DE1123136B

DE1123136B - Liquid pressure thermometer with compensation device

Info

Publication number: DE1123136B
Application number: DER22990A
Authority: DE
Inventors: Otokar Asman
Original assignee: Regula Vyvoj N P
Current assignee: Regula Vyvoj N P
Priority date: 1957-09-24
Filing date: 1958-03-25
Publication date: 1962-02-01

Description

Flüssigkeitsdruckthermometer mit Kompensationseinrichtung Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsdruckthermometer mit Kompensationseinrichtung zur Berücksichtigung des Temperatureinflusses der Umgebung.Liquid pressure thermometer with compensation device The invention relates to a liquid pressure thermometer with a compensation device for consideration the temperature influence of the environment.

Derartige Thermometer bestehen aus zwei gleichen gegeneinandergeschalteten Wellrohrdruckdosen, die in mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Gefäßen angeordnet sind. Die Gefäße sind an der Unterseite einer gemeinsamen beweglichen Abdeckplatte starr befestigt. In die Gefäße münden Kapillarleitungen, von denen bei absoluter Temperaturmessung lediglich die eine, bei Temperaturdifferenzmessung auch die andere mit einem Temperaturfühler versehen ist. Am Boden der Druckdosen ist je ein Stößel befestigt, der die Abdeckplatte frei durchdringt. Von den Stößeln ist der eine außerhalb der Abdeckplatte an der Basiskonstruktion des Gerätes starr befestigt, während der andere zur Anzeige der korrigierten Meßgröße frei beweglich ist. Such thermometers consist of two identical one against the other Corrugated pipe pressure cells, which are arranged in vessels filled with an expansion fluid are. The vessels are on the underside of a common movable cover plate rigidly attached. Capillary lines open into the vessels, of which at absolute Temperature measurement only one, with temperature difference measurement also the other is provided with a temperature sensor. There is a plunger at the bottom of each of the pressure cans attached, which freely penetrates the cover plate. One of the tappets is outside the cover plate rigidly attached to the base structure of the device, during the other is freely movable to display the corrected measured variable.

Wenn die Druckdose, deren Stößel starr mit der Basis des Gerätes verbunden ist, durch die Ausdehnungsflüssigkeit zusammengedrückt wird, muß die Abdeckplatte, da sich der Stößel nicht aufwärts verschieben kann, eine Abwärtsbewegung ausführen. If the pressurized can, its plunger rigidly to the base of the device is connected by the expansion fluid is compressed, the cover plate, since the plunger cannot move upwards, execute a downward movement.

Das die andere Druckdose enthaltende Gefäß macht, da es mit der Abdeckplatte verbunden ist, diese Abwärtsbewegung mit, ebenfalls der gegenüber der Abdeckplatte frei bewegliche Stößel dieser Druckdose. Daraus folgt, daß der die Temperatur anzeigende Stößel einen Weg zurücklegt, der sich aus der Zusammendrückung der ihm zugehörigen Druckdose, vermindert um den gegenläufig zurückgelegten Weg der Abdeckplatte, ergibt. Wird also die die Abdeckplatte verschiebende Druckdose von der Umgebungstemperatur beeinflußt, die andere dagegen von der zu messenden, so ergibt die Anzeige die zu messende Temperatur abzüglich der Umgebungstemperatur.The vessel containing the other pressurized can, as it does with the cover plate is connected, this downward movement with, also the opposite of the cover plate freely movable plunger of this pressure cell. It follows that the one indicating the temperature The ram covers a path that results from the compression of the associated with it Pressurized can, reduced by the path covered in the opposite direction by the cover plate, results. So the pressure cell that moves the cover plate is affected by the ambient temperature influenced, the other, however, by the one to be measured, the display shows the to measuring temperature minus the ambient temperature.

Die Erfindung bezieht sich auf die Halterung der Abdeckplatte und besteht darin, daß die Abdeckplatte in der Mitte starr an der vertikal verlaufenden Leiste einer Parallelogrammführung befestigt ist, deren horizontal verlaufende Seiten von einem Paar von Bandfedern gebildet werden, deren Enden auf einer Seite durch die vertikal verlaufende Leiste miteinander verbunden und auf der anderen Seite in eine Seitenwand des das Gerät aufnehmenden Gehäuses eingespannt sind. The invention relates to the holder of the cover plate and consists in the fact that the cover plate in the middle is rigidly attached to the vertically extending Bar of a parallelogram is attached, its horizontally extending sides are formed by a pair of ribbon springs, the ends of which on one side through the vertical bar connected to each other and on the other side are clamped in a side wall of the housing receiving the device.

Um den durch diese Ausführung erzielten Fortschritt nachzuweisen, muß zunächst auf eine bekannte Halterung hingewiesen werden, die nachstehend noch an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert werden soll. Bei dieser Konstruktion ist die Unterseite der einen Druckdose an der Basis des Gerätes befestigt, während auf ihrer Oberseite die Abdeckplatte angebracht ist. Im Abstand von der ersten Druckdose ist an der Unterseite der Abdeckplatte die Oberseite der zweiten Druckdose befestigt, und an deren Boden ist der Stößel für die Temperaturanzeige angebracht. Die Druckdosen sind hier mit der Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt. To demonstrate the progress made by this execution, must first be referred to a known bracket, which is below should be explained in detail with reference to the drawing. With this construction is the bottom the one pressurized can attached to the base of the device while the cover plate is attached on its upper side. At a distance from the first pressurized can the top of the second pressure cell is attached to the underside of the cover plate, and the plunger for the temperature display is attached to the bottom. The pressurized cans are filled with the expansion fluid here.

Das Eigengewicht der fliegend aufgehängten zweiten Druckdose belastet die erste auf Biegung mit einem Drehmoment, welches eine Deformation derselben herbeiführen würde, da sie an ihrer Unterseite an der Gerätebasis befestigt ist, so daß sich ihr Oberteil schräg stellen würde. Diese Schrägstellung muß vermieden werden, da der die Temperatur anzeigende Stößel hierdurch aus seiner Bahn gebracht werden würde. Um die Schrägstellung zu vermeiden, ist der Stößel für die Temperaturanzeige in einem Halslager gelagert. Ebenfalls erstreckt sich koaxial zu diesem Stößel ein zweiter, nicht an der Anzeige der korrigierten Meßgröße beteiligter Stößel von der Oberseite der Deckplatte aus durch ein weiteres Halslager. Da die beiden Halslager ein Drehmoment auffangen müssen, ergibt sich in ihnen eine erhebliche Reibung, die den Unempfindlichkeitsgrad des Gerätes beträchtlich steigert. Die Halslager unterliegen einem Verschleiß, der nach kurzer Gebrauchsdauer die Messung verfälscht. The dead weight of the cantilevered second pressure cell is a burden the first on bending with a torque that causes a deformation of the same would, since it is attached to the base of the device on its underside, so that would tilt her top. This inclination must be avoided because the temperature-indicating plunger would thereby be brought out of its path. To avoid inclination, the plunger for the temperature display is in stored in a neck bearing. A also extends coaxially to this tappet second, not involved in the display of the corrected measured variable ram of the Top of the cover plate through another neck bearing. Since the two neck bearings have to absorb a torque, there is considerable friction in them increases the insensitivity of the device considerably. The neck bearings are subject to wear that falsifies the measurement after a short period of use.

Solche schädlichen Reibungswiderstände sollen daher von der Erfindung optimal ausgeschaltet werden. Such harmful frictional resistances are therefore intended to be covered by the invention be switched off optimally.

Andere bekannte Flüssigkeitsdruckthermometer mit Kompensationseinrichtung verwenden eine Vielzahl von Drehpunkten, und für die Kompensation, die doch ganz besonders von Verlusten durch Reibungsquellen freigehalten werden müßte, eine Zahnsegmentübertragung, bei der solche Verluste ganz besonders in Erscheinung treten. Dort ist auch einer möglichen Schrägstellung der Meßwellrohrdose nicht vorgebeugt.Other known liquid pressure thermometers with compensation device use a variety of pivot points, and for compensation that is quite must be kept free of losses due to sources of friction, a gear segment transmission, in which such losses are particularly evident. There is one there too possible inclination of the measuring corrugated tube socket is not prevented.

Die Halterung gemäß der Erfindung verwendet Halslager oder Führungsgelenke oder Zahnsegmente überhaupt nicht und schaltet dadurch Reibungsverluste praktisch vollkommen aus. Sie beseitigt die Gefahr der Entstehung von Drehmomenten für die Abdeckplatte dadurch, daß letztere in der Mitte zwischen beiden Dosen starr an der vertikal verlaufenden Leiste der Parallelogrammführung befestigt ist, wobei sich die Eigengewichte beider Dosen ausgleichen. Eine Schrägstellung der Abdeckplatte und damit der mit ihrer Unterseite an der Gerätebasis befestigten Dose kann daher nicht auftreten. The bracket according to the invention uses neck bearings or guide joints or tooth segments not at all and thereby practically switches friction losses completely off. It eliminates the risk of torque build-up for the Cover plate in that the latter in the middle between the two cans is rigidly attached to the vertical bar of the parallelogram is attached, with balance the weight of both cans. An inclined position of the cover plate and thus the box fastened with its underside to the device base can therefore do not occur.

Der Ausgleich des Eigengewichtes der den Stößel für die Temperaturanzeige verschiebenden Dose ist bei Ausführungen, bei denen die Dosen in Gehäusen eingeschlossen sind und von der sie umspülenden Ausdehnungsflüssigkeit beeinflußt werden, besonders wichtig, da ihr Gesamtgewicht größer ist als bei mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Dosen, die kein Gehäuse benötigen.The balance of the dead weight of the plunger for the temperature display Sliding can is used in designs where the cans are enclosed in housings and are influenced by the expansion fluid flowing around them, especially important because their total weight is greater than those filled with expansion fluid Boxes that do not require a housing.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Inneren der Kompensationswellrohrdose eine an sich für Meßwellrohrdosen bekannte Rückstellfeder vorgesehen. Die innere Rückstellfeder hat im Zusammenhang mit der Befestigung des inneren Bodens der Kompensationswellrohrdose mittels einer Stange an einem Festpunkt des Gehäuses und der Aufhängung der Abdeckplatte an einer Parallelogrammführung den Vorzug, daß der Boden des Kompensationswellrohres vollkommen entlastet werden kann. Durch Auswahl einer bestimmten Länge der Stange kann zunächst in der Ruhelage der Zug auf den Wellrohrboden so eingestellt werden, daß er mit dem Druck der vorgespannten Flüssigkeit und der Rückstellfeder absolut im Gleichgewicht ist. Wird der Boden durch den zusätzlichen Druck der sich erwärmenden Flüssigkeit eingedrückt, so verstärkt sich der Gegendruck der Rückstellfeder. Im gleichen Maße aber verstärkt sich auch der gegengerichtete Druck der Stange auf den Boden, da die Bandfedern jetzt auswärts gebogen werden. Es besteht also eine geradezu ideale Möglichkeit, durch Wahl der Länge der Stange und damit der Vorspannung der Bandfedern und der Auswahl der Vorspannung und Kraft der inneren Rückstellfeder eine sehr genaue Kompensation durchzuführen. Die Rückstellfeder ist daher auch ein Mittel, um die Erfindungsaufgabe, durch Ausschaltung aller Störungsquellen einen optimal niedrigen Unempfindlichkeitsgrad zu erreichen, wirksam zu unterstützen. According to a further development of the invention, the corrugated compensating pipe socket is inside a return spring known per se for corrugated measuring tubes is provided. The inner one The return spring is used in connection with the fastening of the inner base of the corrugated pipe socket by means of a rod at a fixed point of the housing and the suspension of the cover plate the advantage of a parallelogram guide that the bottom of the corrugated compensation pipe can be completely relieved. By choosing a specific length of the rod the tension on the corrugated tube sheet can initially be adjusted in the rest position so that that it is absolute with the pressure of the pretensioned fluid and the return spring is in balance. The soil is heated by the additional pressure of the If the liquid is pressed in, the counterpressure of the return spring increases. in the but the opposite pressure of the rod increases to the same extent the floor, as the ribbon springs are now bent outwards. So there is one downright ideal option by choosing the length of the rod and thus the preload of the band springs and the selection of the preload and force of the inner return spring perform a very precise compensation. The return spring is therefore also a Means to the task of the invention, by eliminating all sources of interference to achieve optimally low insensitivity, to provide effective support.

Die Erfindung ist an Hand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel im Vergleich mit einer bekannten Ausbildung eines Flüssigkeitsdruckthermometers mit Kompensationseinrichtung näher erläutert. The invention is based on a drawing of an embodiment in comparison with a known design of a liquid pressure thermometer explained in more detail with compensation device.

In der Zeichnung stellt dar Fig. 1 die bekannte Ausführung eines Flüssigkeitsdruckthermometers mit Kompensationseinrichtung, bei der Halslager zur Führung der Meßdose verwendet werden, und Fig. 2 das Flüssigkeitsdruckthermometer gemäß der Erfindung.In the drawing, FIG. 1 shows the known embodiment of a liquid pressure thermometer with compensation device, used in the neck bearing to guide the load cell be, and Fig. 2 shows the liquid pressure thermometer according to the invention.

Das in der Einleitung erwähnte, in Fig. 1 dargestellte vorbekannte Gerät besteht aus zwei Wellrohren, und zwar dem Meßwellrohr 3 und dem Kompensationswellrohr 5, welche auf einer gemeinsamen Platte 4 montiert sind. Das Wellrohr 3 ist am anderen Ende auch noch an einer ortsfest gelagerten Platte 12 befestigt und durch eine Kapillare 2 mit dem Fühler 1 verbunden. Das Kompensationswellrohr 5 hat eine Kapillare 6. In jenen Fällen, wo die Differenz zweier Temperaturen gemessen werden soll, ist an diese Kapillare 6 ein Fühler 7 angeschlossen. In der Achse des Kompensationswellrohres 5 ist an beiden Enden desselben je ein Stäbchen 8, 9 vorgesehen, welche sich in ortsfesten Halslagern 10, 11 bewegen. The previously mentioned, shown in Fig. 1, mentioned in the introduction The device consists of two corrugated tubes, namely the corrugated measuring tube 3 and the corrugated compensation tube 5, which are mounted on a common plate 4. The corrugated pipe 3 is on the other End also attached to a stationary plate 12 and through a capillary 2 connected to sensor 1. The corrugated compensation tube 5 has a capillary 6. In those cases where the difference between two temperatures is to be measured, is A sensor 7 is connected to this capillary 6. In the axis of the corrugated compensation pipe 5 a rod 8, 9 is provided at both ends of the same, which are in stationary neck bearings 10, 11 move.

Das Stäbchen 9 dient zur Anzeige der korrigierten Meßgröße. Das Meßwellrohr 3 und das Kompensationswellrohr5 sind mit derselben Flüssigkeit angefüllt.The rod 9 is used to display the corrected measured variable. The corrugated pipe 3 and the corrugated compensation pipe 5 are filled with the same liquid.

Dieses Gerät arbeitet in folgender Weise: Bei Temperaturerhöhung des Fühlers 1 vergrößert sich das Volumen der Flüssigkeit, was eine Expansion des Wellrohres 3 bewirkt. Dabei werden die Platte 4 und das Kompensationswellrohr 5, welches seine Form nicht geändert hat, mitgenommen. Die Bewegung des Stäbchens 8 ist der Temperaturänderung des Fühlers 1 proportional. Bei Änderung der Temperatur der Kapillare und der Wellrohre bei konstanter Fühlertemperatur deformieren sich beide Wellrohre in gleichem Maße, was zur Folge hat, daß das Stäbchen 9 in Ruhe bleibt. Wird aber das Kompensationswellrohr 5 einer anderen Temperatur ausgesetzt wie das Wellrohr 3, z. B. der Umgebungstemperatur, so zeigt das Stäbchen 9 den Unterschied zwischen der höheren Temperatur des Meßwellrohres 3 und der niedrigeren Umgebungstemperatur des Kompensationswellrohres 5, also die korrigierte Meßgröße an. This device works in the following way: When the temperature rises of the sensor 1 increases the volume of the liquid, which causes an expansion of the Corrugated pipe 3 causes. The plate 4 and the corrugated compensation pipe 5, which has not changed its shape. The movement of the chopstick 8 is proportional to the temperature change of sensor 1. When the temperature changes the capillary and the corrugated tubes deform at a constant sensor temperature both corrugated tubes to the same extent, with the result that the rod 9 is at rest remain. But if the corrugated compensation pipe 5 is exposed to a different temperature like the corrugated pipe 3, z. B. the ambient temperature, the rod 9 shows the difference between the higher temperature of the corrugated measuring tube 3 and the lower ambient temperature of the corrugated compensation pipe 5, that is, the corrected measured variable.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Ausführungsbeispiel (Fig. 2) besteht aus einem Meßwellrohr 13, einer Meßkapillare 15, an der ein Fühler 17 angeschlossen ist, und einem Kompensationswellrohr 14 mit entsprechender Kapillare 16, die zur Ausführung von Messungen von Temperaturunterschieden mit einem Fühler 13 versehen werden kann. Beide Wellrohrsysteme sind auf der Unterseite einer Abdeckplatte 18 befestigt. In der Mitte der Abdeckplatte ist eine vertikal verlaufende Leiste 24 vorgesehen, die eine Vertikalseite einer Parallelogrammführung darstellt, während deren Horizontalseiten von einem Paar von Bandfedern 19 gebildet werden, deren Enden auf der einen Seite durch die Leiste 24 miteinander verbunden und auf der anderen Seite in einer Seitenwand des das Gerät aufnehmenden Gehäuses eingespannt sind. An dem frei beweglichen Boden des Kompensationswellrohres 14 ist das eine Ende eines Stäbchens 21 angebracht, welches eine Bohrung der Abdeckplatte mit Spiel durchquert und dessen anderes Ende mit dem Gerätegehäuse fest verbunden ist. Ein Stäbchen 22 ist am Boden des Meßwellrohres 13 befestigt und durchdringt in gleicher Weise eine Bohrung der Abdeckplatte 18. Sein äußeres Ende dient zur Anzeige der korrigierten Meßgröße. The embodiment designed according to the invention (Fig. 2) consists of a corrugated measuring tube 13 and a measuring capillary 15 to which a sensor 17 is connected is, and a compensating corrugated tube 14 with a corresponding capillary 16, which for Performing measurements of temperature differences provided with a sensor 13 can be. Both corrugated pipe systems are on the underside of a cover plate 18 attached. In the middle of the cover plate is a vertically extending strip 24 provided, which represents a vertical side of a parallelogram guide, while the horizontal sides of which are formed by a pair of ribbon springs 19, the ends of which connected to one another on one side by the strip 24 and on the other Side are clamped in a side wall of the housing receiving the device. On the freely movable floor of the corrugated compensation pipe 14 is one end of a Chopsticks 21 attached, which crosses a hole in the cover plate with play and the other end of which is firmly connected to the device housing. A chopstick 22 is attached to the bottom of the corrugated measuring tube 13 and penetrates in the same way Hole in the cover plate 18. Its outer end is used to display the corrected Measurand.

Außer der an sich bekannten, das Stäbchen 22 umgebenden Feder 20, die dazu dient, das durch die erwärmte Flüssigkeit zusammengedrückte Meßwellrohr bei Schrumpfung der Flüssigkeit infolge Abkühlung in seine ursprüngliche Form zurückzuführen, ist eine solche mit gleichem Bezugszeichen versehene Rückstellfeder auch im Kompensationswellrohr 14 vorgesehen, die in der oben beschriebenen Weise dessen Boden entlasten soll. In addition to the well-known spring 20 surrounding the rod 22, which is used to compress the corrugated measuring tube compressed by the heated liquid at To restore the shrinkage of the liquid to its original shape as a result of cooling, is such a return spring with the same reference number also in the corrugated compensation pipe 14 provided, which is intended to relieve the floor in the manner described above.

Das Gerät arbeitet in folgender Weise: Bei Erwärmung des Fühlers 17 vergrößert die darin enthaltene Flüssigkeitsfüllung ihr Volumen. Diese Volumenänderung bewirkt ein Zusammendrücken des Wellrohres 13. was sich in einer Verschiebung des Stäbchens 22 auswirkt. The device works in the following way: When the sensor heats up 17 increases the volume of the liquid filling contained therein. This change in volume causes a compression of the corrugated pipe 13. which results in a displacement of the Chopsticks 22.

Bei änderung der Temperatur der Kapillaren und Wellrohre bei unveränderter Fühlertemperatur deformieren sich beide Wellrohre in gleichem Maße. Da sich das Kompensationswellrohr 14 durch das Stäbchen 21 gegen die Grundplatte abstützt, wird beim Zusammendrücken des Kompensationswellrohres 14 die ganze Platte 18 verschoben. Die Bandfedern 19 wirken sich hier als Parallelogramm aus. Die Platte 18 wird in dem Maße verschoben, wie sich das Kompensationswellrohr 14 und das Meßwellrohr 13 zusammendrücken, so daß das Stäbchen 22 in Ruhe verbleibt. If the temperature of the capillaries and corrugated tubes changes, the temperature remains unchanged Sensor temperature, both corrugated pipes deform to the same extent. Since the Corrugated compensation pipe 14 supported by the rod 21 against the base plate When the corrugated compensation pipe 14 is compressed, the entire plate 18 is displaced. The band springs 19 act here as a parallelogram. The plate 18 is in shifted to the extent that the corrugated compensation pipe 14 and the corrugated measuring pipe 13 Squeeze so that the stick 22 remains at rest.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid pressure thermometers, especially for Remote measurements, with compensation device to take into account the influence of the ambient temperature, Consists of two identical, one against the other, in with an expansion fluid filled vessels arranged corrugated pipe pressure cans, which with the vessels the Rigidly attached to the underside of a common, vertically movable cover plate are, made up of two identical capillary lines emanating from the vessels, of which with absolute temperature measurement only one, with temperature difference measurement the other capillary line are also provided with a temperature sensor, and off One each attached to the bottom of the pressure cans, freely penetrating the cover plate Plungers, one of which is rigidly attached to the outside of the cover plate and the other is freely movable for the purpose of displaying the corrected measured variable, characterized in that that the cover plate (18) in the middle rigidly on the vertically extending bar (24) a parallelogram is attached, the horizontally extending sides formed by a pair of ribbon springs (19), the ends of which are on one side connected to each other by the vertical bar and on the other Side are clamped in a side wall of the housing receiving the device.

2. Liquid pressure thermometer according to claim 1, characterized in that that inside the corrugated compensating pipe socket (14) a per se for measuring corrugated pipe sockets known return spring (20) is provided.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 007 078; U.S. Patent No. 2,358047; French Patent No. 806065; Czech patent specification No. 11 720.