DE2039982A1

DE2039982A1 - Vorrichtung fuer die Anzeige der Dichte einer Fluessigkeit

Info

Publication number: DE2039982A1
Application number: DE19702039982
Authority: DE
Inventors: Gerard Uitenbroek
Original assignee: OLDHAM INTERNAT Ltd
Current assignee: OLDHAM INTERNAT Ltd
Priority date: 1969-08-18
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1971-03-04
Also published as: ES382761A1; FR2058153A5; NL7012070A; GB1307530A; BE754978A; CH513396A; US3661652A; AU1813570A; ZA705542B

Description

Vorrichtung für die Anzeige der Dichte einer Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen für die Anzeige der Dichte einer Flüssigkeit· Die Erfindung kann z.B. vorteilhaft für die Anzeige der Dichte des Elektrolyten einer Säurebatterie während der Ladung und Entladung verwandt werden. Die Dichte eines Elektrolyten in einer Säurebatterie ist direkt proportional dem Grad der Ladung der Batterieplatten. Von dieser Tatsache macht die Erfindung direkten Gebrauch entweder zur Kontrolle des Ladeprozesses oder zur Anzeige des Ladungszustandes während des Entladungsprozesses.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für die Anzeige der Dichte einer Flüssigkeit ist gekennzeichnet durch ein Führungsteil, einen ersten Magneten, der relativ zu dem Führungsteil in einer festen Position angeordnet ist, durch einen zweiten Magneten, der längs dieses Führungsteils auf- und abwärts beweglich ist und durch Mittel für die Anzeige der Änderung der Position des zweiten Magneten bezüglich dem ersten Magneten, wobei die beiden Magneten übereinander angebracht sind, um sich.

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gegenseitig abzustoßen, und das Führungsteil so angeordnet ist, daß es in eine Flüssigkeit taucht, so daß der zweite Hagnet in die Flüssigkeit eingetaucht ist und eine Gleichgewichtsposition einnimmt, die von seinem Gewicht, den auf ihn einwirkenden magnetischen Kräften und von der Auftriebskraft der von ihm verdrängten Flüssigkeit abhängig ist.

Die geforderte Auftriebskraft für den Körper kann durch Einkapseln des zweiten Magneten in eine Kapsel aus Kunstharz oder aus einem anderen polymeren Material erhalten werden. Jedoch kann in Flüssigkeiten, die eine vergleichsweise hohe Dichte haben, der Körper selbst bereits eine ausreichend hohe Auftriebskraft haben, ohne daß er in einer Kapsel eingeschlossen ist.

Das Einkapseln des zweiten Magneten schafft einen Schutz gegen Korrosion durch die Flüssigkeit, jedoch kann in den Fällen, in denen die Flüssigkeit ausreichend dicht und nicht korrosiv ist, ein Einkapseln unnötig werden·

Für einige Anwendungsfälle wird der erste Magnet vorteilhaft am Führungsteil unterhalb des zweiten Magneten befestigt, in anderen Fällen kann der erste Magnet am FUhrungsteil oberhalb des zweiten Magneten befestigt sein«

In einigen Anwendungsfällen kann ein dritter Magnet vorgesehen werden, der von dem zweiten Magnet abgestoßen wird und in einer

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Lsge gehalten wird, die relativ zu dem Führungsteil auf der Seite des zweiten Magneten, die vom ersten Magneten abgewandt ist, liegt, so daß der zweite Magnet zwischen dem ersten und dem dritten Magneten angeordnet ist.

Das Führungsteil kann eine Hohlröhre sein, in der der zweite Magnet beweglich angeordnet ist. In diesem Fall kann der zweite Magnet zylindrisch und in der Richtung seiner Längsachse magnetisiert sein.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht der zweite Magnet aus einem ringförmigen Teil und das Führungsteil erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung des zweiten Magneten.

Der zweite Magnet kann in ringförmigen Bereichen magnetisiert sein, um einen magnetischen Nord- und Südpol mit einem seitlichen magnetischen Feld zu schaffen.

Wenn der bewegliche Magnet eingekapselt ist, kann die aus Kunstharz oder einem anderen polymeren Material bestehende Kapsel eine Auftriebskammer enthalten, um den geforderten Auftrieb zu erzeugen.

Ein Federschalter kann verwandt werden, der durch die relative Lage des zweiten zum ersten Magneten betätigt wird, um Änderungen der relativen Lage des Magneten anzuzeigen und so eine Anzeige für die Dichte der Flüssigkeit zu geben.

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Für einige Anwendungsfälle können mehrere bewegliche Magnete vorgesehen und so angeordnet werden, daß sie sich auf- und abwärts längs der Führungsteile bewegen, wobei jeder bewegliche Nagnet so angeordnet ist, daß er den benachbarten Magnet abstößt.

Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Säurebatterie, bei der eine der zuvor beschriebenen Vorrichtungen für die Messung der Dichte des Elektrolyten innerhalb der Batterie angeordnet ist

und ein Führungsteil hat, das im wesentlichen senkrecht angeordnet ist.

Mehrere Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen :

Fig. 1 schematisch einen Längsquerschnitt durch den Aufbau

einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem festen

und einem schwebenden Magneten,

Fig. 2 einen Längsquerschnitt durch einen vorteilhaften ψ Magnetaufbau,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Aufbau der Fig. 2, Fig. 4, 5 und 6 Längsschnitte durch einen Teil der

Anordnung der Fig. 2 mit verschiedenen Stellungen

des schwebenden Magneten, Fig. 7 und 8 vergleichbare Längsschnitte durch andere

AusfUhrungsformen,
Fig. 9 und 10 Einzelheiten der in den Fig. 7 und 8

dargestellten Anordnung,

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Fig. 11 ein weiteres Ausftihrungsbeispiel der Erfindung mit zwei festen und einem beweglichen Magneten und

Fig. 12 schematisch eine elektrische Batterie mit einer Dichtemeßvorrichtung.

In der Fig. 1 ist ein rohrförmiger zylindrischer Behälter 1 für ein Magnetsystem gezeigt, das einen festen Magnet 2 und schwebende Magnete 3, 4 und 5 enthält, die so eingebaut sind, daß sie nicht umkippen können. Jeder der Magnete 3» 4 und 5 ist mit einem entsprechenden Schalterkontakt 6, 7, 8 eines Relais verbunden, die außerhalb des rohrförmigen Behälters angebracht sind. Die Magnete, die zylindrisch sind, sind längs ihrer longitudinalen Achse magnetisiert und in dem Stützrohr oder Behälter 1 derart angebracht, daß sich die gegenüberliegenden Magnete gegenseitig abstoßen. Das Rohr 1 wirkt als Führung und hält die Magnete einen über den anderen in ihrer Lage. Der feste Magnet 2 ist mit seinen Nordpol nach oben und der schwebende Magnet 3 mit seinem Nordpol gegen den Nordpol des festen Magneten 2 gerichtet, Der Magnet 4 hat seinen Südpol unten, so daß er von dem Südpol des Magneten 3 abgestoßen wird, und der Magnet 5 hat seinen Nordpol nach unten gerichtet und wird von dem Nordpol des Magneten 4 abgestoßen. Der feste Magnet 2 ist auf dem Boden des Rohres 1 eingekapselt. Wenn die Anordnung in eine korrosive Flüssigkeit eingesetzt wird, können die Magnete 3» 4 und 5 ebenfalls abgekapselt sein, um Schäden zu verhindern, obgleich dies in Fig. 1 nicht gezeigt ist» Gleich-

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falls können Mittel vorgesehen werden, um die Bewegung der schwebenden Magnete in dem Rohr 1 zu erleichtern. Das Rohr 1 kann aus Glas oder aus einem anderen anwendbaren Material sein, z.B. aus Kunstharz.

Natürlich brauchen die Magnete nicht, solange sich die gegenüberliegen magnete abstoßen, in dieser besonderen Art und Weise, wie es in der Fig. 1 gezeigt ist, angebracht zu sein.

Die Magnete 3, 4 und 5 sind nicht nur durch die magnetischen Kräfte, die zwischen ihnen wirken, voneinander getrennt, sondern gleichfalls durch die Kräfte, die auf sie ausgeübt werden, aufgrund der Verdrängung der Flüssigkeit, in der sie eingetaucht sind· Die Grundstellung, die sie einnehmen, ist eine Funktion ihres Gewichtes, der magnetischen Kräfte und der Auftriebskräfte, die auf sie von der Flüssigkeit her einwirken, in der sie eingetaucht sind. Wenn also ihr Gewicht im wesentlichen konstant bleibt, ist die Stellung der schwebenden Magnete innerhalb des Rohres eine direkte

k Funktion der Dichte der Flüssigkeit, in der sie eingetaucht sind. Jede Änderung der Dichte wird durch eine Änderung der Stellung der schwebenden Magnete, höher oder tiefer, in dem Rohr 1 angezeigt, da sich die Magnete so lange bewegen werden, bis sich die magnetischen Kräfte zwischen ihnen so eingestellt haben, daß sie die Änderungen in der Auftriebskraft ausgleichen, die aufgrund des Dichtewechsels eingetreten sind. Diese Änderung in der Lage der Magnete 3, 4 und 5 kann durch eine Betätigung der Federschalter 6, 7 und 8 angezeigt werden. Besondere Betätigungskombinationen

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dieser Federschalter zeigen bestimmte Werte der Dichte der Flüssigkeit an, in der die Magnete getaucht sind.

Um eine praktische Ausführung mit dem gewünschten Abstand zwischen den Magneten zu erhalten, kann es notwendig sein, die Magnete in eine Kapsel einzuschließen, die eine solche Größe hat, daß sie genügend Flüssigkeit verdrängt und so den gewünschten Abstand einnimmt. Vorzugsweise sollte das Gewicht des Magneten und der Kapsel etwas größer sein als die größten Auftriebskräfte_f die von der Flüssigkeit, in der sie eingetaucht sind, auf sie ausgeübt werden können, so daß die Kapsel selbst bei der größten Dichte der Flüssigkeit eingetaucht bleibt.

In einer Anordnung für eine Säurebatterie werden die Magnete vorzugsweise in einer Tiefe von wenigstens einem Drittel oder der Hälfte der Höhe des Elektrolyts in der Batterie angebracht, jedoch nicht auf dem Grund des Elektrolyten, wo die Dichte nicht maß«· gebend ist für die Dichte im gesamten Elektrolyten.

Wenn die beweglichen Magnete eingekapselt sind, werden sie innerhalb der Kapsel an ihrem unteren Ende angebracht, so daß der Schwerpunkt der gesamten Kapsel unterhalb seines geometrischen Zentrums liegt«

In einer alternativen Ausführungsform ist der feste Magnet im Führungsrohr oberhalb der schwebenden Magnete befestigt, die s© in der Flüssigkeit schwimmen, daß die auf jeden wirkende Jänte

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Auftriebskraft die magnetischen Kräfte ausgleicht, wenn jeder der Magnete eine bestimmte Lage mit dem geforderten Zwischenraum zwischen ihnen einnimmt· Dieses System ist als Auftriebssystem zu bezeichnen, da die beweglichen Magnete nach oben schwimmen wollen und nach unten durch Abstoßung von dem festen Magneten gezwungen werden. Das andere System, in dem der feste Magnet auf dem Boden des Führungsrohres befestigt ist, ist als Schwebesystem zu bezeichnen, da die Abstoßung von dem festen Magneten die beweglichen Magnete nach oben drängt und sie so schwebend in der Flüssigkeit hält.

Der rohrförmige Behälter oder das Stützrohr wird vorzugsweise senkrecht oder im wesentlichen senkrecht in der Flüssigkeit angebracht und Mittel, z.B. Klemmen, können in dem Flüssigkeitsbehälter vorgesehen werden, in denen das Stützrohr befestigt ist, um dieses in seiner Lage zu halten. In dem Stützrohr können Löcher vorgesehen werden, damit die Flüssigkeit in diesem zirkulieren kann. In einer Säurebatterie müssen die Löcher groß genug sein, damit der Elektrolyt in das Stützrohr eindringen kann, jedoch nicht so groß, daß auch die Batteriegase in das Stützrohr eindringen können.

Obgleich in der Fig. 1 eine Anordnung beschrieben ist, in der drei schwebende Magnete benutzt werden, ist es möglich, lediglich einen schwebenden Magnet zu verwenden. In den Fig. 2, 3, 4_f 5 und 6 wird im folgenden eine Anordnung beschrieben, die

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für die Bestimmung der Dichte eines Elektrolyten in einer Säurebatterie benutzt werden kann und nur einen schwebenden Magneten hat. In den Fig. 2 und 3 ist ein Führungsrohr 10 gezeigt, das mit Löchern 11 für den Eintritt und Austritt des Elektrolyten versehen ist und einen festen Magneten .12 hat, der am Boden des Rohres eingekapselt ist. Das Rohr 10 ist aus Glas und die Löcher 11 sind von solch einer Größe, daß die Dichte des Elektrolyten innen und außerhalb des Rohres 10 sich ausgleichen kann, während die Batteriegase daran gehindert werden, durch die Löcher in das Rohr einzudringen. Rohre aus einem anderen Material, z.B. aus Kunstharz, können verwandt werden. In dem Rohr 10, oberhalb des festen Magneten 12, ist eine verschiebbare Kapsel 13 angeordnet, die eine Auftriebskammer 14 hat und einen eingekapselten Magneten 15 enthält. Die Kapsel 13 hat Führungsrippen 20, die es ihr erlauben, leichter auf- und abwärts innerhalb des Rohres 10 zu gleiten und die entweder aus einem Material aus z.B. PTFE gemacht oder mit diesem Material beschichtet sind, welches die Beweglichkeit wesentlich erhöht. Außerhalb des Rohres 10 ist eine Kammer 16 angeordnet, die drei Federrelaisschalter 17, 18 und 19 enthält, die so geschaltet sind, daß sie nichtgezeigte Stromkreise durch ein Kabel 21 verbinden.

Die Abmessungen der Kapsel 13 und die Stärke der Magnete 12 und 15 sind so gewählt, daß, wenn der Aufbau in den Elektrolyt einer Säurebatterie getaucht wird, die Kapsel 13 in der in der Fig. 4 gezeigten Lage schwimmt, wenn die spezifische Dichte

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niedrig, in der in der Fig. 5 gezeigten, wenn die spezifische Dichte einen mittleren Wert hat, und in der in der Fig. 6 gezeigten Lage, wenn die spezifische Dichte des Elektrolyten hoch ist. In der in der Fig. 4 gezeigten Position sind die Kontakte 17 geschlossen, und es wird eine Anzeige zu der angeschlossenen Anlage gegeben, daß die spezifische Dichte des Elektrolyten niedrig ist. Wenn die Kapsel 13 in der in der Fig. 5 gezeigten Position schwimmt, hat die spezifische Dichte einen mittleren Wert und die Kontakte 18 sind geschlossen. Wenn die spezifische Dichte hoch ist, schwimmt die Kapsel 13 in der in der Fig. 6 gezeigten Position, und die Kontakte 19 sind geschlossen. So können drei voneinander unabhängige Signale zu einer außerhalb liegenden Anlage gegeben werden, um den Zustand des Elektrolyten anzuzeigen. Als Folge der von den Schaltkontakten 17» 18 und 19 erhaltenen Signale ist es möglich, die Stromaufnahme der Batterie zu kontrollieren oder an einem entfernt gelegenen Punkt den Stand ihrer Ladung während der Entladung anzuzeigen.

. Ein Signal, das von einer Änderung der Lage der Kapsel herrührt oder von ihrer momentanen Lage, kann als Funktion der Dichte des Elektrolyten auch auf anderem Wege als durch Federschalter erhalten werden.

Ein bewegter Hagnet in der Kapsel bringt eine Änderung des magnetischen Feldes, und die Größe dieser Änderung kann übertragen werden, jedoch erhält man ein Signal nur während der Bewegung des Magneten, so daß diese Anordnung eine dynamische Methode verlangt,

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i^_;e oder mehrere der beweglichen Kapseln können auf ihren inneren Flächen mit einem Metall beschichtet werden. Wenn die metallische Schicht sich einem System von Kondensatorplatten nähert oder sich von diesem entfernt, kann die Änderung der Kapazität übertragen werden»

Die oberste bewegliche Kapsel kann so gestaltet sein, daß ihre Spitze eine Öffnung in einem vertikalen engen Rohr schließt, in dem eine konstante Wärmequelle den Elektrolyten durch Konvektion nach oben bewegt. Das Schließen dieser Bodenöffnung in dem engen Rohr durch ein Aufsteigen der obersten Kapsel bewirkt eine überhitzung der Flüssigkeit und ein Temperaturfühler überträgt dea Grad der überhitzung.

Ein Hall-Effektgerät kann gleichfalls benutzt werden_? um eine Änderung in der Lage der beweglichen Kapsel anzuzeigen/ und zwar beeinflußt eine Magnetkapsel, wenn sie sich einer Hall-Sonde nähert oder sich von dieser entfernt, die Spannung® die durch diese Sonde gemessen wird· Diese Anordnung gestattet eine statische Methode für die Erzeugung eines Signals zum Unterschied zu der zuvor erwähnten dynamischen Methode. Eine Hall-Sonde ist ein Gerät, das ein Halbleitermaterial benutzt, durch das ein geringer Strom fließt* Wenn ein magnetisches Feld senkrecht zu der Richtung des Stromes wirkt, entsteht eine Spannungsdifferenz im Material quer zu de» Feld und zu dem Strom«

In der Fig. 7 ist ein zylindrischer, rohrförmiger Behälter 30 gezeigtg der mit Löchern 32 für den Eintritt uod Austritt eines

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Elektrolyten versehen ist und einen festen Magnet 33 hat, der am Boden des Rohres eingekapselt ist. Ein mittleres Führungsrohr 34 ist in dem Behälter befestigt und um dieses Rohr ist ein ringförmiger Magnet 33 angeordnet, der in einer Kapsel 36 eingeschlossen ist. Die Kapsel 36 hat eine Auftriebskammer 37. In dem Führungsrohr 34 sind zwei Federrelaisschalter 3P und 39 angeordnet. In der Fig. 9 ist der gezeigte Magnet 35 auf seinem inneren Umfang in riaf^-. .:lgen Gebieten magnetisiert, ^ivja einen Nord- und Südpol 40 und 'I mit einem magnetischen Feld zu schaffen, das sich nach innen im wesentlichen rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der Kapsel ausbreitet. Der Magnet ist weiter in seiner longitudinalen Richtung magnetisiert, um die Abstoßkräfte zwischen ihm und dem festen Magnet zu erhalten, wobei die ringförmigen Gebiete eine höhere Änderungsrate des magnetischen Feldes bewirken sollen, wenn eine vertikale Bewegung stattfindet.

Das zentrale Führungsrohr 34 macht den äußeren Behälter 30 in _fc vielen Anwendungsformen überflüssig, aber wenn Turbulenz in der Flüssigkeit auftritt, schützt der Behälter 30 gegen Störungen durch die Flüssigkeit. Die zentrale Führung kann auch ein solider Rundstab mit im Stab eingebetteten Schaltern sein oder die Schalter können außerhalb mit einer unterschiedlichen Feldstärkeverteilung angeordnet sein.

In den Fig. 8 und 10 ist ein zylindrisches Führungsrohr 45 gezeigt, das außerhalb angebrachte Federrelaisschalter 46 und

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47 und einen zylindrischen schwebenden Magneten 48 in einer Kapsel in ähnlicher Weise hat, wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist. Der Magnet 48 ist jedoch in 49 und 50 in ringförmigen Bereichen auf seinem äußeren Umfang magnetisiert, um Nord- und Südpole mit einem magnetischen Feld zu schaffen, das sich nach außen hin zu den Schaltern 46 und 47 in einer im wesentlichen zu der Bewegungsrichtung des Magneten 48 in den Behälter rechtwinkligen Weise ausbreitet. Durch die Hinzufügung der ringförmigen Magnetisierung zu der axialen Abstoßungskraft,. die durch die axiale Magnetisierung der zylinderförmigen Magnete hervorgerufen wird, tritt bei vertikaler Bewegung eine stärkere Änderung des magnetischen Feldes auf, das auf die Schalter 46, 47 einwirkt und hierbei einen Anstieg der Empfindlichkeit bewirkt. Die Anbringung von ringförmigen Bereichen der Magnetisierung wird durch Magnete möglich gemacht, z.B. keramische Permanentmagnete, die eine hohe Koerzitivkraft haben.

Fig. 12 zeigt schematisch eine Säurebatterie 60 mit einer Vorrichtung 61 für die Messung der Dichte des in der Batterie befindlichen Elektrolyten 62» Die Vorrichtung 61 kann eine von denen sein, die in den Fig. 1, 2, 7 oder 8 bereits zuvor gezeigt wurden. Die Vorrichtung 61 ist senkrecht in der Batterie angebracht, so daß die beweglichen Magnete im Elektrolyten eingetaucht sind. Die Batterie hat Anschlußklemmen 63 und 64 und .eine Leitung 65 überträgt die von dem Gerät 61 - .kommenden Signale der Dichtemessung.

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Die Dichte der benutzten Magnete schwankt etwa zwischen 4,8

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Gramm pro cm bis zu ca 7,5 Gramm pro cm . Wenn sie nicht in eine flUssigkeitsdichte hohle Kapsel mit einem wesentlich größeren Volumen untergebracht sind, würde ihre Auftriebskraft zu klein werden, um sie in einem Batterieelektrolyten verwenden zu können. Wenn z.B. die Dichte der Flüssigkeit in der Größenordnung von 1,2 Gramm pro cnr liegt, muß die Durchschnittsdichte der .Kapsel bei einem Schwebesystem etwas größer oder bei einem Auftriebssystem kleiner als 1,2 sein. Die Dichte von beispielsweise 4,8 Gramm pro cm muß also um einen Faktor von ca 4 ver- * mindert werden, bei gleichzeitiger Erhöhung des Volumens um diesen Faktor. Für Flüssigkeiten, die eine ausreichend hohe Dichte haben, ist es jedoch nicht notwendig, eine zusätzliche Auftriebskraft durch eine Auftriebskammer zu schaffen.

Es ist gleichfalls nicht wesentlich , daß der Magnet in einer einteiligen Kapsel eingeschlossen ist. Der Magnet kann z.B. von einer Auftriebskammer getragen sein.

Indsn in den Fig. 2, 7 und 8 gezeigten Beispielen ist gezeigt, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung (hiermit ist das Maß der Bewegung des beweglichen Magneten bei einer gegebenen Dichteänderung gemeint) in erster Annäherung abhängig ist von dem Produkt V/ⁿ⁺¹, wobei V das Volumen der Kapsel einschließlich des des beweglichen Magneten, ,£ der Abstand zwischen dem festen und beweglichen Magneten und η eine Kraft ist, die sich in erster

Näherung aus der Gleichung M =^ⁿ , eirgibt, wobei M die Magnet-

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kr*, 't zwischen dem festen und beweglichen Magnet und Ά eine ■ Konstante- ist. Hieraus .ergibt sich, daß die Empfindlichkeit ansteigt, uenn / größer wird» Während der Ladung einer Säurebatterie steigt .deren Dichte an und sinkt während der Entladung«, Konsequenterweise muß-, wenn man das Schwebesystem verwendet, die Länge ./ während der -Ladung ansteigen und während der Entladung abnehmen-· Im Gegensatz hierzu steigt bei einem Auftriebssystem die Länge C während der Entladung und wird während der Ladung kleiner,, Das Maß der Empfindlichkeit ist in erster Annäherung von dem. Produkt V X ⁿ⁺ abhängig. Naturgemäß erhält man. einen großen Anstieg in der Empfindlichkeit des Systems, wenn der Abstand zwischen dem festen und dem beweglichen Magneten ansteigt.-Hieraus folgt, daB die Ladungskontrolle besser mit einen Schwebesystem und die Ent- - ladeanzeigung besser mit einem Auf tr isbssystem.* durchgeführt wird. Die Empfindlichkeit muß am Ende jeder Ladung oder Entladung die größte sein (größter Wert von,/), um das Ende der Ladung bzw· Entladung zu bestimmen. Jedoch kann jede der beiden Operationen durch jede der beiden Anordnungen ausgeführt werden,, und sie können beide für die Dichtemessung im allgemeinen eingesetzt werden. Gleichfalls zeigt sich, daß je geringer die Differenz zwischen der Durciischnittsdichte der'Kapsel und der Dichte der Flüssigkeit ist, desto größer die Empfindlichkeit des magnetischen Suspensionssystems ist.

In den oben beschriebenen AusfOhrungsbe-ispielen wird nur ein fester Hagnet benutzt· Jedoch können, wie Fig. 11 zeigt, zwei feste

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70 und 71 verwandt werden und ein beweglicher Magnet 22, der sich zwischen den festen beiden Magneten auf und ab längs eines Führungsteiles 74 bewegt. In dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel sind die Magnete ringförmig um das Führungsteil angeordnet, das jeden zentrisch durchsetzt. Die Magnete 70 und 71 sind am unteren bzw. am oberen Ende des Führungsteiles befestigt. Das Führungsteil ist als Rohr ausgeführt, das eine Federschaltereinheit 75 einschließt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Empfindlichkeit für die Dichtemessung niedriger als in den in den Fig. 2, 7 und beschriebenen Ausführungsformen. Andererseits wird die Änderung der Empfindlichkeit geringer, wenn sich der bewegliche Magnet näherungsweise zwischen den beiden festen Magneten befindet. Hieraus folgt, daß man eine gleichmäßigere Signalgabe erhält, wenn der bewegliche Magnet sich in der beschriebenen Stellung befindet, was für einige Anwendungsfälle nützlich sein kann.

Auch wenn die einzelnen in besonderen beschriebenen Ausführungsformen ihre Anwendung für die Anzeige der Ladung einer Säurebatterie haben, können diese Vorrichtungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auch dafür benutzt werden, um die Dichte von Flüssigkeiten im allgemeinen anzuzeigen, und zwar für Anwendungen in chemischen Anlagen, in der Petroleumindustrie, zur Messung des Alkohols in Flüssigkeiten und zur Anzeige der Dichte von Flüssigkeiten in Vorratsbehältern. Desweiteren kann die Erfindung auch für die kontinuierliche Anzeige der Dichte von Gasen oder Dämpfen benutzt werden.

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Bei gewissen Anwendungen, z.B. wenn die Dichte einer Flüssigkeit in einem Glasbehälter überwacht werden soll, kann der feste Magnet außerhalb und unterhalb des Behälters angebracht sein und das Stützrohr kann so ausgebildet sein, daß es in einem Loch oder in einer Aussparung untergebracht oder anderweitig in dem Behälter in einer festen Lage angebracht werden kann, ^/ so daß der schwimmende Magnet oder die Magnete im wesentlichen auf einer vertikalen Achse bewegt werden, die durch den festen Magneten geht.

Die Magnete können z.B. aus keramischem Material bestehen, in das Ferrite, die aus einer gesinterten Mischung aus Bariumoxyd und Eisenoxyd bestehen, eingelagert sind. Oder es können Magnete aus Metallegierungen benutzt werden, z.B. Kobald-Nickel-Eisen, Kobald-Platin oder ein System aus Aluminium mit einem oder mehreren der Metalle Nickel, Kobald oder Eisen.

In den zuvor beschriebenen Beispielen sind die Permanentmagnete so angeordnet, daß sie sich auf- oder abwärts längs einer vertikalen Achse bewegen können. Obgleich es vorteilhaft ist, die Achse vertikal anzuordnen, um die Reibung zu verringern, ist es möglich, diese Achse für die Bewegung der Magnete innerhalb eines Bereiches von 30° zu der vertikalen Achse zu neigen.

Die Kapseln können eine kugelförmige oder gestreckte ellipseide Form haben, so daß, wenn sie in dem Rohr geführt sind, die Rei-

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bung zwischen den Kapseln und den Wänden des Rohres niedrig bleibt, wenn das Rohr aus der Vertikalen geschwenkt ist. Der Schwerpunkt der Kapsel ist so angeordnet, daß die schwimmenden Magnete in den unteren Teilen der Kapseln bleiben, wenn das Rohr geschwenkt ist.

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Claims

2033982 Patentansprüche ;

1. Vorrichtung für die Anzeige der Dichte einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch ein Fiihrungsteil (1, 10), einen ersten Magneten (2, 12), der relativ zu dem Fiihrungsteil in einer festen Lage angeordnet ist, durch einen zweiten Magneten (3$ 15)» der längs dieses Führungsteiles auf- und abwärts beweglich ist und durch Mittel (6, 17» 18, 19) für die Anzeige der Änderung der Lage des zweiten Magneten bezüglich des ersten Magneten, wobei die beiden Magneten übereinander angebracht sind, um sich gegenseitig abzustoßen, und das Führungsteil so angeordnet ist, daß es in eine Flüssigkeit taucht, so daß der zweite Magnet in die Flüssigkeit eingetaucht ist und eine Gleichgewichtslage einnimmt, die von seinem Gewicht, den auf ihn einwirkenden magnetischen Kräften und von der Auftriebskraft der von ihm verdrängten Flüssigkeit abhängig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet am Führungsteil unterhalb des zweiten Magneten befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet am Führungsteil oberhalb des zweiten Magneten befestigt ist.

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4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen dritten Magneten (71)_t der von dem zweiten Magneten (72) abgestoßen und in einer Lage relativ zu dem Führungsteil (74) auf der Seite des zweiten Magneten, die vom ersten Magneten (7/ abgewandt ist, gehalten wird, so daß der zweite Magnet zwischen dem ersten und dem dritten Magnet angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil ein hohles Rohr (1, 10, 45) ist, in dem der zweite Magnet beweglich angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Magnet zylinderförmig und in der Richtung seiner longitudinalen Achse magnetisiert ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Magnet aus einem ringförmigen Teil (35, 72) besteht, und daß das Führungsmittel (34, 74) sich durch eine zentrale Öffnung in dem zweiten Magneten erstreckt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Magnet in ringförmigen Bereichen magnetisiert ist, um einen magnetischen Nord- und Südpol mit einem seitlichen magnetischen Feld zu schaffen.

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9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,.dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Magnet (15) in dem unteren Teil einer Kapsel (13) aus Kunstharz oder einem anderen polymeren Material eingekapselt ist, um den erforderlichen Auftrieb für den Magneten in der Flüssigkeit zu erzeugen, deren Dichte angezeigt werden soll.

10» Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch, gekennzeichnet, daß die Kapsel(13) aus Kunstharz oder einem anderen polymeren Material eine Auftriebskammer 14, für die Erzeugung des geforderten Auftriebs enthält.

11« Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Federschalter (6, 17» 18, 19), der durch die Lage des zweiten Magneten bezüglich der des ersten Magneten betätigt wird, um Änderungen in der relativen Lage des Magneten anzuzeigen und so eine Anzeige für die Dichte der Flüssigkeit zu geben.

12» Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere bewegliche Magnete (3, 4, 5) vorgesehen und so angeordnet sind, daß sie sich auf- und abwärts längs der Führungsteile bewegen, wobei jeder Magnet so angeordnet ist, daß er den benachbarten Magneten abstößt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer Säurebatterie

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mit einem im wesentlichen sich senkrecht erstreckenden Führungsteil für die Messung der Dichte des Elektrolyten in der Batterie angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil aus einem rohrförmigen Behälter besteht, dessen Wände Löcher aufweisen, die groß genug sind, daß der Elektrolyt durch sie hindurch zirkulieren kann, jedoch nicht so groß, daß Batteriegase in den Behälter eindringen können.

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