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Frequenzmesser oder -relais nach Patent 907309 mit zwei Schwingungsorganen
verschiedener Eigenfrequenz, deren Schalldrücke entgegengesetzt auf den beweglichen
Teil eines Schallstärkemessers wirken. In dein Hauptpatent sind Frequenzinesser
und -relais beschrieben, bei denen die Einstellung durch die Stärke eines mit der
zu messenden Frequenz erzeugten Schalles beeinflußt wird. Im besonderen ist auch
in dieser Erfindung eine Vorrichtung angegeben zur Bestimmung der Frequenz oder
Einstellung eines Relais, bei der zwei Schwinungsorgane von verschiedener Eigenfrequenz,
mit derselben zu bestimmenden Frequenz erregt, durch ihr-- Schalldrücke gleichzeitig
auf den heweglichen Teil des Meßgerätes wirken. Diese Anordnung ist besonders wertvoll
zur Erzeugung einer Frequenzskala, die sich# nur über einen kleinen 1leßbereich
ausdehnt und in diesem große Empfindlichkeit zeigt, wie sie z. B. für Frequenzanzeige
bei drahtloser Telegraphie oder auch zur Überwachung einer Netzfrequenz, die nur
um wenige Prozent schwankt, anwendbar ist.
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In dem Hauptpatent ist diese Vorrichtung derart angeordnet, claß die
Differenz der Druckkräfte zur Wirkung kommt. Diese Anordnung hat indessen insofern
einen gewissen .Nachteil, daß die Anzeigen des 1leßgerätes nicht nur von der anzugebenden
Frequenz allein, sondern auch von der Stärke der Erregung der Schwingungsorgane
abhängig sind. Soll beispielsweise die Frequenz einer Netzspannung überwacht werden,
so werden als Schwing rngsorgane zweckmäßig Telephoninenibranen gebraucht, deren
Erregerspulen an der Netzspannung liegen. Alle Schwankungen der .Netzspannung werden
dann in Schwankungen der Druckkräfte, also auch der die Zeigerstellung bestimmenden
Differenz der Druckkräfte zum Ausdruck kommen.
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Dieser Übelstand wird erfindungsgemäß vermieden durch eine solche
Anordnung des beweglichen Teiles des 1Teßgerätes gegen die Schallquellen, daß für
die Stellung des Zeigers nicht die Differenz, sondern das Verhältnis der Druckkräfte
maßgebend ist. Hierliei wird zweckmäßig der Zeiger ohne Gegenkraft angeordnet.
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In der Abb. ; ist der Grundgedanke der Erfindung schematisch dargestellt,
während die Abb. s zum Vergleich ein schematisches Bild einer Anordnung zeigt, bei
der die Differenz der Druckkräfte wirksam sein würde. In Abb. i bedeuten i und i'
zwei Düsen, aus denen die Schallwellen austreten: 3 stellt eine um die Drehachse
.M bewegliche Fläche dar, auf die von beiden Seiten die Schall-,vellen auftreffen.
Diese Fläche trägt zugleich den Zeiger 3'. Die auf den Angriffspunkt io reduzierten
Drücke auf diese Fläche sind in bekannter Weise dargestellt durch die Linie io,
i i, die den Druck von der Düse i aus wiedergibt, und .die Gerade io, ii' für den
auf den Punkt io reduzierten Druck der Düse i'. Die zur Fläche senkrechten Komponenten
dieser Drücke sind io, 13 und 10, 13'. Der Zeiger ist von keiner anderen
Richtkraft als den Schalldrücken beeinflußt, da die Wirkung der Schwerkraft in bekannter
Weise durch zwei Gewichte 23, die verschiebbar auf zwei Ansatzarrnen 2a der beweglichen
Fläche 3 angeordnet sind, aufgehoben ist. Er nimmt daher die Stellung ein, bei der
die wirksamen Druckkomponenten io, 13 und io, 13' entgegengesetzt gleich sind. Ändert
sich nun die Stärke beider Schalldrücke in gleichem 'Maße, so bleibt die Einstellung
des Zeigers unverändert. Die Einstellung des Zeigers ist also mir abhängig von dem
Z'"erhältnis der Gesamtdrücke io, i i und io, i i'. Kennzeichnend für die Anordnung
und unerläßlich für ihre Wirkungsweise ist, daß der Druck auf das Zeigerblatt, den
jede einzelne Schallwelle ausübt, sich mit der Stellung des Zeigers stetig ändert.
Diese Änderung betrifft zunächst die Richtung des Schalldruckes gegen
die
Druckfläche bei verschiedenen Zeigerstellungen und kann aber auch j e nach der Entfernung
zwischen Düse und Druckfläche in einer mehr oder weniger starken Änderung der Druckgröße
io, a1 und io, ii' mit der Zeigerstellung bestehen. Durch Änderung der laitfernung,
auch gegebenenfalls unsymmetrische Stellung der Düsen gegen den Zeiger, kann man
also den Skalenverlauf beeinflussen. Ein weiteres Mittel zur Regelung der Skala
besteht in der Änderung des mittleren Abstandes der Druckfläche von der Drehachse
.4, also der Länge i o, q. in der Abb. i. Zum Vergleich zeigt die Abb. :2 eine Anordnung,
bei der die Differenz der Druckkräfte beider Schallquellen für die Stellung des
Zeigers maßgebend ist. 2 ist eine Platte, die in dein kreisförmig gebogenen Hohlzylinder
21 uni die Drehachse 4 mit Hilfe des Bügels 2o beweglich angeordnet ist. Auf beiden
Seiten dieser Platten wirken -die Drücke der clen Düs:;n i und i' entströmenden
Schallwellen, und zwar ist der Druck aus jeder Düse infolge der Schallwellenführung
durch den Hohlzylinder nahezu unabhängig davon, an welcher Stelle des Rohres sich
das Plättchen 2 befindet. Damit der Zeiger sich einstellt, muß diesem Druck eine
andere Kraft entgegengestellt werden. Diese wird geliefert durch eine auf die Zeigerachse
wirkende Feder .1. Die Ausschläge des Zeigers sind bei dieser Anordnung der Differenz
der Druckkräfte proportional. Unentbehrlich ist dabei eine auf den Zeiger wirkende
zusätzliche Richtkraft.
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Außer diesen beiden extremen Fällen, deren erster die Druckkräfte
abhängig von der Zeigerstellung und den Zeiger ohne Gegenkraft zeigt, während der
zweite die Druckkräfte unabhängig von der Zeigerstellung und den Zeiger mit Gegenkraft
aufwies, gibt es noch andere, zwischen beiden stehende Möglichkeiten der Ausführung,
bei denen sowohl eine Abhängigkeit der einzelnen Druckkraft von der Lage des Zeigers
als auch eine Gegenkraft am Zeiger vorhanden ist. Auch diese Möglichkeiten können
benutzt werden, um den Verlauf der Skala zu beeinflussen.
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Die Änderung der Wirkung der Druckkräfte kann auch noch dadurch erfolgen,
daß die Druckkräfte nicht auf beiden Seiten ein und derselben Platte wirken, sondern
daß jeder Schallquelle eine besondere Druckfläche zugeordnet ist, wie dies in einem
Ausführungsbeispiel in Abb.3 gezeigt ist. 1n dieser sind i und i' die Düsen für
den Austritt der Schallstrahlen und :2,:2' zwei ihnen zugeordnete, fest mit demZeiger
3 verbundene Druckflächen. Die Abbildung zeigt den Zeiger in der einen Endlage,
die andere Endlage ist punktiert angegeben. Der Abstand der Platten z und 2' von
den zugehörigen Düsen ändert sich mit der Zeigerstellung in solchem Maße, daß auch
hierdurch eine erhebliche Anderung des Druckes von selten der einzelnen Düse hervorgerufen
wird. Als Schallquellen sind Teleplionmeinbranen 16, 16' gewählt. Ihre in leihe
geschalteten Erregerspulen 17, 17' sind an die Netzklemmen 18 gelegt. Da die Metnbranschwi.ngungen
bei Schwankungen der N etzspannting in gleichem 'Maße beeinflußt werden, so bleibt
die Zeigerstellung von den Spannungsschwankungen unberührt. Sind die Eigenfrequenzen
der Membranen 16, 16' wenig, beispielsweise um 4 Prozent voneinander untersciiieden,
so steht für .die gewöhnlichen Fre-,ltienzschwankungen von -f- 2 Prozent die ganze
Skala zur Verfügung. Ferner sind noch Kontakte 7, 7' am Zeiger und Gegenkontakte
8, 8' angeordnet, durch die bei der einen oder anderen Endstellung behufs Frequenzregelung
der Stromkreis einer Relaisspule g oder 9' finit der durch die Leitung 5 an den
Zeiger angeschlossenen Batterie 6 geschlossen wird. Außerdem ist eine in der Abbildung
nicht gezeichnete Vorrichtung zur Aufhebung der auf die Fläche 3 wirkenden Schwerkraft
angeordnet, die mit derjenigen in Abb. i übereinstimmt.
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Die Anordnung verschiedener Druckflächen beschränkt sich indessen
nicht auf Meßgeräte ohne Gegenkraft, sondern es könnten ebensowohl, z. B. in Abb.
3, zwei Druckflächen 2 und 2', wie punktiert angegeben, den beiden Düsen zugeordnet
werden.