DE2306062B2 - Gasdruckmessgeraet, insbesondere luftbarometer oder variometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasdruckmeßgerät, insbesondere Luftbarometer oder Variometer, mit einem ein Gas als Sensormedium enthaltenden Behälter, der über eine öffnung in seiner Wandung mit einer Anzeigevorrichtung mit einem "on zwei Seiten durch Druck beaufschlagbaren, beweglichen Element verbunden ist das von einer Seite durch den Druck des Sensormediums beaufschlagt wird und dessen andere Seite der Druckbeaufschlagung durch das zu messende Gas außerhalb des Behälters aussetzbar ist. Die Anzeigevorrichtung besteht bei derartigen Gasdruckmeßgeräten meist entweder aus einer Kapillare, Röhre od. dgl. mit einem Flüssigkeitstropfen oder einer Flüssigkeitssäule als beweglichem Element oder aus einer die Behälteröff-

nung oder eine öffnung in einer daran angrenzenden Kammer verschließenden Membran mit Anzeigelement.

Luftbarometer dienen zur Messung und Anzeige des atmosphärischen Luftdruckes, während Variometer die

Größe der Luftdruckänderung in der Zeiteinheit anzeigen. Bei Luftbarometern ist der Innenraum des gasgefüllten Behälters nur über einen Absperrhahn, der bei der Messung selbstverständlich geschlossen ist, unmittelbar mit der Außenatmosphäre in Verbindung zu bringen, wogegen beim Variometer der Behältennnenraum über einen Strömungswiderstand, z. B. eine sehr enge Kapillare, ständig mit dem Behälteraußenraum Verbindung hat. Über den Strömungswiderstand erfolgt ein Druckausgleich zwischen Behälteraußen- und -innenraum, der sich jedoch in Abhängigkeit von der Größe des Strömungwiderstandes und der Luftdruckänderung über eine gewisse Zeit hinzieht.

Infolge der Volumenänderung des im Behälter eingeschlossenen Gases in Abhängigkeit von der

Temperatur ist die Anzeige von Gasdruckmeßgeräten der Art, auf welche sich die Erfindung bezieht, stark temperaturabhängig (ca. 2,6 mm Hg-Säule je °C Temperaturänderung, wenn der Druck des eingeschlossenen Gases 760 mm Hg bei 20⁰C beträgt). Daher ist der Anwendungsbereich von Gasdruckmeßgeräten dieser Art bisher außerordentlich beschränkt geblieben, obwohl es sich hierbei um konstruktiv einfache und daher preiswerte Instrumente von großer Anzeigempfindlichkeit handelt: 10 mm Skalenteil je mm Hg Luftdruckänderung bei nur 10 cm³ eingeschlossenem Gasvolumen sind für ein Luftbarometer leicht zu realisieren.

Bei Gasdruckmessern der Art, auf welche sich die Erfindung bezieht, wurde die Temperaturkompensation immer im Anzeigeteil vorgenommen, sei es durch manuell zu betätigende Vorrichtungen oder durch selbsttätig wirkende Kompensationseinrichtungen. Die bekannten Einrichtungen bzw. Maßnahmen dieser Art sind in dem Abschnitt »Air Barometers and Related Apparatus« des Buches »The History of the Barometer« von W.E. Knowles, Middleton (Baltimore 1968), beschrieben. Die bekannten Vorrichtungen zur selbsttätiger Kompensation der Temperaturabhängigkeit der

Anzeige beruhen zumeist auf dem Grundgedanken, die durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Druckunterschiede des Sensor-Gases durch die temperaturabhängige Höhe einer Flüssigkeitssäule zu kompensieren, die entweder als Druckanzeigelement innerhalb eines mit dem Behälterinneren in Verbindung stehenden Kapillaren- oder Röhrensystems angeordnet ist "!der einer solchen Anzeigesäule über- bzw. untergeschichtet ist und mit dem Gas im Behälter unmittelbar oder mittelbar über andere Flüssigkeitssäulen in Verbindung steht Die Höhe dieser Kompensationsflüssigkeitssäule in Abhängigkeit von der Temperatur wird unter Berücksichtigung des Wärmeausdehnungskoeffizienten der betreffenden Flüssigkeit so bemessen, daß sieh die eine Verschiebung anstehenden Kräfte, die nur durch Temperaturänderung hervorgerufen sind, gegenseitig aufheben.

Die nach diesem Prinzip ausgebildeten Kompensationseinrichtungen an Luftbarometern sind platzraubend, kompliziert, beim Kippen instabil, und vor allem ist die richtige Kompensation von der richtigen Lage des Instruments abhängig und der Kompensationsbereich beschränkt durch die Länge der für die Kompensation benötigten Flüssigkeitssäulen. Außerdem ist dieses Prinzip der Kompensation auf Variometer nicht anwendbar.

In der deutschen Patentschrift 4 70 962 ist für Druckmeßinstrumente, die die Anzeige mit Flüssigkeiten erzielen, wie z. B. Pyrometer und Kraftmesser der elastisch-hydraulischen Gruppe, vorgeschlagen worden, zum Zwecke der Kompensation der temperaturabhängigen Raumausdehnung der Anzeigeflüssigkeit in den diese enthaltenden Hohlraum einen Füllkörper geringer Wärmeausdehnung einzulegen, dessen Größe so gewählt werden so'l, daß bei Temperaturveränderung die Volumänderung der Flüssigkeit gleich dem Unterschied der Volumänderungen von Hohlraum-Mantelkörper und Füllkörper ist. Dieses Prinzip ist auf die Kompensation der temperaturbedingten Volumenänderungen von Gas als Sensormedium nicht anwendbar, da eine Verringerung der Masse des Sensormediums durch einen eingelegten Füllkörper eine entsprechende Verringerung der Anzeigegenauigkeit mit sich bringen würde, da die Meßgenauigkeit proportion?! zur Masse des Sensormediums ist. Das Gleiche gilt sinngemäß für die in der deutschen Patentschrift 6 88 097 in bezug auf einen Membrandruckmesser beschriebene Einrichtung zur Kompensation der temperaturabhängigen Volumenänderung einer als Druckübertragungsmedium verwendeten Flüssigkeit, die sich in einer Doppelkapsel befindet, welche aus zwei Membranen und einem massiven, eine Drosselstrecke aufweisenden Zwischenstück besteht und eir.c der Anzeige- oder Registriervorrichtung unmittelbar vorgeschaltete, auswechselbare Einheit bildet. Auch hierbei beruht die Temperaturkompensation auf dem Grundgedanken des Kleinhaltens des Volumens des der Kompensation zu unterwerfenden Mediums. Zu diesem Zweck soll das Volumen der in der Kapsel befindlichen Flüssigkeit gering gegenüber dem Volumen des die beiden Membranen trennenden Zwischenstücks sein. Weiterhin ist zur Verstärkung des Kompensationseffektes der Außenmantel der Kapsel von dem Zwischenstück getrennt, wobei beide Teile aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, und zwar vorzugsweise nach der Richtung hin, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenstücks niedriger ist als derjenige des Mantels. In diesem Fall soll durch richtige Abstimmung der Volumina des Flüssigkeitsraumes und des Zwischenstücks eine völlige oder nahezu völlige Temperaturkompensation erreichbar sein. Auch in diesem Fall steht der Grundgedanke des Kleinhaltens des Volumens, d. h. der Menge des Mediums, einer

Übertragung des Kompensationsprinzips auf gasförmige Sensormedien in Gasdruckmeßgeräten der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, entgegen, weil bei diesen die Menge bzw. das Volumen des Sensormediums durch die erforderliche Meßgenauigkeit vorgegeben ist, die

ίο proportional zu dieser Menge bzw. diesem Volumen ist Überdies wäre bei einem in einen Gasbehälter eingefügten Zwischenstück oder Einlegestück, das nicht mit dem Behältermantel und der Umgebungsluft Verbindung hat, dessen Temperatur keine von vornherein festliegende oder festzulegende Größe, so daß die beabsichtigte Abstimmung der Volumina von Flüssigkeitsraum und Zwischen- bzw. Einlegestück zwecks Erzielung einer Kompensation nicht durchführbar sein dürfte wegen Fehlens einer für die Vorausberechnung entscheidenden Bedingung, nämlich daß jeder Teil des Systems die gleiche Temperatur hat (vgl. deutsche Patentschrift 4 70 962, Zeilen 45 bis 49).

Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, eine platzsparende, bei Lageveränderungen stabile und technisch unkomplizierte Einrichtung für Gasdruckmeßgeräte der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher der Temperatureinfluß auf die Druckanzeige so weit zu kompensieren ist, daß er für den praktischen Gebrauch nicht mehr ins Gewicht fällt, und hierdurch einen großen Anwendungsbereich für Luftbarometer, Variometer u. dgl. Gasdruckmeßgeräte zu erschließen, sei es nun, daß sie als Zeigerinstrumente gebaut sind oder als Anzeigeelemente einen Flüssigkeitsfaden benutzen.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Gasdruckmeßgerät der eingangs erwähnten Art zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Sensor-Gasvolumens die Wandung des dieses enthaltenden Behälters teilweise aus einem Material mit höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht. Dabei ist dieser Behälterwandungsteil mit erhöhtem Wärmeausdehnungskoeffizienten so bemessen, daß bei Temperaturänderungen sich der Rauminhalt des Behälterinnenraumes in gleichem Sinn und Maß ändert wie das Volumen des im Behälter eingeschlossenen Gases, so daß der Druck in diesem Gas temperaturunabhängig ist.

Bei einer Ausführungsform eines Gasdruckmeßgerätes gemäß der Erfindung besteht der Gasbehälter aur einer Grund- und Deckplatte mit gerugem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer diese Wandungen miteinander verbindenden und ihren Abstand voneinander bestimmenden Seitenwandung mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Diese Seitenwandung kann aus einem elastischen Schlauch bestehen.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform besteht der Gasbehälter aus einem Außenmante! mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einem in diesen unter Belassung eines vorzugsweise geringen Zwischenraumes einspringenden Innenmantel mit geringem

Wärmeausdehnungskoeffizienten; dabei ist der Zwischenraum zwischen Innenmantel und Außenmantel als Gasaufnahmeraum ausgebildet und mittels einer vorzugsweise elastischen Abdichtung gasdicht verschlossen. Der Innenmantel kann dabei durch ein Rohr oder einen Stab gebildet sein und der Außenmantel kann aus einem den Innenmantel ungebenden Rohr, Schlauch oder Becher bestehen, wobei die Abdichtung als Kreisring zwischen der Außenwandung des Innenman-

tels und der Innenwandung des Außenmantels angeordnet sein kann und mit Öffnungen für einen Gasabsperrhahn und eine Verbindungsleitung zur Druckanzeigevorrichtung versehen sein kann. Um das Gerät zu verkürzen, können mehrere Außenmäntel und/oder Innenmäntel parallel zueinander angeordnet sein.

Die Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung mit verschiedenen beispielsweisen Ausführungen für ein Luftbarometer anhano der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine beispielsweise Ausführungsform für ein temperaturkompensiertes Luftbarometer:

F ι g. 2 ist eine schematisierte Teildarstellung einer Abwandlung;

F ι g. 3 veranschaulicht eine weitere abgewandelte Ausführungsform und

F ig.4 bis 6 zeigen schematisch verschiedene Austuhrungsformen für Gasdruckmeßgeräte-Anzeigevomchtungen.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform besteht der Gasbehälter im wesentlichen aus einer Grundplatte tO. einer Deckplatte 11 und einem mit diesen beiden Platten verbundenen, in sich geschlossenen Schlauch 13, welcher aus einem Material mit möglichst großem Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. PVC oder Polyäthylen mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 200 · ΙΟ"⁶) besteht, wogegen der Wärmeausdehnungskoeffizient der Grundplatte 10 möglichst klein sein soll. Eine Verbindungsleitung 14 verbindet den Innenraum 15 des Behälters mit einer Druckanzeigevorrichtung. Diese kann aus einer Kapillaren 16 bestehen, die durch einen Flüssigkeitstropfen 17 verschlossen ist und deren offenes Ende unmittelbar mit dem zu bestimmenden Gasdruck in Verbindung zu bringen ist. Ein Absperrhahn 18 dient zum Ein- und Auslassen von Gas in den Behälter bzw. aus dem Behälter.

Ändert sich die Temperatur, so hebt oder senkt sich aufgrund des großen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Schlauches 13 die Deckplatte 11 unter Vergrößerung ihres Abstandes "on der Grundplatte 10. Dadurch wird das Volumen des Behälterinnenraumes 15 entsprechend verändert, und zwar aufgrund der Dimensionierung der Teile 10,11 und 13 unter Berücksichtigung der Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem solchen Maße, daß diese Volumenänderung der Volumenänderung des im Innenraum 15 eingeschlossenen Gases für die betreffende Temperaturänderung bei Konstanthaltung des Druckes entspricht, so daß der Gasdruck im Behälterinneren von der Temperatur unbeeinflußt bleibt. Die für diesen Zweck zu verwendenden Abmessungen lassen sich experimentell ermitteln, ohne daß eingehende Berechnungen erforderlich wären.

Um das Gasvolumen zwecks optimaler Anzeigeempfindlichkeit möglichst groß halten zu können, kann der Schlauch 13 mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, die einen möglichst großen und temperaturunabhängigen Ausdehnungskoeffizienten hat

Zusätzlich kann der Schlauch 13 an mindestens ein vollständig mit der Flüssigkeit gefülltes, allseits verschlossenes starres Gefäß mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten angeschlossen sein. Hierbei empfiehlt es sich, die Flüssigkeitsgefäße zwecks möglichst gleichmäßigen Temperaturausgleichs in möglichst enger räumlicher Verbindung mit dem Behälterinnenraum 15 anzuordnen, also an der Boden- oder Deckplatte anzubringen.

F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 1, bei welcher der Schlauch 13 durch ein starres Gefäß 19 ersetzt ist, das mit einer Flüssigkeit gefüllt und mittels einer elastischen Membran 20 abgeschlossen ist. Durch die Volumänderung der Flüssigkeiv in Abhängigkeit von der Temperatur ändert sich der Abstand zwischen Deckplatte 11 und Grundplatte 10, wobei die hierdurch hervorgerufene

ίο Volumänderung des Behälterinnenraumes 15 so bemessen ist, daß der Druck des Gases im Innenraum 15 praktisch konstant bleibt.

Die F i g. 3 zeigt eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform. Bei dem dargestellten Barometer befindet sich ein einen einspringenden Teil der Behälterwandung bildendes Rohr oder Stabteil 1 mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem becherartigen Außenmantel 2 aus einem Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Als gasgefüllter Behälterraum dient der Zwischenraum 3 zwischen Behälter-Innenmantel 1 und Behälter-Außenmantel 2; er ist mittels einer ringförmigen, elastischen Dichtung 4 abgedichtet, welche öffnungen für einen Einlaßhahn 5 und eine Verbindungsleitung 6 zu einer Anzeigevorrichtung, die aus einer Kapillare 7 mit Flüssigkeitstropfen 8 besteht, freiläßt.

Bei Temperaturänderungen verändert sich der Rauminhalt des Behälter-Außenmantels 2 stärker als derjenige des Behälter-Innenmantels 1, was eine Volumenänderung Δ V des Zwischenraumes 3 zur Folge hat. welche proportional der Temperaturänderung ist Durch entsprechende Dimensionierung von innerem und äußerem Mantelteil 1 und 2 wird erreicht, daß die jeweilige Volumenänderung Δ Vdes Zwischenraumes 3 der Volumenänderung der im Raum 3 befindlichen Gasmenge entspricht, bei der deren Druck konstani bleibt.

Die Bedingungen, unter denen diese Kompensation eintritt, lassen sich rechnerisch wie folgt ermitteln:

Es sei

V₁ = Π r> L

das Außenvolumen des Innenmantels 1.

V₂ = IHV-L

das Innenvolumen des Außenmantels 2.

Bei der Temperatur T₀ (in Kelvin) seien diese Volumina gleich V₀I bzw. V₀₂. Der kubische Ausdeh nungskoeffizient von Innenmantel 1 und Außenmantel Ί sei J?i und ß₂ und die jeweilige Temperatur sei T unc r= T— Tq. Dann gilt:

Vi

Das eingeschlossene Gasvolumen ist
V = V₂- Vi bei der Temperatur T, Vo = V₀₂ — Vo₁ bei der Temperatur To.

Einsetzen ergibt:

V= V₀[I +(T₀₂JS₂- V₀₁Ji₁) f/V₀].
Setzt man JJ₁ = /3₂ - (/S₂ -ß\), so erhält man

V =

/? _i_ ^Ol ta

Zur Abkürzung werde gesetzt
K₁₁

= (ft + -~ (A - A)), also V= V₀ (I +et)

23 06 Ö62

Für das Volumen eines eingeschlossenen idealen Gases gilt bei konstantem Druck:

wobei V₀ das Volumen bei der Temperatur %" Kelvin bedeutet, lh güter Näherung gilt diese Beziehung innerhalb der Temperaturbereiche von Sommer und Winter auch für trockene Luft und vor allem für Helium.

Wird E so groß gewählt, daß ε = .= gilt, so bleibt der

Druck des durch Außen- und Innenmantel 2 bzw. 1 eingeschlossenen Gases bei Temperaturänderungen konstant, womit die gewünschte Kompensation erreicht ist Es ist möglich, ε so groß wie angegeben zu wählen, weil V₀]/ V₀ und damit

(V_m/Vo){ß₂-ßx)

genügend groß gemacht werden kann, dadurch daß V₀ entsprechend klein gewählt wird.

Wenn eine Kapillare 7 mit Tropfen 8 als Anzeigevorrichtung benutzt wird, so muß deren Volumen mitberücksichtigt werden. Das in der Kapillare eingeschlossene Gasvolumen werde mit V* bezeichnet bzw. V„_k für die Temperatur T = T₀.

Dann gi't für konstanten Druck

ν + η =

Wenn zur Vereinfachung die Ausdehnung der Kapillaren unberücksichtigt bleibt. Temperaturkompensation ist in diesem Fall erreicht, wenn gilt:

V₀ =

v_ok) T₀

oder umgeformt

Aus den schon erwähnten Gründen kann ε so groß gewählt werden. Wegen der Kapillarenausdehnung ist das benötigte ε sogar geringfügig kleiner.

1-s sei nun untersucht wie groß bei einem Gasdruckmeßgerät gemäß der Erfindung bei verschiedenen Drucken der noch verbleibende Temperaturfehler ist

Es sei po der mittlere Luftdruck des Aufstellungsortes, T₀ die Temperatur, für welche die Skala geeicht ist Der Stand des Tropfens für ρ = pv und T= T₀ werde als Ruhelage, das entsprechende Gasvolumen mit V« bezeichnet

Die Temperaturkompensation (als ε) sei so groß gewählt daß V_r kompensiert ist

Zuerst andere sich der Druck um Ap, also

p = p_o + Ap,
das Volumen andere sich dann um

AVr=A Vr(ToI

V=Vr +AVr.

Die Vorzeichen von Ap und AVr sind entgegengesetzt Ändert sich jetzt die Temperatur T, also T = Tr. + t so muß zwar die relativ kleine Volumenän-

derung von AVr, nicht aber die relativ große von Vr berücksichtigt werden, da V« temperäturkömpensiert ist. Entsprach dem Ausschlag Al des Tropfens aus der Ruhelage für T = T₀ das Volumen A V_R, so wird dieser nun so weit verschoben, bis er das Volumen

V_R(T)

= Δ V_R (

einnimmt. Wegen der Proportionalität von Ausschlag und Volumenänderung gilt für den entsprechenden Ausschlag Al/(T)m\\ AI=AI(T₀)

1/(T) = 1/

Bei Zimmertemperatur (20°
Temperaturfehler je ⁰C gleich

293,2° K) ist also der

In mm Hg ausgedrückt: ist z. B. die Druckänderung Ap = ± 22,5 mm Hg,

so ist der Anzeigefehler je C = O,O77mm Hg, also weniger als 3% des Fehlers von ca. 2,6 mm Hg ohne Temperaturkompensation. Ist Ap betragsmäßig kleiner (die obengenannte Abweichung vom Normaldruck ist selten), so ist auch der Temperaturfehler entsprechend kleiner.

Der den Behälter-Inrenmantel 1 bildende Körper kann anstatt aus einem massiven Stab auch aus einem Hohlkörper bestehen. Um das Gerät in der Ausführung gemäß F i g. 3 zu verkürzen, können mehrere Rohre bzw. Stäbe parallel geschaltet werden.

Auch kann als Anzeigevorrichtung statt einer Kapillare mit Flüssigkeitstropfen beispielsweise die in F i g. 4 gezeigte Vorrichtung benutzt werden, die aus einer z. B. an die Verbindungsleitung 14 der Vorrichtung nach F i g. 1 angeschlossen. U-förmig gebogenen Kapillare 21 mit einem offenen Flüssigkeitsbehälter 22 an ihrem Ende besteht in der eine Flüssigkeitssäule als Anzeigeelement wirkt. Die Anzeigeempfindlichkeit wird bei noch so großen Gasvolumina durch das spezifische Gewicht der Anzeigesäule begrenzt Ein übliches Verfahren, um dies zu verhindern, besteht darin, die Flüssigkeitssäule im rechten Kapillarenteil mit einer zweiten, mit ihr nicht mischbaren Flüssigkeit von fast gleichem spezifischem Gewicht zu überschichten.

Eine einfachere Lösung ist in F i g. 5 dargestellt Hierbei besteht die Anzeigevorrichtung aus einer in etwa spiralig gebogenen Kapillare 23 mit den geradlinig verlaufenden Zweigen 23a, 23öund 23c. Die Zweige 23i und 23c haben gleichen Querschnitt während dei Querschnitt des Zweiges 23b für die Funktion nichi wesentlich ist Die Kapillare 23 ist mit Flüssigkeit gefüllt deren beide Oberflächen sich in den Zweigen 23a unc 23c stets in der gleichen Richtung und um den gleicher Betrag bewegen, so daß nur der Differenzdruck dei Säule von der Höhe h\ — Λ2 verbleibt was der Wirkung eines Tropfens der Länge Λι — Ih entspricht. Wenr Λι — Π2 gewählt wird, übt die Flüssigkeit in der Kapillar« 23 gar keinen Druck auf das im Innenraum 15 de; Behälters eingeschlossene Gas aus. Auch wird die Anzeige durch Drehungen oder Schwenkungen de; Instrumentes nur geringfügig beeinflußt und zwar un so weniger, je kleiner der Abstand der Flüssigkeitsober flächen ist.

Druckschwankungen infolge temperaturabhängige!

Ausdehnung der Flüssigkeit in der Kapillare 23 können |urch Vergrößerung des Quotienten Δ VIA T kompensiert werden. Oder es kann eine Vorrichtung gemäß F i g. 1 oder 3 entsprechender Größe an den Kapillarenzweig 236 mittels einer der Leitung 14 (Fig. 1) entsprechenden Verbindung angeschlossen werden und vollständig mit Flüssigkeit gefüllt werden. Die Kapillaren können auch zwecks Kompensation bzw. Verringerung des Temperatureinflusses aus einem Material mit hohem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt sein.

Es können auch in die Kapillarenzweige 23a und 23c unterschiedliche Flüssigkeiten eingefüllt sein, die untereinander nicht mischbar sind und deren Grenzschicht bei entsprechender Dimensionierung dieser Kapillarenzweige im Zweig 236 liegt. Um ein Auslaufen der Flüssigkeit aus der Kapillaren 23a zu verhindern, kann in diesen Kapillarenzweig eine Flüssigkeit eingefüllt werden, welche die Kapillarenwandung nicht benetzt.

Die Anzeigeempfindlichkeit einer Vorrichtung nach F i g. 5 beträgt ebenso wie die einer Kapillare mit Flüssigkeitstropfen

V 1

— ■ — mm

<J P

Skalenteile je mm Hg Druckänderung, wobei V das eingeschlossene Gasvolumen in mm³, q die Querschnittsfläche der Anzeigekapillare in mm² und ρ der Druck des eingeschlossenen Gases in mm Hg bedeuten.

Da auch bei konstanter Temperatur der Quotient -nicht konstant ist (bei Luftdruckerhöhung vergrößert sich ρ und wird V verkleinert), ist die Anzeigeskala nur annähernd linear. Sie kann variiert, insbesondere linearisiert werden, indem der Querschnitt q der Anzeigekapillare mit der Höhe variiert wird, wobei bei der Anordnung nach F i g. 5 auch der Querschnitt des Kapillarenzweiges 23a in derselben Weise variiert werden muß.

Die Barometerausführungsformen nach den F i g. 1 bis 3 können ebenso wie andere Ausführungsformen auch als Zeigerinstrumente ausgebildet werden. Zu diesem Zweck wird z. B. das Barometer nach F i g. 1 mittels der Leitung 14 an eine Kammer 24 angeschlossen (F i g. 6), die durch eine elastische Membran 26 verschlossen ist und deren Bewegungen mittels einer Zeigerübertragung 25 auf einen Zeiger übertragen werden können. Diese Membran 26 kann aber auch unmittelbar an der Bodenplatte 10 der Vorrichtung n.ich F i g. 1 oder 2 angebracht sein, wie ebenfalls in F i g. 6 angedeutet ist.

Eine Höhenkorrektur kann bei den Barometern gemäß der Erfindung in bekannter Weise durch Veränderung der eingeschlossenen Gasmenge unter Verwendung der barometrischen Höhenformel erfolgen.

Eine einfache Ausführungsform eines temperaturkompensierten Variometers ergibt sich z. B. dadurch daß bei der Ausführung nach F i g. 4 der Hahn 18 durcl einen Strömungswiderstand (sehr enge Kapillare ersetzt wird. Allgemein kann ein Luftvariometei dadurch temperaturkompensiert werden, daß da: eingeschlossene Luftvolumen nach dem in F i g. 1 bis ; beschriebenen Prinzip temperaturkompensiert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Gasdruckmeßgerät insbesondere Luftbarometer oder Variometer, mit einem ein Gas als Sensormedium enthaltenden Behälter, der über eine öffnung in seiner Wandung mit einer Anzeigevorrichtung mit einem von zwei Seiten durch Druck beaufschlagbaren, beweglichen Element verbunden ist das von einer Seite durch den Druck des Sensormediums beaufschlagt wird und dessen andere Seite der Druckbeaufschlagung durch das zu messende Gas außerhalb des Behälters aussetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Gasvolumens die Wandung des Gasbehälters teilweise aus einem Material mit höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.

2. Gasdruckmeßgeräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasbehälter aus einer Grundplatte (10), einer Deckplatte (11) und einer diese beiden Platten miteinander verbindenden und ihren Abstand voneinander bestimmenden Seitenwandung (13) mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt ist.

3. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung aus einem elastischen Schlauch (13) besteht.

4. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung aus einem mit einer (Wärmeausdehnungs-) Flüssigkeit gefüllten, starren Behälter (19) besteht, der durch eine elastische Membrane (20) verschlossen ist.

5. GasdruckmeBgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (13) mit einer Flüssigkeit mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefüllt ist.

6. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (13) an einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter angeschlossen ist.

7. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasbehälter aus einem Außenmantel (2) mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einem in diesen unter Belassung eines vorzugsweise geringen Zwischenraums einspringenden Innenmantel (1) mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, daß der Zwischenraum zwischen Innenmaniel (1) und Außenmantel (2) als Gasaufnahmeraum ausgebildet und mittels einer vorzugsweise elastischen Abdichtung (4) gasdicht verschlossen ist.

8. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Außenmäntel (2) und/oder Innenmäntel (1) parallel zueinander angeordnet sind.

9. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel (1) ,durch ein Rohr oder einen Stab mit rundem oder "eckigem Querschnitt gebildet ist.

10. Gasdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (2) aus einem beispielsweise elastischen Rohr, Schlauch oder Becher mit rundem oder eckigem Querschnitt besteht.

11. Gasdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (4) als Ring zwischen der Innenwandung des Außenmantels (2) und der Außenwandung des

Innenmantels (1) angeordnet ist

IZ Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (4) mit Öffnungen für einen Gasabsperrhahn und eine Verbindungsleitung zur Druckanzeigevorrichtung versehen ist