Dämpfung, möglich, festzustellen, ob, wie in diesem Beispiel angeführt, eine starke oder schwache Säure dem Meßgüt zugefügt worden ist.
  • Da in der Praxis der chemischen und technologischen Industrie die zu erwartenden Beimischungen oder Veränderungen physikalischer oder chemischer Art des Meßgutes in der' Regel bekannt sind und außergewöhnliche Beimischungen, deren Auftreten plötzlich und unkontrollierbar erfolgen könnte, nicht zu erwarten sind, wird die Aufgabe einer solchen Prüfung in der Regel darin liegen, bestimmte Veränderungen des Arbeitsgutes zu überwachen. Es ist nun möglich, daß durch den Arbeitsvorgang neben einer gewünschten chemischen Veränderung noch eine zwangsläufig auftretende physikalische Veränderung des Meßgutes stattfindet. Abgesehen von den oft vorhandenen Temper:L-turveränderungen des Meßgutes ist es denkbar, daß sich z. B. die Feinheit und damit das Volumengewicht ändert. Durch diese Veränderung des Volumengewichtes wird eine Veränderung der Frequenz des Meßkreises wie auch seiner Dämpfung hervorgerufen. Die Änderung der Frequenz steht jedoch in einem linearen Zusammenhang mit dem Volumengewicht, während dieses sich in bezug auf die Dämpfung als quadratische Funktion auswirkt. Es ist also bei einer Veränderung des Meßgutes in einer chemischen und einer physikalischen Eigenschaft ein Vergleich der Frequenz- und Dämpfungsänderung vorzunehmen. Ist die Empfindlichkeit der Anzeige beider Meßgrößen so gewählt, daß die chemische Veränderung des Stoffes allein sowohl bei dem Anzeigeinstrument für die Frequenz als auch bei dem für die Dämpfungsmessung den gleichen Ausschlag hervorruft, so würden bei dem zusätzlichen Auftreten einer Veränderung des Volumengewichtes die Zeiger beider Instrumente eine stark voneinander abweichende Einstellung aufweisen.
  • Die gleichen Verhältnisse liegen vor, wenn man das Meßgut in das magnetische Feld des hochfrequenten Schwingungskreises bringt. Auch hier wirkt das Meßgut in zweifacher Hinsicht. Durch die Leitfähigkeit des Meßgutes werden in ihm erhebliche Wirbelströme hervorgerufen. Diese Wirbelströme erzeugen außerordentlich starke Verluste in dem Meßkreis. Gleichzeitig wird durch die nie zu vermeidende evtl. künstlich verstärkte Eigenkapazität der Meßspule eine Beeinflussung der Eigenfrequenz des Meßkreises auftreten. Es ist jedoch verständlich, daß man die Messung in der Meßspule immer nur dann vorziehen wird, wenn die zu prüfende Veränderung des Meßgutes vornehmlich in einer Veränderung seines Leitvermögens bestehen wird. Auch hier ist wieder der Einfluß der Veränderung des Leitvermögens das Quadrat des Einflusses der Veränderung der Dielektrizitätskonstante.
  • Es ist ferner verständlich, daß man zur Prüfung des Meßgutes dieses auch zugleich in das magnetische und das elektrische Feld des Meßkreises bringen kann. Es ist gleichgültig, ob nun das Meßgut zu gleicher Zeit oder nacheinander beide Felder passiert. Diese Art der Messung ist dann besonders aufschlußreich, wenn man das Meßgut nacheinander in jedes der beiden Felder hineinbringt und jeweils die auftretenden @requenz-und Dämpfungsveränderungen feststellt.
  • Durch dieses neue Verfahren der Messung der Beeinflussung der Frequenz und der Dämpfung des hochfrequenten Schwingungskreises durch das zu prüfende Meßgut werden auch gleichzeitig die hauptsächlichsten Fehler der bisherigen Verfahren der einzelnen Messung der Frequenz und der Dämpfung für die verschiedensten Anwendungsgebiete aufgehoben. Bei diesen Verfahren wurden die Meßergebnisse dadurch verfälscht, daß der Meßkreis von dem Meßgut hinsichtlich der Frequenz und der Dämpfung beeinflußt wurde, wobei jedoch trotz der gegenseitigen Beeinflussung dieser Faktoren nur jeweils einer gemessen wurde. , Weitere Fehler in der Messung traten dadurch auf, daß nicht nur die zu messende Veränderung des Meßgutes allein auftrat, sondern gleichzeitig auch eine Veränderung anderer Art, die aber auf den Meßkreis bzw. auf das Meßergebnis im gleichen Sinne oder auch im entgegengesetzten Sinne wirkte und so das Meßergebnis verfälschte. Es- war bisher durch die alleinige Messung der Frequenz oder der Dämpfung nicht möglich, diese Einflüsse zu erkennen.
  • Dieses soll im besonderen noch einmal durch Beispiele erklärt werden. Wenn z. B. in einem Meßkondensator die chemische Veränderung, beispielsweise das Maß des durch Trocknung herabgesetzten Wassergehaltes von Getreide, festgestellt werden sollte, so ergab sich folgende Schwierigkeit: durch die Trocknung schrumpfte gleichzeitig das Korn. Das Volumengewicht des Meßgutes stieg. Da der Meßkondensator stets das gleiche Volumen hatte, war die Menge des Meßgutes je nach dem Volumengewicht verschieden groß. Erfolgte nun die Trocknung langsam und vorsichtig, so hatte das Korn Zeit, sich in seinem Gefüge langsam zu verfestigen und zu verdichten. Es entstanden wenig Hohlräume, die vorher durch das ausgetriebene Wasser ausgefüllt waren. Erfolgte die Trocknung jedoch durch Anwendung hoher Temperaturen und starker Belüftung, so daß das Wasser sehr rasch ausgetrieben wurde, so wurden in dem KornHohlräume erzeugt, und das Volumengewicht stieg nicht im selben Maße wie bei der langsamen Trocknung. Für den gleichenprozentualenWassergehalt waren also zwei verschiedene Mengen des Meßgutes im Meßkondensator enthalten. Da die Menge des Meßgutes als Dielektrikum die Frequenz des Meßkreises in der gleichen Weise bestimmt wie die tatsächliche Veränderung der Dielektrizitätskonstante, sind zwangsläufig durch diesen Einfluß und durch die hierbei nicht feststellbare Größe der physikalischen Veränderung erhebliche Meßfehler erzeugt worden.
  • Bei der Dämpfungsmessung lagen gleiche Verhältnisse vor. Wurde ein Korn mit hohem Volumengewicht in die Meßspule eingebracht, so erfuhr der Meßkreis bei gleichem Wassergehalt eine ungleich höhere Dämpfung als bei geringerem Volumengewicht. Wird nun jedoch die Frequenz des Kreises ebenfalls beobachtet, so ergibt sich bei hohem Volumengewicht eine bestimmte Dämpfung bei einer bestimmten Frequenz. (Die Zeigerausschläge können wieder gleich gemacht werden.) Bei niedrigem Volumengewicht, also z. B. unvorschriftsmäßiger Trocknung, ergibt sich eine erhebliche Abweichung der Zeigerstellungen zwischen Dämpfungs- und Frequenzmesser.
  • Würde man die Dämpfungsbestimmung in der bisher üblichenArt durchAufnahme einer Stromresonanzkurve durchführen, so würde dieses Prüfverfahren außerordentlich viel Zeit benötigen. Es wäre also mit diesem Prüfverfahren noch nicht ein Vorteil gegenüber exakten chemischen und physikalischen analytischen Verfahren gegeben. Aus diesem Grunde ist zur Ausübung des der vorliegenden Erfindung entsprechenden Verfahrens eine besondere Einrichtung zur Messung der Dämpfung entwickelt worden. Gleichzeitig sind bekannte Wege beschritten worden, um die Messung der Frequenz eines Meßkreises in schneller und sicherer Art zu ermöglichen.
  • Die zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung notwendige Einrichtung ist in einem Ausführungsbeispiel in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Um die Arbeitsweise dieser Einrichtung leichter erklären zu können, soll zuerst die Messung an Teilen von Schwingungskreisen geschildert werden. Die Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem Röhrengenerator, dessenDämpfung und Frequenz durch das Meßgut bzw. durch den Prüfling verändert wird. Es sind zur Vervollständigung der Einrichtung noch weitere Teile angeschlossen, jedoch soll vorerst nur der untere Teil der Zeichnung betrachtet werden.
  • Hier ist ein kleiner Röhrengenerator mit der Schwingröhre i, dem Gitterkreise, 3, dem Rückkopplungskreis q., 5, Gitterblock 6 und Gitterdrossel ? dargestellt. Weiter enthält noch dieser Kreis die Anodendrossel 8 und den Schutzkondensator g. Parallel zu dem Abstimmkondensator 2 des Gitterkreises liegt eine kleine Kapazität io, die hier durch einen Wechselstromsummer i i oder andere zweckdienliche Mittel ständig verändert wird. Parallel zum Rückkopplungskreis liegt der zu untersuchende Schwingungskreis 12, 13. Es soll angenommen werden, daß die Spule 13 dieses Schwingungskreises auf ihren Dämpfungsbeitrag untersucht werden soll. Ein Fall, wie er z. B. bei Abstimmspulen für Empfangsgeräte für drahtlose Nachrichten sehr häufig vorkommt. Die Spulen liegen hier fest: Die Wicklungsgröße liegt auch fest und ändert sich nicht. Es ist lediglich zu untersuchen, ob beider Herstellung alle nötige Sorgfalt gewaltet hat, daß der Dämpfungsbeitrag der Spule möglichst gering ist. Der Röhrengenerator ist so eingestellt, daß geringe Änderungen der Abstimmung zwischen Gitterkreis und Rückkopplungskreis eine erhebliche Änderung des Mittelwertes des Anodenstromes hervorrufen. Die Anodenspannung wird über einen Glimmlichtstabilisator 14 geliefert, so daß diese nahezu als konstant angesehen werden kann.
  • Dadurch, daß parallel zum Rückkopplungskreis q., 5 der zur Untersuchung dienende Schwingungskreis 12, 13 geschaltet wird, ist die Ahstimmschärfe des gesamten Systems abhängig von der Dämpfung, die durch den Kreis 12, 13 zusätzlich hineingebracht wird. Mit anderen Worten, wenn die zu untersuchende Spule 13 aus dem gesamten Kreis entfernt wird, so wird der Generator eine bestimmte Abs.timmschärfe haben. Wird die Spule 13 hinzugefügt und der Rückkopplungskreis erneut abgestimmt, so wird die Abstimmschärfe durch die Dämpfung des Kreises 12, 13 eine Einbuße erleiden, die abhängig ist von der Dämpfung des Kreises 12, 13.
  • Um diese Veränderung der Abstimmschärfe messen zu können, wird die Abstimmung des Gitterkreises 2, 3 ständig verändert, und zwar in diesem Beispiel durch die kleine Kapazität io. Es ist ohne weiteres klar, daß auch auf anderem Wege die Abstimmung verändert werden kann, z. B. durch eine ständige Ver= änderung der Spule eines der Schwingungskreise oder durch Veränderung von Kopplungsgliedern. Es ist auch weiter ersichtlich, daß nicht unbedingt die Abstimmung des Kreises 2, 3 verändert werden muß; die gleiche beabsichtigte Wirkung würde auch erzielt werden bei Änderung der Abstimmung eines der anderen Kreise. Der Einfachheit halber soll aber in allen späteren Betrachtungen die Veränderung 'der Kapazität des Kreises 2, 3 angenommen werden.
  • Die Veränderung der Abstimmung des Gitterkreises 2, 3 ist sehr gering, und, zwar so, daß in keinem Fall der Bereich der maximalen Flankensteilheit des zu untersuchenden Kreises überschritten wird. Durch diese ständige Veränderung der Abstimmung ändert sich gleichlaufend der mittlere Anodenstrom der Schwingröhre. Es wird dem der Röhre zugeführten Gleichstrom ein. Wechselstrom überlagert, dessen Frequenz von der Frequenz .der Veränderungen der kleinen Kapazität io abhängt und dessen Stärke von der Einstellung der Krümmung der gesamten Schwingungscharakteristik des Röhrengenerators und damit also auch von der Dämpfung der Spule i 3 abhängt. Dieser Wechselstrom durchfließt den Transformator 15, wird im Gleichrichter 16 gleichgerichtet und im Meßinstrument 17 gemessen. Außerdem wird der mittlere Gleichstrom, der zur Röhre 1 fließt, in dem Meßinstrument 18 gemessen.
  • Es leuchtet nun ein, daß das Meßinstrument 17 bei einer bestimmten Einstellung des Röhrengenerators ohne die Spule 13 einen bestimmten Ausschlag haben wird. Fügt man die Spule 13 ein und bringt man durch Abstimmung der Kondensatoren q. und 12 den Anodenstrom im Meßinstrument 18 auf die gleiche Höhe wie vordem, so wird durch die veränderte Ab@stimm@schärfe des gesamten Systems, die hervorgerufen wurde durch Hinzufügung der Spule 13, am Meßinstrument 17 ein anderer Ausschlag auftreten. Es ist nun klar, daß man an. Stelle der einen Spule 13 eine ganze Serie anscheinend gleicher.Spulen in dieser Einrichtung auf ihre Dämpfung vergleichsweise untersuchen kann. Hierüber gibt der Ausschlag des Instrumentes 17 einwandfreien Aufschluß. Weiter ist es auch klar, daß man die Spulen gleichzeitig auf ihre gleiche Induktivität beurteilen kann, wenn man das Meßinstrument 18 beobachtet. Hier wird nämlich die Höhe des Ausschlages davon. abhängig sein, welche Eigenfrequenz der Kreis ä2, 13 hat. Ändert sich die übrige Einstellung der ganzen Einrichtung nicht und ändert sich nur jeweils die Spule 13, so muß eine Veränderung- des Ausschlages am Instrument 18 von der Höhe der Induktivität der Spule 13 hervorgerufen sein.
  • Im bisherigen Beispiel ist die Veränderung der Dämpfung im Gesamtkreis durch das Auswechseln der Spule 13 erfolgt. Man kann sich jetzt einen anderen Zustand vorstellen, wenn man stets dieselbe Spule 13 beibehält und sie so einrichtet, daß in ihrem Inneren verschiedene Füllungen untergebracht werden können. Je nachdem, welche Eigenschaften die Füllung in der Spule 13 hat, ist eine verschiedene Abstimmung und eine verschiedene Dämpfung des Gesamtkreises zu erwarten und damit auch ein verschieden hoher Ausschlag in den Meßinstrumenten 17 und 18. Im gleichen Sinne und mit gleichem Erfolg kann man in das Kondensatorfeld des Kondensators 12 die verschiedenen Stoffe hineinbringen. Es soll hier jedoch der Einfachheit halber vorerst nur die Wirkung auf das Spu:lenfeld betrachtet werden.
  • Man kann diese Möglichkeit ausnutzen zur Kontrolle und Untersuchung von Werkstoffen und Arbeitsgütern. Es ist klar, daß diese Anordnung in b@ezug auf eine Veränderung der Dämpfung der Spule 13 außerordentlich empfindlich gemacht werden kann. Es ist damit einleuchtend, daß auch geringfügige Veränderungen der in der. Spule befindlichen. Füllung meßbar werden. Diese Veränderungen können physikalischer oder chemischer Art sein und z. B. als Veränderung des spezifischen Gewichtes, Veränderungen des Mischungsverhältnisses zweier Güter, Veränderungen. der Leitfähigkeit, Veränderungen der Dielektrizitätskonstante, der magnetischen und dielektrischen Hysteres.is, Veränderung des Feinheitsgrades u. dgl. mehr auftreten. Jede dieser Veränderungen wird eine Veränderung des Ausschlages der beiden Meßinstrumente ergeben. Man kann diese Einrichtung z. B. heranziehen zur Messung und Kontrolle an laufenden Güterströmen. Hierfür ist als Beispiel folgende Einrichtung gezeichnet worden.
  • In den Trichter 1g fällt® der Güterstrom, gerät in die Spule 13, die zweckmäßig mit einem Rohr ausgekleidet ist, und staut sich in dem, Rohr 2o durch den Trichter 21, der eine kleinere Öffnung hat als der Trichter 1g. Es wird somit erreicht, daß bei gleicher Beschaffenheit des Meßgutes ständig die gleiche Menge des Gutes in der Spule 13 enthalten ist. Die Einwirkungen des Güterstromes auf die gesamte Einrichtung lassen, sich grundsätzlich unterscheiden in Einwirkungen, die durch Veränderungen der Dielektrizitätskonstante und Einwirkungen, die durch. Veränderungen der Leitfähigkeit hervorgerufen werden. Veränderungen der Dielektrizitätskonstante werden demnach eine Veränderung der Frequenz des Meßkreises hervorrufen und eine Veränderung der Zeigerstellung des Instrumentes 18 erzeugen. Veränderungen' der Leitfähigkeit des Meßgutes werden eine Veränderung der Dämpfung des Meßkreises und damit eine Veränderung der Zeigerstellung des Instrumentes 17 hervorrufen. Aus welchen Ursachen die Veränderung der elektrischen Konstanten des Meßgutes erfolgt, wird vorher durch eine chemisch-analytische oder sonstige Eichung festgelegt.
  • Es, soll hier nur noch angedeutet werden, daß die gleiche Wirkung erzielt wird, wenn das Meßgut in die Abstimmspulen 3 oder 5 gebracht wird, oder aber, wenn das Meßgut zum Dielektrikum der Kondensatoren 2, 4: oder ä2 gemacht wird. Ebenso kann auch der veränderliche Abstimmkondensator 1o in einem der anderen Kreise, z. B. 4, 5 oder 12, 13, liegen. Es wird auch unter Umständen zweckmäßig sein, wie vordem schon beschrieben, das Meßgut sowohl in eine der Spulen als auch in einen der Kondensatoren einzuführen, wobei j e nach der Zweckmäßigkeit das Einführen gleichzeitig oder nacheinander erfolgen kann. Es ist auch ohne weiteres möglich, an Stelle eines schüttbaren Gutes feste Stoffe in die Spulen bzw. Kondensatoren einzuführen und durch Beeinflussung der Schwingungskreise die Beschaffenheit dieser Prüflinge festzustellen.
  • Bei diesen Messungen würde jetzt aber der Nachteil auftreten, daß an dem Meßinstrument 18 der gesamte Anodenstrom der Schwingröhre i angezeigt wird und somit geringfügige Änderungen des Anodenstromes, hervorgerufen durch Veränderung der Füllungen, schlecht abzulesen. sind. Aus diesem Grunde ist folgende Einrichtung getroffen worden.
  • Die Schaltanordnung ist zu einer Brückenschaltung vervollkommnet worden: Die Brücke wird gebildet durch den Glimmlichtstabilisator als Spannungsteiler, durch den unteren Meßkreis mit der Schwingröhre i und durch den oberen @M@eßkreis mit der Schwingröhre 22. Dieser 1@1eßkreiS hat dieselben Aufgaben und dieselben Eigenschaften wie der Meßkreis mit -der Schwingröhre i. Diese Anordnung ist sehr wichtig; weil im anderen Falle die geringsten Spannungsänderungen zu Schwierigkeiten führen würden Besonderer Wert ist darauf zu legen, daß die beiden Schwingröhren die gleiche Charakteristik besitzen auch in bezüg auf Änderung des Emissionsstromes, hervorgerufen durch Schwankungen der Heizspannung. Eine solche Brücke i:st nach erfolgter Abgleichung verhältnismäßig spannungsunempfindlich.
  • Mit Vollendung der Brückenschaltung ist es möglich, das Meßinstrument 18 so empfindlich zu halten, .daß auch :geringfügigste Änderungen der Abstimmung des Meßkreis-es mit der Schwingröhre i festgestellt werden können.
  • Zu dem Meßkreis mit der Schwingröhre z2 kann eine gleiche Anordnung hinzugefügt werden wie der Kontrollkreis 12, 13. Dieser Kontrollkreis besteht aus dem Kondensator 23 und der Spule 24. Beide Teile haben die gleiche Abmessung und den gleichen Aufbau wie Kondensator 12 und Spule 13. Es leuchtet nun ein, daß, wenn man in die Spule 24 einen Stoff hineinbringt, der z. B. als Standardmuster ausgeführt ist, man in der Spule 13 alle Abweichungen von diesem Standardmuster einwandfrei erkennen kann: Welcher Art das Standardmuster auch ist, ob es eine Flüssigkeit, ein schüttbares Gut oder ein fester Stoff, der organischer oder anorganischer Herkunft sein kann, es wird immer eine Vergleichsmessung zu diesem Standardmuster und dem zu prüfenden Gut möglich sein. Weiter kann man z. B. zwei Güterströme in. dieser Art gegeneinander vergleichen, wobei es nur eine Frage der Zweckmäßigkeit ist, ob. an dem Meßkreis mit der Schwingröhre 22 ebenfalls ständig durch eine veränderliche Abstimmung die Dämpfung durch ein Instrument gleich dem Instrument i7 gemessen wird oder nicht.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Prüfung von Stoffen mit dielektrischen Eigenschaften auf ihre gleichbleibende Beschaffenheit und auf gleichbleibende chemische und Physikalische Eigenschaften durch die Einwirkung dieser Stoffe auf das magnetische oder elektrische Feld eines hochfrequenten Schwingungskreises, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Dämpfung und der Frequenz eines hochfrequenten Schwingungskreises gemessen werden, die beim Einführen der Stoffe in sein magnetischen oder elektrisches Feld oder beim Einführen in beide Felder gleichzeitig oder nacheinander auftreten.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß entweder im Meßkreis oder in einem Erregerkreis die Ab- stimmung ständig verändert wird; und zwar im Bereich der größten Flankensteilheit der Resonanzkurve des Meßkreises, .der das zu untersuchende Gut enthält.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Frequenz ein Röhrengenerator-verwendet wird, dessen Anodengleichstrom sich mit der Verstimmung des Rückkopplungskreises zum Gitterkreis ändert. q.: Verfahren nach. Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Röhrengeneratoren verwendet werden, die als Zweige einer Brücke geschaltet sind und von denen der eine von einem Muster des zu untersuchenden Stoffes und der ändere von dem zu untersuchenden Stoff beeinflußt wird,. derart, daß Abweichungen von dem Muster die Brücke aus dem Gleichgewicht bringen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE746944C (de) * 1941-02-16 1944-08-30 Edgar Woyrsch Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Beimengungen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE746944C (de) * 1941-02-16 1944-08-30 Edgar Woyrsch Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Beimengungen

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