DE10107299A1 - Galileisches Thermometer - Google Patents

Abstract

Bei einem Galileischen Thermometer mit einem Fußteil und einem gasdicht verschlossenen Behälter, der aus transparentem Material gefertigt ist, teilweise mit einer transparenten Flüssigkeit gefüllt ist und mehrere Körper enthält, die jeweils eine unterschiedliche mittlere Dichte aufweisen und innerhalb eines gegebenen Temperaturbereichs jeweils bei unterschiedlichen Aufschwimmtemperaturen in der Flüssigkeit aufschwimmen oder absinken, wird vorgeschlagen, den Fußteil als Hohlkörper mit einem aus transparentem Material gefertigten Mantel auszubilden und im Hohlkörper ein oder mehrere Zusatzgeräte, vorzugsweise ein Barometer und/oder ein Hydrometer und/oder ein Radiometer und/oder ein konventionelles Thermometer und/oder eine Beleuchtung, vorzusehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Galileisches Thermometer mit einem Fußteil und einem gasdicht verschlossenen, aus transparentem Material gefertigten Behälter, der teilweise mit einer transparenten Flüssigkeit gefüllt ist und mehrere Körper enthält, die jeweils eine unterschiedliche mittlere Dichte aufweisen und innerhalb eines gegebenen Temperaturbereichs je­ weils bei unterschiedlichen Aufschwimmtemperaturen in der Flüssigkeit aufschwimmen oder absinken.

Galileische Thermometer werden in der Regel zur Anzeige der Raumtem­ peratur genutzt. Die Funktionsweise dieses Thermometers beruht auf dem Archimedischen Prinzip. Danach erfährt jeder feste Körper in flüssiger Um­ gebung einen Auftrieb, der sich in einem scheinbaren Gewichtsverlust äu­ ßert, und der zahlenmäßig dem Gewicht der durch den Körper verdrängten Flüssigkeit entspricht. Die Größe des Auftriebs wird demnach durch die Dichte des festen Körpers und die Dichte der Flüssigkeit bestimmt. Die Dichte ihrerseits ändert sich mit der Temperatur, wobei diese Änderung bei einer Flüssigkeit wesentlich größer ausfällt als bei einem festen Körper.

Beim Galileischen Thermometer wird diese Abhängigkeit der Dichte von der Temperatur zu deren Messung genutzt. Die bei einem Thermometer dieser Art in die Flüssigkeit eingebrachten Körper weisen Dichten auf, die sich untereinander geringfügig unterscheiden, in etwa aber der Dichte der Flüssigkeit entsprechen. Genauer gesagt: der von den Körpern abgedeckte Dichtebereich entspricht dem Dichtebereich, welche die Flüssigkeit bei de­ ren Temperaturänderung im vorgegebenen Temperaturintervall durchläuft. Ändert sich die Temperatur der Flüssigkeit stetig in einer Richtung, nimmt daher deren Dichte nacheinander die Dichtewerte der einzelnen Körper an.

Bei hoher Temperatur liegen alle Körper infolge der niedrigen Dichte der Flüssigkeit und des dadurch bedingten geringen Auftriebes auf dem Boden des Behälters. Sinkt die Umgebungstemperatur und damit einhergehend die Temperatur der Flüssigkeit, nimmt deren Dichte zu und erreicht schließlich einen Wert, welcher der Dichte des leichtesten Körpers ent­ spricht. Dieser Körper hebt sich daher vom Boden ab, beginnt in der Flüs­ sigkeit zu schweben und schwimmt bei einer geringfügigen weiteren Tem­ peraturabnahme zur Oberfläche der Flüssigkeit auf. In gleicher Weise schwimmen die übrigen Körper der Reihe nach auf, wenn bei fortschreiten­ der Temperaturabnahme jeweils deren Aufschwimmtemperatur erreicht ist. Bei einer Temperaturzunahme sinken die Körper in umgekehrter Reihen­ folge zum Boden des Behälters.

Bei der Bestimmung von Raumtemperaturen geht man von der Annahme aus, daß die Temperatur der Flüssigkeit im Behälter des Thermometers der des umgebenden Raumes entspricht. Die Raumtemperatur läßt sich dann exakt angeben, wenn einer der Körper in der Flüssigkeit schwebt. In die­ sem Fall entspricht die Raumtemperatur der Aufschwimmtemperatur des schwebenden Körpers.

Galileo-Thermometer nach dem Stand der Technik weisen in der Regel einen Fuß auf, der primär die Aufgabe hat, dem Thermometer einen siche­ ren Stand zu verleihen. Häufig dient der Fuß auch zur Aufnahme einer Lichtquelle, welche das Thermometer beleuchtet und daher auch eine Ab­ lesung der Temperatur bei Dunkelheit ermöglicht.

Bei bekannten Thermometern läßt sich mit Hilfe der schwebenden Körper die Temperatur der Behälterflüssigkeit und damit der Raumtemperatur re­ lativ genau ermitteln, weitergehende Aufgaben können mit Thermometern der genannten Art jedoch nicht durchgeführt werden.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Galileisches Thermometer anzugeben, welches eine Vielzahl weiterer Funktion, insbesondere zur Bestimmung von Klimawerten, zur Verfügung stellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

• - der Fußteil als Hohlkörper, vorzugsweise als Zylinder mit vertikaler Achse, ausgebildet ist,
• - der Hohlkörper
• - einen Mantel aus transparentem Material, vorzugsweise Plexiglas, aufweist
• - und ein oder mehrere Zusatzgeräte, vorzugsweise ein Barometer und/oder ein Hygrometer und/oder ein Radiometer und/oder ein konventionelles Thermometer und/oder eine Beleuchtung, enthält.

Das vorgeschlagene Galileische Thermometer ist sowohl zur Temperatur­ messung im Bereich der vorgegebenen Aufschwimmtemperaturen, als auch zur Durchführung weiterer Funktionen ausgelegt. Diese beziehen sich vorrangig auf die Bestimmung von Klimawerten, wie z. B. die Ermittlung des Luftdrucks und der Luftfeuchte. Sie dienen aber auch dazu, ansprechende Eindrücke zu vermitteln, wie die beispielsweise optische Lichteffekte oder die Faszination, die von der Beobachtung eines Radiometers ausgeht. Das vorliegende Galileo-Thermometer weist daher einen Fuß auf, der - einem wesentlichen Gedanken der Erfindung entsprechend - mit unterschiedli­ chen Geräten bestückt werden kann. Vorzugsweise sind hierbei vorgese­ hen

• - ein Barometer
• - und/oder ein Hygrometer
• - und/oder ein Radiometer
• - und/oder ein Thermometer
• - und/oder eine Beleuchtung.

Das Thermometer gemäß vorliegender Erfindung wird hierdurch zu einer "Klimastation in kleinem Rahmen" erweitert. Die hierdurch erzielten Vorteile liegen in einer wesentlich erweiterten Funktionalität des Galileo- Thermometers.

Das bzw. die Zusatzgerät sind in der Regel bereits durch den Hersteller des Thermometers im Thermometerfuß montiert. Eine Weiterbildung der Erfindung weist demgegenüber eine Ausgestaltung des Fußes auf, bei der dieser abnehmbar ausgebildet ist, und daher ein Auswechseln der Geräte ermöglicht. Damit ist die Möglichkeit gegeben, auch anwenderseits eines oder mehrere der Zusatzgeräte im Fuß eines derart ausgebildeten Ther­ mometers zu installieren oder vorhandene Geräte um weitere Zusatzgeräte zu ergänzen.

Zusatzgeräte, wie Barometer und Hygrometer sind in der Regel als Zeige­ rinstrument ausgebildet. Bei Geräten dieser Bauart ist gemäß einem Merkmal der Erfindung vorgesehen, den Zeiger um die vertikale Achse schwenkbar zu lagern. Sein freies Ende ist dabei in die vertikale Richtung abgebogen und überstreicht eine auf einer Zylinderfläche angebrachte Skala. Diese Art der Anzeige entspricht zwar dem nostalgischen Wesen des Galileo-Thermometers, im Rahmen der Erfindung ist aber genau so gut möglich, die genannten Meßgeräte mit Digitalanzeigen auszustatten.

Bei der Beobachtung der Klima- oder Wetterwerte ist es von Vorteil, wenn zurückliegende Werte oder Sollwerte auf der Anzeigeskala markierbar sind. Eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Thermometers weist daher eine derartige Vorrichtung zur Markierung von Meßwerten auf, die vorzugsweise als Einstellring oder -zylinder ausgebildet ist. Die auf dem Einstellring vorgesehene Markierung läßt sich dabei zu beliebigen Positio­ nen der Skala hin bewegen.

Bei der Ausgestaltung des Fußes hat sich in der Praxis bewährt, wenn der Fußteil

• - ein als Standfuß ausgebildetes Unterteil,
• - ein zur Aufnahme des Galileo-Thermometers ausgebildetes Oberteil,
• - zwischen Ober- und Unterteil den als einen senkrechten Kreiszylinder ausgebildeten Hohlkörper
• - und wenigstens zwei, Oberteil und Unterteil miteinander verbindende Schrauben

aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen bequemen und einfachen Einbau der Zusatzgeräte in dem dafür vorgesehenen Hohlraum des Fußes, erlaubt ein einfaches Nachrüsten von Zusatzgeräten, gestattet auch, ver­ schiedene Arten von Galileo-Thermometern mit dem Fuß zu kombinieren, und ergibt zudem einen ansprechenden optischen Eindruck.

Bei der Beleuchtung des Thermometers ist es zweckmäßig, wenn die Lichtquelle im Unterteil untergebracht ist. Hierdurch ist es möglich, die Lichtquelle gegen direkte Sicht abzuschirmen, um dadurch eine vorteilhafte indirekte Beleuchtung des Thermometerbehälters, der in diesem enthalte­ nen Flüssigkeit oder der darin schwimmenden Körper zu erzielen. Die Be­ leuchtung kann so ausgestaltet sein, daß sie das eigentliche Thermometer und/oder die Skala der Zusatzgeräte beleuchtet. Bei der Beleuchtung der Skala von Zusatzgeräten ist auch die Alternative gegeben, ein Leuchtband vorzusehen.

Zur Ermittlung der Raumtemperatur sind die Körper - gemäß einem Merk­ mal der Erfindung - mit der Aufschwimmtemperatur gekennzeichnet. Die Temperatur der Flüssigkeit ist dann durch den Wert gegeben, welcher auf dem zwischen Boden und Flüssigkeitsoberfläche schwebenden Körper ausgewiesen ist. Wenn keiner der Körper sich im Schwebezustand befin­ det, sondern ein Teil der Körper an der Oberfläche schwimmt und ein Teil auf dem Boden liegt, läßt sich die Raumtemperatur nur ungefähr angeben. Ihr Wert liegt dann zwischen der Aufschwimmtemperatur des zuletzt aufge­ schwommenen Körpers und der des Körpers, welcher als nächster auf­ schwimmen wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Körper als Hohlkörper ausgebildet und teilweise mit einer Flüssigkeit oder Partikeln gefüllt. Die Dichte der Körper ergibt sich in diesem Fall als mittlere Dichte aus Hohlkörper und Füllung. Der Vorteil dieser Ausbildung liegt in der Möglichkeit, die mittlere Dichte der Körper mit geringem Aufwand lediglich durch Variation der Füllhöhe sehr exakt einstellen zu können. Als Füllmate­ rial sind Stoffe geeignet, die leicht einfüllbar und portionierbar sind, bei­ spielsweise Flüssigkeiten oder feinkörnige Festkörper.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Hohlkörper aus transparentem Material ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung bietet die Möglichkeit mit einem einheitlichen Hohlkörper unterschiedliche und an­ sprechende optische Effekte zu erzielen, wenn die Füllung farbig ausgebil­ det ist. Als Füllstoffe kommen insbesondere farbige Flüssigkeiten in Be­ tracht, sowie reflektierende oder lichtbrechende Partikel, da sie auffallen­ des Licht gut streuen und so eine gute Erkennbarkeit in der Behälterflüs­ sigkeit gewährleisten.

Nach einem Merkmal der Erfindung umfaßt die Differenz zwischen zwei benachbarten vorgegebenen Aufschwimmtemperaturen wenige Grade. Bevorzugt wird die Ausführung, bei welcher die Aufschwimmtemperaturen jeweils um 2 Grad auseinander liegen. Hierdurch läßt sich mit wenigen Aufschwimmtemperaturen ein zur Messung von Raumtemperaturen geeig­ neter Temperaturbereich abdecken.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. In diesem Teil wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Thermometers anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstel­ lung einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Galileisches Thermome­ ter.

Das dargestellte Thermometer weist einen gasdicht verschlossenen Be­ hälter 1 auf, dessen Mantelfläche 2 aus transparentem Material gefertigt ist und der mit einer transparenten Flüssigkeit 3 gefüllt ist. Der Behälter enthält mehrere Körper 4, die jeweils bei unterschiedlichen Aufschwimmtemperatu­ ren in der Flüssigkeit aufschwimmen oder absinken. Die Körper sind jeweils mir kleinen Plaketten 5 gekennzeichnet, welche die Aufschwimmtemperatur ausweisen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Körper als Hohlkörper mit transparenter Wandung 6 ausgebildet und mit einer farbigen Flüssigkeit 7 gefüllt. Durch die Wahl geeigneter Farben sind hierbei etliche Möglichkeiten gegeben, ansprechende optische Effekte zu erzielen. Die Dichte der Körper ergibt sich bei der vorliegenden Ausgestaltung als mittlere Dichte aus Hohl­ körper und Füllung. Dabei läßt sich durch Vorgabe der Füllhöhe 8 eine sehr exakte Austarierung der Hohlkörper erreichen.

Das Thermometer gemäß vorliegender Erfindung ist mit einem Fußteil 9 ausgestattet, das ein als Standfuß ausgebildetes Unterteil 10, ein zur Auf­ nahme des Galileo-Thermometers ausgebildetes Oberteil 11, zwischen Ober- und Unterteil einen Hohlkörper 12 und zwei, Oberteil und Unterteil miteinander verbindende Schrauben 13. 13' aufweist. Der Hohlkörper 12 ist als senkrechten Kreiszylinder mit transparentem Mantel ausgebildet und dient zur Aufnahme von Zusatzgeräten. Als Zusatzgeräte kommen vor­ zugsweise Barometer, Hygrometer, Radiometer, eine Beleuchtung oder aber auch ein konventionelles Thermometer zur Anwendung. Bei dem in vorliegender Figur wiedergegebenen Galileo-Thermometer ist ein Baro­ meter 14 und eine Beleuchtung 15 vorgesehen.

Das Barometer der dargestellten Ausführungsform ist als Zeigerinstrument mit einem um die vertikale Achse schwenkbaren Zeiger ausgebildet, des­ sen freies Ende 16 in die vertikale Richtung abgebogen ist. Der Zeiger überstreicht eine auf einer Zylinderfläche angebrachte Skala 17, die in vor­ liegender Figur der Übersichtlichkeit halber ohne Zahlenwerte dargestellt ist. Zur Markierung von Sollwerten oder zurückliegenden Meßwerten ist die Skala mit einem Einstellring ausgerüstet, von dem in der Zeichnung das zur Markierung dienende kleine Dreieck 18 wiedergegeben ist. Der Einstellring läßt sich um die vertikale Achse drehen, somit kann die Markierung zu be­ liebigen Positionen der Skala hin bewegt werden.

Aufgrund der Zusatzgeräte erhält das vorgeschlagene Thermometer eine wesentlich erweiterte Funktionalität, es läßt sich daher mit Vorteil in klei­ nem Rahmen als Wetterstation einsetzen.

Claims (11)

1. Galileisches Thermometer mit einem Fußteil und einem gasdicht ver­ schlossenen, aus transparentem Material gefertigten Behälter (1), der teil­ weise mit einer transparenten Flüssigkeit (3) gefüllt ist und mehrere Körper (4) enthält, die jeweils eine unterschiedliche mittlere Dichte aufweisen und innerhalb eines gegebenen Temperaturbereichs jeweils bei unterschiedli­ chen Aufschwimmtemperaturen in der Flüssigkeit aufschwimmen oder ab­ sinken, dadurch gekennzeichnet,
daß der Fußteil (9)
als Hohlkörper (12), vorzugsweise als Zylinder mit vertikaler Achse, ausgebildet ist
der Hohlkörper (12)
einen Mantel aus transparentem Material, vorzugsweise Plexiglas, aufweist
und ein oder mehrere Zusatzgeräte, vorzugsweise ein Barometer (14) und/oder ein Hygrometer und/oder ein Radiometer und/oder ein konventionelles Thermometer und/oder eine Beleuchtung (15), enthält.

2. Galileisches Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußteil (9) abnehmbar ist, und die Zusatzgeräte auswechselbar ausgebildet sind.

3. Galileisches Thermometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
bei Zusatzgeräten mit Zeigeranzeige
ein um die vertikale Achse schwenkbarer Zeiger mit einem in die vertikale Richtung abgebogenen Ende (16)
und eine auf einer Zylinderfläche angebrachte Skala (17) vorgesehen ist.

4. Galileisches Thermometer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vorrichtung zur Markierung von Meßwerten, vorzugsweise ein Einstellring oder -zylinder, vorgesehen ist,
welche wenigstens eine Markierung (18) aufweist, die an beliebige Positionen der Skala bewegbar ist.

5. Galileisches Thermometer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fußteil (9)
ein als Standfuß ausgebildetes Unterteil (10),
ein zur Aufnahme des Galileo-Thermometers ausgebildetes Oberteil (11),
zwischen Ober- und Unterteil den als einen senkrechten Kreiszylinder ausgebildeten Hohlkörper (12)
und wenigstens zwei, Oberteil und Unterteil miteinander verbindende Schrauben (13, 13')
aufweist.

6. Galileisches Thermometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung (15) das Thermometer und/oder die Skala (17) beleuchtet.

7. Galileisches Thermometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung der Skala (17) durch ein Leuchtband erfolgt.

8. Galileisches Thermometer nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (4) jeweils mit der Aufschwimmtempera­ tur (5) gekennzeichnet sind.

9. Galileisches Thermometer nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (4) als Hohlkörper ausgebildet sind und teilweise mit einer Flüssigkeit (7) oder Partikeln gefüllt sind.

10. Galileisches Thermometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hohlkörper aus transparentem Material bestehen und die Fül­ lung farbig ist.

11. Galileisches Thermometer nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen zwei benachbarten Auf­ schwimmtemperaturen wenige Grade, vorzugsweise 2 Grad, entspricht.