CH103014A - Direkt anzeigendes Hochvakuummeter. - Google Patents

Description

      Dil-elit       Es ist bekannt,     dass    die     Wärmeleitfahig-          keit    eines Gases<B>in,</B> weiten Grenzen des  Druckes konstant ist,     dass    sie aber bei sehr  hohem Vakuum, etwa wenn der Abstand der  Moleküle der freien Weglänge entspricht, mit  der     Gasdielite,    abnimmt, so     dass,    wenn man  vom     a.bsolutenValzuum    ausgeht"     zunächst.eine     Proportionalität zwischen Dichte und Leit  fähigkeit besteht.

   Dieser Umstand gestattet  die Konstruktion empfindlicher, direkt an  zeigender     Hochvakuummeter,    deren     Emp-          Iindlichkeitsbereich        o,era#de    im hohen Vakuum<B>-</B>  liegt, während sie bei niederem Vakuum weni  ger brauchbar sind. Aber alle bisher bekann  ten Vakuummeter dieser Art haben gewisse       NT'aehteile,    welche sie für rein technischen  Gebrauch ungeeignet erscheinen lassen.  



  Es ist     nun    Gegenstand der vorliegenden  Erfindung ein direkt anzeigendes     Hoch-          vakuummeter,    bestehend aus einem Queck  silberthermometer, dessen     röhrenförmig        ans-          gebildeter,    das Quecksilber enthaltender Kol  ben von einem zylindrischen, gasdicht auf  gesetzten Rohr umgeben ist, welches mit  dem Rezipienten, dessen Vakuum gemessen    werden soll, in Verbindung steht, wobei das  Quecksilber des Thermometers durch eine  möglichst     konsta-nie,        von    aussen zugeführte  Energie geheizt wird.  



  Der Gegenstand der Erfindung sei anhand  des     Ausfülirungsbeispiels    der Figur näher  erläutert. Es bedeutete  <B>k</B> den das Quecksilber     q    enthaltenden  Kolben des Thermometers,  <B>1</B> die Kapillare, in welcher das Queck  silber bei Erwärmung des Kolbens aufsteigt,  h ein gasdicht     angeschmolzenes,    den Kol  ben k umhüllendes Glasrohr mit dem Ansatz  stutzen e zum     Anschluss    des     Vithuummeters     an den     Rezipienten;     m ist eine kugelförmige Erweiterung der       Kapilla-re    am Ende von<B>1;

  </B>  a und<B>b</B> sind in die Röhren h     -und   <B>k</B> ein  geschmolzene, mit dem Quecksilber     q    in lei  tender Verbindung stehende     Kontt*I-,i-clrälite;     <B><I>f, d,</I></B>     c    sind Marken, an deren Stelle aber  auch eingeschmolzene Platindrähte treten  können.  



  Die Wirkungsweise dieses     Hochvakuum-          meters    ist folgende: Zunächst, wird der Stut-           yen   <B>c</B> mit dem Rezipienten     gabdielit    verbun  den, dann wird von einer     möglieh-st        konstan-          len    Energiequelle durch a und<B>b</B> elektrischer  Strom in das Quecksilber     q    geleitet -und  dieses dadurch auf eine solche Temperatur  gebracht und     -ehalten,        dass    es in der Kapil  lare genau bis zur Marke     c    reicht.

   Der Me  niskus des Quecksilbers bei     Linerwärmtem'     Thermometer steht unterhalb der Marke<B>f.</B>  Wird nun der Rezipient evakuiert, dann     lässt     die Wärmeleitfähigkeit der in dem     zylindri-          sehen    Hohlraum zwischen     li,        und   <B>k</B>     befind-          liehen    Luft bei hohem Vakuum nach, und  das Quecksilber erreicht schliesslich bei dem  praktisch erreichbaren Höchstvakuum die       Marlie   <B>d.</B> Die Lage des     Menibkus    ist hierbei  ein Mass für die Höhe des Vakuums im Rezi  pienten.

       ITm    die Wärmeabführung durch  <B>:Z</B>  Strahlung möglichst zu vermeiden, wird der  Kolben<B>k</B> mit einer spiegelnden Haut     um-          (Y        lichh     geben. Die Empfind     eit    des Hoch       #akuummeters    ist um so grösser,<B>je</B> feiner die  Kapillare ist. Wird aber anderseits der Quer  schnitt der     Kapilla.re    zu klein gewählt, dann  ist die Neigung des     Zerreissens    und Hängen.       bleibens    des     Quecksilbe±fadens    sehr gross.

    Dieser Nachteil kann aber vermieden wer  den, wenn man den Raum über dem Queck  silber mit einem hochkomprimierten     Gas,-          z.    B. dem indifferenten Stickstoff, füllt.  Dies     hat    einen doppelten Vorteil, weil er  stens unter hohem     Druch    die Siedetempera  tur des Quecksilbers eine höhere ist und weil       ..weitens        ,7        das        Zerreissen        des        Fadens        vermieden     wird.

   Die hohe Siedetemperatur gestattet die  Wahl einer hohen     Erwärmung3temperatur     des Kolbens     k-.   <I>so</I>     dass    der     Einfluss    der     Raum-          temperaturänderung    auf das technisch rich  tige Arbeiten des Vakuummeters     vernach-          lässigbar    wird. Der Kompressionsdruck des  Gases über dem Quecksilber kann viele At  mosphären betragen, aber, -am eine zu hohe  Beanspruchung der Glaswände bei hoher  Erwärmung des.

   Quecksilbers zu vermeiden,  ist der in der Figur dargestellte kugelige  Dom     iib    erforderlich, welcher ein wesentliches  Ansteigen des     Druck:es    verhindert. Anstatt  die Energie dem Quecksilber des Vakuum-         nieters    selbst zuzuführen, können auch     Wi-          dersiandsdrähte    den Kolben     k    von aussen       eiwärmen    oder durch das Quecksilber des  Kolbens     hin-durch"",eführt    sein.

   Der radiale  Abstand des umhüllenden     Rühres        li,    vom  Kolben     Ig   <I>soll</I> nicht zu gross sein, damit die  Trägheit des Instrumentes einen möglichst       CY        r          "e        ingen    Wert     zeicd.    Es ist     zwecl,:mässi,-",    den  Abstand kleiner als die freie Weglänge der  Gasmoleküle bei dem normalen Wert des       Nochva-kuums    zu wählen.  



  Das beschrieben(,     Hochvak-aumineter    kann  auch zur automatischen Betätigung von     Ree-          lais    verwendet werden. Wenn man zum Bei  spiel die Marken c und     (1    durch in die<B>Ka-</B>  pillare ragende Platindrähte ersetzt, welche  die freien     Dralltenden    des Erregerstrom  kreises eines die<B>Ab-</B> und     Zuschaltung    der  Vakuumpumpe bewirkenden Relais sind.

    dann kann die Schaltung so     ",etroffen    wer  den,     dass    die     Vahuumpumpe    automatisch ab  gestellt wird, wenn das Quecksilber den  Draht,<B>d</B> erreicht, und wieder     zuges-ehaltet     wird, wenn das     Queeksilber    unter diese  Marke<B>fällt.</B> Dadurch wird die     Wartunc        der     Anlage wesentlich vereinfacht Lind die     Be-          triebssieherheit        #vesentlich    erhöht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Direkt anzeigendes Hochvakuummeter. dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Quecksilberthermometer besteht, dessen röll- renförmi- aus-ebildeter, das Quecksilber en e_I enthaltender Kolben von einem zylindriselien, (IIZ,Iscli.elii aufgesetzten Rohr umgeben ist. wel- elies mit dem Rezipienten, dessen Vakuum nIemessen werden soll.

   in Verbindun- steht, wobei das Quecksilber des Thermometers durch eine mögliehst konstante, von aussen zugeführte Energie geheizt wird. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Hoehvakuummeter nach Patentansprueb, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolb(ni langgestreekt und derart ausgebildet, ist, LI ,dass das in ihm enthaltene Quecksilber die Gestalt eines dünnen Fadens hat, wobei über dem Kolben sich die Kapillare be- fliidet,

   in welcher das erwärmte Queck silber aufsteigt. 2. Hochvakuuin-meter nach Patenianspruc.li und Unteranspruch <B>1,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass sieh über dem Quecksilber ein komprimiertes Gas befindet, wobei am Ende der Kapillare eine #domartige Er weiterung zur Vermeidung zu hohen Kom pressionsdruckes beim Aufsteigen des Que,r,ksilbers in der Kapillare vorgesehen ist.

   <B>3.</B> Hochvakuummeter na-eh Patentansprucli, da-durch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand des umhüllenden Rohres vom Kolben so gewählt ist, dass er bei dem normalen Wert des Hochvakuums kleili,-,r ist als die freie Weglänge der Moleküle des im Vakuumraum befindlichen Gases.

   4- Hochvakuummeter nach Patentanspluch, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie dem Quecksilberfaden aes Kolbens un mittelbar durch Hineinleiten eines elektri- sehen Stromes in den Quecksilberfaden zugeführt wird.

   <B>5.</B> Hochvakuummeter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben auf seiner Aussenseite eine spiegelnde, stark reflektierende Oberflä"che erllä,1t. <B>6.</B> Hoclivakuummeter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tempera tur des geheizten Quecksilberfadens so hoch gewählt ist, dass die Änderung der Raumtemperatur praktisch ohne wesent lichen Einfluss auf die Wirksamkeit des Vakuummeters bleibt.

   <B>7.</B> Hüchvakuummeter nach Patentanspruch, dadurch ehennzeiehnet, (lass Kontakt- 9 stifte, in den Kolben und in die Kapillare eingeschmolzen sind, welche zur Einftth-- rung elektrischer Ströme dienen, welche teils zur Erwärmiano, des Quecksilbers,

   teils zur Betätigung von Relais in<B>Ab-</B> hängigkeit von der Länge des Quecksilber- t' el fadens und somit von der Höhe des Va kuums im Rezipienfen dienen<B>.</B> und das erforderliche Zu- und Abschalten der Va kuumpumpen veranlassen.