Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dichte eines Gases. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum i4essen der Dichte eines Gases, welches in einem gasdichten Gehäuse durch einen bewegten Körper in Strömung versetzt wird.
Es ist bekannt, die Dichte eines Gases da durch festzustellen, dass man einen Körper in dem zu messenden Gase bewegt, und die zu seiner Bewegung erforderliche Kraft be stimmt. Dieser Grundgedanke soll nach be kannten Vorschlägen dadurch verwirklicht werden, dass man die Kraft unmittelbar aus der Grösse des Widerstandes bestimmt, wel chen das Gas der Bewegung des Körpers je nach seiner Dichte entgegensetzt.
Nach diesem Verfahren wird nun der obenerwähnte Grundgedanke auf mittelbarem Wege gelöst. und zwar dadurch, dass die Be- wegUngs.energie der Gasströmung von einem auf ein Messsystem wirkenden beweglichen Körper aufgezehrt wird.
Die Vorrichtung zur Verwirklichung die ses Verfahrens besteht darin, dass im Innern eines gasdichten Gehäuses zwei Körper dreh bar angeordnet sind, von denen der eine bei seiner Drehung eine Gasströmung erzeugt, deren Bewegungsenergie auf den mit einer Anzeigevorrichtung gekuppelten Gegenkörper einwirkt. .
In der Zeichnung sind vier Ausführungs formen des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Aus führungsform der erfindungsgemässen Vor- richtung; Fig. 2 ist eine zweite, für die Praxis be sonders geeignete Ausführung; Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausfüh rungsmöglichkeit der Erfindung;
Fig. 5 veranschaulicht die Anordnung einer zusätzlichen Einrichtung, die für sämt liche Ausführungsformen Anwendung finden kann, in Verbindung mit der schematischen Darstellung einer Ausführungsform der Vor richtung gemäss Fig. L.
In Eig. 1 bildet G das gasdichte Gehäuse, g die Messkammer. TI' ist der mittelst eines beliebigen Antriebes T bewegte Körper. a und b bilden die Zu- und Austrittsöffnungen für da.s zu messende Gas.
Wird der Körper lfi' durch den mechanischen Antrieb bewegt, so wird das Gas, dessen Dichte zu bestimmen ist, in Bewegung gesetzt und dadurch der Gegenkörper 1t2, welcher mittelst der Achse nt, mit einem geeigneten Messsystem verbunden äst, so weit aus seiner Ruhelage bewegt, bis ein Gleichgewicht zwischen der Strömungs energie des zu messenden Gases und der Be- "vegung des Gegenkörpers M, beispielsweise entgegen einer Federkraft, hergestellt ist.
Von rler Achse 7u mag dann ein Zeiger beeinflusst werden, welcher über eine Skala gleitet, die den Verhältniszahlen aus den verschiedenen Dichten des zu messenden Gases zur konstan ten Dichte eines Vergleichsgases, z. B. Duft, proportional geeicht ist.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 sind zwei Messvorrichtungen der nach Fig. 1 ge kennzeichneten Art vorgesehen, von denen die eine, K,, mit dem zu messenden Gase, und die andere, Ir., mit einem Vergleichsgase an gefüllt wird.
Die Systeme seien von einem cinzigen Mittel angetrieben und über das kon- truktiv beliebig ausgebildete Triebwerk r,, j-, rn, r4 derart miteinander verbunden, da.ss ,sie sich im Sinne der Pfeilrichtungen einander entgegenbewegen. Um die Dichte des zu mes senden Gases durch einfache Zeigerablesung zu ermöglichen, werden die Achsen m,
und m" der 3Zesssysteme parallel zneinancler"ange- ordnet und mit Hebeln 1I,, H@ versehen, wel che durch das Zwischenglied Z an ihren freien Enden miteinander verbunden sind.
Dieses Zwischenglied ist kleiner ausgeführt als der Abstand der Achsen m.,, m._ der Messsysteme. Dadurch wird eine derartige Kupplung beider Systeme erreicht, da.ss die Grösse der resul tierenden Bewegung beider Messsysteme dem Verhältnis der Gasdichten entspricht.
Der Ausschlag, den die trapezartig gekuppelten Messachsen ausführen, ist dem Verhältnis der Dichte des zu messenden zu der des Ver- 0 (Y e ie'hscases proportional. Wird nun einer der <B>Z,</B> Hebel, z. B. II,, als Zeiger ausgebildet, so kann man ihn über eine entsprechend geeichte Skala gleiten lassen und dann unmittelbar den jeweiligen Dichtegrad des zu messenden Gases ablesen.
Es kann auch ein besonderer Zeiger auf einer der Achsen in, oder nag an- -bracht werden, der natürlich parallel gegen den zugehörigen Hebel H, oder X# anzuord nen ist. Dieselbe Wirkung wird erreicht, wenn das Zwischenglied Z grösser als der Abstand der Achsen m.,, irr_ ausgeführt wird.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungs form der Vorrichtung dargestellt. Sie ist ge kennzeichnet durch zwei Messkammern K, und K., von denen die eine, wie im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 2, mit dem zu mes senden Gase, die andere mit. dem Vergleichs gase, gefüllt wird. Die bewegten Körper Tip, und TT'2 sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet.
Ebenso die Gegenkörper der Mess- systeme ?6T, und M... Beide Achsen in und ?v sind ineinander geschoben und gegeneinander beweglich. Die Achse der Messsy stem ist bei spielsweise in Acha.tlagern aufgehängt. z ist der auf dieser Achse angeordnete Zeiger des Messsystems, und g eine davor befindliche Glasscheibe, durch welche man die Ablenkung des Zeigers beobachten kann.
Der Antrieb,der bewegten Körper Ti', und TT'@ erfolgt wieder auf beliebige Weise, z. B. durch eine Dampf- oder Gasturbine, die in der Fig. 3 mit T be zeichnet ist. Die bewegten Körper W, und<U>TV.,</U> werden als Propeller ausgebildet, und die S,eigung der Flügel des einen Rades gegen über derjenigen des andern derart ausgeführt, da.ss auf die Gegenkörper M, und M#- der Rich tung nach entgegengesetzte Drehmomente ausgeübt werden.
Befindet sich in beiden Kammern gleichdichtes Gas, so wird eine Be wegung der Drelra.chse m. mit dem Zeiger g nicht erfolgen, das Messsystern bleibt in der Ruhelage. Hat dagegen das zu messende Gas eine abweichende Dichte von dem Vergleichs gas, so wird die Achse m in Drehung ver setzt.
Um das notwendige Gleichgewicht nach einer dem Verhältnis der verschiedenen Dich ten des zu vergleichenden Gases entsprechen den Drehung der Messa.chse m, aus ihrer Ruhe lage herzustellen, ist die C estaltung eines der beiden als Flügelräder ausgebildeten Gegen körpers der Messsysteme noch in besonderer Weise vorgenommen worden. Fig. 4 zeigt die Anordnung. Das Schaufelrad hat verschieden lange Flügel, welche im Gehäuse teilweise abgedeckt sind. Es seien zunächst nur die kür zesten über einen Teil des Umfanges frei.
Bei zunehmender Ablenkung im Sinne des Pfeils treten mehr und mehr länger werdende Flü gel in den unabgedeckten Teil des Raumes. Dadurch wird die wirksame.Kraft, bezw. Ge- enkra.ft, vermehrt, und das System auf diese Weise ins Gleichgewicht gebracht. Die Ab lenkung des Zeigers z, welcher über eine Skala. in der oben bereits erläuterten Ausführung :;leitet, zeigt dann die Dichte des zu messen den Gases unmittelbar an. .
Besonders einwandfreie Messungen auf Grund des erfindungsgemässen Verfahrens sind dadurch zu erreichen, dass neben der Messkammer. in welcher die Gasströmung erzeugt wird, eine besondere Förderkammer angeordnet ist; das in letzterer bewegte För derrad R (Fig. 5) erzeugt in der Förder- kammer in an sich bekannter Weise eine Druckhöhe, wodurch .das Gas ohne Störung des Strömungsverlaufes in der Messkammer in letztere gefördert wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines ealchen Systems. Die Förderkammer ist mit der Messkammer zu einem Ganzen vereinigt, und (las Förderrad R auf derselben Achse wie der zu bewegende Körper 'W angeordnet.
Gegenüber einer Einrichtung, die auf dem Prinzip beruht, durch einen in dem zu mes Senden Gase mit konstanter Geschwindigkeit sich drehenden Körper einen Strömungsdruck -u erzeugen, welcher dann durch empfind liche mano-netrische Einrichtungen gemessen wird, hat das Verfahren und die oben be schriebenen Vorrichtungen zu deren Verwirk lichung gemäss der Erfindung wesentliche Vorteile. Sie bestehen darin, dass in einer klei nen, unempfindlichen Apparatur eine verhält nismässig grosse Energie für die Messung zur Verfügung steht, so dass sichere Messgrössen erreicht werden.
Ausserdem wird in einfach ster Weise .die unmittelbare Anzeige der Ver liältniswerte zwischen dem zu messenden Gase und einem Vergleichsgase ermöglicht.