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Elektrischer Fernmesser zur Ermittlung. wechselnder Flüssigkeitshöhen.
Die Erfindung gehört in den Bereich jener bekannten elektrischen Fernmesser. für Flüssigkeitshöhen, bei denen die Flüssigkeitshöhe auf beliebige Entfernung dadurch gemessen
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kreises geändert wird und an Anzeigevorrichtungen die Änderung des Flüssigkeitsstandes ziffermässig abgelesen werden kann. Dies wird in der Hauptsache durch einen in dem Flüssigkeitbehälter angeordneten, jedoch von demselben isolierten und von unten nach oben über den Flüssigkeitsspiegel hinaus verlaufenden Widerstandskörper erzielt. Derselbe wird durch die Flüssigkeit in den Stromkreis eingeschaltet und sein Widerstand unmittelbar durch Berührung mit der Flüssigkeit ohne Zuhilfenahme von irgendwelchen mechanisch beweglichen Teilen geändert.
Von den bekannten Apparaten unterscheidet sich der nach vorliegender Erfindung dadurch, dass er den Flüssigkeitsständen proportionale Ausschläge des Anzeigeinstrumentes ergibt.
Es kann dies durch verschiedene Ausführungsformen erreicht werden. Zunächst kommt von denselben diejenige in Frage, bei welcher der wesentliche Teil des Messapparates aus einem massiven Widerstandskörper mit einer grossen Oberfläche besteht, dessen Material widerstandsfähig gegen äussere Einflüsse und säurebeständig ist sowie einen hohen'elektrischen Widerstand besitzt, und durch dessen Formgebung eine gleichmässige Änderung des Widerstandes in den
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widerstand des Stromkreises, so dass der von der Flüssigkeit benetzte Widerstand nahezu als abgeschaltet gelten kann. Die obenerwähnte Formgebung beim Material von gleicher Leitfähigkeit gestattet die Änderung des Widerstandes in bezug auf die Hölie derartig, dass ein proportionaler und stetiger Ausschlag am Zeigerinstrument erfolgt.
So wird der Querschnitt am unteren Ende verhältnismässig klein sein und nach oben hin allmählich, jedoch nach bekannten Gesetzen, zunehmen. An Stelle der Formgebung des Widerstandskörpers kann der gleiche Zweck auch durch entsprechende Zusammensetzung aus Materialien verschiedener Leitfähigkeit oder durch eine Kombination aus Formgebung und Materialzusammensetzung herbeigeführt werden.
Um die vorbezeichnete Vorrichtung vorteilhaft bei Flüssigkeiten mit veränderlichem spezifischen Widerstand zu verwenden, wird dieselbe zweckmässig durch eine Leitschiene aus leitendem Material derart ergänzt, dass dieselbe in geringer Entfernung vom Widerstandskörper und gleichlaufend mit demselben angeordnet wird. Diese Schiene kann geerdet oder durch einen Leitungsdraht in den Stromkreis eingeschaltet und kürzer gehalten sein als der Widerstandskö : per selbst, dergestalt, dass sie auf die Messung der Flüssigkeitshöhe keinen Einfluss mehr hat. weil auch bei der kürzer gehaltenen Leitschiene die Gesamtübergangsfläche für den elektrischen Strom ausreicht zur Proportionalerhaltung der Stromstärke in bezug auf den eigentlichen Widerstandskörper.
Durch diese Anordnung wird der Stromweg durch die Flüssigkeit sehr klein gehalten im Vergleich zum Gesamtwiderstand des Stromkreises, so dass eine Änderung des ersteren alsdann praktisch nicht mehr ins Gewicht fällt.
Zur Herstellung eines schnellen und sicheren Stromüberganges kann an dem unteren Ende des Widerstandskörpers eine grössere Fläche, ein sogenannter Schuh, angebracht sein. wodurch die Oberfläche, die durch die Flüssigkeit benetzt werden kann, stark vergrössert ist. ohne dass hierdurch der Widerstand des Messapparates merklich geändert wird.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist in der Zeichnung in der Hauptsache in Fig. i und 2 dargestellt. A ist eine Stromquelle von bekannter elektromotorischer K : aft. der Strom fliesst von A über den Schalter E, durch das Zeigerinstrument F, durch den Widerstandskörper B des Messapparates, durch die Flüssigkeit C, deren Spiegel sich in 7- befindet, ferner durch Erdung zurück zur Stromquelle A.
Der Widerstand des Körpers B ist so bemessen, dass für einen bestimmten Höhenunterschied 2-21 und 3-31 der Übergangswiderstand der benetzten Fläche des Körpers B, der zwischen den Ebenen 2-21 und 3-31 liegt, und der Flüssigkeit bedeutend kleiner ist als der innere Widerstand des zwischen den Ebenen 2-21 und 3-31 liegenden Stückes von B. Hierdurch wird beim Steigen der Flüssigkeit von 2-21 nach 3-31 der Widerstand des Körpers B um den entsprechenden Teil kleiner, was eine grössere Stromstärke und einen grösseren Ausschlag am Zeigerinstrument zur Folge hat.
Diesen Ausschlag stetig und proportional zu halten, wird, wie bereits beschrieben, durch Formgebung oder Materialzusammensetzung des Widerstandskörpers leicht erreicht.
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In Fig. 2 ist auch die Leitschiene G dargestellt, die bei Flüssigkeiten mit veränderlichen Widerstandskoeffizienten vorteilhaft angewendet wird.
In Fig. 3 ist der Schuh D gezeichnet, der am unteren Ende des Widerstandskörpers B
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Kontakt herstellt.
Infolge seiner einfachen Konstruktion ist der Apparat unempfindlich gegen mechanische und chemische Einflüsse, er gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit und eine einfache Fabrikation, indem der Widerstandskörper in Form gegossen oder gepresst werden kann. Trotz dieser Einfachheit gestattet aber der Apparat sehr genaue Messungen und bietet infolge dieser Eigenschaften ausserordentliche Vorteile gegenüber allen bisher bekanntgewordenen Apparaten gleicher Gattung.
Auf gleichem Prinzip, wie dem vorstehend beschriebenen, beruht eine weitere Ausführungsform, die sich als Fernanzeiger namentlich für die kontinuierliche Feststellung der Wasserstandshöhe in Dampfkesseln eignet. Auch diese besteht aus einem Messstab, zusammengesetzt aus einem oder mehreren Teilen eines Widerstandsmaterials von gleichmässiger spezifischer Leitungsfähigkeit, und aus einer Metalleiste, welche Teile in geeigneter Weise in einem Messbehälter in der Höhe des Wasserstandsglases angebracht sind, der durch Rohrleitungen mit dem Dampfkessel so verbunden ist, dass das Wasser im Dampfkessel und im Messbehälter gleich hoch steht.
Eine dampfdichte isolierte Durchführung vermittelt die Stromzuführung zu dem am vorteilhaftesten im Bureau des Ingenieurs angebrachten Anzeigeinstrument, während die Stiom- ableitung durch das Metall des Messbehälters erfolgt. Der technische Fortschritt dieser Einrichtung besteht in der genauen Kontrolle über die Sicherheit, des Wasserstandes im Kessel und weiter in der Kontrolle des Bedienungspersonals desselben, das dadurch zu grösserer Aufmerksamkeit und schärferer Beobachtung der Dienstvorschriften veranlasst und erzogen wird.
Eine. weitere Ausführungsform, auf gleichem Prinzip beruhend, besteht darin, dass an Stelle des Messstabes in dem Messbehälter eine von unten nach oben in der Drahtstärke zunehmende oder in der Windungszahl pro Längeneinheit abnehmende Leitungsspule angeordnet wird. Da es aber praktisch schwierig ist, einer Spule von bestimmter Höhe eine grosse Oberfläche und dadurch gleichzeitig den für die genaue Messung von Flüssigkeiten hohen spezifischen Widerstandes erforderlichen Widerstand zu geben, eignet sich diese Vorrichtung nur für beschränkte Verhältnisse, in denen mit geringeren Änderungen spezifischer Widerstände der Flüssigkeiten gerechnet werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Elektrischer Fernmesser zur Ermittlung wechselnder Fiüssigkeitshöhcn, bei welchem die Flüssigkeitshöhe dadurch gemessen wird, dass durch den steigenden oder fallenden Flüssigkeitsspiegel der Widerstand eines Stromkreises, in welchen ein Messkörper eingeschaltet ist, geändert
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können, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper verschieden grosse und gesetzmässig bestimmte Querschnitte in den verschiedenen Höhenlagen des Widerstandsmaterials bei gleicher Leitfähigkeit besitzt oder bei gleichbleibenden Querschnitten aus Materialien verschiedener Leitfähigkeit zusammengesetzt ist, zum Zwecke, um die Widerstandsdifferenzen im Messstromkreis den Standunterschieden des Flüssigkeitsspiegels proportional zu machen.