DE1007426B

DE1007426B - Device for measuring the electrical field strength

Info

Publication number: DE1007426B
Application number: DEH17496A
Authority: DE
Inventors: Hermann Harder; Heinrich Mahnau
Original assignee: HEINRICH MAHNAU
Current assignee: HEINRICH MAHNAU
Priority date: 1953-08-22
Filing date: 1953-08-22
Publication date: 1957-05-02

Description

Vorrichtung zur Messung der elektrischen Feldstärke Zur Messung elektrischer Feldstärken, wie sie durch unerwünschte Aufladungen an Maschinen und Treibriemen auftreten, werden bekanntlich von einem Motor angetriebene rotierende Kondensatoren verwendet, deren Wechselspannung über einen mehrstufigen Verstärker einem phasenempfindlichen Gleichrichter zugeführt wird. Derartige oder ähnliche Anordnungen verursachen einen großen Aufwand und verwenden zahlreiche mechanisch beanspruchte Teile. Device for measuring the electrical field strength For measuring electrical Field strengths such as those caused by undesired charges on machines and drive belts are known to occur rotating capacitors driven by a motor its alternating voltage is used via a multi-stage amplifier to a phase-sensitive Rectifier is supplied. Such or similar arrangements cause one great effort and use numerous mechanically stressed parts.

Zur Messung hoher Spannungen und auch elektrischer Feldstärken ist es bekannt, sich einer sogenannten Meßfunkenstrecke zu bedienen, bei der zuweilen auch radioaktive Präparate oder UV-Strahlung zur Varioniation der Luft zwecks Schaffung eindeutiger Meßverhältnisse verwendet werden, wobei diese Anordnungen im Bereich der Durchschlagsfeldstärke für Luft und mit hoben Spannungen arbeiten. For measuring high voltages and also electric field strengths is it is known to use a so-called measuring spark gap, in which sometimes also radioactive preparations or UV radiation to vary the air for the purpose of creation unambiguous measuring ratios are used, these arrangements in the area the breakdown field strength for air and work with high voltages.

Bei den bekannten Ionisationskammern und Geigerzählern, die zur Messung von Teilchen- und Quantenstrahlung benutzt werden und bei denen zum Teil zu Eichzwecken radioaktive Substanzen verwendet werden, liegt stets an der Ionisationskammer bzw. an dem Geigerzählrohr eine Beschleunigungsspannung. Bekannt ist auch die Messung statischer Elektrizität mit Hilfe eines radioaktiven Strahlers, der in der Luft eine lonenwolke bildet. Eine genaue Messung ist jedoch mit dieser Anordnung nicht möglich, da die lonenwolke nicht eindeutig definiert ist und somit kein genauer Bezugspunkt für die Feldstärke V/cm festgelegt werden kann. In the case of the well-known ionization chambers and Geiger counters, which are used for measurement of particle and quantum radiation are used and some of them for calibration purposes radioactive substances are used, is always up to the ionization chamber or an accelerating voltage on the Geiger counter tube. The measurement is also known static electricity with the help of a radioactive emitter that is in the air forms a cloud of ions. However, an exact measurement is not possible with this arrangement possible because the ion cloud is not clearly defined and therefore not more precise Reference point for the field strength V / cm can be set.

Weiterhin ist es bekannt, Ionisationskammern zur Messung ionisierender Strahlungen zu verwenden, wobei der Spannungsabfall an Mochohmwiderständen mit Elektrometern oder nach Verstärkung durch Röhrenverstärker gegebenenfalls in Kompensationsschaltung durch geeignete andere Meßinstrumente gemessen wird. It is also known to use ionization chambers for measuring ionizing To use radiations, the voltage drop across mochohm resistors with electrometers or after amplification by a tube amplifier, if necessary in a compensation circuit is measured by other suitable measuring instruments.

Bei allen diesen Anordnungen ist die elektrische Potentialdifferenz in der Ionisationskammer konstant, und die Ionisierung durch die zu messende Strahlung ist die unabhängige Veränderliche. In all of these arrangements, the electrical potential difference is constant in the ionization chamber, and the ionization by the radiation to be measured is the independent variable.

Eine einfache Vorrichtung zur Messung der elektrischen Feldstärke unter Verwendung einer Ionisationskammer, in der die Ionisation durch einen radioaktiven Strahler hervorgerufen wird, wird dadurch geschaffen, daß erfindungsgemäß ein in der Kammer angebrachter radioaktiver Strahler sich so weit im Innern der Ionisationskammer befindet, daß die Entfernung von der Blendenöffnung gleich oder größer als die Reichweite der Alphastrahfung ist und die in der Umgebung der Kammer herrschende Feldstärke durch ihr Durchgreifen in den Ionisationsraum einen Ionisationsstrom hervorruft, welcher proportional der Feldstärke ist, solange die Kammer nicht gesättigt ist. In Weiterbildung der Erfindung kann durch die Wahl einer anderen Blendenöffnung die Empfindlichkeit geändert werden, Der als Ionisationskammer dienende Hohlkörper ist nach außen statisch abgeschirmt. A simple device for measuring the electric field strength using an ionization chamber in which the ionization is carried out by a radioactive Radiator is caused, is created in that according to the invention an in The radioactive emitter attached to the chamber extends so far inside the ionization chamber located that the distance from the aperture is equal to or greater than the range the alpha radiation and the field strength in the vicinity of the chamber causes an ionization current by reaching through into the ionization space, which is proportional to the field strength as long as the chamber is not saturated. In a further development of the invention can by Choice of a different aperture Sensitivity can be changed, the hollow body serving as the ionization chamber is statically shielded from the outside.

Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist also die Ionisation in der Kammer konstant, und die durch die Blendenöffnung durchgreifende Feldstärke ist die unabhängige Veränderliche. In der Abb. 1 ist das Prinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Abb. 2 zeigt eine praktische Ausführungsform der Elektrode. Eine radioaktive Strahlungsquelle, beispielsweise eine geringe Menge Radium, ist an einer Elektrode E angebracht. Im Bereich der Abstrahlung tritt hier vor allem in der Zone der Alphastrahlen eine Ionisation der Luft auf. Durch den Einfluß des zu messenden elektrostatischen Feldes werden nun die Ionen beschleunigt. Die sehr kleine Stromstärke der beschleunigten Ionen erzeugt einen Spannungsabfall an einem Hochohmwiderstand R und wird nachfolgend in bekannter Weise über einen geeigneten Verstärker zur Anzeige gebracht. In this arrangement according to the invention, the ionization is in constant of the chamber, and the field strength penetrating through the aperture is the independent variable. In Fig. 1 is the principle of the invention Device shown. Fig. 2 shows a practical embodiment of the electrode. A radioactive radiation source, for example a small amount of radium, is attached to an electrode E. In the area of radiation occurs here above all ionization of the air occurs in the zone of alpha rays. Due to the influence of the The electrostatic field to be measured now accelerates the ions. The very The small amperage of the accelerated ions creates a voltage drop across one High resistance R and is subsequently in a known manner via a suitable Amplifier brought to the display.

Solange keine Sättigung in der Kammer eintritt, ist der Spannungsabfall proportional der Feldstärke. As long as there is no saturation in the chamber, the voltage drop is proportional to the field strength.

Mit einer vor der Kammer vorgesehenen umschaltbaren Irisblende kann die Empfindlichkeit herabgesetzt werden.With a switchable iris diaphragm provided in front of the chamber the sensitivity can be reduced.

In der Abb. 2 ist eine praktische Ausführung einer Elektrode dargestellt. Dahei hat der in der Ionisationskammer untergebrachte radioaktive Strahler von der Blendenöffnung einen Abstand A, der erfindungsgemäß gleich oder größer als die Reichweite der radioakt1ven Strahlung gewählt ist, um eine Ionisierung des Luftraumes zwiscben Elektroden und der sie umgebenden statischen Abschirmung zu vermeiden. In Fig. 2 a practical embodiment of an electrode is shown. Dahei has the radioactive emitter housed in the ionization chamber from the Aperture a distance A, which according to the invention is equal to or greater than the range the radioactive radiation is chosen to ionize the Air spaces between electrodes and the surrounding static shield avoid.

PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zur Messung der elektrischen Feldstärke mit einer Ionisationskammeranordnung, in der die Ionisation durch einen radioaktiven Strahler hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ionisation hervorrufende, in der Kammer angebrachte radioaktive Strahler sich so weit im Innern der Kammer befindet, daß die Entfernung von der Blendenöffnung gleich oder größer als die Reichweite der Alphastrahlung ist und die in der Umgebung der Kammer herrschende Feldstärke durch ihr Durchgreifen in den lonisations- raum einen Ionisationsstrom hervorruft, welcher proportional der Feldstärke ist, solange die Kammer nicht gesättigt ist. PATENT CLAIM: 1. Device for measuring the electrical field strength with an ionization chamber arrangement in which the ionization is carried out by a radioactive Emitter is caused, characterized in that the ionization causing, Radioactive emitters installed in the chamber extend so far inside the chamber located that the distance from the aperture is equal to or greater than the range the alpha radiation and the field strength in the vicinity of the chamber by reaching through to the ionization room creates an ionization current, which is proportional to the field strength as long as the chamber is not saturated.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that with the help a diaphragm arrangement, the sensitivity can be reduced.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the hollow body containing the radiator is statically shielded.

Considered publications: German Patent Specifications No. 533 354, 703 633; Journal: »Archive for techn. Measure ", Sheet 312-3, Sect. b and c; Sheet 3381-3; Grimsehl-Tomaschek, Textbook of Physics, 1942, Vol. III, p. 72.