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Elektromagnetischer Druckmesser
EMI1.1
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im Seitenriss, Fig. 3 zeigt die Anemometer-Variante der Messeinrichtung im Schnitt und Fig. 4 zeigt wieder den Anemometer im Seitenriss.
Der Druckmesser besteht gemäss Fig. 1 und 2 aus dem Torsionskörper 1, welcher aus ferromagnetischem Werkstoff hergestellt ist. Der Torsionskörper 1 ist von den Aufnahmespulen 2, vom aus ferromagnetischem Werkstoff hergestellten Mantel 3 sowie von der Isolierungseinlage 5 umgeben. An dem Torsionskörper 1 ist ein kleiner Arm 6 angebracht. Auf den beiden Enden der kleinen Arme 6 sind zwei Glocken 9 aufgehängt. Im Falle, dass die Messeinrichtung als Nivellierungs-Höhenmesser benutzt werden soll, wird eine der beiden Glocken 9 mit einem Absperrhahn 12 ausgestattet. Auf einem Ende des kleinen Armes 6 ist die kleine Schale 11 aufgehängt. Der Torsionskörper 1 wird durch den Erregungskreis 8 erregt. Die Spule 2 ist mit dem Abnahmekreis verbunden. Gemäss den Fig. 3 und 4 ist der elektromagnetische Druckmesser als Anemometer eingerichtet.
Hier ist ein Ende des Torsionsstabes 1 elektrisch leitend in einer der Stirnflächen eines die beiden Aufnahmespulen umgebenden Mantels 3 befestigt. Das zweite Ende des Torsionsstabes 1 und die zweite Stirnfläche des Mantels 3 sind mit dem Halter 14 verbunden und an den Erregungskreis 8 angeschlossen.
Aus den Fig. 1 und 2 ist die Tätigkeit des Mikrodruckmessers ersichtlich. Unterhalb der Glocken wirken die Drücke pl und p, deren Unterschied zu messen ist. Einer der beiden Drücke kann ein barometrischer Druck sein; mittels des Druckmessers wird daim entweder der Über-oder der Unterdruck in bezug zu dem genannten Druck gemessen. Beide Drücke bilden an den Bodenflächen der Glocken Kräfte Si und Su'dite den beiden Drücken Pl und p sowie den Bodenflächen (.--) der Glocken proportional sind.
Die Kräfte erregen im Torsionskörper 1 durch Vermittlung eines Armes 6 ein Drehmoment, das dem gemessenen Druckunterschiede (pi-pz) proportional ist. Bei der Einführung von Wechselstrom durch den Kreis 8 in die Stirnfläche 4 wird im Torsionskörper l ein magnetisches Wechselfeld erregt, welches durch die Verdrehung des Torsionskörpers derart verformt wird, dass in den Spulen 2 eine elektromotorische Kraft, proportional dem Verdrehen und daher auch dem gemessenen Druckunterschiede, induziert wird. Diese elektromotorische Kraft kann durch den Aufnahmekreis 7 aufgenommen werden. Der Aufnahmekreis kann an Messungs-, Registrierungs-, Regelungs- oder Signalisierungsanlagen angeschlossen werden. Die Glocken 9 greifen in die mit Flüssigkeit gefüllten Gefässe 10 ein.
Diese Flüssigkeit trennt den gemessenen Druck Pl oder p von dem äusseren atmosphärischen Druck ab. Der Messbereich kann einfach durch das Anbringen von Gewichten, auf die Schale 11 ausgedehnt werden. Diese Schale karm auch zweckdienlich zum Eichen des Druckmessers bei Benützung eines Satzes von Gewichten benutzt werden.
Nach einer zweckmässigen Anpassung der Schalen 11 an die beiden Enden des Armes 6 kann man die Messeinrichtung auch als empfindliche und präzise Waage (analytische bzw. auch Mikro-Waage) oder als Wiegenbestandteil ähnlicher Waagen verwenden.
Falls der Druckmesser gemäss den Fig. 1 und 2 nur mit einem Gefäss 10, in dessen Zufuhr der Absperrhahn 12 einmontiert ist, ausgestattet ist, kann die Messeinrichtung als Nivellierungshöhenmesser zum Messen von kleinen Druckunterschieden bei geodätischen Messungen mit Erfolg angewendet werden. Dann wird in der Grur. dhöheH der Absperrhahn 12 abgesperrt, damit unterhalb der Glocken 9 ein der gegebenen Höhe entsprechender Druck entstehen kann. Da auch oberhalb der Glocken 9 in der Höhe H derselbe Druck vorhanden ist, wird der Torsionskörper 1 nicht verdreht.
Falls man nun die ganze Messeinrichtung auf einen Ort unbekannter Höhe H verlagert, wird oberhalb der Glocken 9 der der unbekannten Höhe entsprechende Druck vorhanden sein, wobei unterhalb der Glocken 9 der ursprüngliche Druck unverändert aufrechterhalten bleibt. Durch den Unterschied der beiden Drücke, der dem Höhenunterschied proportional ist, wird der Torsionskörper 1 verdreht und die dadurch induzierte elektromotorische Kraft in der Spule 2 wird durch den Aufnahmekreis 7 aufgenommen.
In den Fig. 3 und 4 ist die Messeinrichtung, die als Anemometer konstruiert ist, veranschaulicht.
Der Torsionskörper 1 wird hier durch die aerodynamische Kraft A beansprucht, mit welcher der Luftstrom von einer Geschwindigkeit v gegen das Plättchen 15 drückt. Die aerodynamische Kraft wird von dem Plättchen 15 mittels des Armes 6 auf den Torsionskörper 1 übertragen. Da diese Kraft und daher auch die durch dieselbe entstandene Verdrehung des Torsionskörpers l, der Luftstromgeschwindigkeit proportional ist, wird auch die elektromotorische Kraft, die in den Spulen 2 induziert und durch den Aufnahmekreis 7 aufgenommen wird, dieser Geschwindigkeit proportional, und die Messeinrichtung kann als Anemometer angewendet werden. Zum Messen von grösseren K. äften (Drücken, Geschwindigkeiten) wird der Torsionskörper, um seiner eventuellen Durchhängung vorzubeugen, durch ein oder zwei Lager 13 unterstützt.
Die Druckmesseinrichtung auf Grund dieser Erfindung findet universale Anwendungsmöglichkeiten.
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Man kann sie nach Durchführung einiger einfacher konstruktiver Anpassungen zum Messen von niedrigen Drucken (Mikrodruckmesser), weiters zum Messen von Höhenunterschieden (Nivellierungshöhenmesser), zum Messen von Luftstromgeschwindigkeiten (Anemometer) oder zum Präzisionswägen usw. mit Erfolg benutzen.
Obwohl der Aufbau und die Erzeugung der erfindungsgemässen Geräte sehr einfach und daher auch billig ist, werden die durch sie erzielten Messungen ausserordentlich präzis und empfindlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetischer Druckmesser mit einem ferromagnetischen Torsionskörper, der durch einen Erregerstromkreis zylindrisch in gesättigtem Zustand magnetibiert ist und mit Aufnahmespulen zur Messung des durch die Torsionsbeanspruchung entstehenden magnetischen Flusses versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (1) zu beiden Seiten des in seiner Mitte angebrachten Armes (6) mit Aufnahmespulen (2) versehen ist, die mit den aus ferromagnetischem MaterÎ".
1 hergestellten und auf ihren gegen die Mitte des Torsionskörpers (1) mit einem an den ErregungskreL (8) angeschlossenen Flansch (4) versehener. Mänteln (3) umgeben sind, wobei die Enden des Torsionsstabes (1) in den äusseren Stirnflächen der beiden Mäntel (3) elektrisch leitend befestigt sind.