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Flüssigkeitsspannungs -Thermometer Die Erfindung bezieht sich auf
Flüssigkeitsspannungs-Thermometer und betrifft insbesondere eine verbesserte Einrichtung
zur selbsttätigen Fehlerkorrektion bei solchen Thermometern.
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Bei den üblichen Flüssigkeitsspannungs-Thermometern dient als Temperaturfühler
ein fester Hohlkörper, welcher durch eine Kapillarleitung mit einem hohlen Federkörper
verbunden und wobei der gesamte Hohlraum mit Flüssigkeit gefüllt und nach außen
abgeschlossen ist. Bei Abweichungen von der Fülltemperatur dehnt sich der hohle
Federkörper aus oder zieht sich zusammen. Die dabei entstehende Bewegungsgröße ist
nach Eichung ein Maß für die Temperatur.
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Bei diesen bekannten Thermometern ist aber nur der an der Meßstelle
liegende feste Hohlkörper (Temperaturfühler) der Mefitemperatur ausgesetzt, so daß
der Einfluß der den hohlen Federkörper und die Kapillarverbindung umgebenden Temperatur,
welcher einen zusätzlichen Spannungsimpuls ergibt, unberücksichtigt bleibt. Dadurch
erleidet der Spannungsimpuls des festen Hohlkörpers, auf den es allein ankommt eine
Fälschung.
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Es sind bereits Einrichtungen zur selbsttätigen Kompensation dieses
Fehlers bekannt, bei denen dem Federhohlkörper und der Kapillarleitung ein zweiter
Federhohlkörper und eine zweite Kapillarleitung parallel geschaltet sind. Diese
bekannten Einrichtungen sind aher äußerst kompliziert, und die Notwendigkeit, im
Übertragungsmechanismus Winkelfunktionen zu benutzen und abzugleichen, bringt neue
erhebliche Fehlerquellen in die Messung.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Anordnung so zu treffen,
daß die Bewegung des zweiten Federhohlkörpers der des ersten entgegengerichtet ist.
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Diese bekannte Ausführung, bei welcher die Bewegungen der beiden Federhohlkörper
über ein Differential auf einen Zeiger übertragen werden, ist aber nicht anwendbar,
wenn es sich um ein sogenanntes Kraftthermometer handelt, bei welchem die resultierende
Bewegung, gegebenenfalls zugleich, als Antrieb einer temperaturabhängigen Regelungs-
oder Steuereinrichtung dient und größere Kräfte benötigt werden.
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Dies wird durch die vorliegende Erfindung ermöglicht. Sie bezieht
sich ebenfalls auf ein Flüssigkeitsspannungs-Thermometer mit je einem Paar gegeneinandergeschalteter
Federhohlkörper und gleicher Kapillarleitungen, bei welchem nur das für die Messung
benutzte System einen Temperaturfühler besitzt, und besteht im wesentlichen darin,
daß nur der Federhohlkörper des Meßsystems auf einer festen Unterlage montiert und
daß er mit dem Federhohlkörper des kompensierenden Systems in Hintereinanderschaltung
starr verbunden und so angeordnet ist, daß die Ab-
nahme der korrigierten Meßgröße
am freien Ende des kompensierenden Federhohlkörpers erfolgt.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In beiden Figuren sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern
versehen.
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Mit 1 ist der als Temperaturfühler an der Meßstelle dienende feste
Hohlkörper bezeichnet, welcher durch die kapillare Verbindungsleitung 2 an den für
die Temperaturmessung maßgeblichen Federhohlkörper 3 angeschlossen ist. Mit dem
Federhohlkörper 3 durch eine Brücke 4 in Hintereinanderschaltung starr verbunden
ist das kompensierende System, bestehend aus dem Federhohlkörper 5 mit der Verbindungskapillare
6 und dem starren Hohlkörper 7, angeordnet. Die beiden Federhohlkörper 3 und 5 sind
geometrisch gleich und beide Systeme volumengleich. In der Achsenfiucht des Federhohlkörpers
5 sind Leitstangen od. dgl. 8 und 9 angeordnet, welche bei 10 und 11 geführt sind.
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Ändert sich die Temperatur an dem als Fühler dienenden Hohlkörper
1, so wird sich der Federhohlkörper 3 infolge der Anderung der Flüssigkeitswichte
und des damit verbundenen Ansteigens oder Nachlassens der inneren Flüssigkeitsspannung
ausdehnen oder zusammenziehen. Die Bewegung, welche das unkorrigierte Temperaturmaß
darstellt, macht der Federhohlkörper 5 wegen der festen Verbindung durch die Brücke
4 in gleicher Größe mit. Dabei wird der unerwünschte Temperatureinfluß der Umgebung
auf den Federhohlkörper 3 kompensiert, weil der Federhohlkörper 5 die gleiche Längenänderung
erleidet wie der Federhohlkörper 3, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Die Bewegungen
an den Federhohlkörpern 3 und 5 heben sich also auf, und der vom festen Hohlkörper
1 gelieferte Spannungsdruck kommt ungefälscht an der Stange 9 als Bewegungsimpuls
zur Auswirkung, wobei der Ausschlag, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer
Übersetzung, die steuernde Bewegungsgröße für einen temperaturabhängigen Regelungs-
oder Steuervorgang oder den Antrieb für eine Anzeige- oder Schreibvorrichtung liefert.
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Wird der mit gestrichelten Linien dargestellte starre Hohlkörper
7 für eine zweite Meßstelle vorgesehen, so ergibt sich eine Anordnung mit zwei Temperaturmeßgeräten,
bei der wegen der festen Verbindung beider durch die Brücke 4 eine Bewegungsgröße
hervorgerufen wird, welche die Temperaturdifferenz zweier Meßstellen ausdrückt.
Diese Größe kann ebenfalls an der Stange 9 abgenommen werden. Dabei wird, wie ohne
weiteres erkennbar ist, der Einfluß der umgebenden Temperatur auf die Federhohlkörper
3 und 5 in gleicher Weise kompensiert wie bei der Ausführung mit nur einem festen
Temperaturfühler.
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Die Kapillarleitung 6 muß an der Stelle ihres Austritts aus dem Federhohlkörper
5 so elastisch sein, daß sie der Bewegung des Federhohlkörpers 5 widerstandslos
folgt. Die Erfüllung dieser Notwendigkeit ist in der Zeichnung durch eine Krümmung
der Kapillare 6 an ihrem oberen Ende schematisch angedeutet.
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Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem die starre
Brücke 4 zwischen den beiden Federhohlkörpern 3 und 5 einen Tragrahmen od. dgl.
darstellt. Im übrigen entspricht die Ausführung derjenigen nach Fig. 1. Bei beiden
Ausführungen ist der an das Kapillarrohr 2 angeschlossene Boden des Federhohlkörpers
3 auf einer ortsfest angeordneten Unterlage 12 montiert.
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Die Erfindung ist insbesondere zur Herstellung sogenannter »Kraftthermometer«
geeignet, wofür sich
federnde Röhren (Bourdon-Röhren) wenig oder gar nicht eignen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Flüssigkeitsspannungs-Thermometer mit Kompensationseinrichtung
zur Berücksichtigung der Raumtemperatur, bestehend aus je einem Paar gegeneinandergeschalteter
Federhohlkörper und gleicher Kapillarleitungen, bei welchem nur das für die Messung
verwendete System einen Temperaturfühler besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß nur
der Federhohlkörper des Meßsystems auf einer festen Unterlage montiert und daß er
mit dem Federhohlkörper des kompensierenden Systems in Hintereinanderschaltung starr
verbunden und so angeordnet ist, daß die Abnahme der korrigierten Meßgröße am freien
Ende des kompensierenden Federhohlkörpers erfolgt.
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2. Flüssigkeitsspannungs-Thermometer nach Anspruch 1 zur Messung
einer Temperaturdifferenz, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des kompensierenden
Systems an einen Temperaturfühler für die zweite Temperatur angeschlossen ist.