CH82271A - Method and device for taking measurements, the results of which are dependent on fluid levels - Google Patents

Method and device for taking measurements, the results of which are dependent on fluid levels

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CH82271A
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water
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CH82271A
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Joseph Schenker
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Joseph Schenker
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Description

  

  Verfahren und Einrichtung zur     Vornahme    von Messungen, deren Ergebnisse .  von Flüssigkeitsständen abhängig sind.    Taucht ein Körper in eine     Flüssigkeit,    so  erfährt er einen Auftrieb, welcher gleich ist.  dem Gewichte der von ihm verdrängten  Flüssigkeit. Ist er nicht vollständig einge  taucht, und wird er in seiner     Höhenlage     festgehalten, oder wird ihm in vertikaler  Richtung nur ein     verhältnismässig    kleiner  Spielraum gelassen, so wird das Steigen oder  Fallen des Flüssigkeitsstandes eine     Vermeh-          rung    oder Verminderung seiner     Eintauchtiefe     und somit der Auftriebskraft bewirken.  



  Dabei lassen sich durch     entsprechende     Wahl der Form; d. h. der     Reihenfolge    der       Querscbnittsmasse    des eintauchenden Körpers,  zwischen dem Verlaufe der Zu- oder Abnahme  des Flüssigkeitsstandes und dem     zugeiörigeii     Verlaufe des Auftriebes verschiedenartige Be  ziehungen herstellen.  



  Dieser und der weitere Umstand, dass  sich die     Auftriebskraft    leicht und mit     ver-          schiedenartigen    Mitteln messen und registrie  ren lässt, gestattet eine mehrfache     praktische     Anwendung des Auftriebes     zur    Lösung von  Aufgaben der     Hydrometrie.       Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein  Verfahren und die zur     Ausführung    desselben  erforderliche     Einrichtung    zur Vornahme von  Messungen, deren Ergebnisse von Flüssig  keitsständen abhängig sind, z.

   B. solcher an       offenen,    d. h. nicht unter Druck stehenden  Wasserläufen und     Flüssigkeitsbebältern,    wie       Staubecken,        Ausgleiehweihern    und     dergleichen.     Es kann sich dabei um die     Bestimmung    von       Wasserständen    selbst oder von     Durchfiuss-          wassermengen    in der Zeiteinheit, von Was  servorräten in Behältern     etc.    handeln.  



  Das Verfahren besteht darin, dass man  den hydrostatischen Druck des     Wasserstandes     auf     einen        finit    einem     Messapparat    in Verbin  dung stehenden Tauchkörper geeigneter     Form          einwirken        1 < isst,    und den wechselnden     Auftrieb,     den er unter     dein        Einfusse    des wechselnden  Wasserstandes erfährt, mit Hilfe des     Mess-          apparates    zur Angabe (Anzeige, Registrierung  oder     Zählung)    der zu messenden Grösse ver  wendet.  



  Die Einrichtung zur     Ausführung    des Ver  fahrens geht grösstenteils aus der vorstehen  den     Beschreibung    des Verfahrens hervor. Der      Raum zur Unterbringung des     Tauchkörpers     ist strömungsfrei und daher     zwecl@inäP@ig    ein  Schacht, wie solche bei mit Schwimmern  arbeitenden     Limnigraphen    in Verwendung ste  hen.

   Der Tauchkörper besitzt eine solche Form,  dass die Auftriebe, die er bei verschiedenen       Flüssigkeitsständen    erfährt, diejenigen Beträge  aufweisen, welche nötig     sind;    um den     Mess-          apparat    zur Angabe des verlangten     lIess-          resultates    zu     veranlassen.    Seine Form richtet       sich    daher nicht nur nach dem Verhältnisse  zwischen den ihn     beeinflussenden    Flüssig  keitsständen und den     zugehörigen    verlangten       Messresultaten,

      also zum Beispiel nach dein       VerhältnissezwischenWasserstand        undsekund-          licherWassermenge    eines     1-Iessüberfalles,    son  dern auch nach der Art des verwendeten       Messapparates.    Von     besonderer    Bedeutung ist  dabei diejenige Zusammenstellung der Ein  richtung, bei welcher der Tauchkörper infolge  seiner     Formgebung    Auftriebe erfährt, die  proportional den Wassermengen eines Wasser  laufes sind und wobei die     Messvorrichtung    als       Kraftinessorgan    eine zylindrische Schrauben  feder besitzt,

   daher den mit ihr     verbundenen     Schreibstift proportional den Kraftänderungen  verschiebt und eine     Wassermengenlinie    in  gleichmässigem Höhenmassstab 'aufzeichnet.  



  Auf der beiliegenden     Zeichnung    sind sechs       Ausführungsbeispiele    der neuen Einrichtung  schematisch dargestellt.  



  Beim     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    1,  welches zur fortlaufenden     Bestimmung    der  in der Zeiteinheit in einem Wasserlaufe durch  fliessenden Wassermenge bestimmt ist, bezeich  net a einen Schacht, der     mittelst    eines Na  nales     b    mit dem     Oberwasserstande    eines       Messüberfalles    t kommuniziert, so dass der  Wasserstand im Schachte mit demjenigen  beim     Messüberfall    übereinstimmt.

   Im Schachte  befindet sich der     nach    unten verjüngte     Tauch-          kiirper    c; welcher durch die Stange     d    mit  dem     Wagebalken    e einer automatisch wägen  den     Laufgewichtswage    verbunden ist. Die  Stellung des Laufgewichtes f wird durch den  Schreibstift g auf der mit Papier bespannten  Walze h aufgezeichnet, welche durch ein       Uhrwerk    i gleichmässig angetrieben wird.    Zur     Verschiebung    des Laufgewichtes f  dient die Schraubenspindel     )it,    die mit der  Welle eines Elektromotors     k    gekuppelt ist.

    Im vorliegenden Beispiel ist der Elektromotor  ein Gleichstrommotor, dessen     Kollektorbürsten     mit den Kontaktfedern p' und     p2    verbunden  sind, welche wechselweise bei Abweichungen  des Wagebalkens von der horizontalen Lage       entweder    mit der an die     Stromquelle    ange  schlossenen     Kontakteis        o"    und<B>03</B> oder o' und  02 in     Verbindung    kommen und somit den  Strom in der einen oder andern Richtung in  den Kollektor senden.

   Das direkt und un  veränderlich an die     Stromquelle    geschlossene  Magnetfeld bleibt indessen unverändert beste  hen, so dass der Motor seine Drehrichtung  ändert, wenn sich die Strömungsrichtung der  dem Kollektor zugeführten Energie ändert;  jedoch zum Stillstande kommt,     wenn    die  Energiezufuhr zum Kollektor aufhört, d. h.  wenn die Kontaktlamellen p' und     p'    zwischen  den     o-Kontakten    in Schwebe stehen.  



  Steht der Wasserstand bündig mit der       Überfallkante    t, so erreicht die Spitze des       Tauchkörpers    gerade die Wasseroberfläche im  Schachte, der Wagebalken steht genau wag  recht, die Kontaktfedern p stehen in Schwebe  zwischen den Kontakten o, der Motor steht  still, und das Laufgewicht befindet sich in  seiner     Endlage    rechts, so dass der Schreibstift  g auf der Nullinie des     Registrierpapieres     schreibt. Beginnt das Wasser über den Über  fall zu fliessen, steigt somit der Wasserstand  im     Schacht    a, so erfährt der Tauchkörper  einen Auftrieb, der gleich ist dem Gewichte  des von ihm     verdrängten    Wassers.

   Die dadurch  bewirkte Störung des Gleichgewichtes der  Wage     bewirkt    ein Senken des freien Endes  des Wagebalkens und die Zufuhr elektrischer  Energie zum Kollektor des Motors     7c,    welche  so lange dauert, bis der Motor     durch    seine  dadurch     eingeleiteten    Drehungen das Lauf  gewicht um einen Betrag nach links geschoben  hat, der dem     Einflusse    der Gewichtsvermin  derung, d. h. des     Auftriebes    des Körpers     c,     entspricht.

   Umgekehrt bewirkt eine Vermin  derung des sekundlichen     Wasserdurchflusses     eine Senkung des Wasserstandes, somit eine      Verminderung des Auftriebes und eine Stö  rung des     (311eichgewichtes    im entgegengesetzten       Sinne    der     beschriebenen,    was eine Verschie  bung des Laufgewichtes nach rechts zur  Folge hat, bis das     Grleichgewicht        wieder     hergestellt ist und die Stromzufuhr sich unter  bricht.  



  Die Form des Tauchkörpers ist auf Grund  lage der     jj'assermer)geneichkurve    so berechnet,  dass das Verhältnis zwischen     sekundlicher     Wassermenge am Überfall und gleichzeitigem  Auftrieb im ganzen     Wirkungsbereiche    des  Apparates dasselbe bleibt. Es gelangt daher  für jeden     m'/'Sek    der     Durchflusszunahme    ei        gleichgrosses    Volumen des     Tauchkörpers    mehr  zum Eintauchen. Da die hierzu erforderlichen  Zunahmen der     Cberfallhöhen    mit zunehmen  der Wassermenge abnehmen, so haben auch  die Querschnitte des Tauchkörpers im um  gekehrten Verhältnisse bei zunehmender Was  sermenge zuzunehmen.

   Als     Querschnittsform     des Tauchkörpers ist im     Ausführungsbeispiel     die     Kreisflä    ehe gewählt. Sie     könnte    aber jede  beliebige andere geometrische     Grundform,     beispielsweise ein Rechteck sein. Das Gewicht  des     Tauchkörpers    ist im Ausführungsbeispiel  als die maximale     Auftriebskraft    überwiegend  angenommen.  



  Die beschriebene Anordnung registriert  die sekundliche Wassermenge, welche über  den     Messüberfall    oder durch das Messprofil  fliesst, mit dein sie     verbunden    ist, in der  Weise, dass die von der Gleichgewichts  einstellung des Laufgewichtes abhängigen  Ordinaten des     Diagrammes    die     Momentunwerte     der     Durchflussinengen    in einem bestimmten  Massstube, die von der Trommeldrehung ab  hängigen Abszissen dagegen die Zeit dar  stellen,

   so     dass    der Flächeninhalt     zwischen     Nullinie und     Wassermengenlinie    der in der       betreffenden    Zeit     durchgeflossenen    Wasser  menge proportional ist.  



  In     Fig.    2 ist ein Tauchkörper dargestellt,  bei welchem die     Querschnittsform    ein Recht  eck . ist. Seine Wirkungsweise ist mit der  des bereits beschriebenen identisch.  



       Fig.    3 zeigt in kleinerem     llassstabe    die  Anwendung der Einrichtung an einem Fluss-    laufe, dessen höchster und niedrigster Wasser  stand mit HIT' und V11' bezeichnet sind.  Der     Wirkungsbereich    der     hydrometrischen     Kontrolle und die     hierzu    erforderlichen Ein  richtungen     sind        naturgemäss    dem Wechsel  zwischen Hoch- und Niederwasserstand anzu  passen.

   Soll die Einrichtung zur Kontrolle  der sekundlichen     Wassermenge    dienen, so  ergibt die mit Hilfe der     Wassermengeneich-          kurve        durchgeführte    Berechnung des Tauch  körpers für diesen wieder eine nach unten  verjüngte Form, ähnlich derjenigen von c in       Fig.    1, welche jedoch unten nicht in einer  Spitze,     sondern    in einer horizontalen Grund  fläche endigt. Der Tauchkörper kann mit  einem     Mess-    und     Registrierapparat    der unter       Fig.    1 oder nachstehend unter     Fig.    4 beschrie  benen oder einer beliebigen andern Art  verbunden werden.

    



       Fig.    4 zeigt     schematisch    ein     Ausführungs-          beispiel    der Einrichtung, bei welchem der  Tauchkörper unter dem     E1nflUSSe    des wech  selnden     Auftriebes    seine Höhenlage um ein  bestimmtes     Mass    ändert. Als solches ist die       Höhe    des     Diagrammes    gewählt, welches der  Apparat liefern soll.

   Der Tauchkörper c ist       durch    die Stange     (l    mit der     zylindrischen,    in  ihrer wirksamen Länge     regulierbaren    Schrau  benfeder<I>na</I>     verbunden,    die mit     ihrem        obern     Ende von     dein    im Raume feststehenden Teil  gehalten ist.

   Der mit der Stange c ver  bundene Arm o ist an     seinem    freien Ende  mit einem     Schreibstift    oder einer Schreibfeder  versehen und zeichnet die     Bewegungen    des       Tauchkörpers    c auf einer papierbespannten  und     durch    ein     Uhrwerk        12        angetriebenen     Trommel q auf. Der Zeiger     7,    bewegt sich  der für die meisten Zwecke gleichmässig  geteilten     Skala    s entlang.  



  Auf die Höhenlage des Tauchkörpers c  wirken drei     Kräfte        bestimmend    ein: das  sich gleichbleibende     Eigengewicht    desselben  und die veränderlichen Kräfte der Feder und  des     Auftriebes.    Steigt der Wasserstand, so  vermehrt sich der Auftrieb und schiebt den  Tauchkörper so weit nach oben, bis infolge  der Verminderung des nach oben     gerichteten     Federzuges, oder; was gegebenenfalls auf           dasselbe        heraushoinint,    zufolge Vermehrung  eines nach unten gerichteten     Federdruckes;     Gleichgewicht eingetreten ist.

   Dies ist     ininier     dann der Fall, wenn die     arithmetische        Summe     aus     Tauclikürpergewicht,    Federkraft und Auf  trieb gleich     \7u11    ist. Da die     Kraftänderungen     der Feder den Formänderungen derselben  proportional sind, so folgt daraus und aus  dem     Vorstehenden;    dass die vom Tauchkörper,  also auch vom     Schreibstifte    zurückgelegten  Wege proportional der Auftriebskraft sind.  



  Durch entsprechende Formgebung des  Tauchkörpers     kann    daher das Verhältnis  zwischen den Änderungen des Wasserstandes  und     denjenigcci    der     Diagraminhöhe        innert     weiter Grenzen verschiedenartig gestaltet  werden.

   Dabei ist auf den Umstand, dass der       Tauchkörper    den     Bewegungen    des Wasser  standes     gewissermassen    ausweicht,     dass        seine          Eintauchtiefe    sich somit uni einen kleineren  Betrag ändert. als gleichzeitig der Wasser  stand, bei der     Berechnung    aller mit der  Federanordnung verbundenen     Tauchkörper     Rücksicht zu nehmen.  



  Die in     Fig.    4 gezeichnete Einrichtung  dient dazu, den Verlauf     wechselnder    Wasser  stände in proportionalem     Massstab    aufzuzeich  nen; der Tauchkörper ist     deshalb    ein solcher  von durchwegs gleichem Querschnitte.  



  Wird die Aufzeichnung der sekundlichen  Wassermenge, die über einen     Messüberfall     oder durch ein     Messprofil    fliesst, in proportio  nalem     Massstabe    verlangt, so ist ein nach  unten verjüngter Tauchkörper nach Art der  in den     Fig.    1, 2 und 3 gezeigten zu  verwenden.

   Hinsichtlich seiner     Einstellung    in  die Nullage und.     seiner        Q,nerschnittsberech-          nung    sei auf das unter     Fig.    1 Angeführte       verwiesen,    wobei jedoch bei der abschnitt  weisen Berechnung der     Tauchkörperquer-          schnitte    die Eigenbewegung des     Tauchkörpers     in     Berücksichtigung    zu ziehen ist.  



  Mit der Einrichtung zur Kontrolle der  sekundlichen     Wassermengen    kann ein Zähl  werk verbunden     weiden,    welches die     durch-          fliessende        Wassermenge    fortlaufend addiert  und anzeigt.    Für die fortlaufende Aufzeichnung des  Wasservorrates, der sich in einem Staubecken  oder dergleichen befindet; ist, wenn auch  hier dein jeweiligen Verrate proportionale  Ordinaten verlangt werden, ein Tauchkörper       anzuwenden,    dessen Auftrieb in jeder seiner  Gleichgewichtslagen dem     Wasservorrate    pro  portional ist.

   Seine Höhe wird deshalb gleich  der zu kontrollierenden Wassertiefe, vermin  dert um den Betrag der maximalen     Diagramm-          höhe,    seine Querschnitte werden der ganzen       Tauchkörperhöhe    entlang proportional den     1u     den     verschiedenen    Höhenlagen vorkommenden  Oberflächenmassen des Staubeckens sein.  



  Bei allen bisher beschriebenen Anwen  dungsarten der neuen Einrichtung, und zwar  sowohl der unter     Fig.    1, wie der unter     Fig.    4  beschriebenen, kann statt der wohl in der  Praxis am meisten geschätzten Proportiona  lität     zwischen        dein        gesuchten    Resultat und       derAufzeichnung    eine andere Gesetzmässigkeit,  beispielsweise eine logarithmische Darstellung,       gewünscht    und durch eine entsprechende  Gestaltung der Form des Tauchkörpers leicht  erreicht werden.  



  Durch     Auswechslung    des Tauchkörpers  gegen einen andern     kann    derselbe     Mess-          und        Registrierapparat    verschiedenen Zwecken  dienstbar gemacht werden. Bei der Ausfüh  rung nach     Fig.    4 kann durch Verlängern  oder Verkürzen der     wirksamen    Federpartie  oder durch Austausch der Feder gegen eine  solche anderer     Charakteristik    die Diagramm  höhe beeinflusst werden.  



       Fig.    5 zeigt als Ersatz der im Ausfüh  rungsbeispiel nach     Fig.    4 gewählten einzigen,  zentrisch zur Stange     d    angeordneten     starken     Feder     gn        eine    Gruppe von schwächeren Federn       7t,    wobei     vorgesehen    ist, zur     Erreichung    einer  bestimmten Federwirkung ihre Zahl nach       Bedarf    zu vermehren oder zu vermindern,  oder einzelne derselben gegen stärkere oder  schwächere zu vertauschen.

   Die Stange     d     gleitet im obern, die Federn     ü    tragen den  Teller     r,    der feststehend gedacht ist, wäh  rend der Teller     2e,    an welchem die     andern     Enden der Federn befestigt. sind, fest mit      der Stange     d    verbunden ist und sich mit  dieser bewegt.  



       Fig.    6 stellt ein Ausführungsbeispiel eines  Tauchkörpers dar, bei dem der von<I>x</I> bis     ,y     gleichbleibende Querschnitt hier in einen ver  änderten, kleineren übergeht. Der     Zweck    dieser       Anordnung,    welche in     Verbindung    mit einem  proportional     dein    Auftriebe schreibenden     lIess-          und        Registrierapparate    zur     Aufzeichilullg        voll     Wasserständen dienen soll, ist der, abnor  male Wasserstände, hier Hochwasserstände,

    in     eirein        kleineren    Massstab aufzeichnen zu  lassen, als die gewöhnlich     vorkommenden.  



  Procedure and equipment for taking measurements, their results. are dependent on fluid levels. If a body is immersed in a liquid, it experiences a buoyancy which is the same. the weight of the liquid it displaces. If it is not completely submerged, and if it is held at its height, or if only a relatively small amount of leeway is left in the vertical direction, the rise or fall of the liquid level will increase or decrease its immersion depth and thus the buoyancy.



  By choosing the appropriate shape; d. H. the sequence of the cross-sectional mass of the immersed body, between the course of the increase or decrease in the liquid level and the associated course of the buoyancy create various relationships.



  This and the further fact that the buoyancy force can be measured and recorded easily and with various means allows a multiple practical application of buoyancy for solving tasks of hydrometry. The present invention is a method and the necessary means to carry out the same for making measurements, the results of which are dependent on liquid keitsstands, z.

   B. those on open, d. H. non-pressurized watercourses and tanks for liquids, such as reservoirs, balancing pools and the like. This can involve the determination of the water level itself or of the amount of water flowing through in the unit of time, of water supplies in tanks, etc.



  The procedure consists in that the hydrostatic pressure of the water level is acted on an immersion body of suitable shape, which is finely connected to a measuring device, and the changing buoyancy that it experiences under the influence of the changing water level, with the help of the measuring device used to indicate (display, register or count) the quantity to be measured.



  The device for carrying out the method is largely evident from the description of the method above. The space for housing the immersion body is flow-free and therefore a shaft, like those used by limnigraphs that work with swimmers.

   The shape of the immersion body is such that the buoyancy that it experiences at different liquid levels shows the amounts that are necessary; to cause the measuring device to indicate the required measurement result. Its shape is therefore not only based on the relationship between the fluid levels influencing it and the associated required measurement results.

      So, for example, according to the relationship between the water level and the secondary amount of water in a 1-Iess overflow, but also according to the type of measuring device used. Of particular importance is the compilation of the device in which the immersion body experiences buoyancy as a result of its shape, which are proportional to the amount of water in a water course and where the measuring device has a cylindrical helical spring as a force measuring device,

   therefore moves the pen connected to it proportionally to the changes in force and records a water flow line at a constant height scale.



  Six embodiments of the new device are shown schematically in the accompanying drawing.



  In the embodiment of Fig. 1, which is intended for the continuous determination of the amount of water flowing in a watercourse in the unit of time, a denotes a shaft that communicates by means of a Na nales b with the head water level of a measuring overflow t, so that the water level in the shaft coincides with that of the mess robbery.

   In the shaft is the downwardly tapered immersion body c; which is connected by the rod d with the balance beam e to automatically weigh the running weight balance. The position of the barrel weight f is recorded by the pen g on the roll h covered with paper, which is evenly driven by a clockwork i. The screw spindle) it, which is coupled to the shaft of an electric motor k, is used to shift the running weight f.

    In the present example, the electric motor is a direct current motor, the collector brushes of which are connected to the contact springs p 'and p2, which alternately in the event of deviations of the balance beam from the horizontal position either with the contacts o "and <B> 03 </ B connected to the power source > or o 'and 02 come into connection and thus send the current in one direction or the other into the collector.

   The magnetic field, which is directly and invariably closed to the power source, remains unchanged, however, so that the motor changes its direction of rotation when the direction of flow of the energy supplied to the collector changes; but comes to a standstill when the energy supply to the collector ceases, i.e. H. when the contact lamellas p 'and p' are in suspension between the o-contacts.



  If the water level is flush with the overflow edge t, the tip of the immersion body has just reached the surface of the water in the shaft, the balance beam is exactly right, the contact springs p are in suspension between the contacts o, the motor is at a standstill and the running weight is in its end position to the right, so that the pen g writes on the zero line of the recording paper. If the water begins to flow over the overfall, thus increasing the water level in shaft a, the immersion body experiences a buoyancy which is equal to the weight of the water it displaces.

   The resulting disturbance of the balance of the balance causes a lowering of the free end of the balance beam and the supply of electrical energy to the collector of the motor 7c, which lasts until the motor has pushed the barrel weight by an amount to the left through its thereby initiated rotations which is the influence of weight reduction, d. H. of the buoyancy of the body c, corresponds.

   Conversely, a decrease in the secondary water flow causes a lowering of the water level, thus a decrease in buoyancy and a disruption of the (311eicheweights in the opposite sense to that described, which results in a shift of the barrel weight to the right until the balance is restored and the power supply is interrupted.



  The shape of the immersion body is calculated on the basis of the jj'assermer) curve in such a way that the relationship between the secondary amount of water at the overflow and the simultaneous buoyancy remains the same throughout the area of the apparatus. Therefore, for every m '/' sec of the increase in flow, if the volume of the immersion body is of the same size, more immersion occurs. Since the increases in the overflow heights required for this decrease as the amount of water increases, the cross-sections of the immersion body also have to increase in reverse proportions as the amount of water increases.

   As the cross-sectional shape of the immersion body, the Kreisflä is chosen before in the exemplary embodiment. However, it could be any other basic geometric shape, for example a rectangle. In the exemplary embodiment, the weight of the immersion body is predominantly assumed as the maximum buoyancy force.



  The described arrangement registers the secondary amount of water which flows over the measuring overflow or through the measuring profile with which it is connected, in such a way that the ordinates of the diagram, which depend on the balance setting of the running weight, show the momentary values of the flow rates in a certain scale, which on the other hand, the abscissas that depend on the rotation of the drum represent the time,

   so that the area between the zero line and the water flow line is proportional to the water flow during the relevant time.



  In Fig. 2, an immersion body is shown in which the cross-sectional shape is a rectangle. is. Its mode of action is identical to that already described.



       3 shows, on a smaller scale, the use of the device on a river, the highest and lowest water levels of which are denoted by HIT 'and V11'. The scope of the hydrometric control and the facilities required for this must naturally be adapted to the change between high and low water levels.

   If the device is to be used to control the secondary amount of water, the calculation of the immersion body, carried out with the aid of the water volume calibration curve, again results in a downwardly tapered shape, similar to that of c in FIG. but ends in a horizontal base area. The immersion body can be connected to a measuring and recording apparatus of the type described under FIG. 1 or below under FIG. 4 or any other type.

    



       4 shows schematically an exemplary embodiment of the device in which the immersion body changes its altitude by a certain amount under the influence of the changing buoyancy. As such, the height of the diagram is chosen which the apparatus is to provide.

   The immersion body c is connected by the rod (l to the cylindrical helical spring <I> na </I> adjustable in its effective length, which is held at its upper end by the part fixed in space.

   The ver with the rod c related arm o is provided at its free end with a pen or a pen and records the movements of the immersion body c on a paper-covered drum q driven by a clockwork 12. The pointer 7 moves along the scale s, which is evenly divided for most purposes.



  Three forces have a determining effect on the height of the immersion body c: the constant dead weight of the same and the changing forces of the spring and the buoyancy. If the water level rises, the buoyancy increases and pushes the immersion body upwards until, as a result of the reduction in the upward tension of the spring, or; what might result in the same thing, due to an increase in a downward spring pressure; Equilibrium has occurred.

   This is usually the case when the arithmetic sum of the weight of the rope body, the spring force and the lift is equal to \ 7u11. Since the changes in force of the spring are proportional to the changes in shape of the same, it follows from this and from the above; that the distances covered by the immersion body, i.e. also by the pen, are proportional to the buoyancy force.



  By appropriately shaping the immersion body, the relationship between the changes in the water level and the changes in the height of the diagram can be designed in different ways within wide limits.

   It is due to the fact that the immersion body evades the movements of the water level to a certain extent, so that its immersion depth changes by a smaller amount. when the water was standing at the same time, take into account all immersion bodies connected to the spring arrangement when calculating.



  The device shown in Fig. 4 is used to record the course of changing water levels in a proportional scale NEN; the immersion body is therefore one with consistently the same cross-sections.



  If the recording of the secondary amount of water that flows over a measuring overflow or through a measuring profile is required on a proportional scale, a downwardly tapered immersion body like the one shown in FIGS. 1, 2 and 3 is to be used.

   Regarding its setting in the zero position and. For its cross-section calculation, reference is made to the information given under FIG. 1, but the intrinsic movement of the immersion body must be taken into account when calculating the submerged body cross-sections in sections.



  A counter can be connected to the device for controlling the secondary water quantities, which continuously adds and displays the water quantity flowing through. For the continuous recording of the water supply that is in a reservoir or the like; is, even if your respective betrayal proportional ordinates are required, use a diving body whose buoyancy in each of its equilibrium positions is proportional to the water supply.

   Its height will therefore be equal to the water depth to be controlled, reduced by the amount of the maximum diagram height, its cross-sections will be proportional to the surface masses of the reservoir occurring along the entire height of the immersion body.



  In all previously described types of application of the new device, both under Fig. 1 and that described under Fig. 4, instead of the proportionality between the result you are looking for and the recording, which is probably the most valued in practice, another law, for example a logarithmic representation, desired and easily achieved by appropriate design of the shape of the immersion body.



  By exchanging the immersion body for another, the same measuring and recording device can be used for different purposes. In the Ausfüh tion according to FIG. 4, the diagram height can be influenced by lengthening or shortening the effective spring section or by replacing the spring with such a different characteristic.



       Fig. 5 shows a group of weaker springs 7t as a substitute for the single selected in Ausfüh approximately example according to Fig. 4, centrally to the rod d arranged strong spring gn, it is provided to increase or decrease their number as required to achieve a certain spring action , or to swap some of them for stronger or weaker ones.

   The rod d slides in the upper part, the springs ü carry the plate r, which is intended to be fixed, while the plate 2e, to which the other ends of the springs are attached. are, is firmly connected to the rod d and moves with this.



       6 shows an exemplary embodiment of an immersion body in which the cross section, which remains the same from <I> x </I> to y, changes here into a changed, smaller one. The purpose of this arrangement, which, in connection with a metering and recording apparatus that writes proportionally to the buoyancy, is to serve to record full water levels, is the abnormal water level,

    to have them recorded on a smaller scale than those that usually occur.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE Verfahren zur Vornahme von Messungen, deren Ergebnisse voll Flüssigkeitsständcll abhängig sind, dadurch gekennzeichnet, dass man doll hydrostatischen Druck des herrschenden Wasserstandes auf einen mit einem Messapparat in Verbindung stehenden Tauchkörper geeigneter Foren einwirken lässt und den wechselnden Auftrieb, doll letzterer dabei unter wech selndem ,Wasserstand erfährt, PATENT CLAIMS Method for taking measurements, the results of which are fully dependent on the level of the liquid, characterized in that the hydrostatic pressure of the prevailing water level is allowed to act on a diving body connected to a measuring device and the changing buoyancy, the latter under changing, Finds out water level, mit Hilfe des Messapparates zur Angabe dei- zti messenden Grösse verwendet. Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch .1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem strömungs- freien Raum ein von einer Messvorrich- tung gehaltener Tauchkörper von solcher Forulgebung angeordnet ist, dass zwischen den Auftrieben, die er bei verschiedenen Flüssigkeitsständen erfährt, used with the aid of the measuring apparatus to specify the quantity to be measured. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a submerged body held by a measuring device is arranged in a flow-free space of such a shape that between the buoyancy that it experiences at different liquid levels, und den zu gehörigen gesuchten Messergebnissen eine bestimmte Gesetzmässigkeit besteht, die sich ausser nach der Art der gesuchten DIessergebnisse auch nach der Art der gewählten Messvorrichtung richtet. UNTERANSPRüCHE 1. and there is a certain regularity for the associated measurement results sought, which, in addition to the type of measurement results sought, also depends on the type of measurement device selected. SUBCLAIMS 1. Einrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man dem Tauchkörper eine solche Gestalt gibt, dass zwischen den Auftrieben, die er jeweilen bei verschiedenen Wasserständen erfährt, und doll zugehörigen gesuchten \Iessgrül'@en Proportionalität besteht. 2. Device according to patent claim II, characterized in that the immersion body is given such a shape that there is proportionality between the buoyancy that it experiences at different water levels and the associated sought-after \ Iessgrül '@ s. 2. Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die den Tauchkörper haltende 3IePvorriclituiig so beschaffen ist, dass sie dem ersteren unter dem Eill- flusse des wechselnden Auftriebes nur eilte schi# kleine, Device for carrying out the method according to patent claim 1I, characterized in that the 3IePvorriclituiig holding the immersion body is such that it only hurried to the former under the rapid flow of the alternating buoyancy. etwa die zur Betätigung eines elektrischen Kontaktgebers geiiii- gende Änderung der Höhenlage zulässt 3. allows for example the change in altitude required to operate an electrical contactor 3. Einrichtung zur Ausführung des Verfah- rens nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die den Tauchkörper haltende, mit Registriervorrichtung ver sehene Messvorrichtung so beschaffen ist, dass sie dem ersteren unter dein Einflusse des wechselnden Auftriebes eine Ände rung der Höhenlage zulässt, Device for carrying out the method according to claim II, characterized in that the measuring device holding the immersion body and provided with a recording device is designed in such a way that it allows the former to change the altitude under the influence of the changing buoyancy, welche gleich ist dein Betrage der für die Aufzeichnung der Messergebnisse verlangten Diagramm- hülle. 4. Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch II und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass als Messvorrichtung eine automatisch wägende Laufgewiehtswage verwendet wird, deren Laufgewicht nlit dein Schreibstift einer Registriervorrich- tung verbunden ist. which is the same as the amount of the diagram envelope required for recording the measurement results. 4. Device for carrying out the method according to claim II and sub-claims 1 and 2, characterized in that an automatically weighing barrel weight scale is used as the measuring device, the barrel weight of which is connected to your pen of a registration device. 5. Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch II und Unter- ansprÜchen 1 und 3; dadurch gekeiiii- zeichnet, dar) 5. Device for carrying out the method according to patent claim II and subclaims 1 and 3; thereby keiiii- marks) als selbsttätiges Kraftmess- organ eine oder mehrere zylindrische Schraubenfedern bestimmterCharakterist ik zur Anwendung kommen und dass die Höhenlage des Tauchkörpers und die jeweilige Einstellung des Schreibstiftes ausser durch den Auftrieb auch durch die veränderliche Kraft der Federanord nung eindeutig bestimmt sind. 6. One or more cylindrical helical springs of certain characteristics are used as an automatic force measuring element and that the height of the immersion body and the respective setting of the pen are clearly determined not only by the buoyancy but also by the variable force of the spring arrangement. 6th Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch 1I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauen, in dein sich der Tauchkörper befindet, mit einem Wasserlauf in Kom- munikation steht und dafa der Tauch körper so dimensioniert ist, dass seine Auftriebe bei allen Wasserständen pro portional sind den Wassermengen, die in der Zeiteinheit im Wasserlaufe durch fliessen. Device for carrying out the method according to claim 1I and sub-claim 1, characterized in that the area in which the immersion body is located is in communication with a watercourse and that the immersion body is dimensioned so that its buoyancy occurs at all Water levels are proportional to the amount of water that flows through the watercourse in a unit of time. 7. Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch 1I und T-Tnte:- ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchk(*')rper auf seiner gaimen Höhe von gleichem Querschnittsmass ist, so dass die Auftriebe, die er bei verschie denen Wasserständen erfährt, diesen selbst proportional sind. 7. Device for carrying out the method according to claim 1I and T-Tnte: - responded 1, characterized in that the Tauchk (* ') rper is at its gaimen height of the same cross-sectional dimension, so that the buoyancy he has with different those Water levels experiences, these are proportional to themselves. B. Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch II und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkörper auf einem Teil seiner Höhe ein bes;iilimtes Querschnittsmass, von da ab aber ein anderes Querschnitts mass aufweist, zu dem Zwecke, einen Teil der 'Wasserstände in einem andern Massstab aufzeichnen zii lassen. 9. B. Device for carrying out the method according to claim II and sub-claim 1, characterized in that the immersion body has a specific cross-sectional dimension at part of its height, but from then on has a different cross-sectional dimension, for the purpose of part of the 'Have the water levels recorded on a different scale. 9. Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch II und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkörper so dimensioniert ist; dass sein Auftrieb bei jedem Flüssigkeitsstaude dem Wasservorrate des Behälters pro portional ist, in den der Tauchkörper taucht oder mit dem sein Messschacht kommuniziert. Device for carrying out the method according to claim II and sub-claim 1, characterized in that the immersion body is dimensioned; that its buoyancy is proportional to the water supply of the container in which the immersion body is immersed or with which its measuring shaft communicates with each accumulation of liquid. 10. Einrichtung zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch II und Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Messvorrichtung ein Zählwerk verbunden ist, welches die im Ganzen durcb,geflosseneWassermenge registriert. 10. Device for carrying out the method according to claim II and sub-claim 6, characterized in that a counter is connected to the measuring device which registers the total amount of water that has flowed through.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1291523B (en) * 1964-12-24 1969-03-27 Eckardt Ag J Inductive flow meter for liquids in open channels or channels, especially in sewers
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