УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ИЗМЕНЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Советский патент 1934 года по МПК G01D15/16 

Предметом настоящего изобретения является устройство для записи изменений различных электрических величин, снабженное подвижной тонкой струей жидкости, могущей служить для различных целей записи, например, для передачи изображений, записи кривых тока и т.п.

Изобретение предусматривает получение большой скорости путем незначительных изменений в положении жидкостной струи, почти не имеющей массы. Существенное преимущество этого устройства заключается, кроме большой скорости записи, еще в применении лишь незначительных отклоняющих сил. Основная мысль изобретения заключается в воздействии магнитными или электрическими силами на положение жидкостной струи, образующей проводник с током или обладающей магнитными свойствами.

Воздействие может происходить различными способами, например, при парамагнитном или ферромагнитном характере жидкости, исключительно посредством магнитного поля, управляемого током записи или, в случае проводящей жидкости, могут быть использованы электродинамические действия.

Жидкость в виде тонкой струи, положение которой относительно поверхности бумаги управляете, может быть, чернилами, действующими исключительно как средство покрытия поверхности записи, либо же жидкость может косвенно вызывать окраску (затемнение или окрашивание), причем, попадая на бумагу, пропитанную определенными химическими веществами, она вызывает местную красящую реакцию.

В зависимости от способа воздействия на положение струи, чернила или иная соответствующая жидкость должны обладать известными необходимыми электрическими или магнитными свойствами.

Парамагнитными или ферромагнитными жидкостями являются, например, концентрированные растворы железной или никкелевой соли. В этом случае струя должна отклоняться магнитным полем, управляемым приемными токами или током записи, или действовать при этом как чернила, для чего к струе добавляются сильно красящие составные части, или вызывать на приготовленной поверхности бумаги химическую реакцию, как например образования берлинской лазури. Это возможно, например, если струя содержит железные лазури, а бумага - желтую кровяную соль.

При управлении посредством электрического поля чернила должны состоять лучше всего, из непроводящей жидкости с добавлением красящих веществ, например, из раствора анилиновой черни в ксилоле. В данном случае предпочтение оказывается материалам с наиболее высоким изолирующим свойством. При электродинамическом воздействии, т.е. механическом движении жидкостной струи, через которую проходит электрический ток, внутри магнитного поля, жидкость должна быть проводящей, т.е. представлять собой, преимущественно, водный раствор соответствующих солей с красящими веществами. В последнем случае возможен большой выбор материалов. Мыслится, что при этом электродинамическом воздействии можно дополнительно использовать пара или ферро-магнитные качества раствора железной соли для усиления магнитного поля и тем самым усиления действия струи.

На прилагаемом чертеже изображено устройство, согласно изобретению, для частного случая приема одноцветных изображений.

Вокруг оси 2 вращается барабан с поверхностью для записи изображения. Жидкостная струя 5, по прохождении через нее тока, электродинамически отклоняется из положения покоя между полюсными поверхностями 3 сильного электромагнита. Для этой цели струя включается в выходной контур приемника 12, причем описываемые далее части 7 и 10 являются электродами для подведения и отвода тока, проходящего через струю. Для возбуждения отклоняющего электромагнита служат катушки 4, питающиеся достаточно сильным постоянным током.

Проводящая струя жидкости или чернил выходит под давлением из сопла 6, причем ее поперечное сечение определяется отверстием сопла и может быть величиной порядка 0,01 мм. Запас жидкости находится в сообщающихся сосудах 7 и 8, из коих последний снабжен датрубком 9 с целью создания давления внутри сосуда посредством соединения с насосом или с резервуаром со сжатым газом.

Цепь замыкается благодаря тому, что струя в не отклоненном положении попадает на проводящий металлический экран 10, который препятствует попаданию жидкости на барабан 1. Если по струе 5 проходит управляющий ток от приемника 12, то, вследствие перпендикулярного положения магнитных силовых линий по отношению к плоскости чертежа, жидкостная струя 5, при определенном направлении поля и тока, передвигается вправо и при небольшом отклонении попадает в небольшое отверстие 11 экрана 10, которое пропускает струю на поверхность барабана 1. Таким образом, струя достигает поверхности для записи (например, бумаги) при незначительной, зависящей от ее очень небольшой инерции, части времени отклонения и вызывает на ней надлежащее потемнение или окрашивание.

Можно также избегнуть перерыва в отклоняющем действии, вследствие разрыва цепи при проходе струи через отверстие, если сообщить поверхности для записи, например, посредством увлажнения, некоторую проводимость и связать электрически барабан 1 и экран 10.

В описанном устройстве действие зависит от силы магнитного поля, силы тока в жидкостной струе и пройденного в магнитном поле пути. Вследствие незначительного поперечного сечения струи воздушная щель между последней и полюсами электромагнитов может быть взята весьма узкой с целью образования очень сильного поля. Далее струю без затруднений, можно увеличить в длину без недопустимого увеличения электрического сопротивления струи.

Большая величина сопротивления тонкой струи 5, напротив, облегчает использование мощности, получаемой от усилителя, так как для приемника это сопротивление является внешним сопротивлением выходной усилительной лампы и его легко выбрать равным по величине внутреннему сопротивлению лампы. Следовательно, в принципе, не требуется трансформации напряжения усилителя. Вследствие незначительной массы струи ускорение, сообщаемое ему при динамическом управлении, очень велико и таким образом достигается большая скорость записи.

Можно также производить вместо возбуждения магнитного поля постоянным током возбуждение высокочастотным переменным током и тем самым заставить качаться жидкостную струю. Для отклонения в этом случае жидкостной струи на поверхность записи через отверстие 11 является необходимость лишь в незначительном добавочном увеличении амплитуды качания посредством периодического изменения силы тока в струе.

Если применяется не электродинамическое управление, как в указанном случае, а чисто магнитное воздействие на пара- или ферромагнитную жидкостную струю, то последняя не является, конечно, проводником для тока и управление осуществляется исключительно лишь таким образом, что токи приемника или токи, предназначенные для записи, изменяют силу действующего на струю магнитного поля. Токи приемника или токи, подлежащие записи, при электрическом воздействии на электрически заряженную струю должны управлять или мгновенной силой заряда струи, или силой отклоняющего струю электрического поля.

Комбинация обоих действий также возможна, так что как заряд струи, так и отклоняющее электрическое поле подвергаются изменению в соответствии с изменениями соответствующей электрической величины.

1. Устройство для записи изменений различных электрических величин с применением тонкой струи жидкости, обладающей магнитными свойствами либо служащей проводником электрического тока, помещенной в магнитном либо электрическом поле и отклоняемой последним, отличающееся тем, что, с целью осуществления записи непосредственно концом отклоненной струи, применен помещенный на пути струи металлический экран, используемый для замыкания электрической цепи, в которую включена струя жидкости, и снабженный отверстием для попадания на поверхность бумаги струи при отклонении ее.

2. При устройстве по п. 1 применение жидкости, вступающей в химическую реакцию с соответствующими веществами, пропитывающими бумагу, вызывая окраску последней в месте попадания на нее.