Forum: HF, Funk und Felder Reed Kontakt Metall Detektor auf HF Basis


von Gerhard O. (gerhard_)


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Was hier kommt ist kein Jägerlatein und entspricht Tatsachen.

Im Jahr 2000 herum befaßte ich mich versuchsmäßig mit einem Metall 
Detektor Sensor auf Reedkontakt Basis der noch auf einem Hammer in 2-m 
Entfernung zuverläßig ansprach.

Ich hatte damals das seltene Glück mit einem älteren russischen 
Raketenwissenschaftler zusammenarbeiten zu können der auf dem 
Mikrowellengebiet eine einsame Größe war. Er jonglierte mit Zig 
verschiedenen Wellenerregungsarten das einem Hören und Sehen verging. Er 
verstand es routinemäßig Hohlraumresonatoren zwischen 3-22Ghz mit Güten 
im sechs- bis siebenstelligen Bereich zu konstruieren. Seine HR. 
Oszillatoren hatten Driftwerte im Zehner Hertzbereich. Das wurde durch 
aktive  Entdämpfungsmaßnahmen erreicht.

Er erzählte mir dann einmal von seinen früheren Versuchen mit 
Reedkontakten als Sensor Element in UKW/UHF Schaltungen und beschrieb 
mir prinzipiell wie man so einen Sensor verwirklichen könnte.

Daraufhin konzipierte ich auf dieser Basis eine PLL fundierte 
Testschaltung im Frequenzbereich von ungefähr 300MHz. Durch 
entsprechende Auswertung des VCO Abstimmspannungsverhalten war es 
möglich magnetisch leitende Metallgegenstände wie Stahl und Eisen noch 
bis auf zwei Meter Entfernung zuverläßig zu finden. Die Reedkontakte 
ließen sich durch solche Objekte noch auf diese Entfernung beeinflussen. 
Die minutiöse Beeinflussung der Reedkontakte war extrem emfindlich. Man 
sollte es nicht für möglich halten, daß so etwas tatsächlich 
funktionieren kann. Es war augenöffnend für mich.


Mfg,
Gerhard

: Gesperrt durch Moderator
von Hp M. (nachtmix)


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Gerhard O. schrieb:
> Ich hatte damals das seltene Glück mit einem älteren russischen
> Raketenwissenschaftler zusammenarbeiten zu können der auf dem
> Mikrowellengebiet eine einsame Größe war.

Professor Shadoko ist sein Name: 
https://www.youtube.com/watch?v=lyADSSRzeFs

von Stefan M. (derwisch)


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Toll...
Und was hat der geneigte Leser jetzt von diesem Beitrag?

von B e r n d W. (smiley46)


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@Gerhard

IMO fehlt da noch was, wie soll das funktionieren. Beeinflusst die 
Kapazität/Abstand zwischen den Kontakten die Oszillatorfrequenz? Oder 
wie soll das funktionieren?

Gruß, Bernd

von Gerhard O. (gerhard_)


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Stefan M. schrieb:
> Toll...
> Und was hat der geneigte Leser jetzt von diesem Beitrag?

Auf die Möglichkeit hinzuweisen, dass Reedkontakte als hoch-empfindliche 
Metalldetektoren auf UKW Basis verwendet werden können wie mein 
Experiment damals auch erfolgreich bewies.

Zweitens, dass es möglich ist, praktische Hohlraumresonatoren mit extrem 
hohen Gütewerten zwischen 1-4 Millionen zu konstruieren um damit extrem 
hochwertige Filter und Mikrowellenoszillatoren zu verwirklichen.

Solche exotische Anwendungen sind bestimmt nicht allgemein bekannt und 
sind für einige geneigte Forums Leser möglicherweise bestimmt von 
Interesse.

Beide Beispiele fallen prinzipiell in diesem Forumsbereich.

Es tut mir aber leid Dich so enttäuscht zu haben. So kann man sich 
irren...


Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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B e r n d W. schrieb:
> @Gerhard
>
> IMO fehlt da noch was, wie soll das funktionieren. Beeinflusst die
> Kapazität/Abstand zwischen den Kontakten die Oszillatorfrequenz? Oder
> wie soll das funktionieren?
>
> Gruß, Bernd

Hallo Bernd,

Genau. Der magnetische Einfluß verändert den Kontaktabstand und damit 
die Kapazität der Kontakte im um Bereich und verursacht durch 
Frequenzänderung eine PLL Abstimmreaktion die mit einer empfindlichen 
Differenzierschaltung ausgewertet wurde. Sobald man das Metallobjekt in 
den Erfassungsbereich gebracht woden ist, reagiert die PLL darauf.

Der VCO war ein symmetrischer Streifenleiter Resonator in 
Gegentaktschaltung auf FR4 Basis mit 3mm Dicke mit dem Reedkontakt am 
heissen Ende eingelötet.

Leider habe ich keine Bilder von dem damaligen Versuchsaufbau und meinem 
damaligen Kollegen gegeben. Leider existiert die Versuchsschalting nicht 
mehr svwiw und ich habe keine Unterlagen mehr und müßte mir alles wieder 
erarbeiten. Ein Bild wäre sicherlich interessant gewesen.

Grüße,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Stefan M. (derwisch)


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Gerhard O. schrieb:
> Es tut mir aber leid Dich so enttäuscht zu haben. So kann man sich
> irren...

Du hast mich nicht enttäuscht, es fehlen nur die eigentlich wichtigen 
informationen.
Nämlich wie ganz genau ist das denn aufgebaut ( Schaltplan ) etc.
Wenn es schon ein Thread ist, der keinerlei Frage stellt, dann doch aber 
wenigstens mit kompletten Infos.

Ansonsten kann ich auch berichten dass es schon seit langem möglich ist, 
mit einer 9V Batterie zum Mars zu fliegen.
Nur ist kaum einem bekannt, wie das geht.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Stefan M. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Es tut mir aber leid Dich so enttäuscht zu haben. So kann man sich
>> irren...
>
> Du hast mich nicht enttäuscht, es fehlen nur die eigentlich wichtigen
> informationen.
> Nämlich wie ganz genau ist das denn aufgebaut ( Schaltplan ) etc.
> Wenn es schon ein Thread ist, der keinerlei Frage stellt, dann doch aber
> wenigstens mit kompletten Infos.
>
> Ansonsten kann ich auch berichten dass es schon seit langem möglich ist,
> mit einer 9V Batterie zum Mars zu fliegen.
> Nur ist kaum einem bekannt, wie das geht.

Stephan,

Vielen Dank für Deine Stellungsnahme. Wie schon berichtet, habe ich 
leider keine Unterlagen mehr zur Verfügung weil diese Experimente schon 
so lange zurück liegen und kann nur mit meinen Erinnerungen dienen.

Der eigentliche Sensor Oszillator bestand aus einem 300 MHz 
Streifenleitung Resonator in Gegentaktschaltung mit BFR91 auf FR4 
geätzt. Die Streifenleitung war ca 1cm breit ind vielleicht 3-4cm lang 
mit 20mm Abstand zwischen den Zungen. Eine induktiv gekoppelte Varicap 
Diode wurde vom Loop Filter der Pll nachgeführt. Der Reedkontakt war am 
heissen Ende des Resonators in einer Aussparung (in Luft) angebracht.
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+---------------------------+
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|.                          |
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|     /                     |.       
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|.    |.    Streifenleitung |.       
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|     |     /.              |.      
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|.    |     |.        Luft  / Miniatur Reed Kontaktschalter
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|.    |     |.        Ausp./.        
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|     |     \_______________|.       
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|     |                     |.       
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|     \_____________________|.       
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|.                          |
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+---------------------------+



Die PLL war eine schon existierende Standard Schaltung mit MC145152 und 
D.M. Vorteiler mit einer Vergleichsfrequenz von 10kHz. Das Loop Filter 
war dritter Ordnung aktiv mit OPVs. Eine empfindliche 
Differenzatorschaltung übernahm die Detektierung der PLL Beeinflußung 
und steuerte eine LED an. mit dem Oszi konnte man schön die Reaktion der 
Pll Abstimmung auf Metallobjekte beobachten und aufzeichnen. Das ist 
alles was ich Dir berichten kann. Ist ja auch schon so lange her.

Das ganze war nur ein kurzes, nicht offizielles, Experiment ohne 
formalen Report. Für mich nur ein kurzes interessantes Experiment. Von 
einer "Erfindung" kann hier überhaupt keine Rede sein und war weder 
niemals beabsichtigt noch kommerziell ausreifen zu lassen oder 
auszunützen.

Die hohen Gütewerte der Hohlraumresonatoren wurde durch 
Entdämpfungsmassnahmen mit Breitband Verstärker in 50 Ohm Technik mit 
kapazitiver Stempeleinkopplung und sorgfältigen Einstellungen erreicht 
und ist auch keine Hexerei. Wir arbeiteten auch mit Dielektrischen 
Ringresonatoren im Innern der Hohlraumresonatoren. Als Oszillator 
geschaltet waren solche Bei z.B 7 GHz auf 100Hz/Stunde stabil und 
produzierten einen klaren Überlagerungston wenn mit einem Quarzsignal 
gemischt.

Wie gesagt, alles was hier berichtet wurde, beruht auf meinen damaligen 
Erinnerungen und Interesse an diesen Konzepten.

Den Rest wollen wir besser vergessen;-)

Die bedauerlichen negativen Reaktionen finde ich eigentlich sachlich 
nicht nachvollziehbar.

Grüße,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von B e r n d W. (smiley46)


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Für ein tragbares Gerät eher nicht geeignet, da die Schwerkraft einen 
größeren Einfluss auf die Kontakte hat, als das Magnetfeld.


> Die bedauerlichen negativen Reaktionen
Es ist Freitag und die Leute haben zuviel Popkorn gekauft!

von Gerhard O. (gerhard_)


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B e r n d W. schrieb:
> Für ein tragbares Gerät eher nicht geeignet, da die Schwerkraft
> einen
> größeren Einfluss auf die Kontakte hat, als das Magnetfeld.
>
>> Die bedauerlichen negativen Reaktionen
> Es ist Freitag und die Leute haben zuviel Popkorn gekauft!

Das ist möglich. Allerdings würden nur schnelle Bewegungen einen Einfluß 
haben weil der Differenziator langsame Änderungen ignoriert.

Vielleicht werde ich irgendwann dieses Projekt wieder beleben und könnte 
diese Effekte dann quantifizieren.

: Bearbeitet durch User
von DerHohleRaum (Gast)


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mich würde mal interessieren, was eigentlich der gütliche 
Hohlraumresonator darin für eine Aufgabe hat

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, B e r n d,

phantastische Geschichten wie das Reed-Relais als Sensor faszinieren 
mich.

> Für ein tragbares Gerät eher nicht geeignet, da die Schwerkraft
> einen größeren Einfluss auf die Kontakte hat, als das Magnetfeld.

Mal angenommen, das Glasröhrchen mit den zwei Kontakten ist horizontal 
ausgerichtet - und so gedreht, dass die Kontakte nebeneinander liegen. 
Ferner angenommen, der Strom durch eine Wicklung erregt die Kontakte - 
und zwar so weit, dass die Kontakte fast schließen. Aber nur fast.

In diesem Moment müsste die Kontaktanordnung empfindlicher sein für das 
zu messende magnetische Feld, als bei geringerer Erregung. Denn wenn die 
Kontakte einander näher kommen, dann verstärkt sich der magnetische Fluß 
durch sie. Wird er noch etwas stärker, schließen sich die Kontakte so 
von selbst und halten den Zustand.

Gut finde ich die Idee, die Kapazität zwischen den noch offenen 
Kontakten zu messen. Da Quarze kleiner sind als die Cavities, in denen 
ich mich mal probiert habe, würde ich zur Detektion einen Quarzoszilator 
in Brückenschaltung bauen mit den Reedkontakten in einem Brückenzweig.

Könnte interessant sein, die Empfindlichkeit dieser Anordnung mit der 
einer Förstersonde zu vergleichen (neudeutsch: Fluxgate). Oder mit der 
eines magnetoresistiven Sensors wie KMZ51 von NXP.

Ciao
Wolfgang Horn

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ein ähnlicher Detektor aus der Frühzeit der Funktechnik ist der Kohärer. 
Dort sind es feine Eisenspäne, die durch die Hochfrequenz ihren 
Durchgangswiderstand ändern. Ein Wagnerscher Hammer muss immer wieder 
dranklopfen, um sie wieder aufzulockern.

Der Reedkontakt ist hier auch nicht als Schalter zu sehen, sondern (als 
veränderlicher Widerstand im Milliohmbereich, wenn er im geschlossenen 
Zustand ist). Oder als veränderliche Kapazität im offenen - was war der 
Betriebszustand?
Oh das stand oben schon, als Kapazität.

Die Hohlraumgüte hatten wir hier schon mal als Thema
Beitrag "Re: Wie funktioniert ein Cavity-Oscillator?"
aber der Meinke-Gundlach schreibt nur 50000 bei 3 GHz und 20000 bei 10 
GHz, das ist noch ein Stück von den genannten Millionen entfernt.

Der KMZ51 hat bei mir noch die Bewegung eines Schraubenschlüssels in 
einem halben Meter Entfernung nachgewiesen, wenn man den Sensor genau 
quer zum Erdmagnetfeld ausrichtet und ein Mitteninstrument anschließt.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Christoph,

> was war der Betriebszustand?
Den deute ich nicht nach dem Bericht, sondern nach meiner Frage: "Wie 
könnte der Detektor funktionieren und aufgebaut sein, damit der Bericht 
Sinn macht?"


Das macht er nach meinem Verständnis dann, wenn

a) Die Reedkontakte im Übergangsbereich sind zwischen "offen" und 
"geschlossen".

b) Ein externes magnetisches Feld anliegt, dass die beiden Kontakte in 
den superschmalen Bereich bringen, in die weitere Schließung den 
magnetischen Fluss durch sie derart verstärkt, dass sie von selber 
schließen. Wird die Erregung durch das externe Feld dann nicht sofort 
verringert, macht es "klack" und die beiden Kontakte haften fest 
aneinander. (Ob sich die Erregung schnell genug vermindern lässt, so daß 
sich die beiden Kontakte in einer Art "Schwebezustand" zwischen "nicht 
mehr offen" und "noch nicht geschlossen" halten lassen, das wäre zu 
erproben.


> Der Reedkontakt ist hier auch nicht als Schalter zu sehen, sondern als
> veränderlicher Widerstand im Milliohmbereich,
Dieser Gedanke ist für mich neu. Wie soll das zu detektierende externe 
und schwache Feld den Durchgangswiderstand beeinflussen?


> Ein ähnlicher Detektor aus der Frühzeit der Funktechnik ist der
> Kohärer.
Der funktioniert nach meinem Verständnis anders, und zwar so:

1. Im Ruhezustand des Kohärers ist dessen Durchgangswiderstand so hoch, 
wie die Metallspäne in ihm durch Oxidschichten voneinander isoliert 
sind. Eine anliegende Gleichspannung ist etwas niedriger, als sie sein 
müßte, um die Oxidschichten zu durchschlagen.

2. Die zusätzliche HF aus Marconis Sender und von seiner Empfangsantenne 
führt zum Durchschlag. Die anliegende Gleichspannung löst einen 
Stromstoß aus, der die Metallspäne miteinander verschweißt.

3. Der Wagnerscher Hammer schüttelt die Metallspäne wieder 
durcheinander, so dass de winzigen Schweißverbindungen aufreißen und 
wieder oxidieren.

Verständlich beschrieben? Eine Ähnlichkeit mit dem magnetischen Detektor 
sehe ich in der Vorerregung, die den Detektor bir kurz vor die Auslösung 
bringt, aber nicht weiter. Das zu detektierende Signal bewirkt dann die 
Auslösung.

Ciao
Wolfgang Horn

von Gerhard O. (gerhard_)


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Christoph K. schrieb:
> Die Hohlraumgüte hatten wir hier schon mal als Thema
> Beitrag "Re: Wie funktioniert ein Cavity-Oscillator?"
> aber der Meinke-Gundlach schreibt nur 50000 bei 3 GHz und 20000 bei 10
> GHz, das ist noch ein Stück von den genannten Millionen entfernt.

Bin wieder da;-)

Die extrem hohen Güten im siebenstelligen Bereich werden hier 
ausschließlich durch sorgfältig eingestellte Entdämpfungsvorrichtungen 
und perfekte Oberflächenbehandlung der Hohlraumresonator Innen 
Oberflächen erreicht. Die Innenoberflächen waren makellos Hochglanz 
poliert.

Die Entdämpfungsvorrichtung bestand im Einzelnen aus 50 Ohm MMICs von 
HP/Mini-Circuits und genau einstellbaren Phasenschieberleitungen und 
Einkopplungsstempel. Um solche Werte erreichen zu können muß alles 
genauestens justiert werden. Auch mußten die benutzten Erregungsmodi 
besondes berücksichtigt und ausgenützt werden. Es war tatsächlich 
möglich stabile Verhältnisse zu schaffen.

Ich verstehe Eure Skepsis gut. Aber diese Informationen sind kein 
Jägerlatein und beruhen auf tatsächlich erreichte Leistungen auch wenn 
die traditionelle Literatur zum Thema diese Möglichkeiten vielleicht 
noch nicht berücksichtigt.


Grüße,
Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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Wolfgang H. schrieb:
>> was war der Betriebszustand?

Das Prinzip dieses Sensor Konzepts beruht lediglich auf die fühlbare 
Mechanische Beeinflußung im um/nm Bereich welche eine kleine Verstimmung 
des VCOs durch minituöse Veränderung der Kontaktkapazität verursacht und 
als Regelstörung in der PLL auftritt. Durch Differenziation der PLL 
Regelgröße wurde diese Regelstörung zeitmäßig erkannt und ausgewertet. 
Das geht natürlich nur wenn der Einfluss des Messobjekts nicht 
"schleichend" erfolgt sondern mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit. 
Da die Frequenzstabilität des Messoszillators außergewöhnlich hoch war, 
waren Drifterscheinungen des VCOs nur von untergeordneter Bedeutung.

Im Testaufbau erbeitete ich nur mit einem Komparator welcher ein LED 
steuerte. Mit dem Oszi konnte man allerdings den Einfluß sehr schön 
beobachten und da machte auch die Annäherungsgeschwindigleit nicht viel 
aus. Wie schon früher erwähnt, funktionierte das Ganze bis zu einer 
Entfernung von über 2-m bei einem 500g Hammer. Bei Aluminium 
funktioniert der Sensor wie zu erwarten war nicht.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die gängige Erklärung für den Fritter oder Kohärer spricht immer vom 
Verschweißen. Mir will es nicht einleuchten, wie die wenigen 
pico/atto/femto-Watt einer Empfangsantenne noch ein solche Hitze 
hervorrufen können.
Ich halte das eher für eine Widerstandsänderung, deshalb hatte ich auch 
beim Reedkontakt zuerst daran gedacht. Aber da ist es nur eine 
Kapazitätsänderung ohne galvanische Verbindung. Eventuell könnte man den 
Kontakt noch durch einen Permanentmagneten dichter an den Schaltpunkt 
bringen (vorspannen) wie die Bias bei Detektordioden.

von B e r n d W. (smiley46)


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Ich hatte zuerst an ein Raster-Tunnel-Mikroskop gedacht. Wenn man so 
einen Sensor symetrisch aufbauen könnte, um Beschleunigungen zu 
kompensieren und dann den Abstand bis fast zum Tunneln verringert, 
müsste so ein Teil nochmal deutlich empfindlicher werden.

Aber schon ein "optimierter" Reedkontakt wäre besser, also einer, der 
wirklich einen Kondensator bildet. Beim üblichen Reedkontakt wird der 
Messeffekt unter 1fF bleiben.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Richtig, Christoph,

> Die gängige Erklärung für den Fritter oder Kohärer spricht immer
> vom
> Verschweißen. Mir will es nicht einleuchten, wie die wenigen
> pico/atto/femto-Watt einer Empfangsantenne noch ein solche Hitze
> hervorrufen können.

Richtig. Das braucht die HF auch gar nicht. Denn wenn sie lediglich den 
Durchschlag der Oxidschichten bewirkt, dann fließt ein Stromstoß aus der 
Gleichspannungsquelle.

> Eventuell könnte man den
> Kontakt noch durch einen Permanentmagneten dichter an den Schaltpunkt
> bringen (vorspannen) wie die Bias bei Detektordioden.
Ja. Den könnte man sogar außerhalb des Glasröhrchens beweglich 
montieren.
Einen Regelkreis zwischen "Kapazität" und magnetische Erregung halte ich 
trotzdem für notwendig, um den Kontaktabstand auf höchster 
Empfindlichkeit zu halten.

Ciao
Wolfgang Horn

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Das ließe sich in Spulenform lösen. Siehe Readrelais.

Namaste

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Winfried,

> Das ließe sich in Spulenform lösen. Siehe Reedrelais.
Genauso wird es der Erfinder diess Sensors wohl auch gemacht haben - er 
nahm einfach ein Reedrelais aus seiner Grabbelkiste und beschaltete es 
auf eine ungewöhnliche Art und Weise, an deren Mut zur Ungewöhnlichkeit 
ich ein Genie erkenne. (Aber nur, wenn der Erfolg ihm Recht gibt.)

Ciao
Wolfgang Horn

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph K. schrieb:

> Ein ähnlicher Detektor aus der Frühzeit der Funktechnik ist der Kohärer.

Werden heutzutage denn noch Kohärer als Hf-Detektoren irgendwo
benutzt oder sind die nur noch historisch interessant?

von Bernd K. (prof7bit)


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Du hast also ein Kapazitätsmessgerät gebaut das auf Kapazitätsänderungen 
in der Größenordnung von (grob geschätzt) Atto- oder gar Zeptofarad 
ansprechen will um damit ein mechanisches(!) Magnetometer zu 
konstruieren womit man das Gras wachsen hören kann, wie verhinderst Du 
einen Ausschlag wenn ein Mensch in 10 Metern Entfernung steht und es 
wagt zu atmen, wenn die umgebende Luft sich um 0.0002° erwärmt, wenn die 
Wände der Meßkabine (die Du ohne Zweifel darumherum gebaut hast) wackeln 
weil die U-Bahn 4 Kilometer entfernt über eine Weiche rumpelt oder weil 
Nachbars Katze aus der Höhe von 30cm auf den Boden gesprungen ist? Wie 
kompensierst Du das?

Und warum soll ein nicht magnetisierter Hammer die Kontakte anziehen 
oder abstoßen? Durch die Verformung des Erdmagnetfelds etwa? Was 
geschieht bei erhöhter (oder auch nur durchschnittlicher) 
Sonnenaktivität?

Wo soll das Gerät betrieben werden? Jenseits des Pluto-Orbits oder im 
interstellaren Raum?

-

Ich sage: Scherzposting. Das Wort "Raketenwissenschaftler" war der 
dezent versteckte Hinweis.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Mag sein, Bernd,

> ... wie verhinderst Du einen Ausschlag wenn ein Mensch in 10 Metern
> Entfernung steht und es wagt zu atmen... , wenn die umgebende Luft sich um
> 0.0002° erwärmt, wenn die Wände der Meßkabine wackeln ...

Klar wirken viele Einflüsse auf die Höhe der Kapazität zwischen den 
Reedkontakten ein.
Klar könnte es sein, dass ein Scharlatan von Experimentator einen 
Ausschlag ankündigt, im richtigen Moment einatmet und dass diese 
zeitliche Übereinstimmung die Beobachter fasziniert.

Kamm alles sein. Ein geeigneter nächster Schritt zur Prüfung wäre die 
Simulation des Sensors. Oder so ein Reedrelais einfach aus der eigenen 
Grabbelkiste zu nehmen, geeignet zu beschalten und auszutesten.

Jedenfalls finde ich die Idee faszinierend, die in diesen Teilideen 
steckt:
a) Abstandsmessung der Reedkontakte.
b) Erhöhung der Empfindlichkeit des Sensors, indem dsa magnetische Feld 
am Sensors erhöht wird, bis die Reedkontakte fast von selbst schließen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Bernd,

Ich möchte mich im Augenblick nicht aktiv hier beteiligen weil am 
Freitag meine Mutter gestorben ist und nicht in der Verfassung bin hier 
viel Zeit verbringen zu wollen. Andrerseits möchte ich jetzt nicht 
einfach im Vakuum verschwinden.

Deine Einwände sind realistisch, treffen aber bei weitem nicht zu.


Bernd K. schrieb:
> Du hast also ein Kapazitätsmessgerät gebaut das auf
> Kapazitätsänderungen
> in der Größenordnung von (grob geschätzt) Atto- oder gar Zeptofarad
> ansprechen will um damit ein mechanisches(!) Magnetometer zu
> konstruieren womit man das Gras wachsen hören kann, wie verhinderst Du
> einen Ausschlag wenn ein Mensch in 10 Metern Entfernung steht und es
> wagt zu atmen, wenn die umgebende Luft sich um 0.0002° erwärmt, wenn die
> Wände der Meßkabine (die Du ohne Zweifel darumherum gebaut hast) wackeln
> weil die U-Bahn 4 Kilometer entfernt über eine Weiche rumpelt oder weil
> Nachbars Katze aus der Höhe von 30cm auf den Boden gesprungen ist? Wie
> kompensierst Du das?

Die erwähnten Einflüße waten bei weitem nicht in dem Maße feststellbar 
wie von Dir vermutet. Die Oszillator Baugruppe war wegen der 
Gegentaktschaltung und Stabilität des Substrates auch ohne Pll Anbindung 
sehr stabil und produziert einen sauberen Überlagerungston wenn mit 
einem Quarzoszillator gemischt. auf dem Frequenzzähler war nur eine 
leichte Drift im zweistelligen Hz Bereich zu feststellbar. Wie bei einem 
Kompass verursachen stationäre Einflüße nur eine statische Offset.

In der Gesamtschaltung machte eine solche langsame Drift nichts aus weil 
die Auswerteschaltung wegen der Differenzierschaltung nur auf schnelle 
Änderungen reagierte. Körperannäherungseffekte ließen den Sensor nur auf 
Entfernungen unter 5cm falsch ansprechen.

Deine von Dir erwähnten Faktoren waren nicht einmal annähernd ein 
Problem. Temperatur effekte waren auch kein Problem weil eine langsame 
Drift von der Auswerteschaltung ignoriert wurde.

>
> Und warum soll ein nicht magnetisierter Hammer die Kontakte anziehen
> oder abstoßen? Durch die Verformung des Erdmagnetfelds etwa? Was
> geschieht bei erhöhter (oder auch nur durchschnittlicher)
> Sonnenaktivität?

Das ist eine interessante Frage und kann ich wegen der langen Zeit seit 
diesen Versuchen nicht befriedigend beantworten weil das nur ein ganz 
kurzes Experiment war und ich dann gleich an anderen Projekten 
weitermachen mußte. Bitte bedenke, daß das kein offizielles Projekt war 
und nur von mir wegen Neugier durchgeführt wurde.


>
> Wo soll das Gerät betrieben werden? Jenseits des Pluto-Orbits oder im
> interstellaren Raum?

Wie gesagt, Umgebungsobjekte nicht ferromagmetischer Natur auf 
Entfernungen größer als 5cm waren bedeutungslos.
>
> -
>
> Ich sage: Scherzposting. Das Wort "Raketenwissenschaftler" war der
> dezent versteckte Hinweis.

Es ist kein Scherz. Ich flunkere niemals! Auch bitte ich, diesen Beitrag 
nicht als Trollversuch zu interpretieren. Ohne hier viele Details blos 
legen zu wollen, kann ich nur erwähnen, daß meine Firma damals diesen 
Wissenschaftler der von der USSR emigrierte bei uns einige Jahre tätig 
war und bei uns an recht interessanten Projekten beteiligt war. Und ja, 
er war vorher in der USSR an Raumfahrtprojekten in verantwortlicher 
Funktion beteiligt. Das kannst Du jetzt glauben oder nicht. Namen darf 
ich nicht verraten. Auf dem Gebiet der Mikrowellentechnik war er 
tatsächlich eine einsame Größe.

Jedenfalls werde ich hier einige Zeit wegen meiner persönliche Umstände 
vom Forum fernbleiben.

Abschließend möchte ich noch mal betonen, daß ich sachliche Kritik 
willkommen heisse. Andrerseits möchte ich einwenden, dass diese Sachen 
für mich schon lange zurückliegen und ich im Augenblick nicht weiss ob 
ich noch Unterlagen habe oder wo sie zu finden sind. Wir (Firma) sind 
damals bald darauf umgezogen und fürchte, dass damals die Unterlagen 
verloren gegangen sind. Auch habe ich die Versuchsschalting niemals mehr 
gefunden. Ist ärgerlich. Bei Umzügen passiert leicht oft etwas.

Es war nie beabsichtigt dieses Projekt kommerziell reifen zu lassen. Ich 
wollte damals nur selber herausfinden inwieweit dieses Konzept praktisch 
verwirklicht werden könnte weil ich damals selber skeptisch war. Wie so 
oft funktionierten seine theoretischen Vorschläge wie vonihm 
vorausgesagt.

Ich glaube wir legen diesen Thread besser endgültig zur Ruhe weil ich 
unterlagenmäßig nicht mehr in der Lage bin die Fakten nach der langen 
Zeit noch datenmäßig untermauern zu können.

Leider war dieser Beitrag etwas unglücklich gewählt. Ich wollte 
eigentlich lediglich meinem Kollegen ein kleines Denkmal setzen was 
leider gründlich in die Hose gegangen ist und hier der falsche Platz 
ist. Nichts für ungut. Also in dem Sinne, Aufwiedersehen auf unbestimmte 
Zeit.


Mfg,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Wolfgang H. schrieb:
> Mag sein, Bernd,
>
>> ... wie verhinderst Du einen Ausschlag wenn ein Mensch in 10 Metern
>> Entfernung steht und es wagt zu atmen... , wenn die umgebende Luft sich um
>> 0.0002° erwärmt, wenn die Wände der Meßkabine wackeln ...
>
> Klar wirken viele Einflüsse auf die Höhe der Kapazität zwischen den
> Reedkontakten ein.
> Klar könnte es sein, dass ein Scharlatan von Experimentator einen
> Ausschlag ankündigt, im richtigen Moment einatmet und dass diese
> zeitliche Übereinstimmung die Beobachter fasziniert.
>
> Kamm alles sein. Ein geeigneter nächster Schritt zur Prüfung wäre die
> Simulation des Sensors. Oder so ein Reedrelais einfach aus der eigenen
> Grabbelkiste zu nehmen, geeignet zu beschalten und auszutesten.
>
> Jedenfalls finde ich die Idee faszinierend, die in diesen Teilideen
> steckt:
> a) Abstandsmessung der Reedkontakte.
> b) Erhöhung der Empfindlichkeit des Sensors, indem dsa magnetische Feld
> am Sensors erhöht wird, bis die Reedkontakte fast von selbst schließen.
>
> Ciao
> Wolfgang Horn

Hallo Wolfgang,

Wenn ich die Zeit hätte und andere Umstände günstiger wären, würde ich 
gerne die Versuche mit diesem Sensorkonzept wieder aufnehmen. Ich finde 
es immer noch faszinierend.

Grüße,
Gerhard

von Bernd K. (prof7bit)


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Gerhard O. schrieb:
>> Und warum soll ein nicht magnetisierter Hammer [in 2m Entfernung]
>> die Kontakte anziehen
>> oder abstoßen? Durch die Verformung des Erdmagnetfelds etwa? Was
>> geschieht bei erhöhter (oder auch nur durchschnittlicher)
>> Sonnenaktivität?
>
> Das ist eine interessante Frage und kann ich wegen der langen Zeit seit
> diesen Versuchen nicht befriedigend beantworten

Der Hammer in 2m Entfernung welcher indirekt über das Erdmagnetfeld die 
winzigen Reed-Kontakte (< 1pf) um kaum mehr als Millionstel ihres 
Abstands bewegen soll suggeriert eine ans schier unglaubliche grenzende 
Empfindlichkeit der kapazitiven Messung (Attofarad oder eher noch 
weniger).

Die Hand schon ab 5cm Entfernung direkt vor den ungeschirmten Elektroden 
(> 1 Picofarad) nicht mehr erkennen zu können suggeriert eine extreme 
Taubheit der kapazitiven Messung, tauber noch als so manche Sensortaste 
die mal irgendwer mit nem beliebigen µC und ein bisschen Hühnerfutter an 
nem Samstagabend zusammengeklöppelt hat.

Das bekomme ich nicht unter einen Hut.

Ich habe das Gefühl Du wolltest jetzt noch nochmal einen obendrauf 
setzen und ich meine zu bemerken daß es Dir sichtlich schwer fällt dabei 
ernst zu bleiben.

--

Dass man die Verformung der Kontakte kapazitiv messen kann, daran habe 
ich keinen Zweifel, das ist durchaus mal ein paar Experimente wert. Aber 
das mit dem Hammer in 2m Entfernung, das hättest Du Dir verkneifen 
sollen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Bernd,

Bernd K. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>>> Und warum soll ein nicht magnetisierter Hammer [in 2m Entfernung]
>>> die Kontakte anziehen
>>> oder abstoßen? Durch die Verformung des Erdmagnetfelds etwa? Was
>>> geschieht bei erhöhter (oder auch nur durchschnittlicher)
>>> Sonnenaktivität?
>>
>> Das ist eine interessante Frage und kann ich wegen der langen Zeit seit
>> diesen Versuchen nicht befriedigend beantworten
>
> Der Hammer in 2m Entfernung welcher indirekt über das Erdmagnetfeld die
> winzigen Reed-Kontakte (< 1pf) um kaum mehr als Millionstel ihres
> Abstands bewegen soll suggeriert eine ans schier unglaubliche grenzende
> Empfindlichkeit der kapazitiven Messung (Attofarad oder eher noch
> weniger).

Bitte berücksichtige, dass der Reedkontakt die Resonatorfrequenz des 
300Mhz Oszillators verändert. Es ist klar, dass eine direkte Messung der 
C Änderung lächerlich wäre.
>
> Die Hand schon ab 5cm Entfernung direkt vor den ungeschirmten Elektroden
> (> 1 Picofarad) nicht mehr erkennen zu können suggeriert eine extreme
> Taubheit der kapazitiven Messung, tauber noch als so manche Sensortaste
> die mal irgendwer mit nem beliebigen µC und ein bisschen Hühnerfutter an
> nem Samstagabend zusammengeklöppelt hat.

Vergiss nicht, dass der Haarnadel Stripline Resonator auf einem 3mm 
hochwertigen Dielektrik eingebettet war und die EM Felder sich zum 
größten Teil darin intern bewegten. Die Luftstreueffekte sind 
tatsächlich größtenteils vernachläßigbar.

>
> Das bekomme ich nicht unter einen Hut.
>
> Ich habe das Gefühl Du wolltest jetzt noch nochmal einen obendrauf
> setzen und ich meine zu bemerken daß es Dir sichtlich schwer fällt dabei
> ernst zu bleiben.

Tut mir leid, nichts liegt mir ferner. Nichts für ungut. Ich verstehe 
Deine Skepsis ( Die ich auch hatte ). Ich bin bei Natur ein Skeptiker. 
Trotzdem entsprechen meine bisherigen Ausführungen den damaligen 
Tatsachen.
>
> --
>
> Dass man die Verformung der Kontakte kapazitiv messen kann, daran habe
> ich keinen Zweifel, das ist durchaus mal ein paar Experimente wert. Aber
> das mit dem Hammer in 2m Entfernung, das hättest Du Dir verkneifen
> sollen.

Die C Veränderung auch mit den besten normalen Meßgeräten auf direkten 
Wege messen zu wollen ist praktisch aussichtslos. Nur über den Weg der 
Frequenzänderung einer relativ hohen Meßfrequenz von 300MHz machte es 
möglich. Prinzipiell hätte man auch die Oszillatorschaltung zur 
Abschirmung externer kapizitiver Beeinflussungen in ein nicht 
magnetischen Gehäuse einbetten können. Das ändert aber nichts am 
Prinzip.

Wiederum. Es entspricht den Tatsachen. Es waren auch Kollegen dabei die 
es beobachtet hatten und es belegen könnten. Es funktioniert und 
bestätigte das Wissen unseres russischen Kollegen!

Vielleicht befasse ich mich irgendwann wieder mit diesem Projekt. Nur 
müßte ich alles wieder neu erstellen weil die damalige Versuchsschaltung 
beim Umzug verlorengegangen ist.

Weiter kann ich dazu nichts mehr ausführen. Das Pferd ist 
totgeschlagen:-)


Mfg,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Bernd K. schrieb:
> Dass man die Verformung der Kontakte kapazitiv messen kann, daran habe
> ich keinen Zweifel, das ist durchaus mal ein paar Experimente wert.

Man braucht gar nicht die Kapazität zu messen.
Ein geschlossener nackter Reedkontakt stellt ja -gemäß seiner Länge- 
einen lambda/2 Dipol dar.
Wenn er öffnet, so verwandelt er sich in zwei gekoppelte lambda/2 Dipole 
mit ungefähr der doppelten Resonanzfrequenz.
Zwischen beiden Zuständen dürften etliche GHz liegen, und es wäre 
interessant sich den Übergangsbereich mal auf dem Netzwerkanalysator 
anzuschauen oder einen Oszillator zu bauen, der diesen Effekt ausnutzt.

von Alex (Gast)


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Kann es sein das der Reedkontakt selbst nicht benötigt wird und 
stattdessen die Spule (beim Reed hat die sehr viele Windungen) einfach 
die magnetische Resonanz durch ferromagnetische Stoffe verändert werden?

Also wie bei einem Metalldetektor?

von Bernd K. (prof7bit)


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Alex schrieb:
> die Spule (beim Reed hat die sehr viele Windungen)

Ich glaube daß er einen nackten Reed-Schalter verwendet hat (siehe 
Skizze) kein komplett zusammengebautes Relais. Wozu wollte man denn die 
störende Relais-Spule da noch außen rum haben wenn man (per erklärter 
Absicht) nur die Kontaktzungen als Sensor verwenden will.

Ich verstehe weiterhin nicht (zumindest einstweilig) wie ein kleines 
Stück Eisen einen größeren Effekt auf das Magnetfeld in 2m Entfernung 
haben soll als die alltäglichen Fluktuationen des Erdmagnetfeldes 
selbst.

: Bearbeitet durch User
von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Alex schrieb:
> Kann es sein das der Reedkontakt selbst nicht benötigt wird und
> stattdessen die Spule (beim Reed hat die sehr viele Windungen) einfach
> die magnetische Resonanz durch ferromagnetische Stoffe verändert werden?
>
> Also wie bei einem Metalldetektor?

Die induktive Wirkung von Luftspulen entspricht etwa deren Durchmesser.
Ähnlich ist es mit Streufeldern von zylindrischen Magneten. Sie errechen 
ebenfals kaum weiter.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Bernd K. schrieb:
> Ich glaube daß er einen nackten Reed-Schalter verwendet hat (siehe

Stimmt. Die hohe Meßempfindlichkeit des Detektors beruht auf das extrem 
hohe L/C Verhältnis des 300MHz Streifenleitung Gegentaktoszillators. Das 
L besteht nicht wie sonst aus einer Spuleninduktivität sondern aus einer 
abgestimmten U-förmigen Halbwellenlänge Streifenleitung. Der 
Reedschalter befindet sich dann im Spannungsknotenpunkt des 
Halbwellenresonator dessen theoretische Länge durch das Diekektrum des 
G10 Substrats beträchtlich verkürzt wird.

Im Gegensatz zu meiner Skizze wie ich mich nun erinnere, war der 
Reedschalter in einem quadratischen Loch und das Ende der 
Streifenleitung war noch von mindesten 25mm G10 umgeben. Mein russischer 
Kollege gab mir die Nackte Resonatorplatine mit dem Reedschalter. Der 
Reedschalter war eine offene Miniatur Ausführung von Digi-Key ohne 
Erregerspule.

Die Abstimmungskapazität ergibt sich teilweise durch das C des 
Reedschalters und der Fringe Capacitance der Resonatorenden und 
zueinander. Die Impedanz dieses Resonator lag berechnungsweise um 70 Ohm 
soweit ich mich erinnern kann. Diese Art von Oszillatoren sind 
prinzipiell recht stabil. Wenn allerdings hohe Frequenzstabilität 
gefordert ist, sollte der C-Anteil so groß wie praktisch möglich gemacht 
werden.

Da die EM Felder des Resonators nicht nennenswert abgestrahlt werden, 
ergibt sich eine ausreichende Unempfindlichkeit des Gebildes relativ zu 
äußeren Einflüssen. Nur der Reedschalter reagiert in subtilerweise auf 
externe magnetische Einflüsse. Deshalb funktionierte diese Anordnung so 
vorzüglich.

Der Schwingkreis wurde durch negative Impedanz Dimensionierung der 
Oszillatortransistoren Arbeitskomponenten erregt. Es wurde keine 
herkömmliche gegenphasige Rückkopplung in Anspruch genommen. Der 
Arbeitspunkt wurde durch ein Split Power Supply festgelegt. Die Basen 
der Transistoren waren gleichstrommäßig auf Masse und der Arbeitsstrom 
durch die Größe der negativen Spannungsversorgung bestimmt. Die 
Emitterwiderstände stellten dann entsprechend den Arbekitsstrom ein. Die 
Negative Spannung war -10V nominal und +20V an der Kollektoreinspeisung. 
Das ist alles an was ich mich diesbezüglich errinnern kann.


Gerhard

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Gerhard,

> Stimmt. Die hohe Meßempfindlichkeit des Detektors beruht auf das extrem
> hohe L/C Verhältnis des 300MHz Streifenleitung Gegentaktoszillators.

... und so weiter. Für eine geniale Erfindung wird mir das zu 
kompliziert.
Genialitäten wie die Relativitätstheorie strotzen vor Einfachheit, das 
Besondere an ihnen ist die Ungewöhnlichkeit des Grundgedankens.

Ich ziehe mich aus der Diskussion  zurück, bis Experimente klare 
Ergebnisse gebracht haben.

Ciao
Wolfgang Horn

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ich fürchte auch, dass die Dreckeffekte überwiegen. Der Reedkontakt 
wirkt auch noch als Sensor für die Erdmagnetfeldschwankungen durch den 
Sonnenwind und als Seismometer. Radioaktive Strahlung vielleicht auch 
noch, wie im Geigerzähler...

von B e r n d W. (smiley46)


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> Wenn allerdings hohe Frequenzstabilität gefordert ist, sollte der
> C-Anteil so groß wie praktisch möglich gemacht werden.

Das ist kontraproduktiv, bei einem großen C-Anteil schrumpft der 
Messeffekt. Es kommt auf die Kapazitätsänderung im Reed-Kontakt im 
Verhältnis zum gesamt-C an. Die Wurzel aus dem Kapazitätsverhältnis 
ergibt das Frequenzverhältnis. Nimmt man jetzt noch eine hohe Frequenz, 
werden hörbare/zählbare Abweichung schneller erreicht.

Messeffekt bei 300 MHz und 5pF Kreiskapazität:
dC/Farad   dF/Hz
 10e-15   4,2 MHz
 10e-18   134 kHz
 10e-21   4,2 kHz

Die Empfindlichkeit ist sehr hoch. Es stellt sich jedoch die Frage, ob 
andere Umwelteinflüsse soweit reduziert werden können, damit der Effekt 
überhaupt nutzbar wird.

Weitere Idee:
Einen Permanentmagnet so anordnen, daß sich die Verformung seines 
Magnetfeldes durch Eisen messen läßt. Ansonsten ist man auf das 
Erdmagnetfeld angewiesen.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Forumsfreunde,

Bin gerade aufgewacht um Eure neuesten Beiträge zu verfolgen.

Dazu kann ich im Augenblick nur darauf antworten: Lasst es auf sich 
beruhen. Vielleicht komme ich eines Tages dazu das Experiment neu 
anzufangen und dann bessere Information liefern zu können. Alles was ich 
bis her geäussert hatt entspricht den damaligen Tatsachen nach meinem 
besten Erinnerungsvermögen. Wie schon erwähnt fehlen mir alle Unterlagen 
von damals und bin deshalb nicht in der Lage mich besser "verteidigen" 
zu können oder das Experiment im Augenblick neu durchzuführen.

Vielleicht könnt ihr mal mit einem Probeaufbau anfangen und dann können 
wir zusammen neue Erfahrungen sammeln.

Es tut mir im Nachhinein leid, so ein kontroverses Projekt überhaupt 
erwähnt zu haben. Leider ist mir jemand zuvor gekommen und ich konnte es 
nach dem Absenden nicht mehr rechtzeitig löschen. Es war absolut nicht 
meine Absicht das Ganze in diesem Detail zu erörtern. Man könnte jetzt 
fragen, Warum  dann? Ja, manchmal ist man etwas übereilig.

Wie gesagt, es lag mir nichts ferner als irgendjemand verarschen zu 
wollen. Warum es im Detail damals so gut funktioniert hat, muß eben 
sorgfältig ergründet werden. Ich habe wirlich den Eindruck, daß ihr Euch 
verarscht fühlt - Kann ich verstehen. Trotzdem stimmen meine damaligen 
Erfahrungen.

Ich bin seit 2007 am Forum beteiligt. ich glaube nicht, daß mir jemand 
nachsagen kann, ich wäre nur ein geltungsuchender Scharlatan. Ich 
flunkere im Allgemeinen nicht und wenn nur mit nahen Freunden zum 
Spaß:-)

Ich finde es natürlich prinzipiell richtig kritisch sein zu wollen um 
wissenschaftlichen Dingen auf den Grund zu kommen und verüble Eure 
Einwände nicht. Aber vergisst nicht, daß ich im Augenblick meine 
Information ohne fundierte Belege nach Erinnerung verteidigen muß. Um 
Fair zu bleiben bitte ich diesen Gesuchtspunkt zu berücksichtigen.

Abgesehen davon, habe ich mich jetzt im Augenblick mit meiner 
persönlichen Tragödie in meinem Leben auseinander zu setzen und will im 
Augenblick vom Forum fernbleiben und mich nicht mehr ablenken lassen. 
Also, nichts für ungut. Noch schönen Sonntag.


Grüße,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
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