DE239705C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 239705 -KLASSE 42/. GRUPPE

MAX ARNDT in AACHEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. März 1909 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pyrometer, mittels deren in bekannter Weise ein unter einer Außentemperatur I₁ abgefangenes Luftvolumen F₁ zum Meßzwecke vollständig in einen der zu messenden Temperatur £₂ eines Kanals K ausgesetzten Meßraum F₂ verdrängt wird, und bezweckt, die Wirkung der Meß- oder Anzeigevorrichtungen selbsttätig in Ruhe zu setzen bzw. auszuschalten, sobald die

ίο ganze zur Messung benutzte Luftmenge aus dem der Außenlufttemperatur angesetzten Räume in den Meßraum F₂ und die Verbindungsleitung a, b zwischen V₁ und F₂ verdrängt und sodann der Meßvorgang beendet ist.

Das Pyrometer besteht, soweit es bekannt ist, aus dem Meßluftabfangraum V₁, dem Meßraum F₂, einer engen Rohrverbindung a, b dieser beiden Räume, einem das Pyrometerinnere außerhalb der Meßperiode mit der Atmo- Sphäre verbindenden Druckausgleichrohre d, einem als Druckraum dienenden Behälter c¹ für die Meßflüssigkeit, ζ. B. Quecksilber q, sowie aus einem diesen Behälter c¹ mit dem Luftabfangraum F₁ und dem Druckausgleichrohr d bzw. mit einem Zwischenraum c verbindenden Kommunikationsrohr c². Eine Marke η bezeichnet das Ruheniveau der Meßfiüssigkeit q im Rohre c² und im Druckraum' c¹ außerhalb der Zeit einer Messung.

Der Meßluftabfangraum F₁ kann in bekannter Weise auch als Zylinder mit festem Kolben oder als ein mit einer Membran versehener Raum oder sonstwie beliebig zu gleichem Zwecke ausgebildet sein.

Der neue Zweck der Erfindung kann auf verj schiedene Weise erreicht werden, z. B. durch folgende Einrichtungen:

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 mündet ein oben frei in die Atmosphäre führendes, beiderseits offenes Rohr c³ in den Behälter c¹ der Meßflüßigkeit (Quecksilber) q so ein, daß es in letztere bis zu einer Marke n¹ eintaucht. Dieses Rohr c³ ist, etwa mittels einer Leitung e²·, mit einem einen Schwimmer s^a enthaltenden Flüssigkeitsmanometer f sowie mit dem Lufträume e¹, dem Meßflüssigkeitsbehälter c¹ und einer zum Druckerzeuger führenden Druckleitung e verbunden und siphonartig so gestaltet bzw. unten U-förmig so gebogen, daß es mit einer Flüssigkeit q¹ (Quecksilber) bis zu der nach Wahl höher oder tiefer angeordneten Verbindungsstelle mit dem Rohre c³ gefüllt werden kann.

Der Druckerzeuger besteht aus einem durch einen Wasserzufluß X gespeisten. Standrohr i mit intermittierend wirkendem Heber i¹ und der Luftdruckleitung e, die eine Erweiterung e¹ besitzt.

Das Pyrometer, dessen Inneres im Ruhezustande, d. h. außerhalb der Periode einer Messung, unter atmosphärischem Druck steht, wirkt wie folgt: Füllt sich das Standrohr i mit Wasser, so verdichtet der Wasserdruck in i die in der Erweiterung e¹ abgefangene Luft auf den

Meßdruck, der sich durch die Luftleitung e nach dem Luftraum des Quecksilberbehälters c¹ sowie durch die Luftleitung e² nach dem Manometer f und in das Quecksilberrohr q¹ fortpflanzt, mithin eine Bewegung der einzelnen Quecksilbermengen in c¹, c⁴ und f bewirkt, so daß diese Drucksäulen bilden, die dem jeweiligen Luftdruck in e¹, e, c¹, e², c^l und f das Gleichgewicht halten und der Schwimmer s^a

ίο des Manometers oder auch eine andere geeignete Einrichtung, z. B. ein unmittelbar mit der Druckluftleitung verbundenes Federmanometer, die Größe dieses Luftdrucks anzeigt bzw. registriert. Verdrängt nun der Luftdruck das Quecksilber q aus seinem Behälter c¹, 60 übersteigt dieses sein Ruheniveau η in den Röhren c² und c³ und sperrt zunächst das Freiluftrohr d ab, um. dadurch zugleich eine bestimmte Meßluftmenge im Raum F₁ unter atmosphärischem

Druck abzufangen.

Bei allmählich zunehmendem Luftdruck steigt das Quecksilber im Raum F₁ und in den Röhren d und e³ entsprechend auf, bis es schließlich die Grenzmarke m des Raumes F₁ erreicht, also die ganze Luft aus diesem in den Meßraum F₂ verdrängt hat, so daß für die verschiedenen Temperaturdifferenzen P bis t¹ die Höhe H, die der Höhe h der Quecksilbersäule des Manometers f proportional ist, als Maßstab für die Messung dient.

Sobald das Quecksilber q die Marke m des Luftraumes F₁ erreicht hat, die Messung also beendet ist, ist es auch im Behälter c¹ bis zum Niveau n¹ gesunken und gibt die untere Mündung des Rohres c³ frei, so daß dieses Luft aus dem Quecksilberbehälter c¹ entweichen läßt, infolgedessen der Luftdruck im Pyrometerinnern und im Manometer f abnimmt, die Messung bzw. deren Registrierung also jetzt unterbrochen ist, wenn auch das Wasser im Standrohr i des Druckerzeugers noch steigt, bis dieses ausgehebert und sodann auch die Luftdruckleitung e freigegeben wird, worauf die Quecksilbersäulen des Pyrometei's in ihr Ruheniveau zurückkehren und in den Räumen F₁ und F₂ durch das Rohr d wieder atmosphärischer Druck hergestellt wird, das Pyrometer also für eine neue Messung bereit ist. Das Rohr c³ hat mithin den Zweck, die Anzeige mittels des'Schwimmers s^a an einer Skala bzw. das Aufzeichnen auf einen Registrierstreifen zu unterbrechen, sobald alle Meßluft aus dem Räume F₁ am Ende der Messung verdrängt ist.

Da nun aber für die Messung einer bestimmten Temperaturdifferenz t^% bis t¹ der Druck der messenden Quecksilbersäule bei verschiedenen äußeren Luftdrücken bzw. Barometerständen verschieden, d. h. bei höherem Luftdruck höher als bei niederem ausfallen würde, so ist es für eine genaue, von barometrischen Einflüssen unabhängige Messung notwendig, daß die aus dem^ Behälter c¹ bis zum Freiwerden der Mündung des Rohres c³ verdrängte Quecksilbermenge q diesem Umstände entsprechend selbsttätig reguliert wird. Diesem Zwecke dient der mit Quecksilber q¹ gefüllte Siphon c⁴ in folgender Weise: Je größer für eine bestimmte Temperaturdifferenz /² bis t¹ dem jeweiligen Barometerstand entsprechend der Druck der messenden Quecksilbersäule H ausfallen soll, um so mehr Quecksilber q¹ wird durch den Druckerzeuger bzw. durch die Druckluft oder aus dem Siphon c⁴ in das Rohr c³ gedrängt, wodurch die zum Freiwerden der Mündung des Rohres c³ aus dem Behälter c¹ erforderliche Quecksilbermenge q vergrößert wird, und zwar sind die Abmessungen des Siphons c⁴ derart, daß dessen Quecksilberabgabe den barometrischen Luftdruckvvechseln entsprechend geregelt erfolgt, also bei niedrigerem Luftdruck mehr Quecksilber in c³ hineinfließt als bei höherem, und dadurch auch die Quecksilbersäule H vergrößert bzw. verkleinert wird. Die Wiederfüllung des Siphons c⁴ erfolgt selbsttätig.

Eine analoge Einrichtung zur Kompensation der barometrischen Einflüsse kann auch bei den übrigen Ausführungsformen des Pyrometers Anwendung finden.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Meßflüssigkeitsbehälter c¹ zu einem Gefäße g ausgebildet, das einen Schwimmer s enthält, der ein Ventil s¹ trägt, dessen Sitz bei s² zwischen diesem Ventil und dem Flüssigkeitsmanometer f liegt. Ferner ist im Druckausgleichrohr d ein Schwimmerventil s³ eingeschaltet. Ein Seitenkanal d¹ kann die Verbindung der atmosphärischen Luft mit dem Pyrometerinnern herstellen, wenn das Ventil s³ auf seinem unteren Sitz ruht. _

Die Wirkungsweise ist folgende: Tritt durch die Leitung e in das Gehäuse g ein sich auch auf das Manometer f erstreckender Druck, z. B. ein Luftdruck, ein, so sinkt das Quecksilber q, das auch durch eine andere Flüssigkeit, z. B.. GIyzerin, ersetzt werden kann, im Behälter c¹ und steigt entsprechend in den Räumen c, F₁ und d¹; hierbei, drückt das Quecksilber zunächst das schwimmende Ventil s^s gegen die als oberen Ventilsitz dienende Mündung des Rohres d und schließt dieses ab. Hiernach steigt das Quecksilber nur noch im Räume F₁ und ist, wenn es am Ende der Messung dessen Grenzmarke m erreicht, im-Behälter c¹ bis zu dessen Marke n¹ gesunken. Da nun der Schwimmer s im gleichen Maße mit gesunken ist, hat er jetzt das mit ihm verbundene Ventil s¹ und damit auch das messende Manometer gegen den auf dem Ventil s¹ bestehenden Druck abgesperrt, der jetzt noch zunehmen kann, ohne die Messung weiter zu beeinflussen. Wird dieser Druck in e wieder aufgehoben, . so öffnet sich auch wieder das

Ventil s¹, und das Quecksilber q des Pyrometers tritt in sein Ruheniveau η zurück, zugleich kommt'auch das Manometer f in Ruhe, dessen Schwimmer s^a die Messung registriert hat.
Gemäß Fig. 3 ist zwischen dem zum Meßraum F₂ führenden Rohre b und dem Luftabfangraum V₁, d. h. an dessen Grenze, ein elektrischer Kontakt m¹ eingesetzt. Ein zweiter solcher Kontakt m^% befindet sich dauernd im Quecksilber q. Beide Kontakte m¹, m² sind mittels Leitungen 1 und 2 und mittels einer elektrischen Batterie I mit einem Elektromagneten 0 verbunden, der luftdicht auf einem Gehäuse g sitzt, welches einerseits mit dem Quecksilberbehälter c¹, andererseits durch ein Rohr e oder sonstwie beliebig mit dem Druckerzeuger verbunden und innen mit einem Ventilsitz s² und einem Ventil s¹ versehen ist, welches von dem Anker o¹ des Elektromagneten O getragen wird. Das Druckausgleichrohr d ist so erweitert, daß es einen Schwimmer s^a aufnehmen kann.

Der Apparat wirkt folgendermaßen: Wird das Quecksilber q in seinem Behälter c¹ durch einen Druck gesenkt' und dadurch die Luft aus dem Raum V₁ verdrängt, so wird, .wenn das Quecksilber q den Kontakt m¹ des letzteren erreicht, ein elektrischer Stromkreis m¹, q, m², L, 2, 0, i.w¹ geschlossen, so daß der dadurch erregte Elektromagnet 0 den Anker o¹ anzieht und das Ventil s¹ schließt, so daß dann der Druck im Behälter c¹ auf das Quecksilber q nicht mehr zunehmen kann, und die vom Schwimmer s^a eingeleitete Aufzeichnung der Messung unterbrochen wird. Wird der Druck in e wieder aufgehoben, so wird auch der Magnet 0 wieder stromlos, das Ventil s¹ öffnet sich wieder, und das Pyrometer kehrt in seinen Ruhezustand zurück.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden die hier wie bei Fig. 3 eingesetzten elektrischen Kontakte m¹ und m^% mit einer Stromschlußeinrichtung 3, 4 und 5 sowie mit einem Elektromagneten 0 verbunden, dessen Anker o¹ eine Schlauchquetsche c³ trägt, die sich zwischen dem Quecksilberbehälter c¹ und dem Luftabfangraum V₁ auf einem Schlauche c² befindet, und an einem Hebel ο² angeordnet sein kann, der im Bock ο⁴ gelagert ist und ein Gegengewicht ο³ trägt.

Der Druckerzeuger ist ein Kolben k, der mit einem mit intermittierendem Heber i¹ versehenen Wassergefäße i verbunden ist, welches an einem über eine Welle r geleiteten Seile u hängt, das ein Gewicht p trägt. Der Schlauch c² und die Quetsche c³ können auch durch ein festes Rohr und ein Ventil ersetzt werden. Der Stromschließer 4 kann z. B. aus einem an der Rolle r befestigten Segment 4 und aus zwei federnden, durch eine Isolierung 7 getrennten Kontakten 3 und 5 bestehen. Eine Leitung 2 verbindet den Kontakt 3 mit der Wickelung des Elektromagneten 0, eine andere Leitung 6 den Kontakt 5 mit dem Kontakt m².

Die Wirkungsweise ist folgende: Füllt sich das Gefäß i mit Wasser, so übt es einen Druck auf den Kolben k und dieser auf das Quecksilber q aus, wodurch letzteres zum Meßzwecke im Pyrometer aufsteigt. Zugleich verbindet der Stromschließer 4 durch Umdrehung der. Scheibe r den Kontakt 5 mit dem Kontakt 3. Erreicht das Quecksilber den Kontakt m¹, so wird der Elektromagnet 0 durch Schließen des Stromkreises W¹J 1, /, 0, 2, 3, 4, 5, 6, m², q,m^x erregt und zieht den Anker der Schlauchquetsche c³ (oder eines Ventiles usw.) an und quetscht den Schlauch c² ab, wodurch die Messung bzw.. das Aufzeichnen unterbrochen wird (obwohl das Gefäß i noch schwerer wird), da das Quecksilber den Schlauch c² jetzt nicht mehr passieren kann. Beim Aushebern des Gefäßes i wird dieses durch das Gewicht p wieder angehoben, wobei auch das Segment 4 den Kontakt 3 verläßt, also den elektrischen Stromkreis öffnet, so daß der Magnet 0 stromlos wird, die Quetsche: c³ den Schlauch c² wieder öffnet und das Quecksilber q in sein Ruheniveau η zurücktritt.

Nach der Fig. 5 sind die elektrischen Kontakte m^x und m² mit einem Elektromagneten 0 verbunden, dessen winkelartig oder sonstwie beliebig gestalteter Anker w als Ausrücker für den Anzeige- oder Registrierhebel s^b bzw. die Schreibfeder s^c dient. Das Standrohr i des Druckerzeugers sitzt unmittelbar auf dem Quecksilberbehälter c¹.

Die Wirkungsweise ist hierbei folgende: Fließt in das Standrohr i Wasser, so drückt dieses unmittelbar auf das Quecksilber q, um dadurch den Meßvorgang einzuleiten. Sobald das Quecksilber q am Ende der Messung den, elektrischen Kontakt m¹ erreicht, erhält der Magnet 0 Strom, und sein Anker w rückt die Schreibfeder s^c vom Registrierpapier ab, so daß dadurch die Messung unterbrochen wird, wenn-. 105. gleich das Wasser im Standrohr i noch höher steigt. Beim Aushebern des letzteren tritt auch das Quecksilber zurück, und der jetzt wieder stromlos werdende Magnet 0 gibt den Anker w frei, so daß auch die Registrierfeder für die nächste Messung wieder angerückt wird.

Das Pyrometer kann nach dem beschriebenen neuen Verfahren auch noch beliebig anders ausgeführt, werden; die einzelnen Ausführungsformen sind hier nur beispielsweise dargestellt, insbesondere können deren einzelne Teile wechselseitige Verwendung finden und durch äquivalente Teile oder Mittel ersetzt werden.

Die Antriebswelle bzw. Druckerzeuger des Pyrometers können beliebige sein.

Anstatt Luft können auch beliebige andere Gase zum Meßzwecke dienen.

Soll die pyrometrische Messung anstatt mittels Eindrücken von Luft in den Raum F₂ durch Absaugen von Luft aus dem Meßraum F₂ erfolgen, so wirken die beschriebenen Elemente im umgekehrten Sinne.

Claims (12)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Messen von Temperatüren, bei welchem eine in einem der Außenlufttemperatur ausgesetzten Räume abgefangene, stets gleiche Luft- oder Gasmenge aus diesem Räume durch einen Flüssig-

, keitskolben in einen der Meßtemperatur ausgesetzten Pyrometerraum hineingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Meß- bzw. Anzeige- oder Registriervorrichtung nach Verdrängung der ganzen, zur Messung benutzten Luft- bzw. Gasmenge aus dem der Außenlufttemperatur (I₁) ausgesetzten Räume (V₁) in den der Meßtemperatur (t_%) ausgesetzten Meßraum (V₂₁) selbsttätig ausgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die bestimmte Luftbzw. Gasmenge (V₁) in den der Meßtemperatur (t₂) ausgesetzten Pyrometerraum (V₂) verdrängende Flüssigkeitskolben zugleich mit beendetem Meßvorgang in seiner Wirkung unterbrochen wird.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Rohr o. dgl. (c^s), dessen unteres Ende während des Meßvorganges durch eine unter Druck gesetzte Flüssigkeit (z. B. Quecksilber q) abgesperrt bleibt, am Ende des Meßvorganges aber freigegeben wird, so daß das Druckmittel ins Freie entweichen kann (Fig. 1). : :

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein in die Leitung (e) des Druckmittels eingeschaltetes Ventil (s¹), das am Ende der Messung einen weiteren Einfluß des Druckmittels auf die Meßorgane verhindert (Fig. 2 und 3).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4,

dadurch gekennzeichnet, daß dos Ventil (s¹)

. mit einem von der Meßflüssigkeit (q) gesteuerten Schwimmer (s) verbunden ist (Fig. 2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (s¹) mit dem Anker eines Elektromagneten (0) verbunden ist, durch den es geöffnet oder geschlossen wird (Fig. 3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Pyrometerrohr

. zum Einschalten des elektrischen Stromes mittels der Meßflüssigkeit zwei Kontakte (m¹, m²) angeordnet sind, von denen der erstere (m¹) in die obere Grenze des Luftabfangraumes (V₁) fällt (Fig. 3, 4 und 5). -8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine am Ende der Messung in Wirkung tretende Absperrvorrichtung (Schlatichquetsche, Ventil 0. dgl. c³) für die Meßflüssigkeitsleitung (c¹) zwischen den Meßflüssigkeitsbehälter (c¹) und dem Luftabfangraum (V₁) (Fig. 4).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung (c₃) mit einem Elektromagneten (0) versehen ist, dessen Wickelung mit einer rotierenden Kontaktvorrichtung (3, 4, 5, 7) elektrisch verbunden ist, durch die während des Meß Vorganges der elektrische Stromkreis geschlossen, nach der Messung aber dieser Stromkreis wieder geöffnet wird (Fig. 4).

10. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektromagnetisch betätigte Vorrichtung (0, w), die eine Schreibfeder o. dgl. (s^c) am Ende der Messung vom Registrierpapier abrückt, vor einer neuen Messung aber wieder anrückt (Fig. 5).

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer den Meßdruck aufnehmenden Kammer und einem diesen Druck absperrenden Ventil

0. dgl. (s¹) ein nur bis zur Beendigung der Messung· wirkendes Manometer (f) angeordnet ist (Fig. 2).

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Siphonrohr (c^A), das zwischen der Druckleitung (e) und dem in den Meßflüssigkeitsbehälter (c¹) eingesetzten Rohr (c^s) eingeschaltet ist und an letzteres (c¹) bei verschiedenen Barometerständen verschieden große Mengen seiner eigenen Flüssigkeit (q¹) abgibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,