Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Gasvolumens in einem teilsweise mit Flüssigkeit und im übrigen mit Gas gefüllten Behälter.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung des Gasvolumens in einem teilweise mit Flüssigkeit und im übrigen mit Gas gefüllten Behälter.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterschied zwischen dem Gasdruck im Behälter und dem Druck hinter einer am Behälter vorgesehenen Druekausgleiehsleitung erzeugt wird und dass man diesen Druckunterschied über die Druckausgleichsleitung einen Ausgleichstrom erzeugen lässt und ein Manometer verwendet.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführug des Verfahrens kennzeichnet sieh durch eine Druckquelle zur Erzeugung eines Unterschiedes zwischen dem Gasdruck im Behälter und dem Druck hinter der Druckausgleichsleitung und durch einen Zeitmesser und ein Manometer zur Beobachtung des sich über die Druckausgleichsiei- tung vermindernden Druckunterschiedes.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung, an Hand deren auch Durchführungsbeispiele des er findungsgemässen Verfahrens erläutert sind.
Es ist:
Fig. 1 eine Ausführungsform mit ge schlos senem Behälter,
Fig. 2 eine Ausführungsform mit einem mit der Atmosphälre in Verbindung stehenden Behälter,
Fig. 3 eine Ausführungsform mit selbsttätiger : ompensation der Einwirkung der Luftdruck- und Temperat-urschwankungen und
Fig. 4 eine Einrichtung für Flugzeuge, an Hand deren ein weiteres Durchführungsbeispiel des Verfahrens erläutert wird.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Behälter bezeich- net, der teilweise mit einer Flüssigkeit 2 und im übrigen mit einem Gas 3 gefüllt ist.
Am obern Teil des Behälters 1 befindet sich eine Einfüllöffnung 4, die durch einen Dekkel abgeschlossen ist. Die Einrichtung umfasst weiterhin ein ganz mit Gas gefülltes Hilfsgefäss 5, einen Zeitmesser 6 und ein Differentialmanometer 7, das durch eine Leitung 8 mit dem Behälter 1 und eine Leitung 9 mit dem Hilfsgefäss 5 in Verbindung steht. Der Behälter 1 und das llilfsgefäss 5 sind durch eine Druckausgleichsleitung 10 miteinander verbunden, in der sich ein Absperrventil 11 und ein Nadelventil 12 zur Regelung und damit zur gewünschten Einstellung des Strömungswiderstandes befinden.
Schliesslich gehört zu der Einrichtung noch eine nicht dargestellte, als Saug-oder Druckpumpe arbeitende Luftpumpe, die über eine Leitung 13 und von dieser abgehende Zweigleitungen 14, 16 mit Absperrventilen 15, 17 an den Behälter 1 und das Hilfsgefäss 5 angeschlossen ist.
Zur Bestimmung des Flüssigkeitsvolumens im Behälter 1 bestimmt man zuerst das Gasvolumen, indem man folgendermassen vorgeht:
Man öffnet eines der Ventile 15, 17 und lässt die Luftpumpe arbeiten, bis man durch Beobachtung des Differentialmanometers 7 findet, dass eine hestimmte Druckdifferenz zwischen dem Behälter 1 und dem Hilfsgefäss 5 erreicht ist. Darauf schliesst man das geöffnete Ventil und öffnet statt dessen das Absperrventil 11 in der Leitung 10, deren Nadelventil 12 auf einen geeigneten Durchströmquerschnitt eingestellt ist. Die Druckdifferenz beginnt sich auszugleichen, und mit Hilfe des Zeitmessers 6 wird die Zeit bestimmt, die vergeht, bis die Druckdifferenz auf einen vorher bestimmten Wert abgesunken ist.
Diese Zeit hängt bei unveränderter Durchströmöffnung des Nadelventils 12 eindeutig vom Gasvolumen im Behälter 1 in einer Weise ab, die sich leicht aus den bekannten Gasgesetzen der Thermodynamik ableiten lässt. Infolgedessen könnte bei dieser Art der Gasvolumenbestimmung der Zeitmesser 6 unmittelbar in Volumeneinheiten gradiert und weiterhin so angeordnet sein, dass er mittels des Manometers 7 selbsttätig in Gang gesetzt wird, wenn dessen Zeiger einen obern Druekdifferenzwert durehläuft, und stehen bleibt, wenn der untere, vorher gewählte Druckdifferenzwert vom Manometerzeiger durchlaufen wird.
Die Volumenbestimmung kann jedoch auch so erfolgen, dass man den Druckausgleich durch die Leitung während einer gewissen, vorher gewählten Zeitdauer nach dem Zeitpunkt, in dem die Druckdifferenz einen Anfangswert aufweist, fortdauern lässt. In diesem Fall wird am Manometer 7 die Druckdifferenz abgelesen, die am Schluss des gewählten Zeitintervalles vorhanden ist.
Diese Druekdifferenz hängt hierbei eindeutig vom Gasvolumen im Behälter 1 ab und gestattet dessen Bestimmung. Bei dieser Art der Gasvolumenbestimmung kann das Differentialmanometer 7 mithin unmittelbar in Volumeneinheiten gradiert sein.
In vielen Fällen steht das Gas im Behälter 1 in Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre. So ist dies beispielsweise beim Brennstoffbehälter eines Flugzeuges oder Motorfahrzeuges der Fall. Wenn die Verbindung mit der Atmosphäre in diesem Fall einen im Verhältnis zum Nadelventil 12 grossen Widerstand hat, kann die Ausführungsform gemäss Fig. 1 auch hier angewendet werden. Zweckmässiger ist es in des sen, die Ausführungsform nach Fig. 2 zu benutzen, bei der das Hilfsgefäss 5 der Fig. 1 durch die freie Atmosphäre ersetzt ist.
In dieser Figur bezeichnet wiederum 1 den teilweise mit einer Flüssigkeit 2 und im übrigen mit einem Gas 3 gefüllten Behälter, der mit der umgebenden Luft durch eine Ausgleichsleitung 18 in Verbindung steht.
Der Durchströmwiderstand in dieser Leitung, die aus einem Xapillarrohr bestehen kann, ist mittels des regelbaren Nadelventils 19 einstellbar. Die Vorrichtung umfasst weiter den Zeitmesser 6 und ein gewöhnliches Manometer 20, das mit dem Behälter 1 durch eine Leitung 21 verbunden ist und eventuelle Differenzen zwischen dem Druck im Behälter 1 und dem Luftdruck angibt.
Schliesslich steht der Behälter 1 mit einer Saug-oder Druckpumpe über eine Leitung 22 die ein Absperrventil 23 besitzt, in Verbindung.
Zur Messung des Flüssigkeitsvolumens im Behälter 1 öffnet man zuerst das normalerweise geschlossene Ventil 23 und lässt die Pumpe arbeiten, bis ein bestimmter Unter schied zwischen dem Druck im Behälter 1 und dem vorhandenen Luftdruck am Manometer 20 abgelesen werden kann. Darauf wird das Ventil 23 geschlossen, und der Druckausgleich beginnt infolge der Strömung durch die Leitung 18. Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 können zwei Methoden zur Volumenbestimmung angewendet werden. Entweder kann man die Zeit bestimmen, während der der Druckunterschied um ein bestimmtes Mass abge- nommen hat, oder auch den Wert, auf den der Druckunterschied von einem gewissen Ausgangswert während einer bestimmten Zeit gesunken ist.
Auch hier kann der Zeitmesser bezw. das Manometer in Volumeneinheiten gradiert werden, und auch hier lassen sich die beiden Instrumente ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 1 automatisieren.
Für die beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 gilt, dass die beobachtete Zeit für eine gewisse Abnahme der Druckdifferenz während einer bestimmten Zeit von der vorhandenen Temperatur abhängt. Steht der Behälter 1 in Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre, so hängen diese beobachteten Werte ausserdem auch von dem vorhandenen Luftdruck ab. Infolgedessen müssen die erhaltenen Werte mit Rücksicht auf die Temperatur und gegebenenfalls auch den Luftdruck korrigiert werden. Dieser Nachteil kann jedoch durch besondere Kompen- sationsmassnahmen beseitigt werden. Beispielsweise kann der Widerstand in der Ausgleichsleitung 10 bezw. 18 in Abhän gigkeit von Druck und Temperatur gebracht werden, oder man kann den Enddruck bezw. die Messzeit bei verschiedenem Druck und verschiedener Temperatur verschieden wählen.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei der die Kom- pensation der Luftdruck- und Temperaturschwankungen nicht vom Beobachter vorgenommen zu werden braucht und die dadurch einen besonderen Vorteil im Vergleich zu den beiden andern Anordnungen bietet. Zur Zeitbestimmung wird hier nicht ein als Zeitmessuhr ausgebildeter Zeitmesser, sondern ein Zeitmesser benutzt, für den das B ! Mano- meter als Anzeigeinstrument dient, und mit dessen Hilfe ein Resultat erreicht wird, das von dem herrschenden Luftdruck und der Temperatur unabhängig ist, indem die durch diese Zustandsgrössen hervorgerufenen Ver änderungen im Resultat kompensiert sind.
Bei der Ausführungsform naeh Fig. 3 ist der Behälter 1 mit einer Druckausgleichsleitung 24 versehen, die das Innere des Behälters 1 mit der freien Luft verbindet. Zu der Vorrichtung gehört ein gasgefülltes Hilfsgefäss 25 mit Manometer 26, das durch eine Leitung 27 mit dem Hilfsgefäss in Verbindung steht und den Gasdruck in diesem, d. h. die Druckdifferenz zwischen dem Ge fässinneru und der Atmosphäre, anzeigt, und eine zweite Ausgleichsleitung 28, mittels welcher das Hilfsgefäss 25 mit der freien Luft in Verbindung gebracht werden kann, und die ein regelbares Nadelventil 29, sowie ein Absperrventil 30 enthält.
DasAbsperrventil 30 ist mit einem druckgesteuerten Membranorgan 31 gekuppelt, das durch eine Leitung 32 mit dem Behälter 1 in Verbindung steht und durch den Unterschied zwischen dem Gasdruck im Behälter 1 und dem Luftdruck beeinflusst wird. Die : Supp- lung ist so ausgeführt, dass das Ventil 30 nur offen gehalten wird, wenn dieser Druckunterschied einen bestimmten Wert übersteigt. Eine Druck- oder Saugleitung 33 einer nicht dargestellten Luftpumpe kann durch ein Ventil 34 und Leitungen 35, 36 mit dem Behälter 1 und dem HilfsgefäB 25 in Verbindung gebracht oder von diesen ab gesperrt werden, wobei in letzterem Falle auch der Behälter und das llilfsgefäss voneinander abgesperrt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Volumenbestimmung grundsätzlich durch Beobachtung der Zeit durchgeführt, die bis zum Zustandekommen einer bestimmten Druckdifferenz vergeht. Man geht fol gendermassen vor:
Man öffnet das Ventil 34 und lässt die Pumpe so lange arbeiten, bis ein bestimmter Uber- oder Unterdruck im Hilfsgefäss 25 herrscht. Hierbei soll die Pumpenkapazität im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitungen 24 und 28 gross sein, so dass der resultierende tiber- bezw.
Unterdruck im Rilfsgefäss 25 und im Behälter 1 gleich gross werden kann. Ist der gewünschte Druck erreicht, der durch das Manometer 26 kontrolliert wird, so wird das Ventil 34 geschlossen, worauf die Differenz zwischen dem Druck in dem Behälter 1 und dem Gefäss 25 und dem Luftdruck sich auszugleichen beginnt.
Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Behälter 1 und dem Luftdruck auf den vorher bestimmten Wert herabgesunken ist. schliesst das Membranorgan 31 das Ventil 30 so dass die Druckdifferenz zwischen dem Innern des Gefässes 25 und der umgebenden Luft sich nicht weiter vermindern kann. Dese so erreichte letzt erw ihnte Druckdifferenz wird am Manometer 26 abgelesen und hängt gemäss den bekannten Gasgesetzen eindeutig vom Gasvolumen im Behälter 1 ab; sie ist nämlich ein Mass für die Zeit, die verstreicht, um die Druckdifferenz zwischen dem Behälter 1 und dem Luftdruck auf den Wert zu senken, bei dem das Membranorgan 31 das Ventil 30 schliesst und diese Zeit hängt unter den gewählten Vorauesetzungen unmittelbar vom Gasvolumen im Behälter 1 ab.
Da weiterhin die Ausgleichsleitungen 24 und 28 gleiche Strömungscharakteristik, d. h. untereinander gleichen Zusammenhang zwischen Druckdifferenz und in der Zeiteinheit durchströmender Gasmenge aufweisen, wird das Messergebnis von dem vorhandenen Luftdruck und der vorhandenen Temperatur unabhängig. Hierbei ist es gleichgültig, ob die Ausgleiehsleitungen 24, 28 aus Kapillarrohren gebildet sind oder aus dickeren Rohren bestehen und der Strömungswiderstand im wesentlichen in einer kleinen Gasausströmöffnung eines Drosselventils oder dergleichen liegt.
Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsform das Manometer 26 in Volumeneinheiten gradiert sein.
In Fig. 4 ist schliesslich eine besonders für die Tankmessung eines Flugzeuges geeignete Ausführungsform dargestellt. Mit 37 ist das Profil eines Flugzeugflugels bezeich- net, in dem ein Brennstofftank 38, ein Rilfsgefäss 39 und eine statischeDruckkammer 40 eingebaut Bind. Der Behälter 38 und das Hilfsgefäss 39 sollen nahe aneinanderliegen, um die gleiche Temperatur aufzuweisen. Die Druckkammer 40 steht mit der umgebenden Atmosphäre durch eine statische Drucköffnung 41 in Verbindung, die so angeordnet ist, dass die Kammer 40 unter dem Druck der umgebenden Atmosphäre unabhängig von der Flugzeugbewegung steht.
Der Brennstofftank 38 und das Hilfsgefäss 39 sind als Ausgleichsgefässe mit den Manometern 42 und 43 in der sogenannten Variometeranordnung, durch die unter anderem die Messung der Druckänderungsgeschwindigkeit möglich ist, ausgebildet. Zu diesem Zweck sind die Manometer 42, 43 durch das Rohrsystem 44 mit der Druckkammer 40 verbunden, der Brennstofftank 38 steht durch das Rohr 45 mit dem Manometer 42 und durch die Druckauegleichsleitung 46 mit der Druckkammer 40, das Hilfsgefäss 39 durch das Rohr 47 mit dem Manometer 43 und durch die Ausgleichsleitung 48 mit der Druckkammer 40 in Verbindung.
Die Ausgleichsleitung 48 besitzt ein regelbares Nadelventil 49, mit dessen Hilfe der Sturz mungswiderstand in dieser Leitung auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.
Die beiden Manometer 42, 43, die am Instrumentenbrett des Flugzeuges angebracht sind, können gegebenenfalls zu einem Instrument zusammengebaut sein.
Die Bestimmung des Gasvolumens und damit des Brennstoffvolumens des Brennstofftanks erfolgt bei dieser Anordnung auf folgende Weise: Man lässt das Flugzeug ruhig steigen oder fallen, so dass das Manometer 43 oder 4- einen bestimmten Ausschlag aufweist, der eine konstante Drueksteigerung bezw. einen konstanten Druekabfall angibt. Der Ausschlag des andern Manometers hängt dann eindeutig vom Gasvolumen des Brennstofftanks 38 ab, und dasselbe kann infolgedessen unmittelbar in Volumeneinheiten gradiert werden.
Da die Ausgleichsleitungen 46 und 48 die gleiehe Strömungscharnkteristik haben, wird das Messresultat vom statischen Druck und der Temperatur der Luft unabhängig. Der Beobachter braucht daher keine Korrektur der abgelesenenWerte vorzunehmen.
Bei dieser Ausführungsform ist für eine genaue Messung erforderlich, dass die Ausgleichsströmungen ausreichend lange Zeit andauern, damit ein Beharrungszustand erreicht wird, bei dem eine weitere äussere Druckänderung eine weitere Änderung der Druckdifferenz zwischen dem Behälter 38 und dem Gefäss 39 nicht mit sich bringt.
Dureh geeignete Wahl des Empfindlichkeits- grades der Manometer und des Strömungswiderstandes in den Ausgleichsleitungen kann der Zeit, nach der dieser Zustand erreicht wird, ein für die Praxis geeigneter kleiner Wert gegeben werden.
Das Verfahren, die Volumenbestimmung durch Beobachtung der Druckdifferenz zwischen zwei Gefässen vorzunehmen, die sich bei konstanter, fortschreitender Druckände- rung unveränderlich einstellt, kann beispielsweise auch mit einer Anordnung durchgeführt werden, bei der die fortsehieitende Druckänderung mittels einer Pumpeneinrichtung hierfür geeigneter Art erzeugt wird. Die Messung kann dann unabhängig von der Steuerung des Flugzeuges erfolgen.
PATENTANSPRCHE:
I. Verfahren zur Bestimmung des Gas volumens in einem teilweise mit Flüssigkeit und im übrigen mit Gas gefüllten Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterschied zwischen dem Gasdruck im Behälter und dem Druck hinter einer am Behälter vorgesehenen Druckausgleichsleitung erzeugt wird, und dass man diesen Druckunterschied über die Druekausgleichsleitung einen Aus gleichsstrom erzeugen lässt und ein Manometer verwendet.
Method and device for determining the gas volume in a container partly filled with liquid and the rest with gas.
The present invention relates to a method and a device for determining the gas volume in a container which is partially filled with liquid and the rest with gas.
The method according to the invention is characterized in that a difference is generated between the gas pressure in the container and the pressure behind a pressure compensation line provided on the container and that this pressure difference is generated via the pressure compensation line and a pressure gauge is used.
The device according to the invention for carrying out the method is characterized by a pressure source for generating a difference between the gas pressure in the container and the pressure behind the pressure equalization line and by a timer and a manometer for observing the pressure difference decreasing over the pressure equalization line.
The drawing shows a schematic representation of three exemplary embodiments of the device according to the invention, on the basis of which examples of implementation of the method according to the invention are also explained.
It is:
Fig. 1 shows an embodiment with ge schlos senem container,
2 shows an embodiment with a container in communication with the atmosphere,
3 shows an embodiment with automatic compensation of the effects of air pressure and temperature fluctuations and
4 shows a device for aircraft, on the basis of which a further example of implementation of the method is explained.
In FIG. 1, 1 denotes a container which is partially filled with a liquid 2 and the rest with a gas 3.
At the upper part of the container 1 there is a filling opening 4 which is closed by a lid. The device furthermore comprises an auxiliary vessel 5 completely filled with gas, a timer 6 and a differential manometer 7 which is connected to the container 1 by a line 8 and to the auxiliary vessel 5 by a line 9. The container 1 and the auxiliary vessel 5 are connected to one another by a pressure equalization line 10 in which a shut-off valve 11 and a needle valve 12 are located for regulating and thus for the desired setting of the flow resistance.
Finally, the device also includes an air pump, not shown, operating as a suction or pressure pump, which is connected to the container 1 and the auxiliary vessel 5 via a line 13 and branch lines 14, 16 with shut-off valves 15, 17.
To determine the volume of liquid in container 1, first determine the gas volume by proceeding as follows:
One of the valves 15, 17 is opened and the air pump is allowed to operate until one finds, by observing the differential manometer 7, that a certain pressure difference between the container 1 and the auxiliary vessel 5 has been reached. The opened valve is then closed and instead the shut-off valve 11 in the line 10, the needle valve 12 of which is set to a suitable flow cross-section, is opened. The pressure difference begins to equalize, and with the aid of the timer 6, the time is determined which passes until the pressure difference has dropped to a previously determined value.
With the flow opening of the needle valve 12 unchanged, this time clearly depends on the gas volume in the container 1 in a manner that can easily be derived from the known gas laws of thermodynamics. As a result, with this type of gas volume determination, the timer 6 could be directly graduated in volume units and furthermore arranged in such a way that it is automatically started by means of the manometer 7 when its pointer runs through an upper pressure differential value, and stops when the lower, previously selected one Pressure difference value is run through by the pressure gauge pointer.
However, the volume can also be determined in such a way that the pressure equalization through the line is allowed to continue for a certain, previously selected period of time after the point in time at which the pressure difference has an initial value. In this case, the pressure difference that is present at the end of the selected time interval is read on the manometer 7.
This pressure difference depends clearly on the gas volume in the container 1 and allows its determination. With this type of gas volume determination, the differential manometer 7 can therefore be directly graduated in volume units.
In many cases the gas in the container 1 is in communication with the surrounding atmosphere. This is the case, for example, with the fuel container of an aircraft or motor vehicle. If the connection with the atmosphere in this case has a high resistance in relation to the needle valve 12, the embodiment according to FIG. 1 can also be used here. It is more expedient in the sen to use the embodiment according to FIG. 2, in which the auxiliary vessel 5 of FIG. 1 is replaced by the free atmosphere.
In this figure, 1 in turn denotes the container which is partially filled with a liquid 2 and otherwise with a gas 3 and is in communication with the surrounding air through a compensating line 18.
The flow resistance in this line, which can consist of a xapillary tube, can be adjusted by means of the adjustable needle valve 19. The device further comprises the timer 6 and an ordinary manometer 20, which is connected to the container 1 by a line 21 and indicates any differences between the pressure in the container 1 and the air pressure.
Finally, the container 1 is connected to a suction or pressure pump via a line 22 which has a shut-off valve 23.
To measure the volume of liquid in the container 1, you first open the normally closed valve 23 and let the pump work until a certain difference between the pressure in the container 1 and the existing air pressure on the pressure gauge 20 can be read. The valve 23 is then closed and the pressure equalization begins as a result of the flow through the line 18. As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, two methods for determining the volume can be used. Either you can determine the time during which the pressure difference has decreased by a certain amount, or the value to which the pressure difference has decreased from a certain initial value during a certain time.
The timepiece can also be used here. the manometer can be graded in volume units, and here too the two instruments can be automated just as in the arrangement according to FIG.
For the two embodiments according to FIGS. 1 and 2, the observed time for a certain decrease in the pressure difference during a certain time depends on the temperature present. If the container 1 is in contact with the surrounding atmosphere, then these observed values also depend on the air pressure present. As a result, the values obtained must be corrected with regard to the temperature and possibly also the air pressure. However, this disadvantage can be eliminated through special compensatory measures. For example, the resistance in the compensation line 10 or. 18 can be brought as a function of pressure and temperature, or you can bezw the final pressure. choose different measurement times at different pressures and temperatures.
In FIG. 3, an embodiment of the invention is illustrated in which the compensation of the air pressure and temperature fluctuations does not have to be carried out by the observer and which therefore offers a particular advantage compared to the other two arrangements. To determine the time, a timepiece designed as a timing watch is not used here, but a timepiece for which the B! Manometer serves as a display instrument, and with the help of which a result is achieved which is independent of the prevailing air pressure and temperature, in that the changes in the result caused by these state variables are compensated.
In the embodiment according to FIG. 3, the container 1 is provided with a pressure equalization line 24 which connects the interior of the container 1 with the free air. The device includes a gas-filled auxiliary vessel 25 with a manometer 26, which is connected to the auxiliary vessel through a line 27 and controls the gas pressure in it, i. H. the pressure difference between the vessel interior and the atmosphere, and a second equalization line 28, by means of which the auxiliary vessel 25 can be brought into connection with the free air, and which contains a controllable needle valve 29 and a shut-off valve 30.
The shut-off valve 30 is coupled to a pressure-controlled diaphragm member 31 which is in communication with the container 1 through a line 32 and is influenced by the difference between the gas pressure in the container 1 and the air pressure. The supply is designed so that the valve 30 is only kept open when this pressure difference exceeds a certain value. A pressure or suction line 33 of an air pump (not shown) can be connected to or blocked by a valve 34 and lines 35, 36 with the container 1 and the auxiliary vessel 25, in which case the container and the auxiliary vessel are also blocked from one another will.
In the embodiment according to FIG. 3, the volume determination is basically carried out by observing the time which elapses until a certain pressure difference occurs. Proceed as follows:
The valve 34 is opened and the pump is allowed to work until a certain overpressure or underpressure prevails in the auxiliary vessel 25. Here, the pump capacity should be large in relation to the flow rate through the lines 24 and 28, so that the resulting tiber- or.
The negative pressure in the auxiliary vessel 25 and in the container 1 can be equal. Once the desired pressure, which is controlled by the manometer 26, is reached, the valve 34 is closed, whereupon the difference between the pressure in the container 1 and the vessel 25 and the air pressure begins to equalize.
When the pressure difference between the container 1 and the air pressure has dropped to the predetermined value. the membrane element 31 closes the valve 30 so that the pressure difference between the interior of the vessel 25 and the surrounding air cannot decrease any further. The last-mentioned pressure difference thus achieved is read on the manometer 26 and, according to the known gas laws, clearly depends on the gas volume in the container 1; namely, it is a measure of the time that elapses to lower the pressure difference between the container 1 and the air pressure to the value at which the membrane element 31 closes the valve 30 and this time depends directly on the gas volume in the container under the selected conditions 1 from.
Furthermore, since the equalizing lines 24 and 28 have the same flow characteristics, i. H. have the same relationship between the pressure difference and the amount of gas flowing through in the unit of time, the measurement result is independent of the existing air pressure and the existing temperature. It does not matter whether the balancing lines 24, 28 are formed from capillary tubes or consist of thicker tubes and the flow resistance is essentially in a small gas outlet opening of a throttle valve or the like.
Of course, the pressure gauge 26 can also be graduated in volume units in this embodiment.
Finally, FIG. 4 shows an embodiment which is particularly suitable for the tank measurement of an aircraft. The profile of an aircraft wing is denoted by 37, in which a fuel tank 38, an auxiliary vessel 39 and a static pressure chamber 40 are installed. The container 38 and the auxiliary vessel 39 should be close to one another in order to have the same temperature. The pressure chamber 40 communicates with the surrounding atmosphere through a static pressure port 41 which is arranged so that the chamber 40 is under the pressure of the surrounding atmosphere regardless of aircraft movement.
The fuel tank 38 and the auxiliary vessel 39 are designed as equalizing vessels with the manometers 42 and 43 in the so-called variometer arrangement, by means of which, among other things, the pressure change rate can be measured. For this purpose, the pressure gauges 42, 43 are connected through the pipe system 44 to the pressure chamber 40, the fuel tank 38 is connected through the pipe 45 with the pressure gauge 42 and through the pressure equalization line 46 with the pressure chamber 40, the auxiliary vessel 39 through the pipe 47 with the Manometer 43 and through the compensation line 48 with the pressure chamber 40 in connection.
The compensation line 48 has a controllable needle valve 49, with the help of which the fall resistance in this line can be adjusted to the desired value.
The two manometers 42, 43, which are attached to the instrument panel of the aircraft, can optionally be assembled to form an instrument.
The determination of the gas volume and thus the fuel volume of the fuel tank takes place in this arrangement in the following way: The aircraft is allowed to rise or fall calmly so that the manometer 43 or 4- shows a certain deflection, which results in a constant increase in pressure respectively. indicates a constant pressure drop. The deflection of the other manometer then clearly depends on the gas volume of the fuel tank 38, and the same can consequently be directly graduated in volume units.
Since the equalizing lines 46 and 48 have the same flow characteristics, the measurement result is independent of the static pressure and the temperature of the air. The observer therefore does not need to correct the readings.
In this embodiment it is necessary for an accurate measurement that the equalizing flows last a long enough time so that a steady state is reached in which a further external pressure change does not result in a further change in the pressure difference between the container 38 and the vessel 39.
By suitably selecting the degree of sensitivity of the pressure gauges and the flow resistance in the compensating lines, the time after which this state is reached can be given a value suitable for practical use.
The method of determining the volume by observing the pressure difference between two vessels, which invariably occurs with a constant, progressive change in pressure, can, for example, also be carried out with an arrangement in which the continuing pressure change is generated by means of a pump device suitable for this purpose. The measurement can then take place independently of the control of the aircraft.
PATENT CLAIMS:
I. A method for determining the gas volume in a partially filled with liquid and otherwise with gas container, characterized in that a difference between the gas pressure in the container and the pressure behind a pressure equalization line provided on the container is generated, and that this pressure difference the pressure equalization line can generate an equalizing current and a pressure gauge is used.