Teknisk tidskrift 1921

430

TEKNISK TIDSKRIFT

29 okt- 1921

undersökningars utförande förbättra mikrovågen genom att ersätta kniveggen genom en upphängning i tunna trådar av platina. Förslaget visade sig efter flera månaders arbete vara outförbart på grund av de ofullkomliga elastiska egenskaperna hos platinatrådarna (Wollastontrådar om 0,008 mm lödda till kvartsen under mikroskop), men ett försök med trådar av kvarts, som jag företog på get bevåg, gav ytterst gynnsamt resultat. Arbetet med

Fig. 3. Komplett vågbalk med upphängningsanord-

ning.

konstruktionen och förbättringen av den nya vågen fortsattes sedermera av mig vid Stockholms högskola i professor Benedicks laboratorium, där det nya instrumentet även fick sin första prövning för vissa fysiska undersökningar.

Vågbalkens konstruktion, sådan den användes av mig, framgår av figur i. Ett rombiskt skelett om io cm längd (senare minskad till hälften) förfärdigas av tunna kvartsstavar Y2 ä i mm i diam., hopsvetsade i syrgaslågan. 1 värstycken, fastsmälta vid diagonalernas skärningspunkt, bära spetsar utdragna till fibrer, som göras extremt tunna närmast intill upphängningspunkten (0,002 mm i diam.) och upptill avslutas med små krokar av kvarts, från vilka vågen hänger.

Liknande fibrer med krokar nedtill för vikterna utdragas från vågbalkens ändar. Med en dylik våg om 270 mg i vikt har en maximal känslighet av över en milliondels milligram ernåtts, i vissa försök uppdriven till det fyrdubbla.

Det för vågen använda våghuset synes i figur 2, som även åskådliggör anordningen vid ett med densamma utfört försök. Våghusets bottenplatta uppbäres av tre ställskruvar, av vilka en är synlig i figuren. Nedtill finnas två paslipade tuber av glas eller kvarts, i vilka de båda ändfibrerna med vikter och motvikt nedhänga, varigenom dessa bli åtkomliga utan att huven avtages. Denna liksom viktstuberna förbindas lufttätt med bottenplattan medelst gummifett, vakuumcement eller lättsmält legering F\. A aghuset bär ett fastkittat fönster W, varigenom vid avläsningarna en ljusstråle från en Nernstlampa kastas mot en liten vid vågen fastsatt spegel och därifrån reflekteras mot en 4 meter avlägsen vertikal skala, å vilken ljusfläckens ändringar angiver vågbalkens utslag. Av särskilt intresse är arreteringsanordningen, vilken för undvikande av luftläckage är magnetisk. En elektromagnetisk »nyckel» E utanpå våghusets vägg vrides rundt och bringar därvid ett innanför väggen befintligt ankare AI att medfölja i rotationen. Denna i sin tur påverkar genom en utväxling en höj- och sänkbar arreteringsanordning, som lyfter upp

balken, så att den mellan vägningarna icke hänger i fibrerna. För vägning medelst aerostatisk kompensation finnes från vågens ena ändfiber upphängd en liten tillsmält blåsa av kvarts med en mycket noga känd inre volym V. Vid ändring av trycket inuti våghuset skulle vågens jämvikt ej alls förändras genom /»

ändringen i luftens uppdrift, ifall hela systemet

C.

Fig. 3. Upphängningsanordning konstruerad av dr Strömberg.

F>g. 3. Vågbalken.

bestode av homogen kvarts. För den ihåliga kvartsblåsan kommer emellertid ändringen i tryck att medföra en extra ändring i luftens uppdrift, bestämd av täthetsändringen multiplicerad med blåsans rymdinnehåll, vilken uppdriftsändring gör sig gällande som en ökning i blåsans vikt vid lufttrycksminskning och vice versa. Antages vågen vara i jämvikt vid ett visst tryck inne i våghuset p' och temperaturen i absolut mått T' , så kommer efter en ändring i vikten hos belastningen samma jämviktsläge att kunna uppnås först efter en ändring hos trycket till p" varvid temperaturen antages vara T". Ändringen i vikt d\V bestämmes då av ekvationen

dW= V

d

273

760

T'

Js"'

p_

där Vår blåsans rymdinnehåll, fi vikten av 1 kbcm luft vid T — o°C =273° abs. och p — 760 mm. Om V är bestämd med en noggrannhet om o, 0001 kbcm, vilket lätt kan ske genom utvidgning med kvicksilver, och om trycket avläses på 0,1 mm samt temperaturen hos våghuset på o,i°, så blir gränsen för den noggrannhet, med vilken dW kan beräknas av storleksordningen io— 9 mg, alltså åtskilliga hundra gånger mera än vad som f. n. är möjligt att bestämma även med mikrovågar av denna högkänsliga typ. Vägningen med luftvikt erbjuder sålunda praktiskt taget nära nog obegränsade möjligheter för uppnåendet av ännu högre känsligheter än de hittills realiserade.

Den i ekvationen ingående kvantiteten d, dvs. luftens täthet, måste vara mycket noga känd. Man måste därför anordna vägningarna så, att luften i våghuset är fri från beståndsdelar, vilka kunna påverka dess täthet, speciellt fuktighet och kolsyra. I detta syfte låter man alltså lutten på sin väg in i våghuset passera genom absorptionsrör med natronkalk och med barium-monoxid, varjämte smärre mängder av dessa ämnen placeras inuti vaghuset. Från dammkorn befrias luften genom ett rör innehållande torr bomull. För att undvika elektrostatiska laddningar hos kvartsen, vilka kunna åstadkomma betydande jämviktsrubbningar, hålles luften inuti våghuset starkt joniserad förmedelst en mindre kvantitet uranoxid.

För uppmätning av större vikter än som kunna ekvivaleras med luftvikten användas direkta vikter av små kvartsstavar, lämpligen böjda till en siffra, som angiver deras valör. Vikter om bråkdelar av milligram äro ytterligt besvärliga att manipulera, varför jag infört ett system av