DE10050144A1 - Gallileic thermometer consists of a gas-tight transparent container filled with a liquid, an analogue temperature display, and a solid member located in the liquid - Google Patents
Gallileic thermometer consists of a gas-tight transparent container filled with a liquid, an analogue temperature display, and a solid member located in the liquidInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Galileisches Thermometer mit einem gasdicht verschlossenen, transparenten Behälter, der mit einer durchsichti gen Flüssigkeit gefüllt ist und der oberhalb der Flüssigkeit ein gasgefülltes Volumen aufweist, mit einer analogen Temperaturanzeige, und einem Fest körper in der Flüssigkeit, an dessen Unterseite ein langgestrecktes, flexibles Element befestigt ist, und sich die vertikale Position des Festkörpers in der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, und der Auftrieb des Festkörpers derart ge wählt ist, daß der Festkörper beim Aufsteigen in der Flüssigkeit zumindest einen Abschnitt des fle xiblen Elements trägt.The invention relates to a Galilean Thermometer with a gas-tight, transparent container with a see-through liquid is filled and the above the Liquid has a gas-filled volume with an analog temperature display, and a festival body in the liquid, on the underside of which elongated, flexible element is attached, and the vertical position of the solid in of the liquid depending on the temperature changes, and the buoyancy of the solid such ge chooses is that the solid body when climbing in the liquid at least a portion of the fle xiblen elements.
Galileische Thermometer sind seit langem in den verschiedensten Ausführungen bekannt und gebräuch lich. Sie bestehen im allgemeinen aus einem trans parenten Behälter, der mit einer ebenfalls transpa renten Flüssigkeit gefüllt ist. In ihr schweben ein oder mehrere frei bewegliche Festkörper, deren je weilige Dichten sich geringfügig voneinander unter scheiden aber in der Größenordnung der Dichte der Flüssigkeit liegen. Das Wirkungsprinzip des Ga lileischen Thermometers beruht darauf, daß bei ei ner Änderung der Temperatur sich die Dichte der Flüssigkeit um einen größeren Betrag ändert als die Dichte der Festkörper, die im Bereich der Raumtem peratur im wesentlichen als konstant angesehen wer den kann. Mit der sich ändernden Flüssigkeitsdichte variiert der jeweilige Auftrieb eines Festkörpers und er sinkt im Behälter nach unten oder steigt zur Flüssigkeitsoberfläche auf. Zur Temperaturbestim mung ist bekannt, entweder am Behälter Markierungen in Form einer Temperaturskala anzubringen, wobei die Höhe des schwebenden Festkörpers in der Flüs sigkeitssäule unmittelbar mit der Umgebungstempera tur zusammenhängt. Sind mehrere Festkörper im Be hälterinneren im Schwebezustand, sind jeweils Pla ketten mit einer Temperaturangabe an ihnen befe stigt, wobei die tatsächliche Temperatur z. B. an dem am niedrigsten in der Flüssigkeit schwebenden Festkörper abgelesen wird. Aus der auf die Anmelde rin zurückgehenden DE 295 11 467.3 ist ein Galilei sches Thermometer mit einem Festkörper bekannt, an dessen Unterseite ein flexibles, längliches Element befestigt ist, dessen Dichte größer ist als die der Flüssigkeit, und es entweder mit seinem freien Ende an der Innenwand des Behälters befestigt ist, oder das freie Ende, je nach Höhe des Festkörpers in der Flüssigkeit, auf dem Behälterboden lose aufliegt. Damit ist die Temperaturablesung wesentlich verein facht, da lediglich die Position eines einzelnen Festkörpers, relativ zur Temperaturskala, abgelesen werden muß. Auch ist die gegenseitige Blockierung mehrerer Festkörper beim Aufsteigen oder Absinken in der Flüssigkeit ausgeschlossen.Galilean thermometers have been around for a long time various designs known and used Lich. They generally consist of a trans parent container, which also with a transpa pension liquid is filled. Float in it or several freely moving solid bodies, each of which because densities differ slightly from each other but differ in the order of density of Liquid. The principle of action of the Ga lilean thermometer is based on the fact that at egg ner change in temperature the density of the Liquid changes by a greater amount than that Density of solids in the area of the room temperature essentially regarded as constant that can. With the changing liquid density the respective buoyancy of a solid body varies and it sinks or rises in the container Surface of the liquid. For temperature determination mung is known, either on the container markings attached in the form of a temperature scale, whereby the height of the floating solid in the river liquid column directly with the ambient temperature tur related. Are several solids in the loading inside the pending state, are pla chains with a temperature indication on them Stigt, the actual temperature z. B. on the lowest floating in the liquid Solid is read. From the on the registration DE 295 11 467.3 is a Galileo cal thermometer with a solid known the underside of which is a flexible, elongated element is attached, the density of which is greater than that of Liquid, and either with its free end is attached to the inner wall of the container, or the free end, depending on the height of the solid in the Liquid loosely resting on the bottom of the container. So the temperature reading is essentially combined folds, since only the position of an individual Solid, relative to the temperature scale, read must become. There is also mutual blocking several solids when rising or falling excluded in the liquid.
Als nachteilig hierbei ist jedoch anzusehen, daß bei der Befestigung des freien Endes des flexiblen Elementes an der Behälterinnenwand aufgrund seiner Gewichtskraft immer eine laterale Kraft auf den Festkörper ausgeübt und er zur Behälterwand gezogen wird. Zur Kompensation muß mindestens ein zweites flexibles Element in analoger Weise an Festkörper und Behälterinnenwand angebracht werden, wobei sich die beiden Befestigungspunkte am Behälter diametral gegenüber liegen. Liegt das freie Ende des flexi blen Elements lediglich auf dem Behälterboden auf, ist das gegenseitige Verklemmen oder Verhaken der Kettenglieder, die vorzugsweise das Element bilden, nicht vollständig auszuschließen. Das führt aber zu erheblichen Verfälschungen in der Temperaturanzeige beim Aufsteigen des Festkörpers, da das spezifische Verhältnis zwischen Länge des flexiblen Elementes und seinem Gewicht verändert ist.A disadvantage here, however, is that in attaching the free end of the flexible Element on the inner wall of the container due to its Weight always a lateral force on the Solid body exercised and he pulled to the container wall becomes. To compensate, at least a second flexible element in an analogous manner to solid bodies and container inner wall are attached, whereby the two fastening points on the container diametrically opposite. Is the free end of the flexi blen elements only on the bottom of the container, is the mutual jamming or jamming of the Chain links, which preferably form the element, cannot be completely excluded. But that leads to considerable falsifications in the temperature display when the solid body rises, since the specific Relationship between length of the flexible element and its weight is changed.
Ausgehend vom Stand der Technik hat sich die Erfin dung zur Aufgabe gestellt, ein Galileisches Thermo meter mit einem einzigen Festkörper zur Temperatu ranzeige, an dessen Unterseite ein flexibles Ele ment befestigt ist, derart zu gestalten, daß er frei in der Flüssigkeit schweben kann, ohne daß er zu einer Behälterwand gezogen wird, und das flexi ble Element sich nicht verknoten oder mit sich selbst verhaken kann.Based on the state of the art, the Erfin task, a Galilean thermo meters with a single solid to the temperature display, on the underside of which a flexible ele ment is attached to design such that he can float freely in the liquid without it is pulled to a container wall, and the flexi ble element not knotting itself or with itself can get caught.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das freie Ende des flexiblen Elements an einem Schwimmkörper befestigt ist, die Differenz aus Auf trieb und Gewicht des Schwimmkörpers größer ist als die Differenz aus Gewicht und Auftrieb des flexi blen Elements in der Flüssigkeit, der Füllstand der Flüssigkeit im Behälter höher ist als die Länge des flexiblen Elements. According to the invention, this object is achieved by that the free end of the flexible element on one Float attached, the difference from on drive and weight of the float is greater than the difference between weight and buoyancy of the flexi blen element in the liquid, the level of the Liquid in the container is longer than the length of the flexible element.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, daß das flexible Element endseitig an einem Schwimmkör per befestigt ist, dessen Auftrieb so groß ist, daß er immer an der Oberfläche der Flüssigkeitssäule im Behälter schwimmt. Dadurch ist die absolute Höhe, bezogen auf die Flüssigkeit, des einen Endes des flexiblen Elementes festgelegt. Die Temperaturände rung bewirkt lediglich eine Änderung der räumlichen Position von flexiblem Element und frei schwebendem Festkörper, und damit verbunden sein Aufsteigen oder Absinken, wobei die Dichten von beiden derart aufeinander abgestimmt sind, daß der Festkörper ma ximal das Gewicht der halben Länge des Elementes tragen kann, d. h., daß sich dann Festkörper und Schwimmkörper in derselben Höhe an der Flüssig keitsoberfläche befinden und das flexible Element im wesentlichen symmetrisch dazwischen hängt. Im anderen Extremfall ist der Festkörper vollständig nach unten abgesunken und das flexible Element zum Schwimmkörper hin gestreckt. Dazu ist die Höhe der Flüssigkeitssäule größer als die Länge des flexi blen Elements gewählt, um einen größtmöglichen Tem peraturbereich mit dem schwebenden Festkörper ab decken zu können. Als flexibles Element kommt u. a. eine Schnur oder ein Band in Frage, deren mittlere Dichte größer ist als die der Flüssigkeit. Dazu sind entweder in regelmäßigen Abständen an einer Schnur Gewichte angeordnet, oder die Schnur oder das Band selbst ist aus einem Material entsprechen der Dichte angefertigt. Dabei muß das flexible Ele ment die freie Auf- und Abbewegung des Festkörpers, relativ zum Schwimmkörper, in der Flüssigkeit ge statten, d. h., es ist lateral, senkrecht zu seiner Längsachse, leicht biegbar. Schweben Schwimm- und Festkörper in derselben Höhe an der Flüssig keitsoberfläche hängt das endseitig jeweils an ei nem Körper befestigte Element zwischen ihnen in Form einer Hyperbel durch.The main idea of the invention is that the flexible element at the end of a float is attached by, whose buoyancy is so great that he always on the surface of the liquid column in the Container floats. This is the absolute height, based on the liquid, one end of the flexible element. The temperature changes tion only changes the spatial Position of flexible element and free floating Solid, and associated with its ascent or sinking, the densities of both being so are coordinated that the solid ma x times the weight of half the length of the element can wear, d. that is, then solid and Floats at the same height on the liquid surface and the flexible element essentially hangs symmetrically in between. in the in another extreme case, the solid is complete sunk down and the flexible element for Float stretched out. This is the amount of Liquid column greater than the length of the flexi blen Elements chosen to get the maximum possible tem temperature range with the floating solid to be able to cover. As a flexible element a. a cord or ribbon in question, the middle one Density is greater than that of the liquid. To are either on a regular basis String weights arranged, or the string or the band itself is made of a single material of density. The flexible Ele ment the free up and down movement of the solid, relative to the float, in the liquid ge equip, d. that is, it is lateral, perpendicular to it Longitudinal axis, easily bendable. Floating and floating Solids at the same height on the liquid The surface depends on the end of each egg element fastened between them in Form of a hyperbole.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Ablesung der Temperatur vereinfacht ist, da ledig lich die Position eines Festkörpers, relativ zu ei ner Skala, erfasst werden muß. Außerdem wird der Festkörper nicht durch die endseitige Befestigung des flexiblen Elementes an der Behälterinnenwand, unter dem Einfluß seiner Gewichtskraft, in Richtung des Befestigungspunktes gezogen. Das von Schwimm-, Festkörper und flexiblem Element gebildete System kann frei im Behälterinneren in der Flüssigkeit schweben. Auch ist damit vermieden, daß das flexi ble Element, z. B. in Form einer weiter unten be schriebenen Kette, sich am Behälterboden verknäuelt oder verhakt und dadurch bei einer Temperaturände rung, die das Steigen des Festkörpers bedingt, das Meßergebnis verfälscht wird.The advantage of the invention is that the Reading the temperature is simplified because it is single Lich the position of a solid, relative to egg ner scale, must be recorded. In addition, the Solids not through the end attachment the flexible element on the inside wall of the container, under the influence of its weight, towards of the attachment point. That of swimming, Solid body and flexible element formed system can be freely inside the container in the liquid hover. It is also avoided that the flexi ble element, e.g. B. in the form of a below written chain, tangled up on the bottom of the container or hooked and thereby at a temperature change tion that causes the solid to rise, the Measurement result is falsified.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge genstand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are Ge subject of subclaims.
Vorzugsweise ist das flexible Element in Form einer Kette ausgeführt, die aus einzelnen Kettengliedern zusammengesetzt ist, wobei benachbarte Glieder mit einander verbunden sind. Insbesondere eine Kette aus Metall kann vom Fachmann derart ausgeführt wer den, daß über ihre Länge die Dichte im wesentlichen konstant ist. Außerdem gewährleistet die Ver schwenkbarkeit benachbarter Glieder relativ zuein ander die notwendige Flexibilität, damit sie bei beliebiger Anordnung von Schwimm- und Festkörper zueinander immer frei zwischen ihnen durchhängen kann. Ist die Flüssigkeit im Behälterinneren Was ser, ist vorgeschlagen, ein nichtrostendes Metall bzw. ein mit einem entsprechenden Schutz ausgestat tetes Metall für die Glieder zu verwenden.The flexible element is preferably in the form of a Chain executed from individual chain links is composed, with adjacent links with are connected. Especially a chain made of metal can be carried out by a person skilled in the art that, over its length, the density essentially is constant. In addition, the Ver pivoting of adjacent links relative to each other others the necessary flexibility so that they can any arrangement of floating and solid bodies always hang freely between them can. What is the liquid inside the container? ser, is suggested a stainless metal or equipped with appropriate protection teten metal to use for the limbs.
Um das Thermometer an beliebigen Orten aufstellen zu können ist der Behälter mit einem Standfuß ver sehen, dessen ausreichend dimensionierte Grundflä che ihn vor dem Umstürzen bewahrt. In ihm oder seitlich am Behälter kann eine Beleuchtungseinrich tung angebracht sein, mit der das Innere des Behäl ters ausgeleuchtet wird, um besonders eindrucks volle optische und ästhetische Eindrücke hervorzu rufen. Sie erlaubt auch das Ablesen der Temperatur in einem ansonsten abgedunkelten Raum. Besonders bei der Verwendung handelsüblicher Glühbirnen ist darauf zu achten, daß die von ihnen abgegebene Wär meenergie nicht die Flüssigkeit aufheizt. Um dies zu vermeiden können auch an sich bekannte Kalt lichtlampen eingesetzt werden.To place the thermometer anywhere to be able to ver the container with a stand see its sufficiently dimensioned base save him from falling over. In him or A lighting device can be found on the side of the container be attached to the inside of the container ters is illuminated to be particularly impressive full optical and aesthetic impressions call. It also allows the temperature to be read in an otherwise darkened room. Especially when using standard light bulbs to make sure that the heat given off by them Meenergy does not heat up the liquid. To do this can also avoid known cold light lamps are used.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat der Behälter für die Flüssigkeit, in Draufsicht betrachtet, einen runden Querschnitt, d. h. der Be hälter selbst ist im wesentlichen zylindrisch ge formt, wobei Deckel- und Bodenteil des Behälters nicht notwendigerweise flach ausgeführt sind, son dern hauben- oder kuppelförmig gestaltet sein kön nen. In an advantageous development of the invention has the container for the liquid, in top view considered, a round cross-section, d. H. the Be container itself is essentially cylindrical ge forms, with the lid and bottom part of the container are not necessarily flat, son which can be hood-shaped or dome-shaped NEN.
Wie bei bisher bekannten Galileischen Thermometern ist der Festkörper bevorzugt in Form eines transpa renten Hohlkörpers ausgeführt, der seinerseits mit einer weiteren Flüssigkeit oder beliebigen pulver förmigen Partikeln gefüllt ist, um ihm das ge wünschte Gewicht, relativ zu seinem Volumen, zu verleihen. Insbesondere wird der Hohlkörper aus Glas, Acrylglas oder Plexiglas angefertigt, Mate rialien aus denen der Fachmann entsprechende Körper formen kann. Sie lassen sich im Bedarfsfall auch leicht reinigen und verfügen über eine ausreichende mechanische Festigkeit. Prinzipiell kann auch der Schwimmkörper als Hohlkörper aus den oben genannten Materialien angefertigt werden, wobei er mit weni ger Flüssigkeit oder Partikeln gefüllt oder voll ständig leer ist, um immer über ausreichend Auf trieb zu verfügen.As with previously known Galilean thermometers the solid is preferably in the form of a transparent annuities run hollow body, which in turn with another liquid or any powder shaped particles is filled to give him the ge desired weight relative to its volume to lend. In particular, the hollow body is made of Made of glass, acrylic glass or plexiglass, mate rialien from which the expert corresponding body can shape. They can also be used if necessary easy to clean and have sufficient Mechanic solidity. In principle, the Floating bodies as hollow bodies from the above Materials are made, he with weni liquid or particles filled or full is constantly empty to always have enough on urged to dispose.
Mit einer farbigen Flüssigkeit oder farbigen Parti keln im Inneren des Hohl- und oder Schwimmkörpers wird ein hoher optischer Kontrast gegenüber dem transparenten Behälter bzw. der Flüssigkeit er zielt. Insbesondere kann die horizontal ausgerich tete Oberfläche der in den Hohlkörper eingefüllten Flüssigkeit zum exakten Ablesen der Temperatur an der Skala genutzt werden. Zur Einfärbung der Flüs sigkeit, vorzugsweise Wasser, die in dem gasdicht abgeschlossenen Hohlkörper eingeschlossen ist, kön nen dem Fachmann bekannte Farbstoffe verwendet wer den.With a colored liquid or colored parti inside the hollow or floating body becomes a high optical contrast to the transparent container or the liquid aims. In particular, it can be aligned horizontally tete surface of the filled in the hollow body Liquid for exact reading of the temperature the scale. For coloring the rivers liquid, preferably water, in the gas-tight closed hollow body is included, can Dyes known to those skilled in the art are used the.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind am flexi blen Element Markierungen oder Plaketten ange bracht, wobei z. B. bei dem in einem Bogen zwischen dem Schwimm- und dem Festkörper durchhängenden fle xiblen Element jeweils die unterste, im Bogen ange ordnete Plakette mit ihrer Temperaturangabe die ak tuelle Temperatur markiert. Alternativ dazu sind am Behälter Markierungen in Form einer Temperaturskala angebracht, wobei hier die Höhe des Festkörpers bzw. des Flüssigkeitsspiegels in ihm zur Ablesung der Temperatur herangezogen wird.In a further development of the invention, flexi blen Element markings or badges brings, z. B. in between in an arc the floating and the solid sagging fle xiblen Element the lowest, in the arc arranged the plaque with its temperature specification the ak marked current temperature. Alternatively, on Container markings in the form of a temperature scale attached, here the height of the solid or the liquid level in it for reading the temperature is used.
Ebenso wie Schwimm- und Festkörper kann der Behäl ter für die Flüssigkeit aus Glas, Acrylglas oder Plexiglas angefertigt sein, mit den oben beschrie benen Vorteilen der Materialien.Just like floating and solid bodies, the container can ter for the liquid made of glass, acrylic glass or Be made of plexiglass, with the above described advantages of the materials.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei bungsteil entnehmen, in dem anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher darge stellt ist. Es zeigtFurther details, features and advantages of the Er can be found in the following description Take part of the exercise in the drawing an embodiment of the invention Darge represents is. It shows
Fig. 1 ein Thermometer in schematischer Darstellung. Fig. 1 shows a thermometer in a schematic representation.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei spiel der Erfindung handelt es sich um ein Galilei sches Thermometer mit einem einzigen Festkörper (5), dessen Auftrieb sich aufgrund der sich mit der Temperatur ändernden Dichte der Flüssigkeit (3) im Behälter (4) ändert. Die Änderung der Dichte bzw. des Volumens des Festkörpers (5) mit der Temperatur kann, im Vergleich mit der Flüssigkeit (3), ver nachlässigt werden. Er ist in Form eines Hohlkör pers ausgeführt, der teilweise mit einer eingefärb ten Flüssigkeit (6) gefüllt ist. An seiner Unter seite ist ein langgestrecktes, flexibles Element (1), z. B. in Form einer Kette, befestigt, deren anderes Ende an einem Schwimmkörper (2), hier ein leerer Hohlkörper, angreift, dessen Auftrieb größer ist als die Differenz zwischen Gewicht und Auftrieb der Kette. Daher schwimmt er immer an der Oberflä che (7) der Flüssigkeit (3) im Behälter (4), d. h. die absolute Höhe des einen Endes der Kette ist temperaturunabhängig. Zwischen den beiden Körpern (2, 5) hängt die Kette bogenförmig durch, wobei der Festkörper (5) den Teil der Kette trägt, der von ihm bis zur tiefsten Stelle des Bogens verläuft. Am Behälter (4) sind Markierungen in Form einer Tempe raturskala (8) angebracht. Zur Ablesung der Tempe ratur wird der Flüssigkeitsspiegel (9) im Inneren des hohlen Festkörpers (5) herangezogen. Als Flüs sigkeiten (3) in Behälter (4) und Festkörper (5) ist Wasser bevorzugt. Um dem Behälter (4) ausrei chend Standfestigkeit zu verleihen, ist er mit ei nem Standfuß (10) ausgestattet. In ihm kann auch eine Beleuchtungseinrichtung eingebaut sein.In the game Ausführungsbei shown in Fig. 1 of the invention is a Galilean cal thermometer with a single solid ( 5 ), the buoyancy changes due to the temperature-changing density of the liquid ( 3 ) in the container ( 4 ). The change in density or volume of the solid ( 5 ) with the temperature can be neglected in comparison with the liquid ( 3 ). It is designed in the form of a hollow body, which is partially filled with a colored liquid ( 6 ). On its underside is an elongated, flexible element ( 1 ), for. B. in the form of a chain, the other end of which engages a floating body ( 2 ), here an empty hollow body, the buoyancy of which is greater than the difference between the weight and buoyancy of the chain. Therefore, he always swims on the surface ( 7 ) of the liquid ( 3 ) in the container ( 4 ), ie the absolute height of one end of the chain is independent of temperature. Between the two bodies ( 2 , 5 ) the chain hangs in an arc shape, the solid body ( 5 ) carrying the part of the chain that runs from it to the lowest point of the arc. On the container ( 4 ) marks in the form of a temperature scale ( 8 ) are attached. To read the temperature, the liquid level ( 9 ) inside the hollow solid ( 5 ) is used. As liquids ( 3 ) in container ( 4 ) and solid ( 5 ), water is preferred. To give the container ( 4 ) sufficient stability, it is equipped with a stand ( 10 ). A lighting device can also be installed in it.
Claims (8)
das freie Ende des flexiblen Elements (1) an ei nem Schwimmkörper (2) befestigt ist,
die Differenz aus Auftrieb und Gewicht des Schwimmkörpers (2) größer ist als die Differenz aus Gewicht und Auftrieb des flexiblen Elements (1) in der Flüssigkeit (3),
der Füllstand der Flüssigkeit (3) im Behälter (4) höher ist als die Länge des flexiblen Elements (1).1.Galilean thermometer with a gas-tight, transparent container, which is filled with a transparent liquid and which has a gas-filled volume above the liquid, with an analog temperature display, and a solid in the liquid, on the underside of which is an elongated, flexible Element be fastened, and the vertical position of the solid body in the liquid changes depending on the temperature, and the buoyancy of the solid body is selected such that the solid body carries at least a section from the flexible element when rising in the liquid, thereby indicates that
the free end of the flexible element ( 1 ) is attached to a floating body ( 2 ),
the difference between the buoyancy and weight of the floating body ( 2 ) is greater than the difference between the weight and buoyancy of the flexible element ( 1 ) in the liquid ( 3 ),
the level of the liquid ( 3 ) in the container ( 4 ) is higher than the length of the flexible element ( 1 ).
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