DE124568C - - Google Patents
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- DE124568C DE124568C DENDAT124568D DE124568DA DE124568C DE 124568 C DE124568 C DE 124568C DE NDAT124568 D DENDAT124568 D DE NDAT124568D DE 124568D A DE124568D A DE 124568DA DE 124568 C DE124568 C DE 124568C
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V7/00—Measuring gravitational fields or waves; Gravimetric prospecting or detecting
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Gegenstand der Erfindung ist ein zum Anzeigen von Veränderungen in der Erdanziehung
dienendes Instrument der Art, bei welcher eine dem Luftdrucke nicht ausgesetzte, zwischen
zwei Luftkammern befindliche Flüssigkeitssäule benutzt wird, die in ihrer Lage durch den
Druck eines luftförmigen Körpers gehalten wird. Die Neuerung besteht im Wesentlichen
darin, dafs die Flüssigkeitssäule an einem Ende gekrümmt und mit einem in die eine Luftkammer
ausmündenden Steigröhrchen von äufserst geringer Weite im Vergleich zur Säulenstärke
verbunden ist, so dafs geringe Aenderungen der Höhenlage der Säule eine wahrnehmbare
Bewegung des Spiegels oder einer Indexflüssigkeit im Steigröhrchen zur Folge haben.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Instrument zu schaffen, welches die Entfernung
irgend eines kosmischen Punktes von dem Schwerpunktscentrum der Erde mit möglichster
Genauigkeit anzeigt, um daraus die geographische Breite bezw. die Höhe oder Tiefe des Punktes
bestimmen zu können. Zu diesem Zwecke wird die Quecksilbersäule oder ein anderer geeigneter
flüssiger Körper in einer Vorrichtung gehalten, die ihn dem Einflüsse des atmosphärischen
Druckes entzieht und, soweit dies möglich, vor Temperaturänderungen bewahrt. Die mit
dem oberen Ende des Quecksilbergefäfses in Verbindung stehende Kammer wird man zweckniäfsigerweise
ganz oder zum Theil evacuiren. Das Gewicht des Quecksilbers vermehrt oder
vermindert sich nun in dem Mafse, wie das Instrument aus einer geographischen Breite in
eine andere oder weiter bezw. näher dem Erdmittelpunkte ohne Breitenlageveränderung
gebracht wird. Infolge dessen fällt oder steigt das Niveau des Quecksilbers im Gefäfse und
das Niveau oder ein Index in dem bei Mefsinstrumenten im Uebrigen für ähnliche Zwecke
bekannten Steigröhrchen ändert dementsprechend seine Stellung und läfst die stattgefundene
Lageänderung an einer Scala ablesen.
Auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht Fig. ι in schematischer Darstellung die
Vorrichtung in ihrer Grundform. Fig. 2 ist ein senkrechter Mittelschnitt einer für den Gebrauch
bestimmten Ausführungsform des Instrumentes und Fig. 3 ist ein Schnitt des Fufstheiles
des Instrumentes, rechtwinklig zum Schnitte Fig. 2. Die Fig. 4 bis 6 sind Querschnitte
gemäfs den Linien A-A, B-B, C-C der Fig. 2. Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung
eines Sondertheiles des Apparates.
Das Quecksilbergefäfs α besteht aus einem
aufrecht stehenden Cylinder, von dessen unterem Ende das Steigröhrchen b zur Luftkammer d
aufsteigt und von dessen oberem Ende ein Röhrchen zur Vacuumkammer c führt. Die
Luft in der Kammer d steht unter einem Druck, der vom Gewichte der Quecksilbersäule
und dem Drucke in der Kammer c, sofern letztere nicht vollkommen luftleer ist, abhängt.
Bei der in den Fig. 2 bis 6 dargestellten Ausführungsform dient die Luftkammer d auch
als Behälter für den Quecksilbercylinder a nebst zugehörigen Theilen. Das Steigröhrchen b
ist hier zu einem Schlangenrohre ausgebildet, um bei beträchtlicher Länge möglichst wenig
Raum zu beanspruchen, und die Vacuumkammer c befindet sich im oberen Ende des
Cylinders a. Die Luftkammer d ist überdies von einem eine Flüssigkeit (Wasser) enthaltenden
Mantel e umgeben, dessen oberes Ende zu einer Kuppel f ausgestaltet ist. Der Wassermantel
schliefst die Luftkammer d gegen die äufsere Luft ab und verhindert den Eintritt
von Luft in die Kammer d; in die Wasserkammer e eindringende Luft würde in der
Wassersäule emporsteigen und in die Kuppel f gelangen.
Der gröfsere Theil des Quecksilbercylinders ist ebenfalls mit einem Flüssigkeitsrnantel g
umgeben, der aus d möglichenfalls eindringende Luft in seinen oberen, von Flüssigkeit nicht
eingenommenen Raum aufsteigen läfst und dadurch deren Eindringen in die Vacuumkammer
c verhindert. Der Quecksilbercylinder a bezw. sein Wassermantel g sind in Querwänden
h des Raumes d gelagert.
Zur Temperaturangabe bedarf es überdies der Anordnung eines Thermometers. Zweckrnäfsig
wird man ein solches k im Räume d oder auch mehrere Thermometer an verschiedenen
Stellen in dem Instrumente anbringen. Temperaturä'nderungen in der Kammer
d würden natürlich den in diesem Räume herrschenden Druck ändern und dementsprechend
würden Schwankungen im Niveau der Quecksilbersäule eintreten, die die Verläfslichkeit
der Angaben des Instrumentes beeinträchtigen müfsten. Um diesen Nachtheil zu beheben, ist in den Raum d ein Gefäfs / mit
Alkohol oder dergl. eingesetzt, das mittelst eines Röhrchens m mit dem oberen Theile η
einer kleinen, mit dem unteren Ende des Cylinders α durch den Kanal ρ communicirenden
Kammer ο verbunden ist. Das Quecksilber im Cylinder α hat demnach Zugang zur Kammer ο
und würde sie auch anfüllen, enthielte der obere Theil der Kammer ο nicht ein Luftkissen
zwischen dem Quecksilber und dem Alkohol in dem Gefäfse / bezw. dem Röhrchen »z. Wenn daher die Temperatur in der
Kammer d beispielsweise steigt (wodurch ihr Druck auf das untere Ende der Quecksilbersäule
vergröfsert wird, deren Niveau sinkt und damit die Angabe des Instrumentes ändert),
so würde dieser Temperaturanstieg auch den Alkohol in / und m ausdehnen, dadurch die
Luft im oberen Theile η der Kammer ο comprimiren und eine gewisse Menge Quecksilber
aus der Kammer ο durch den Kanal ρ in den Cylinder α drücken. Dieser Vorgang im Vereine
mit der Ausdehnung des Quecksilbers vergröfsert die Höhe der Quecksilbersäule und
gleicht dadurch den Druck in der Kammer d aus, so dafs nach praktischen Begriffen eine
Bewegung der Quecksilbersäule, d. h. eine Aenderung in der Angabe des Instrumentes
bei Temperaturänderungen nicht stattfindet. Allerdings haben Luft und Alkohol nicht denselben
Ausdehnungscoefficienten, daher werden gewisse Correcturen mit Rücksicht auf Temperaturschwankungen
unvermeidlich sein.
Wie die Fig. 7 darstellt, kann man das Röhrchen in auch mit einem Fang q versehen,
d. h. eine Ausweitung im Röhrchen bilden, in welche das verjüngte Ende r des Obertheiles
des Röhrchens hineinragt. Dieser Fang verhindert den Alkohol, in den oberen Theil η
der Kammer 0 zu gelangen. Eine ähnliche Vorrichtung kann auch beim Steigröhrchen b
nahe seiner Einmündung in den Theil j des Quecksilbergefäfses α vorgesehen werden.
Das Steigröhrchen b ist mit Alkohol als Index gefüllt, besteht aus Glas und ist mit
Gradstrichen versehen, so dafs die Bewegungen des Alkohols beobachtet und an den Gradstrichen
bezüglich ihrer Gröfse abgelesen werden können. Das Verhältnifs der specifischen
Gewichte der Flüssigkeitssäule im Cylinder a und im Steigröhrchen kann als 13:1 angenommen
werden. In der Fig. 1 bezeichnet y die Grenze zwischen den beiden Flüssigkeiten
und ι die Indicationsstelle. Auch die Kammer d und der Mantel e sind aus Glas hergestellt.
An Stelle von Gradstrichen am Rohre kann man auch eine besondere Scala neben dem
Rohre anordnen. Als Gradeintheilung empfiehlt sich eine Theilung von ο bis go, entsprechend
Breitegraden von ο bis 90. Bei solcher Eintheilung zeigt dann bei Meeresniveauhöhe der
Index direct die Breite des Ortes ari, wo das Instrument aufgestellt ist.
Das Instrument ist auf eine Fufsplatte χ aufgeschraubt
und mufs bei seiner Benutzung auf See mit Mitteln zur Herbeiführung genau verticaler
Stellung versehen werden, wie solche auch bei den Schiffschronometern üblich sind.
Die Berechnung der Breite aus der Indexangabe (der Hauptzweck des Instrumentes) geschieht
in folgender Weise: Angenommen, das Instrument wird auf einem vom Aequator nach Norden steuernden Schiffe benutzt, so
wird das Gewicht des Quecksilbers praktisch nur mit der geographischen Breite sich ändern,
da das Instrument auf oder nächst dem Meeresniveau sich befindet, und durch die Bewegung
des Quecksilbers oder des Index in dem Steigröhrchen werden solche Aenderungen deutlich
wahrnehmbar. Angenommen, die Quecksilbersäule wöge unterm Aequator 6 kg, so würde
dieses Gewicht allmählich gröfser werden, bis es am Nordpole etwa 6,030 kg betrüge. Wiegt
das Quecksilber an einem Orte 6,015 kg) so
ergiebt das eine Breitenlage von 45 ° für den Ort. Offenbar sind gewisse Correcturen in der
Angabe des Instrumentes nothwendig mit Rücksicht auf die Aenderungen im Meeresniveau
infolge von Ebbe und Flut und mit Rücksicht darauf, dafs die Schwerkraft auf dem Meeresniveau
nicht durchaus regelrecht in dem Mafse
zunimmt, wie man sich den Polen vom Aequator nähert. Diese Correcturen liegen
aber im Wissensfelde der Schiffer und bedürfen daher keiner weiteren Darstellung.
Claims (1)
- Patent-An Sprüche:ι. Apparat zum Anzeigen von Veränderungen in der Erdanziehung mit einer dem Luftdruck nicht ausgesetzten, zwischen zwei Luftkammern befindlichen Flüssigkeitssäule, die in ihrer Lage durch den Druck eines luftförmigen Körpers gehalten wird, da-. durch gekennzeichnet, dafs diese Säule an einem Ende gekrümmt und mit einem in die eine Luftkammer ausmündenden Steigröhrchen verbunden ist, dessen Weite im Vergleich zur Säulenstärke äufserst klein ist und dessen Füllflüssigkeit im Vergleich zur Säulenflüssigkeit ein sehr geringes specifisches Gewicht hat, so dafs geringe Aenderungen der Höhenlage der Säule eine wahrnehmbare Bewegung des Spiegels im Steigröhrchen zur Folge haben.
Eine Ausführungsform des in Anspruch ι gekennzeichneten Apparates, dadurch gekennzeichnet, dafs am Gefäfs eine Kammer (o) angeordnet ist, deren Oberraum (n) mit einem Alkoholbehälter (I) communicirt, so dafs durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Druckänderungen im Luftbehälter (d) compensirt werden.Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
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Country | Link |
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