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Vorrichtung zur Messung durch Rohre strömender Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsmengen.
Ein bekanntes Verfahren, durch Rohre strömende Gas-oder Dampfmengen zu messen, beruht darauf, dass an einer Stelle des Rohres eine Drosselung hervorgerufen wird, z. B. durch einen Schwimmer, eine Düse, eine Drosselscheibe oder dgl. Eine andere Methode benutzt die Druckdifferenz, die zwischen dem statischen und dynamischen Druck des strömenden Gases oder Dampfes vorhanden ist. In beiden Fällen ist die Durchnussmenge proportional der Wurzel aus dieser Druckdifferenz, und wenn die Dichte ver- änderlich ist, ausserdem noch proportional der Wurzel aus dem spezifischen Volumen.
Gegenstand der Erfindung ist eine neue Vorrichtung, mittels dieser Druckdifferenz auf elektrischem Wege die Durchflussmenge bei konstanter und veränderlicher Dichte anzuzeigen, zu zählen oder fortlaufend zu registrieren. Es sind bereits andere elektrische Messvorrichtungen, die dem gleichen Zweck dienen, bekannt. Ihnen gegenüber hat der Gegenstand der Erfindung den Vorzug grösserer Einfachheit.
Die Messung der durchflussmenge bei konstantem spezifischem Volumen wird derart ausgeführt, dass mittels beliebiger, geeigneter Apparate, die unter dem Einfluss der Druckdifferenz stehen, in einem Stromkreise ein elektrischer Widerstand so verändert wird, dass die Stromstärke in einem zweiten, zu demselben Stromkreise gehörigen konstanten Widerstande bzw. die an den Enden des let1teren vorhandene Potenttatdtfferenz stets der Wurzel
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stoncschen Brücke vereinigt und wird selbsttätig durch die Druckdifferenz so verändert, dass der Galvanonieterstrom proportional der Wurzel aus der Druckdifferenz ist.
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quelle auszugleichen.
Ausserdem dient er dazu, ein für praktische Ausführung günstiges Gesetz für die Änderung des Widerstandes i zu schaffen. Würde M'fehlen, so könnte der Widerstand w2 nicht mehr konstant ausgeführt werden, sondern müsste gleichfalls mit der Druckdifferenz sich ändern. Denn bei der Druckdifferenz 0,. die einer Durchflussmengo 0 entspricht, müsste sonst w2 unendlich gross sein, damit der der Durchssussmenge entsprechende Strom i=0 wird. Dies ist aber für die praktische Ausführung unbequem.
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Die bisher beschriebenen Schaltungen gestatten nur die Berücksichtigung zweier Faktoren, Druckdifferenz, d. i. DurcbssuJ3menge und spezifisches Volumen.
Die Methode lässt sich jedoch durch einfache Wiederholung auch verwenden, um mehr wie zwei Faktoren bei der Messung zu berücksichtigen, z. B. kann bei der Dampfmessung ausser dem Druck auch die Temperatur Berücksichtigung finden. Dieses ist beispielsweise in Fig. 10 an der
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differenz als auch proportional der Wurzel aus dem Dampfdruck ist, unverändert bleibt und gleichzeitig der Teilstrom i8, der stets proportional 16 ist, eine der veränderlichen Dampftemperatur entsprechende Korrektur erfährt. Dann ist g ein Mass für die Dampfmenge auch bei veränderlichem Druck und veränderlicher Temperatur.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass in derselben Weise, wie es im vorstehenden an der Schaltung Fig. 2 gezeigt worden ist, auch die Schaltung Fig. 1 durch entsprechende Ausbildung von'It'2 oder eine andere geeignete Schaltung zu dem Zwecke erweitert werden kann, Änderungen in der Dichte der Durchflussmenge zu berücksichtigen.
In den vorstehend entwickelten Formeln sind die Widerstände der Zuleitungsdrähte vernachlässigt. Sie könnten jedoch unter entsprechender Änderung der Formeln als konstante Zusatzwiderstände berücksichtigt werden. Ebenso könnte man noch andere konstante Widerstände zu den veränderlichen der einzelnen Zweige hinzufügen, ohne an dem Prinzip der Schaltungen etwas zu ändern.
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vorrichtungen dienen, sei es, um eine Fernanzeige oder eine fortlaufende Zählung zu ermöglichen, sei es, um die Messungen entsprechend dem schwankenden spezifischen Volumen zu berichtigen. Es Können natürlich mit der Vorrichtung auch andere Gesetze als die genannten
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Druckdifferenz konstant gehalten wird.
An Stelle der Wurzel der Druckdifferenz würde dann in den entwickelten Formeln eine Funktion des veränderlichen Querschnittes treten.
Im folgenden ist eine Vorrichtung beschrieben, die vorzugsweise für die Dampfmessung bestimmt ist. Es wird hiebei das an und für sich bekannte Quecksilber-Differentialmanometer verwendet, wobei die Ausschlage der Quecksilbersäulen in neuartiger Weise auf elektrischem Wege zur Wirkung gebracht werden.
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schwankendem Zustande des Dampfes die Herichtigung entsprechend dem spezifischen Gewichto erfolgen.
Da nun zwischen Druck und spezifischem Gewichte - ahgesehen von Uberhitzung - nahezu Proportionalität besteht, so wird für die Berichtigung nach
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7. H. ein Röhren- oder Kolbenmanometer benutzt werten. das mit geeigneten Vorrichtungen versehen ist, um die Widerstände w3 und w4 (Fig. 3 bis 5) in der erforderlichen Weise zu verändern
Bei der nachstehend beschriebenen Vorrichtung ist beispielsweise. ein QuecksilberGasmanometer gewählt, das für den vorliegenden Zweck nenartig ausgestaltet ist.
Der vollstandige Messapparat ist in Fig. 6 dargestellt, und zwar ist demselben die Schattung Fig. 4 zugrundegelegt. Statt dieser könnten in gleicher Weise auch die Schaltungen
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Die beiden Schenkel des Quecksilber-Differentialmanometers D stehen unter den Drücken p1 und p2 der in dem Dampfstrom durch eine der bekannten Methoden, z. B. durch eine Drosselscheibe hervorgerufenen Druckdifferenz. Bezeichnen h1 und h2 die Ausschlüge
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Dieses besteht aus zwei kommunizierenden Rohren, einem offenen und einem geschlossenen, die bis zu einer bestimmten Marke mit Quecksilber gefüllt sind. Der geschlossene Schenkel enthält über der Quecksilbersäule ein bestimmtes Luft-und Gasquantum. Der offene Schenkel steht in Verbindung mit dem Dampfdruck. Je nachdem dieser steigt oder fällt, verschieben sich die beiden Quecksilbersäulen in den Schenkeln und die eingeschlossene Luftmenge wird mehr oder weniger komprimiert.
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In den einen Schenkel des Differentialmanometers D ist der Widerstand lu) l eingebaut, die Widerstände w3 und w4 sind in den Schenkeln des Manometers M untergebracht.
Von einer beliebigen Stromquelle E fliesst der Hauptstrom J durch den Vorschaltwiderstand Wo und teilt sich bei A entsprechend den Widerständen Wl und w3 in die Zweigströme i1 und ia. Der Teilstrom in verzweigt sich bei B nochmals in die den
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können mit der Höhe die Länge und gleichzeitig der Querschnitt des eingebauten Widerstandes entsprechend veränderlich gemacht werden oder bei konstantem Querschnitt die Länge allein.
Eine Ausführungsform des letzteren Falles ist in der Fig. 6 und im grösseren Massstabo in Fig. 7 dargestellt. Ein drahtförmiger Widerstand von konstantem Querschnitt ist in einer zylindrischen Schraubenlinie mit veränderlicher Steigung gewunden. Die Grösse des Widerstandes w1 ist dann proportional seiner freigegebenen Länge 1, d. h. es ist : w1=a5.l.
Die Änderung des Steigungswinkels muss so gewählt sein, dass die einem beliebigen Ausschlage hl des Differentialmanometers entsprechende Länge l des Widerstandes einen solchen Wert hat, dass die Stromstärke i3 in dem Widerstande it, 3 proportional #h1+h2 ist. Das Gesetz, nach welchem sich die Steigung der Schraubenlinie mit ihrer Höhe ändern
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linie von konstanter Steigung gewunden, indem der Windungsradius entsprechend ver- änderlich gemacht ist.
Bei einer dritten Ausführungsform (Fig. 9) wird ein gerader Draht verwendet, und der Querschnitt eines oder beider Schenkel des Differentialmanometers entsprechend vor- änderlich ausgeführt.
Schliesslich sind noch Kombinationen zwischen diesen Ausführungsformen möglich.
Die in den Schenkeln des Manometers. 11 untergebrachten Widerstände w3 und t werden durch die steigenden und fallenden Quecksilbersäulen beeinflusst. Solange sich der Dampfdruck nicht ändert, bleibt auch der Stand der Quecksilbersäulen und damit die
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Spannungsänderung steigt in dem einen Schenkel die Quecksilbersanle, wahrend sie in dem andern fällt. Iliedurch wird der eine Widerstand verkleinert, wenn der andere vergrössert wird. Die Form der Widerstände muss so gewählt werden, dass entsprechend der Schaltung Fig. 4 die Summe und wz konstant bleibt und die Stromstärke 15 proportional V/. \/j- wird. Dies kann in der gleichen Weise wie bei dem in das Differentialmanometer eingebauten Widerstande erreicht werden.
Die Gesetze, nach denen d) e Widerstände bzw. die Schenkel des Manometers geformt
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spezifische Volumen v der Druck li gesetzt wird.
Der Apparat ist in erster Linie für die Dampfmessung gedacht, doch kann er auch ohneweiters für die Messung von Gas-oder Luftmengen höherer Spannung dienen. Bei
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