DE3117279A1 - ARAEOMETER FOR DETERMINING THE DENSITY OF A LIQUID WITHIN A SPECIFIC AREA AND DENSITY MEASURING DEVICE WITH THESE ARAEOMETERS - Google Patents

ARAEOMETER FOR DETERMINING THE DENSITY OF A LIQUID WITHIN A SPECIFIC AREA AND DENSITY MEASURING DEVICE WITH THESE ARAEOMETERS

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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/10Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials
    • G01N9/12Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing bodies wholly or partially immersed in fluid materials by observing the depth of immersion of the bodies, e.g. hydrometers

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4000 Düsseldorf Meine Akte: c 12O-j,DE4000 Düsseldorf My files: c 12O-j, DE

Aräometer zur Bestimmung der Dichte einer Flüssigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereiches und Dichte-Meßvorrichtung mit diesen Aräometern.Hydrometer for determining the density of a liquid within a predetermined Area and density measuring device with these hydrometers.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aräometer zur Bestimmung der Dichte einer Flüssigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf eine Dichte-Meßvorrichtung mit diesen Aräometern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention relates to a hydrometer for determining the density of a liquid within a predetermined range Area according to the preamble of claim 1, and to a density measuring device with these hydrometers according to the Preamble of claim 4.

Aufgrund der Wärmeausdehnung, unterliegen Dichtemessungen bei unterschiedlichen Temperaturen einem Temperaturfehler, d.h., die Dichtemessung in einer Flüssigkeit mit Temperatur T unterscheidet sich von einer Messung in der gleichen Flüssigkeit bei einer anderen Temperatur 9. Due to the thermal expansion, density measurements at different temperatures are subject to a temperature error, ie the density measurement in a liquid at temperature T differs from a measurement in the same liquid at a different temperature 9.

Da der Wärmeausdehnungskoeffizient von Glas sehr viel kleiner ist, als der der Flüssigkeiten, sind Dichtemessungen, die mit Glas-Aräometern bei verschiedenen Temperaturen gemacht werden, mit großen Temperaturfehlern behaftet. Dies führte dazu, Aräometer -aus Kunststoffen, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten größer sind, herzustellen. Kunststoff-Aräometer sind sowohl mit einer Beschwerung - um das Aräometer zu tarieren und um ein aufrechtes Schwimmen zu bewirken -Because the coefficient of thermal expansion of glass is much smaller As that of liquids, density measurements are made with glass hydrometers at different temperatures are subject to large temperature errors. This led to hydrometers - made of plastics, their thermal expansion coefficients are larger to manufacture. Plastic hydrometers are both with a weight - around the hydrometer to tare and to achieve an upright swimming -

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-2 --2 -

als auch ohne Beschwerung bekannt, wobei das Aräometer in einer engen Führung senkrecht gehalten wird, während es in der Flüssigkeit schwimmt. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, das Aräometer aus einem Material mit ungefähr 'dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizient wie dem der Flüssigkeit herzustellen, um den Temperaturfehler gering zu halten.as well as without weighting, whereby the hydrometer is held vertically in a narrow guide while it is in the liquid floats. In this context it is also known that the hydrometer is made of a material with approximately 'The same coefficient of thermal expansion as that of the liquid to make the temperature error small to keep.

Eine nähere Betrachtung der Wärmeausdehnung der meisten Flüssigkeiten zeigt, daß diese verschiedene Ausdehnungskoeffizienten bei verschiedenen Dichten haben. Daher wäre die vollständige Temperaturkompensation (Beseitigung der Temperaturfehler) nur bei einer einzigen Flüssigkeitsdichte möglich, nämlich da, wo die Ausdehnung des Aräometers mit der der Flüssigkeit identisch ist. Andere Dichten der gleichen Flüssigkeit - mit anderen Ausdehnungskoeffizienten - könnten nur bei einer einzigen Bezugstemperatur, die bei der Eichung des Aräometers zugrundegelegt wurde, fehlerfrei gemessen werden.A closer look at the thermal expansion of most liquids shows that they have different coefficients of expansion at different densities. Therefore, full temperature compensation (elimination of temperature errors) would be only possible with a single liquid density, namely where the expansion of the hydrometer coincides with the the liquid is identical. Other densities of the same liquid - with different coefficients of expansion - could only measured without errors at a single reference temperature, which was used as a basis for the calibration of the hydrometer will.

Bei der Betrachtung von Materialien, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten mit der Temperatur veränderlich sind, kann man die Wärmeausdehnung als das Verhältnis von einer Länge L, gemessen bei der Bezugstemperatur T, zu der Änderung dietier Länge a\> bei einer anderen Temperatur 0 ausdrücken. Bei der Temperatur Θ ist demnach jede Bezugstemperatur-Länge L um den Faktor 1+ ^h- verändert, und die veränderte Länge ist Lq = L(1 + y~-)· Da «dL klein ist, kann man die entsprechende Volumenänderung mit 3 AL annehmen. So wird aus dem Bezugstemperatur-Volumen V ein entsprechend verändertes Volumen V^ = VCi+S·^-^). Diese Volumenänderung bedingt offensichtlich eine inverse Dichteänderung, so daß ο - ·When considering materials whose coefficients of thermal expansion vary with temperature, the thermal expansion can be expressed as the ratio of a length L, measured at the reference temperature T, to the change in length a \> at another temperature 0. At temperature Θ each reference temperature length L and is therefore changed 1+ ^ h by a factor, the change in length Lq = L (1 + y ~ -) · Since "dL is small, it can be the appropriate volume change 3 Accept AL. The reference temperature volume V becomes a correspondingly changed volume V ^ = VCi + S · ^ - ^). This change in volume obviously causes an inverse change in density, so that ο - ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe einer Korrektur dieser Temperaturfehler im gesamten Meßbereich zugrunde, insbesondere wenn - wie es häufig der Fall ist - der Wärmeaus dehnungskoeffizient der Flüssigkeit eine veränderliche Funktion sowohl der Dichte als auch der Temperatur ist.The object of the invention is to correct this Temperature errors in the entire measuring range are based, especially if - as is often the case - the heat from coefficient of expansion of the liquid is a variable function of both density and temperature.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale 'm Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 bzw. 4 in Verbindung mit deren jeweiligem Oberbegriff gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 bzw. 5 bis 14.According to the invention, this object is achieved by the features' m Characterizing part of claim 1 or 4 solved in conjunction with the respective preamble. Advantageous further training of the invention result from the features of claims 2 and 3 and 5 to 14, respectively.

Die Verwendung von drehbar gelagerten Schwimmern mit Beschwerung zum Messen der Dichte einer Flüssigkeit Lst z.R. aus den US-PS 4,136,551 und US-PS 3,908,468, sowie aus der früheren US-PS 3,908,468 des Anmelders bekannt.The use of rotatable floats with weighting for measuring the density of a liquid Lst z.R. from US-PS 4,136,551 and US-PS 3,908,468, as well as from US Pat earlier US Pat. No. 3,908,468 to the applicant.

Durch die Erfindung wird im allgemeinen die Beeinflussung der Skalenlinearität und gleichzeitig die Vergrößerung des Skalenumfangs erreicht, so daß eine genauere Ablesung ermöglicht wird. Des weiteren erzielt sie die Vermeidung von Anzeigefehlern aufgrund des zusätzlichen Auftriebs zufälliger Luftblasen, die Messungen mit Vorrichtungen dor genannten Art in der Praxis oft verfälschen.The invention generally makes the influencing the scale linearity and at the same time the enlargement of the scale is achieved, so that a more accurate reading is possible will. Furthermore, it achieves the avoidance of display errors due to the additional buoyancy more accidental Air bubbles, which in practice often falsify measurements with devices of the type mentioned.

Nachstehend sind verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise näher beschrieben; es zeigen:Below are various preferred embodiments of the invention with reference to the drawings, for example described in more detail; show it:

Fig. 1 typische Wärmeausdehnungskurven, ver<-· i nl a^li t ; Fig. 2 ein Aräometer mit einer Volumen-Einteilung, die für1 shows typical thermal expansion curves, ver <- · i nl a ^ li t; Fig. 2 is a hydrometer with a volume graduation, which for

die Erfindung wesentlich ist;the invention is essential;

Fig. 3 Kurven analog Fig. 1,aber mit Bezug auf die Erfindung; 3 shows curves analogous to FIG. 1, but with reference to the invention;

Fig. 4a und 4b eine Ausführungsform der Erfindung;Figures 4a and 4b show an embodiment of the invention;

Fig. 5 Wärmeausdehnungskurven der Ausführungsform nach den Fig. 4a und 4b;Fig. 5 thermal expansion curves of the embodiment according to the Figures 4a and 4b;

Fig. 6a eine bekannte Vorrichtung in einem Anwendungsbeispiel ;6a shows a known device in an application example;

Fig. 6b eine Ausführungsform der Erfindung analog zu Fig. 6a;6b shows an embodiment of the invention analogous to FIG. 6a;

Fig. 7 die. tatsächlichen Temperaturfehler der Vorrichtung bzw. Ausführungsform nach Fig. 6a bzw. 6b;Fig. 7 the. actual temperature error of the device or embodiment according to FIG. 6a or 6b;

Fig. 8 Kurven analog zu Fig. 1 und 3, aber für ο ine and or:; geartete Flüssigkeit;8 curves analogous to FIGS. 1 and 3, but for ο ine and or :; kind of liquid;

Fig. 9 eine Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung mit der Flüssigkeit von Fig. 8;Figure 9 shows an embodiment of the invention for use with the liquid of Fig. 8;

Fig. 10 schematisch einen Schwimmer mit Beschwerung; Fig. 11 -die Skala des Schwimmers von Fig. 10; Fig. 12 ein Beispiel der jeweiligen Schwimmwinkel zweier10 schematically shows a float with weighting; Fig. 11 - the scale of the float of Fig. 10; 12 shows an example of the respective sideslip angles of two

Schwimmer bei gleichgroßen Dichteänderungen; Fig. 13 eine Ausführungsform zweier Schwimmer und die resultierende Dichteskala;Swimmers with equally large changes in density; 13 shows an embodiment of two floats and the resulting density scale;

Fig. 14 und 15 Einzelheiten der Ausführungsform nach Fig.13; Fig. 16 typische Ausdehnungskurven in vereinfachter Form; Fig. 17 den Temperaturfehler bekannter Dichtemesser entsprechend Fig. 16;
Fig. 18 für die Erfindung Ausdehnungskurven analog zu
14 and 15 details of the embodiment according to FIG. 13; 16 shows typical expansion curves in a simplified form; FIG. 17 shows the temperature error of known densitometers corresponding to FIG. 16; FIG.
18 for the invention expansion curves analogous to

Fig. 16;
Fig. 19a und 19b den entsprechenden Temperaturfehler für
Fig. 16;
19a and 19b show the corresponding temperature error for

eine Form der Erfindung;
Firj. 20 eine Alternative zu Fig. 18; Fig. 31a und 21b den entsprechenden Temperaturfehler für
one form of the invention;
Firj. 20 shows an alternative to FIG. 18; 31a and 21b show the corresponding temperature error for

eine zweite Form der Erfindung; Fig. 22 eine weitere Alternative zu Fig. 18; Fig. 23a und 23b den entsprechenden Temperaturfehler ina second form of the invention; 22 shows a further alternative to FIG. 18; 23a and 23b show the corresponding temperature error in

einer idealen Form der Erfindung; Fig. 24a eine Ausführungsform eines Schwimmers ähnlich Fig.15.an ideal form of the invention; FIG. 24a shows an embodiment of a float similar to FIG. 15.

aber mit einer Beschwerung niedriger Dichte;but with a low density weighting;

Fig. 24b und 24c Ausführungsformen analog zu Fig. 24a, aber mit anderer Befestigung der ß'eschwerung niedriger Dichte;FIGS. 24b and 24c show embodiments analogous to FIG. 24a, but with a different attachment of the weighting lower Density;

Fig. 25 den Temperaturfehler in einer Anwendung mit wirklichen Materialien;25 shows the temperature error in an application with real Materials;

Fig. 26 einen tragbaren Dichtemesser.Figure 26 shows a portable densitometer.

Um die Temperatureffekte anschaulicher darzustellen, kann man vereinfachend annehmen, daß die Wärmeausdehnung der Materialien eine lineare Funktion der Temperaturänderung ist. Demnach werden die Wärmeausdehnungskurven einer typischen Flüssigkeit zu Geraden - wie in Fig. 1 dargestellt -, wo die Flüssigkeitsdichte von einem Minimum ο . mit einerTo illustrate the temperature effects more clearly, simplistically assume that the thermal expansion of the materials is a linear function of temperature change. Accordingly, the thermal expansion curves become a typical one Liquid to straight lines - as shown in Fig. 1 - where the liquid density from a minimum ο. with a

Wärmeausdehnung -y- (<?„·) bis zu einem Maximum ο . mit; einer Wärmeausdehnung τ^(<?, -, ,) angenommen wird. Di'-- V.'irrn<>-Thermal expansion -y- (<? „·) Up to a maximum ο. with; a thermal expansion τ ^ (<?, -,,) is assumed. Di '- V.'irrn <> -

Li maxLi max

ausdehnungskurven dazwischen Liegender Flüssi.gke i t.:::.d i-1Mt.en verteilen sich zwischen diesen Extremen. Die Wärmeaur.dehnungs-kurve eines Araometermaterials, das der Ausdehnung der Flüssigkeit am besten entspricht, und so die bestmögliche Temperaturkompensation ergibt, ist durch Kurve 1 dargestellt. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist eine vollständige Temperaturkompensation nur in der Mitte des Dichtebereichs gegeben, so daß bei extremen Temperaturen und Dichten, 2, 3,4 und 5, ein Temperaturfehler unvermeidbar ist. Der Temperaturfehler ergibt sich offensichtlich aus den Ausdehnungs-Unterschieden zwischen Flüssigkeit und Aräometer bei einer gegebenen Temperatur und Dichte. Seine Größe kann die Zuverlässigkeit des Instruments wesentlich beeinträchtigen. Die Erfindung ermöglicht die Korrektur dieser Temperaturfehler.Expansion curves in between Lying liquids i t.:::.d i- 1 Mt.en are distributed between these extremes. The thermal expansion curve of an aerometer material, which corresponds best to the expansion of the liquid and thus results in the best possible temperature compensation, is shown by curve 1. As can be seen from FIG. 1, a complete temperature compensation is only given in the middle of the density range, so that at extreme temperatures and densities, 2, 3, 4 and 5, a temperature error is unavoidable. The temperature error obviously results from the differences in expansion between the liquid and the hydrometer at a given temperature and density. Its size can significantly affect the reliability of the instrument. The invention enables these temperature errors to be corrected.

In Fig. 2 ist das gesamte Volumen des Aräometers in drei wesentliche Teile unterteilt; das Körpervolumen Va, das den Aräometerkörper bis zur untersten Grenze der Dichteskala umfaßt; das Skalenvolumen Vb, zwischen der untersten und der obersten Grenze der Dichteskala; und das Spindelvolumen Vc, das verbleibende Volumen oberhalb der obersten Grenze der Dichteskala. Wenn das Aräometer in einer Flüssigkeit mit der größten zu messenden Dichte schwimmt, taucht nur das Volumen Va in die Flüssigkeit ein. Wenn das Aräometer in einer Flüssigkeit mit der kleinsten zu messenden Dichte schwimmt, taucht sowohl Volumen Va als auch Volumen Vb in die Flüssigkeit ein. Volumen Vc ist erforderlich, um das Ablesen der Skala bei geringen Dichten zu ermöglichen und, wie später erläutert wird, dient seine Größe dazu, die Masse des Aräometers so zu bestimmen, daß die Volumina Va und Vb genau bemessen werden können.In Fig. 2 the total volume of the hydrometer is divided into three essential parts; the body volume Va that denotes the Includes hydrometer body to the lowest limit of the density scale; the scale volume Vb, between the lowest and the uppermost limit of the density scale; and the spindle volume Vc, the remaining volume above the uppermost limit of the density scale. If the hydrometer is in a liquid with of the highest density to be measured floats, only the volume Va is immersed in the liquid. If the hydrometer is in a liquid with the lowest density to be measured floats, both volume Va and volume Vb are immersed in the liquid. Volume Vc is required to enable reading of the scale at low densities and, as will be explained later, its size is used to determine the mass of the hydrometer so that the volumes Va and Vb can be measured precisely.

Offensichtlich kann die Skala eines solchen Gerätes in verschiedenen Einheiten kalibriert sein (z.B. in Einheiten dor Konzentration, wenn die Dichte einer Losunq von ihrer Konzentration abhängt), da dies jedoch nur ein Gestaltungsmittel ist, wird hier nur von der Flüssigkeitsdichte gespro-Obviously, the scale of such a device can be in different Units must be calibrated (e.g. in units of concentration, if the density of a solution depends on its concentration depends), but since this is only a design element, we are only talking about the density of the liquid.

chen, denn nur diese wird mit solchen Geräten gemessen.because only this is measured with such devices.

Nach der Erfindung besteht das Volumen Va aus einem Material oder einer Materialkombination derart, daß die Wärmeausdehnung von Volumen Va der der Flüssigkeit mit der Größten zu messenden Dichte im wesentlichen gleich ist. Gleich zeitig besteht Volumen Vb aus einem Material oder einer Matorialkombination derart, daß die Wärmeausdehnung der Volumina Va und Vb zusammengenommen der der Flüssigkeit mit der kleinsten zu messenden Dichte im wesentlichen gleich ist. Mit den vorher eingeführten Ausdrücken für Wärmeausdehnung, und wenn man die Ausdehnung des Volumens Va einfach =£- schreibt und die des Volumens Vb entsprechend τ—, sind die genannten Bedingungen dann erfüllt, wenn:According to the invention, the volume Va consists of a material or a combination of materials such that the thermal expansion of volume Va is essentially the same as that of the liquid with the greatest density to be measured. At the same time volume Vb consists of a material or a matorial combination such that the thermal expansion of the volumes Va and Vb taken together is essentially the same as that of the liquid with the smallest density to be measured. With the previously introduced expressions for thermal expansion, and if one writes the expansion of the volume Va simply = £ - and that of the volume Vb corresponding to τ-, the mentioned conditions are fulfilled if:

ν ~ + Vb Δ^ ν ~ + Vb Δ ^

Fig. 3 zeigt die entsprechende Wärmeausdehnungskurve 6 für Volumen Va und Kurve 7 für die Volumina Va und Vb zusammen und im Vergleich dazu die Wärmeausdehnungskurven der Flüssigkeit wie in Fig. 1. Aufgrund der Übereinstimmung der Wärmeaur.dehnungskurven, sowohl bei größter als auch bei kleinster Dichte, werden Temperaturfehler vermieden.' Bei dazwischenliegenden Dichten ergibt sich die Ausdehnung des Aräometers aus dem Verhältnis zwischen Volumen Va und dem in der Flüssigkeit eingetauchten Teil des Volumens Vb, so daß die Ausdehnung des Aräometers sich mit der Flüssigkeitsdichte proportional ändert. Da die Wärmeausdehnung der Flüssigkeit sich ebenfalls etwa proportional mit der Dichte ändert, ist bei allen Dichten die Ausdehnung des Aräometers der der Flüssigkeit im wesentlichen gleich, so daß im gesamten Meßbereich des Instruments Temperaturfehler vermieden werden.Fig. 3 shows the corresponding thermal expansion curve 6 for Volume Va and curve 7 for the volumes Va and Vb together and, in comparison, the thermal expansion curves of the liquid as in Fig. 1. Due to the correspondence of the thermal expansion curves, Temperature errors are avoided at both the highest and lowest densities. ' In between Density results from the expansion of the hydrometer from the ratio between volume Va and that in the liquid submerged part of the volume Vb, so that the expansion of the hydrometer is proportional to the density of the liquid changes. Since the thermal expansion of the liquid also changes roughly proportionally with the density, is at all densities the expansion of the hydrometer is essentially the same as that of the liquid, so that in the entire measuring range temperature errors of the instrument can be avoided.

Fig. 4a und 4b zeigen beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung in Gestalt eines aus zwei verschiedenen Kunststoffen hergestellten Aräometers. Volumen Vb besteht ausFIGS. 4a and 4b show, for example, an embodiment of the invention in the form of one made of two different plastics manufactured hydrometers. Volume Vb consists of

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einem Material 9, während Volumen Va aus dem Material 9 und einem Material 8 zusammengesetzt int. D<i fin ΛΚίοπκ·- ter nicht notwendig einen l·reisFörmigen Querschnitt haben muß, kann der Querschnitt von Volumen Va wie in Fig. 4b gestaltet sein, so daß beide Materialien die Temperatur einer das Aräometer umgebenden Flüssigkeit rasch annehmen können.a material 9, while volume Va is composed of the material 9 and a material 8 int. D <i fin ΛΚίοπκ · - they do not necessarily have a rice-shaped cross-section must, the cross-section of volume Va can be designed as in Fig. 4b, so that both materials the temperature can quickly accept a liquid surrounding the hydrometer.

Um eine vollständige Temperaturkompensation in einer wie vorher beschriebenen Flüssigkeit zu bewirken, sollte die Wärmeausdehnung von Material 8 größer als die der größten zu messenden Flüssigkeitsdichte sein, während die Wärmeausdehnung von Material 9 kleiner sein sollte als die der kleinsten zu messenden Flür.sigkeitsdichte. Dien ist in Fig. 5 gezeigt, wo die Kurve 8 die Wärmeausdehnung der; Materials 8 darstellt und die Kurve 9 die Wärmeausdehnung des Materials 9. Bei der größten zu messenden Flüssigkeitsdichte ist nur Volumen Va eingetaucht, und es soll zu 65% aus Material 8 und zu 35% aus Material 9 bestehen. Die Ausdehnung von Volumen Va würde somit in diesem Verhältnis zwischen Kurve 8 und Kurve 9 liegen, wie Kurve 10 zeigt. Bei der kleinsten zu messenden Flüssigkeitsdichte ist sowohl Volumen Va als auch Volumen Vb eingetaucht, und da Vb nur aus Material 9 besteht, bestünde das eingetauchte Volumen nun zu 40% aus Material 8 und zu 60% aus Material 9. Hier wiederum hätte das eingetauchte Volumen eine Wärmeausdehnung, welche diesem Verhältnis entspricht, wie Kurve 11 zeigt. Offensichtlich erzielt man ähnil iche Ergebni use, wenn andere Materialien mit anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten unter anderen Verhältnissen zweckmäßig kombiniert werden.In order to achieve complete temperature compensation in a liquid as previously described, the thermal expansion of material 8 should be greater than that of the largest liquid density to be measured, while the thermal expansion of material 9 should be smaller than that of the smallest liquid density to be measured. Dien is shown in Fig. 5, where curve 8 shows the thermal expansion of the; Material 8 represents and curve 9 shows the thermal expansion of material 9. At the highest liquid density to be measured, only volume Va is immersed, and it should consist of 65% material 8 and 35% material 9. The expansion of volume Va would thus lie in this relationship between curve 8 and curve 9, as curve 10 shows. At the smallest liquid density to be measured, both volume Va and volume Vb are immersed, and since Vb consists only of material 9, the immersed volume would now consist of 40% material 8 and 60% material 9. Here again the immersed volume would be a thermal expansion which corresponds to this ratio, as curve 11 shows. Obviously made use one ähnil cozy Ergebni if other materials with different thermal expansion coefficients are combined appropriately under other circumstances.

Es wurde gesagt, daß die linearisierten Ausdehnungskurven der Beispiele die Eigenschaften wirklicher Materialien vereinfacht darstellen. Die Schlüsse aus den Beispielen sind jedoch von'der Linearität der Wärmeausdehnung unabhängig. In der Praxis zeigt es sich, daß die Ausdehnungskurven vieler Aräometermaterdalien den Ausdehnungskurven der meisten wäßrigen Lösungen ähnlich sind. In beiden Fällen zeigt sichThe linearized expansion curves of the examples have been said to simplify the properties of real materials represent. The conclusions from the examples are, however, independent of the linearity of the thermal expansion. In practice it has been found that the expansion curves of many areometer materials match the expansion curves of most aqueous solutions are similar. In both cases it shows

eine Zunahme der Ausdehnungskoeffizienten mit steigender Temperatur. Wegen dieser Übereinstimmung kann eine Vielzahl von Materialien gemäß den hier beschriebenen Prinzipien zur Verwendung mit den verschiedensten Flüssigkeiten kombiniert werden.an increase in the expansion coefficient with increasing Temperature. Because of this correspondence, a variety of materials can be made according to the principles described herein can be combined for use with a wide variety of liquids.

Es ist offensichtlich, daß in der praktischen Anwendung der Erfindung die wirksame Größe der Volumina Va und Vb von der tatsächlichen Eintauchtiefe des Aräometers abhängt. Da die jeweilige Eintauchtiefe ebenfalls durch die Masse des Aräometers bestimmt wird, muß diese im voraus genau bemessen sein. Zunächst scheint es, daß die Masse des Aräometers durch eine einfache Auftriebsrechnung bestimmt werden könnte, z.B.: M = Va *<? = (Va+Vb )·«>-.It is obvious that in practical use According to the invention, the effective size of the volumes Va and Vb depends on the actual immersion depth of the hydrometer. Since the respective immersion depth is also determined by the mass of the hydrometer, this must be done in advance be precisely measured. At first it seems that the mass of the hydrometer is determined by a simple calculation of buoyancy could be, e.g .: M = Va * <? = (Va + Vb) · «> -.

IlLelΛ. JlL J_ IiIlLelΛ. JlL J_ II

Jn Wirklichkeit jedoch bewirkt die Oberflächenspannung der Flüssigkeit eine Zunahme der Eintauchtiefe, wodurch eine nicht vermach lässigbare Änderung der Volumenverhältnisr;e eintritt.. Aus diesem Grunde ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, einen hinreichend genauen Ausgleich für den Kapillaritätseffekt zu schaffen, so daß das Aräometer mit den vorherbestimmten Eintauchtiefen schwimmt.In reality, however, the surface tension causes the Liquid an increase in the immersion depth, creating a non-negligible change in the volume ratio; e occurs .. For this reason, it is a further object of the invention to provide a sufficiently precise compensation for the capillarity effect to create so that the hydrometer swims with the predetermined immersion depths.

In einer Flüssigkeit mit der Oberflächenspannung ϋ kann man die durch Kapillarität bewirkte zusätzliche Eintauchung des Aräometers mit guter Annäherung berechnen aus ZId = , wo C den Umfang und A die Fläche des Aräometer-Querschnitts an der Flüssigkeits-Oberfläche bedeutet. Da Ad eine Funktion der (veränderlichen) Flüssigkeitsdichte ist, wäre es jedoch hier bequemer anzunehmen, daß die zusätzliche Eintauchung auf einer scheinbaren Massenzunahme beruht, und die scheinbare zusätzliche Masse mit AK - ίίψ- zu berechnen. Dies kann man sich als die Flüssigkeits-Masse vorstellen, die durch Kapillarität, über die freie Oberfläche der Flüssigkeit gehoben wird. Zum Zwecke der Auftriebsberechnung wird dann die Gesamtmasse des Aräometers M = Ma + Mb + Mc + —-, worin Ma, Mb und Mc die Massen der Volumina Va, "Vb und Vc bedeuten. Damit die Vorteile der Erfindung in praktischenIn a liquid with surface tension ϋ , the additional immersion of the hydrometer caused by capillarity can be calculated with a good approximation from ZId =, where C is the circumference and A is the area of the hydrometer cross-section on the surface of the liquid. Since Ad is a function of the (variable) liquid density, it would be more convenient to assume here that the additional immersion is based on an apparent increase in mass, and to calculate the apparent additional mass with AK - ίί ψ-. This can be thought of as the mass of liquid that is lifted by capillarity over the free surface of the liquid. For the purpose of the buoyancy calculation, the total mass of the hydrometer is then M = Ma + Mb + Mc + -, where Ma, Mb and Mc mean the masses of the volumes Va, "Vb and Vc. Thus the advantages of the invention in practical

Anwendungen voll wirksam werden, besteht das Aräometer nach der Erfindung also des weiteren aus einem Spindelvolumen Vc aus Material der Dichte qc, das so bemessen ist, daßApplications are fully effective, the hydrometer according to the invention also consists of a spindle volume Vc made of material of density qc, which is dimensioned so that

Va - [Va · ρ -Ma-Mb- —] ·" — [3] Va - [Va · ρ -Ma-Mb- -] · "- [3]

v max g ' pe L J v max g ' pe LJ

Es wurde gesagt, daß solche Aräometer sowoh] mit al:-; auch ohne Beschwerung sein können. Bei den ersteren ist die Pichte der Materialien meist nicht kritisch, da die Gesamtmasse des Aräometers durch die Beschwerung bestimmt werden kann. Bei den letzteren wäre die Gesamtmasse durch die Bemessung des Volumens Vc in Übereinstimmung mit Gleichung (3) zu bestimmen. Der Umfang dieses Mittels ist jedoch dadurch begrenzt, daß, wenn das Volumen Vc zunehmend vergrößert würde, ein Aräometer«ohne Beschwerung zunehmend kopflastig werden und einen zunehmenden Reibungswiderstand in seiner Führung erfahren würde. (Das Volumen Vc muß eine gewisse Mindestgröße haben, damit in Flüssigkeiten geringer Dichte da:;· Aräometer nicht versehentlich ganz eintaucht.)It has been said that such hydrometers are] with al: -; can also be without weighting. The former is the duty the materials are usually not critical, since the total mass of the hydrometer can be determined by the weight. In the case of the latter, the total mass would be due to the design of the volume Vc in accordance with equation (3). However, the scope of this remedy is limited by that if the volume Vc were increasingly increased, a hydrometer would become increasingly top-heavy without being weighed down and would experience an increasing frictional resistance in its guidance. (The volume Vc must have a certain minimum size so that in liquids of low density there are:; · hydrometers not accidentally immersed completely.)

In solchen Fällen wäre die Dichte der Aräometer-Materialien kritisch und es bleibt zu zeigen, daß die dargelegten Prinzipien unter strengen Bedingungen - wo die verwendeten Materialien die Anforderungen an Wärmeausdehnung und Dichte gleichzeitig erfüllen müssen - mit wirklichen F] iinsigkeiten anwendbar sind.In such cases the density of the hydrometer materials would be critical and it remains to be demonstrated that the principles set out under strict conditions - where the materials used meet the requirements for thermal expansion and density at the same time must meet - applicable with real fluency are.

Ein typisches Beispiel wäre die Dichtemessung von wäßrigen Schwefelsäurelösungen, bei denen wegen der Aggressivität der Flüssigkeit die Verwendung einer metallischen Beschwerung zu vermeiden wäre. Dichtemessungen mit Glasaräometern unterliegen großen Temperaturfehlern, aber unbeschwerte Aräometer aus Polystyrol können verwendet werden, denn dieses Material hat eine größere Wärmeausdehnung, eine geeignete Dichte und eine ausreichende Chemikalienbeständigkeit. Der meistverwendete Dichtebereich reicht von 1100 kg/m bis zu 1300 kg/πΓ , und Fig. 6a zeigt maßstäblich ein hierfür passendes Aräometer mit Pichte 1050 kg/m au π Po l.ynt yro] . }·,':; i:;l ersieh! lieh, daß das Volumen Vc gerade groß genug ist, um das AräometerA typical example would be the density measurement of aqueous sulfuric acid solutions, where because of the aggressiveness of the Liquid the use of a metallic weight would be avoided. Density measurements with glass hydrometers are subject large temperature errors, but carefree hydrometers made of polystyrene can be used because this material has greater thermal expansion, suitable density and sufficient chemical resistance. The most used Density ranges from 1100 kg / m up to 1300 kg / πΓ, and 6a shows, to scale, a hydrometer suitable for this purpose with a density of 1050 kg / m au π Po l.ynt yro]. } ·, ':; i:; l see! lent, that the volume Vc is just large enough to accommodate the hydrometer

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bei der geringsten Flüssigkeitsdichte funktionieren zu lassen; jedoch wurden leichtere Materialien (z.B. Polyolefine) . ein viel größeres Volumen Vc benötigen - wie Kontour 12 zeigt - und wären aus dem obengenannten Grund nicht brauchbar. . Fig. 6a zeigt somit ein nach dem Stand der Technik optimales Aräometer für diesen Fall.to function at the least liquid density; however, lighter materials (e.g. polyolefins) . need a much larger volume Vc - like contour 12 shows - and would not be useful for the above reason. . 6a thus shows an optimal one according to the prior art Hydrometers for this case.

Fig. 6b zeigt im gleichen Maßstab eine Ausführungsform nach der Erfindung für diesen Fall, wobei die Volumina Va und Vb mit denen der Fig. 6a identisch sind. Hier ist Volumen Vb und Vc aus SAN (Styrolacrylnitril) Copolymer mit Dichte 1080 kg/m , während Volumen Va aus 53% SAN und 47% Polyäthylen mit der Dichte 917 kg/m besteht. Es ist ersichtlich, daß das Volumen Vc eine zweckmäßige Größe hat und somit, daß dir· pe Materialien die Anforderungen an die Dichte voll er-Cij I lon.Fig. 6b shows an embodiment according to on the same scale of the invention for this case, the volumes Va and Vb being identical to those of FIG. 6a. Here is volume Vb and Vc from SAN (styrene acrylonitrile) copolymer with density 1080 kg / m, while volume Va from 53% SAN and 47% polyethylene with a density of 917 kg / m. It can be seen that the volume Vc is of a suitable size and thus that dir · pe materials meet the requirements for density fully er-Cij I lon.

Ki<j. 7 /.(»igf. die Temperai.ur fehler der beiden Aräometer Fig. 6d und 6b in Prozent der angezeigten Dichte, wenn man Flüssigkeits-Temperaturen von 10 bis 60 C annimmt. Obwohl der Temperaturfehler des Aräometers in Fig. 6a geringer ist als der eines Glasaräometers, erstreckt er sich von ca. -0,8% bei 10°C (Kurve 13) bis +0,8% bei 60°C (Kurve 14).' Die entsprechenden Kurven 15 und 16 für das Aräometer Fig. 6b zeigen einen Temperaturfehler nirgends größep als 0,2%; also eine Verbesserung der Temperaturkompensation um den FaktorKi <j. The temperature error of the two hydrometers Fig. 6d and 6b as a percentage of the indicated density, assuming liquid temperatures of 10 to 60 C. Although the temperature error of the hydrometer in Fig. 6a is less than that of a glass areometer, it extends from approx. -0.8% at 10 ° C (curve 13) to + 0.8% at 60 ° C (curve 14). The corresponding curves 15 and 16 for the hydrometer Fig. 6b show a temperature fault nowhere größep than - 0.2%, so an improvement of temperature compensation by a factor of

Fig. 6b zoigt die einfachste orfindungsgemäße AusfUhrungsform, nämlich ein Aräometer ohne Beschwerung und bestehend aus nur zwei Materialien. In Fällen, wo die Anforderungen an die Temperaturkompensation besonders streng sind, werden erfindungsgemäß mehr als zwei Materialien so kombiniert, daß die Ausdehnung des Aräometers noch besser mit der Ausdehnung der Flüssigkeit übereinstimmt. Beispielsweise zeigt Fig. 8 die Wärmeausdehnungskurven einer Flüssigkeit, wobei die Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizients der Änderung der Dichte nicht proportional ist, derart, daß mit abnehmender Dichte die Abnahme der Wärmeausdehnung sich be-Fig. 6b shows the simplest embodiment according to the invention, namely a hydrometer without weight and consisting of only two materials. In cases where the requirements the temperature compensation are particularly strict, more than two materials are combined according to the invention in such a way that that the expansion of the hydrometer corresponds even better to the expansion of the liquid. For example Fig. 8 shows the thermal expansion curves of a liquid, the change in the coefficient of thermal expansion of the change is not proportional to the density, so that with decreasing density the decrease in thermal expansion is

schleunigt. Für diesen Fall zeigt Fig. 9 eine Verkörperung der Erfindung, wo das Volumen Vb aus einer Kombination eim-s Materials 17 mit einem Material 18 besteht. Damit die Wärmeausdehnung des Aräometers nach Fig. 9 mit der der Flüssigkeit in Fig. 8 übereinstimmt, ist der Ausdehnungskoeffizient des Materials 18 kleiner als der des Materials 17,
so daß die Ausdehnung des eingetauchten Volumens des Aräometers mit abnehmender Flüs ;igkeitsdichte ebenfalls bei-.rhlpunigt abnimmt.
accelerates. For this case, FIG. 9 shows an embodiment of the invention, where the volume Vb consists of a combination of a material 17 with a material 18. So that the thermal expansion of the hydrometer according to FIG. 9 corresponds to that of the liquid in FIG. 8, the expansion coefficient of the material 18 is smaller than that of the material 17,
so that the expansion of the submerged volume of the hydrometer also decreases with decreasing liquid density at-.

Über Dichte-Meßvorrichtungen der vorliegenden Gattung gibt
es kaum Literatur und, da ein Verständnis ihres Funktionsprinzips in der nachfolgenden Beschreibung vorausgesetzt wird,
soll dieses Prinzip mit B'Szug auf Fig. 10 kurz erläutert werden
There are density measuring devices of the present type
there is hardly any literature and, since an understanding of its functional principle is assumed in the following description,
this principle is to be explained briefly with B'Szug on FIG

Ein solcher dichteempfindLioher Schwimmer besteht au:-, einem drehbar gelagerten Auftriebskörper mit einer Beschwerung derart, daß die folgenden Kriterien innerhalb des gesamten Meßbereichs gelten:Such a density-sensitive swimmer consists of: -, a rotatably mounted buoyancy body with a weighting such that the following criteria within the entire measuring range are valid:

1. Die radiale Verbindung zwischen Drehpunkt und Auftriebsschwerpunkt bildet mit der Horizontale einen höheren Winkel als die radiale Verbindung zwischen Drehpunkt und Gewichtsschwerpunkt, d.h. der Schwimmer ist hydrostatisch stabil;1. The radial connection between the fulcrum and the center of lift forms a higher angle with the horizontal as the radial connection between the pivot point and the center of gravity, i.e. the float is hydrostatically stable;

2. Die Dichte der Flüssigkeit (die gemessen werden soll) i:;t größer als die Dichte des Auftriebskörpers und kleiner als
die Dichte der Beschwerung, d.h. bei einer Flüssigkeitsdichte 9, einer Dichte des Auftriebskörpers ς . und einer Dichte der Beschwerung 9 , gilt folgende Ungleichung für alle Werte
2. The density of the liquid (to be measured) i:; t greater than the density of the float and less than
the density of the loading, ie with a liquid density 9, a density of the float ς. and a density of the weight 9, the following inequality holds for all values

Die Geometrie eines solchen Schwimmers zeigt Fig. 10, wo die radiale Verbindung zwischen Drehpunkt und Auftriebsschwerpunkt mit der Horizontale einen Winkel <x bildet und von der Verbindung zwischen Drehpunkt und Gewichtsschwerpunkt durch den Winkel ß getrennt ist. Ist das Volumen des Auftriebskörpers V_ mit dem Auftriebsschwerpunkt im radialen Abstand A vom Drehpunkt, und das Volumen der Beschwerung V, mit dem Gewichtsschwerpunkt im radialen Abstand B vom Drehpunkt, soThe geometry of such a float is shown in FIG. 10, where the radial connection between the center of rotation and the center of lift with the horizontal forms an angle <x and from the Connection between the pivot point and the center of gravity is separated by the angle ß. Is the volume of the buoyancy body V_ with the center of gravity in the radial distance A from the fulcrum, and the volume of the weight V, with the Center of gravity at the radial distance B from the pivot point, see above

ist das Drehmoment des Schwimmers:is the torque of the float:

M = p [V A cos cc + V.B cos (cc - 3)] - ρ V A cos et - p.V.B cos ία - β), fl) M = p [VA cos cc + VB cos (cc - 3)] - ρ VA cos et - pVB cos ία - β), fl)

α O 3 3 Ö Öα O 3 3 Ö Ö

Taucht ein solcher Schwimmer in eine Flüssigkeit ein, so rotiert er, bis das Drehmoment- Null ist. Je höher die relative Dichte der Flüssigkeit, um so höher (mehr positiv) ist der Winkel«. Dies ist ein stabiler Zustand, wobei:If such a float is immersed in a liquid, it rotates until the torque is zero. The higher the relative Density of the liquid, the higher (more positive) is the angle «. This is a steady state where:

(p - P } V A cos <x = Cp, - p) VJB cos ία - a) [2.](p - P} VA cos <x = Cp, - p) VJB cos ία - a) [2.]

Der Schwimmwinkel bei einer gegebenen Flüssigkeitsdichte läßt sich mit einer Umordnung von (2) berechnen, worin die Schwimmer, geometrie mit dem ersten Ausdruck, das Verhältnis der Dichten mit dem zweiten Ausdruck und die entsprechenden Winkel mit dem dritten Ausdruck beschrieben werden:The slip angle for a given liquid density can be calculated with a rearrangement of (2), where the swimmers, geometry with the first expression, the ratio of the densities with the second expression and the corresponding angles with the third expression can be described:

V1B p, - a
b # vbv _ cos cc r,-
V 1 B p, - a
b # v b v _ cos cc r, -

VA ρ - ρ cos (α - β ) VA ρ - ρ cos (α - β)

3 3 3 3

Die verwendeten Bezeichnungen für Länge, Volumen und Dichte gelten bei einer gegebenen Bezugstemperatur. Nachfolgend werden die Auswirkungen auf Dichtemessungen betrachtet, die bei Temperaturen verschieden von der Bezugstemperatur gemacht werden, und es iiJt offensichtlich, daß diese Größen alle durch die Wärmeausdehnung beeinflußt werden. Bei der Betrachtung von Materialien, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten mit der Temperatur veränderlich sind, kann man die Wärmeausdehnung als das Verhältnis, zwischen einer Länge 1, gemessen bei der Bezugstemperatur T, und der Änderung dieser Länge Jl bei einer anderen Temperatur θ ausdrücken.The terms used for length, volume and density apply at a given reference temperature. The following will consider the effects on density measurements made at temperatures different from the reference temperature, and it will be apparent that these quantities are all affected by thermal expansion. When considering materials whose coefficients of thermal expansion vary with temperature, the thermal expansion can be expressed as the ratio between a length 1, measured at the reference temperature T, and the change in this length Jl at another temperature θ.

Bei der Temperatur θ ist demnach jede Bezugstemperatur-Länge um den Faktor 1 + verändert, und die veränderte· Länge ist 1-, - 1(1 + —) . Da Δ1 klein ist, kann man die entsprechende VoJumenänderung mit 3-41 annehmen. So wird aus dem Bezugst r-mper.i Iu r—Vo'l uraen V ein ent: prechend verändertes Volumen V0 - V(1 ι ;j 4^·)· Diese Volumenänderung bedingt offensicht-At the temperature θ, each reference temperature length is therefore changed by a factor of 1 + - , and the changed length is 1-, - 1 (1 + -). Since Δ1 is small, the corresponding change in volume can be assumed to be 3-41. The reference r-mper.i Iu r-Vo'l uraen V becomes a correspondingly changed volume V 0 - V (1 ι; j 4 ^ ·)

lieh eine inverse Dichteänderung, so daß qa** "T~2T 'borrowed an inverse change in density such that q a ** "T ~ 2T '

Wird die Wärmeausdehnung des Auftriebskörpers einfach mitThe thermal expansion of the float is easy with

/la./ la.

-~- bezeichnet und die Wä'rmeausdehnung der Beschwerung entsprechend mit ^ς~ , und werden dje vorgenannten Ausdrücke für die geänderten Längen, Volumina und Dichten in Gleichung (i) eingeführt, so kann man den Schwimmwinkel in einer Flüssigkeit mit der Dichte q& bei der Temperatur 9 berechnen mit: - ~ - and the thermal expansion of the weight is correspondingly indicated by ^ ς ~, and if the aforementioned expressions for the changed lengths, volumes and densities are introduced into equation (i), then the float angle in a liquid with the density q & at temperature 9 calculate with:

VaA pa (1 - 3 —) - ρ cos (et - ß) V a A p a (1 - 3 -) - ρ cos (et - ß)

9 3 3 9 3 3

Diese Gleichung ist ähnlich Gleichung (3), und die Tatsache, daß der erste "Ausdruck beider Gleichungen derselbe ist, ist typisch für Schwimmer, bei denen - nach der bisherigen Praxis - die Beschwerung an dem Auftriebskörper befestigt ist. In diesem Falle werden die Längen A und B allein durch die Wärmeausdehnung des Auftriebskörpers bestimmt, so daß ihre Ändurung proportional und auf die Wa'riiHedUiJdcJinunrjij-ch.jrakteristik des Schwimmers ohne Einfluß ist.This equation is similar to Equation (3), and the fact that the first "term" of both equations is the same is typical for swimmers, where - according to previous practice - the weight is attached to the float. In this case, the lengths A and B are determined solely by the thermal expansion of the float, so that their Change proportionally and on the Wa'riiHedUiJdcJinunrjij-ch.jrakteristik of the swimmer is without influence.

Da es ein Ziel der Erfindung ist, Temperaturfehler besser als bisher zu korrigieren, werden hernach neue Bauarten zur Beeinflussung der Wärmeausdehnungs-Charakteristik des Schwimmers vorgeschlagen. Hierzu ist es notwendig, den Begriff eines "Befestigungsradius" einzuführen; dies ist der Abstand R.As an object of the invention, temperature errors better than To be corrected so far, new designs for influencing the thermal expansion characteristics of the float will be introduced suggested. For this it is necessary to introduce the concept of a "fastening radius"; this is the distance R.

zwischen Drehpunkt des Schwimmers und festem Anbringungspunkt des Auftriebskörpers, bzw. der entsprechende Abstand R für die Beschwerung. Durch Einführung dieser Ausdrücke wird die für die Gleichung (4) gemachte Einschränkung aufgehoben, so daß Wärmeausdehnungseffekte in Schwimmern jeglicher Bauart, beschrieben werden mit:between the pivot point of the float and the fixed point of attachment of the float, or the corresponding distance R for the weight. The introduction of these expressions removes the restriction made for equation (4), see above that thermal expansion effects in floats of all types are described with:

++ 11 n (1 +n (1 + V V coscos

T5 ""T5 ""

VaA fl + T + T [τ~ - -a~]) 0B fl + *rJ " Pa COS V a A fl + T + T [ τ ~ - -a ~ ]) 0 B fl + * r J " P a COS

IZIZ

Bei der Bezugstemperatur kann man mit Gleichung (3) die Schwimwinkel eines typischen Schwimmers für gleiche Inkremente der Klüsr.igkpj tsdichte errechnen und wie in Fig. 11 aufzeichnen. Hüir· zeugt es sich, daß gleich«! Dichteinkremente sehr ungleichen Winkelinkrementen entsprechen, und daß dieser Mangel an Linearität den praktisch verwendbaren Skalenumfang auf etwa 80° begrenzt. Dies ist eine Eigenschaft solcher Geräte, und so kann eine annehmbare Linearität der Dichteskala nur durch Einschränkung des Skalenumfangs - d.h. durch Verkleinerung des Meßbereichs oder der Teilungsabstände - erreicht werden.At the reference temperature, equation (3) can be used to calculate the swimming angle Calculate a typical float for equal increments of the Klüsr.igkpj t density and record as in Fig. 11. Hüir · it is evident that soon «! Density increments very unequal Angle increments correspond, and that this lack of linearity the practically usable scale range to about 80 ° limited. This is a property of such devices, and so an acceptable linearity of the density scale can only be achieved through Limitation of the scale range - i.e. by reducing the Measuring range or the division distances - can be achieved.

Als ein Beispiel einer Eigenschaft der Erfindung zeigt Fig. die Winkelskalen 19 und 20, die gleichen Inkrementen der Flüssigkeitsdichte (zwischen 1020 und 1080 kg/m ) entsprechen. Skala 19 gilt für Schwimmer 19, der offensichtlich so beschaffon int, daß er im unteren Teil, des Dichtebereichs relativ große Winkelinkremente aufweist, während Skala 20 für Schwimmer 20 gilt, der umgekehrt beschaffen ist. Da der Bereich der größten Winkelinkremente der Bereich der größten Meßgenauigkeit ist, kann man sagen, daß im unteren Dichtebereich der Schwimmer 19 das Meßergebnis überwiegend bestimmt, während im oberen Dichtebereich der Schwimmer 20 überwiegt. Wird auf diese Weise den beiden Schwimmern je die Hälfte des Dichtebereichs zugeordnet, so sieht man, daß jede Hälfte einem Winkelbereich von etwa 80° entspricht (durch unterbrochene Linien angedeutet), worin die Winkelinkremente relativ groß sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trägt einer der Schwimmer eine Dichteskala und der andere einen Index, dessen Stellung an der Skala abgelesen werden kann; ein Konzept, das an sich aus der US-PS 4 136 551 bekannt ist.As an example of a characteristic of the invention, Fig. 3 shows the angular scales 19 and 20, which correspond to equal liquid density increments (between 1020 and 1080 kg / m). Scale 19 applies to swimmers 19, who are obviously designed in such a way that they have relatively large angular increments in the lower part of the density range, while scale 20 applies to swimmers 20, which is designed the other way round. Since the area of the greatest angular increments is the area of greatest measurement accuracy, it can be said that the float 19 predominantly determines the measurement result in the lower density range, while the float 20 predominates in the upper density range. If half of the density range is assigned to each of the two floats in this way, it can be seen that each half corresponds to an angular range of approximately 80 ° (indicated by broken lines), in which the angular increments are relatively large. In a preferred embodiment of the invention, one of the floats carries a density scale and the other an index, the position of which can be read on the scale; a concept that is known per se from US-PS 4 136 55. 1

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform von Schwimmer 10 aus Fig. 12 in der Form eines Skalenteils 21 und eine Ausführungsform von Schwimmer 20 aus Fig. 12 in der Form eines Indexteils 22. Beide Teile sind auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert. Das Skalenteil 21 trägt eine Skala mit Winkelinkre-13 shows an embodiment of float 10 FIG. 12 in the form of a scale part 21 and an embodiment of float 20 from FIG. 12 in the form of an index part 22. Both parts are rotatably mounted on a common axis. The scale part 21 carries a scale with angular increments

menten, die den relativen Stellungen der beiden Teile bei den gegebenen Dichten entsprechen, und diese sind offensichtlich die Summen der Winkelinkremente der einzelnen Teile, wie in Fig. 12 gezeigt. Aus Fig. 13 ist zu ersehen,· daß die Linearität der resultierenden Skala sehr gut ist (auch sehr viel besser als die Linearität der 80°-Skalenhälften von Fig. 12) und weiter, daß der Skalenumfang sich über 210° erstreckt (und somit die Summen der 80°-Skalenhälften um 30% übertrifft). Die Kombination von derart beschaffenen Schwimmern ist daher einer einfachen "additiven" Zusammenstellung zweier Schwimmer deutlich überlegen, sowohl in bezug auf Skalen!inearität alu auch auf Skalenumfang.ments that show the relative positions of the two parts in the given densities, and these are obvious the sums of the angular increments of the individual parts, as in Fig. 12 shown. From FIG. 13 it can be seen that the linearity of the resulting scale is very good (also very much better than the linearity of the 80 ° scale halves of Fig. 12) and further that the scale circumference extends over 210 ° (and thus exceeds the sums of the 80 ° scale halves by 30%). the A combination of floats made in this way is therefore one simple "additive" combination of two swimmers clearly superior, both in terms of scales! inearity alu as well on scale range.

Bei genauer Betrachtung zeigt es sich, daß die Skalenteilung von Fig. 13 um die Skalenmitte symmetrisch ist, und daß di-s aus der Spiegelsymmetrie der Skalen 19 und 20 von Fig. 12 folgt. Offensichtlich sind die Skalenwinkel von Fig. 12 nicht vorgeschrieben (indem man dem gegebenen Dichtebereich einen anderen Winkelbereich zuordnet, ergeben sich andere Winkelinkremente nach Gleichung (3)), noch ist eine Symmetriebeziehung zwischen den Skalen 19 und 20 erforderlich. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Winkelbereich eines jeden Schwimmers so gewählt werden kann, daß die resultierende Skalenteilung im Ganzen <x]ar an einer beliebigen Stelle, symmetrisch oder asymmetrisch, vergrößert oder verkleinert wird.On closer inspection it becomes apparent that the scale division of FIG. 13 is symmetrical about the center of the scale, and that di-s follows from the mirror symmetry of the scales 19 and 20 of FIG. Obviously, the scale angles of FIG. 12 are not prescribed (by assigning a different angle range to the given density range, other angle increments result according to equation (3)), nor is a symmetry relationship required between the scales 19 and 20. A particular advantage can be seen in the fact that the angular range of each swimmer can be selected in such a way that the resulting scale division as a whole <x] ar is enlarged or reduced at any point, symmetrically or asymmetrically.

Fig. 14 zeigt die Ausführungsform des Skalenteils 21 von Fig. 1 3 in Einzelheiten. Wäre dieses Teil eine kreisförmige Platte gleichmäßiger Dicke, so wäre es um den Mittelpunkt hydrostatisch neutral. Besteht das Teil aus einem Auftriebsmaterial, so kann man ein hydrostatisch wirksames Auftriebsvolumen (V ) dadurch schaffen, daß man die PlatteFIG. 14 shows the embodiment of the scale part 21 from FIG Fig. 1 3 in detail. If this part were a circular plate of uniform thickness, it would be around the center hydrostatically neutral. If the part consists of a buoyant material, a hydrostatic one can be used Create buoyancy volume (V) by moving the plate

verdickt, z.B. innerhalb der Fläche 24.thickened, e.g. within area 24.

Der Winkel Qi bezieht sich dann auf die radiale Verbindung des Drehpunkts mit dem Auftriebsschwerpunkt des zusätzlichen Volumens. Anstelle der Verdiekung innerhalb der Fläche .'■] The angle Qi then relates to the radial connection of the pivot point with the center of lift of the additional volume. Instead of the thickening within the surface . '■]

kann man die Plattendicke vermindern - oder die Platte ganz ausschneiden - innerhalb der Fläche 25, welche der Fläche 24 diametral gegenüberliegt. Ein hydrostatisch wirksames Auftriebsvolumen kann man auch dadurch schaffen,· daß man einen Sektor der Platte wegläßt, oder daß bei einer gleichmäßig dicken Platte die Achse 23 außermittig angeordnet wird. In diesem Beispiel wird die Beschwerung 26 an dem Auftriebskörper befestigt, wie es in der bisherigen Praxis üblich ist.the plate thickness can be reduced - or the plate can be cut out completely - within the area 25, which is the area 24 diametrically opposite. A hydrostatically effective buoyancy volume can also be created by · that one Sector of the plate omits, or that in the case of a plate of uniform thickness, the axis 23 is arranged eccentrically. In In this example, the weight 26 on the float attached, as is customary in previous practice.

Fig. 15 zeigt die Ausführungsform des Indexteils 22 von Fig. 1'] in Einzelheiten. Ein Ind<?xteil kann nach den bereits für das Skalenteil beschriebenen Prinzipien ausgeführt werden (z.B. indem man ein kleineres kreisförmiges Teil verwendet, so daß die Skala nicht bedeckt wird). Jedoch ist jedes Volumen, das nicht um den Drehpunkt symmetrisch ist, hydrostatisch wirksam, so daß in diesem Beispiel der Auftriebskörper als Kreissektor mit einem Index 27 ausgeführt ist. Hierbei kann der Index 27 relativ zum Winkel α versetzt angeordnet werden (z.B. um das Ablesen der Skala zu erleichtern), wenn gleichzeitig die Skala um den gleichen Betrag relativ zum Winkel u. des Skalenteils 21 versetzt angeordnet wird. In diesem Beispiel ist der Drehpunkt 28 ringförmig und um die Achse 23 des Skalenteils 21 drehbar, so daß beide Teile einen gemeinsamen Drehpunkt haben. Die Beschwerung 29 ist hier ebenfalls an dem Auftriebskörper befestigt,, wie in der bisherigen Praxis üblich.FIG. 15 shows the embodiment of the index part 22 of FIG. 1 '] in detail. An index part can be made according to the principles already described for the scale part (e.g. by using a smaller circular part so that the scale is not covered). However, every volume that is not symmetrical about the pivot point has a hydrostatic effect, so that in this example the buoyancy body is designed as a sector of a circle with an index 27. In this case, the index 27 can be arranged offset relative to the angle α (eg to make it easier to read the scale) if the scale is arranged offset by the same amount relative to the angle and the scale part 21 at the same time. In this example, the pivot point 28 is ring-shaped and rotatable about the axis 23 of the scale part 21, so that both parts have a common pivot point. The weighting 29 is here also attached to the float, as is customary in previous practice.

In Fig. 13, 14 und 15 sind die beiden Schwimmer so konstruiert, daß das Indexteil vor dem Skalenteil angeordnet ist. Diese Anordnung kann umgekehrt werden, solange der Index sichtbar bleibt, damit seine Stellung an der Skala abgelei;c->ri werden kann. Hier ist das Skalenteil 21 der Winkelskala 19 von Fig. 12 zugeordnet und das Indexteil 13 der Winkelskala 20 von Fig. 12, jedoch ist diese Zuordnung willkürlich. Durch Umkehrung der Zuordnung ändern sich weder die beschriebenen Prinzipien noch die resultierende Skala.In Fig. 13, 14 and 15 the two floats are constructed so that the index part is arranged in front of the scale part. This arrangement can be reversed as long as the index remains visible so that its position can be derived from the scale; c-> ri can be. Here the scale part 21 is assigned to the angle scale 19 of FIG. 12 and the index part 13 is assigned to the angle scale 20 of Fig. 12, however, this assignment is arbitrary. Reversing the assignment changes neither the principles described nor the resulting scale.

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Aus dem Gesagten geht hervor, daß in Übereinstimmung irii.t Gleichung (3) jeder Schwimmer einen Winkel oc gegenüber der Horizontale unabhängig einnimmt, so daß die relative Stellung der eingetauchten Schwimmer nur von d<..*r· Dichte dor Flüssigkeit abhängt. Hierin ist insofern ein weiterer Vorteil zu sehen, als die Ablesung keinerlei "künstlichen Horizont" erfordert, wie in den meisten bisherigen Geraten üblich (ein Beispiel ist in der US-PS 4 037 481 des Anmelders beschrieben).From what has been said it follows that in agreement it is irii.t Equation (3) every swimmer makes an angle oc with respect to the Horizontal occupies independently, so that the relative position of immersed swimmers only of d <.. * r · density dor Fluid depends. Another advantage is to be seen here in that the reading does not have any "artificial horizon" as is common in most previous devices (an example is in applicant's US Pat. No. 4,037,481 described).

Da Dichtemessungen häufig bei unterschiedlichen Temperaturen gemacht werden müsser, ist der "Temperaturfehler" von Geräten dieser Art wichtig. Der Winkelbetrag der Temperaturfehler eines Schwimmers herkömmlicher Konstruktion ergibt sich aus dem Unterschied der Winkel ^ , die aus Gleichung \ 3) und Gleichung (4) errechrel werden. In der bisherigen Praxis wurden Beschwerungen aus Metall verwendet. Wegen ihres kleinen Volumens (hoher Dichte) und kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist ihr Einfluß auf den Temperaturfehler vernachlässigbar. In solchen Fällen beruht der Temperaturfehler fast gänzlich auf dem Unterschied zwischen der Wärmeausdehnung des Auftriebskörpers und der der Flüssigkeit. Typische Flüssigkeiten (z.B. wäßrige Lösungen) haben bei verschiedenen Dichten verschiedene Ausdehnungskoeffizient < >n (daß diese Koeffizienten auch mit der Temperatur veränderlich sind., wird später behandelt), so daß eine vollständige Temperaturkompensation nur bei einer einzigen Dichte erzi.t-L-bar wäre. Dies wäre dann der Fall, wenn die Ausdehnung (U-.; Auftriebskörpers mit der der Flüssigkeit identisch wäre. Andere Dichten derselben Flüssigkeit, mit anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wären mit einem Terr.peraturfehler behaftet, sofern die Messurg bei einer anderen als der Bezugstemperatur, für die das Gerät konstruiert wurde, gemacht würde. (Aus diesem Grunde ist in der US-PS 3 908 467 eine Mehrzahl von Schwimmern und zugeordneten Skalen vorgehen] .--gen, und so der Meßbereich des Gerätes aufgeteilt, um den Dichtebereich eines jeden Meßwerks zu verkleinern.) UnterSince density measurements often have to be made at different temperatures, the "temperature error" of devices of this type is important. The angular amount of the temperature error of a swimmer of conventional construction results from the difference between the angles ^, which are calculated from equation \ 3) and equation (4). In previous practice, weights made of metal were used. Because of their small volume (high density) and small thermal expansion coefficient, their influence on the temperature error is negligible. In such cases the temperature error is almost entirely due to the difference between the thermal expansion of the float and that of the liquid. Typical liquids (e.g. aqueous solutions) have different coefficients of expansion <> n at different densities (that these coefficients also vary with temperature, will be discussed later), so that complete temperature compensation could only be achieved with a single density. This would be the case if the expansion (U-; buoyancy body were identical to that of the liquid. Other densities of the same liquid, with different thermal expansion coefficients, would be subject to a terrestrial temperature error, provided that the measurement was made at a temperature other than the reference temperature for (For this reason, US Pat. No. 3,908,467 uses a plurality of floats and associated scales), and so the measuring range of the device is divided by the density range of each measuring mechanism to zoom out.) Under

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diesen Umstanden besteht die Temperaturkompensation einfach darin, daß man ein Auftriebsmaterial wählt, dessen Wärmeausdehriung einer durchschnittlichen Wärmeausdehnung der zu messenden Flüssigkeitsdichten entspricht.In these circumstances, the temperature compensation consists simply in choosing a buoyancy material whose heat expansion an average thermal expansion of the Corresponds to liquid densities.

Um die Wärmeausdehnungseffekte in dieser Art Geräte anschaulicher darzustellen, kann man vereinfachend annehmen, daß die Wärmeausdehnung der Materialien eine lineare Funktion der Temperaturänderung ist. Demnach werden die Ausdehnungskurven einer typischen Flüssigkeit zu Geraden - wie in Fig. 16 dargestellt - wo die Flüssigkeitsdichte sich von 1020 bis 1080 kg/m3 erstreckt und wo - wie es meist der Fall ist - der Wärmeausdehnungskoeffizient der Flüssigkeit mit zunehmender Dichte ebenfalls zunimmt. Die Kurve 30 zeigt dann die Ausdehnung eines Auftriebskörpers, dessen Ausdehnung der durchschnittlichen Ausdehnung der Flüssigkeit am besten entspricht, und daher den geringsten Temperaiurfehler hat.In order to illustrate the thermal expansion effects in this type of device, one can simplify the assumption that the thermal expansion of the materials is a linear function of the temperature change. Accordingly, the expansion curves of a typical liquid become straight lines - as shown in FIG. 16 - where the liquid density extends from 1020 to 1080 kg / m 3 and where - as is usually the case - the coefficient of thermal expansion of the liquid also increases with increasing density. The curve 30 then shows the expansion of a float, the expansion of which corresponds best to the average expansion of the liquid and therefore has the smallest temperature error.

Unter den Voraussetzungen von Fig. 16 zeigt Fig. 17 die Temperaturfehler eines typischen Schwimmers mit einem Skalenwinkel von 80° für den gegebenen Dichtebereich. Die Skala gilt für die in Fig. 16 gezeigte Bezugstemperatur, und der Temperaturbereich erstreckt sich von 0 C bis +70 C. Für ausgewählte Flüssigkeitsdichten wird der Temperaturfehler beiUnder the assumptions of FIG. 16, FIG. 17 shows the temperature errors of a typical swimmer with a scale angle of 80 ° for the given density range. The scale applies for the reference temperature shown in Fig. 16, and the temperature range ranges from 0 C to +70 C. For selected liquid densities, the temperature error is at

:i« 3: i «3

0 C als unterbrochene Linie und der bei +700C als punktierte Linie gezeigt. Bei der Flüssigkeitsdichte 1100 kg/nr gibt es keinen Temperaturfehler, denn hier ist die Ausdehnung des Auftriebsmaterials mit der der Flüssigkeit identisrh. Dit.· 'IVmperaturfehler sind bei den Dichte-Extrema am größten, und daß das Vorzeichen des Temperaturfehlers von einem Extrem zum anderen sich umkehrt, ist eine Folge der relativen Ausdehnungen gemäß Fig. 16.0 C is shown as a broken line and that at +70 0 C is shown as a dotted line. With a liquid density of 1100 kg / nr there is no temperature error, because here the expansion of the buoyancy material is identical to that of the liquid. The temperature errors are greatest at the density extremes, and the fact that the sign of the temperature error is reversed from one extreme to the other is a consequence of the relative expansions according to FIG. 16.

Hier sei darauf hingewiesen, daß die durch Wärmeausdehnung verursachten Winkeländerungen zur Beurteilung des Temperaturfehlers insofern ungeeignet sind, als dieser eigentlich auf die angezeigte Dichte bezogen werden sollte. Wo die Skalenteilung groß ist, stellt ein gegebener WinkelfehlerIt should be noted here that the angle changes caused by thermal expansion are used to assess the temperature error are unsuitable insofar as this should actually be related to the displayed density. Where the Scale division is large, represents a given angle error

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einen geringeren Dichtefehler dar al:; dort, wo die :.;kaJ Zuteilung kleiner ist. Somit entnimmt, man der I·1 ig. 17, daß (obwohl die Winkelfehler bei den Dichte-Extrema nicht groß sind) der Anzeigefehler etwa - 5 kg/m betragt, und daß dies der größte Temperaturfehler für den gegebenen Temperaturbereich ist.a smaller density error dar al :; where the:.; kaJ allocation is smaller. Thus, one inferred from the I · 1 ig. 17, that (although the angular error in the density extrema are not large) of the display error is about - 5 kg / m amounts, and that this is the largest temperature error for the given temperature range.

Diese Betrachtungsweise kann man auf die Erfindung anwende.-:, indem man weiterhin die Flüssigkeit gemäß Fig. 16 annimmt, und die in Fig. 12 gezeigten Schwimmwinkel bei der Bezugrtemperatur voraussetzt. Hier überwiegt der Schwimmer 19 iμ dem Dichtebereich von 1020 bis 1100 kg/nr , so daß - analog dem vorigen Beispiel - ein Auf trieb.smateria I ~.u wählen war··, dessen Wärmeausdehnung der der Flüssigkeit bei der Dichte 1060 etwa gleich wäre. Für den Schwimmer 20 wählt man entsprechend ein Auftriebsmaterial mit einer Wärmeausdehnung etwa gleich der der Flüssigkeit bei der Dichte 1140. Dir-:- Annahme zeigt Fig. 18, wo die Wärmeausdehnungen der Auftriebskörper 19 und 20 durch die Kurven 31 und 32 dargestellt sind.This approach can be applied to the invention. by continuing to assume the liquid according to FIG. 16 and the sideslip angles shown in FIG. 12 at the reference temperature presupposes. Here the swimmer 19 iμ predominates the density range from 1020 to 1100 kg / nr, so that - analogously the previous example - a lift.smateria I ~ .u was to choose, whose thermal expansion would be roughly the same as that of the liquid at density 1060. For the swimmer 20 one chooses accordingly a buoyancy material with a thermal expansion roughly equal to that of the liquid at a density of 1140. Dir -: - Assumption is shown in Fig. 18, where the thermal expansions of the buoyancy bodies 19 and 20 are represented by curves 31 and 32.

Fig. 19a zeigt die Temperaturfehler der jeweiligen Schwimmer, während Fig. 19b die resultierenden Temperaturfehler in bezug zu der Dichteskala zeigt. Letztere sind die Sumrr.'-der durch Temperatureffekte verursachten Winkeländerungen. Hier wiederum ist der Fehler bei 0 C air, unterbrochene Linie und der bei +700C als punktierte Linie dargestellt. Auch hier sind die Winkelfehler bei den Dichte-Extrema am. größten, jedoch ist der Anzeigefehler nirgends größer al:-. - 3 kg/m3.19a shows the temperature errors of the respective swimmers, while FIG. 19b shows the resulting temperature errors in relation to the density scale. The latter are the sum of the angle changes caused by temperature effects. Here again the error at 0 C air is shown as a broken line and that at +70 0 C as a dotted line. Here, too, the angular errors are greatest at the density extremes, but the display error is nowhere greater than: -. - 3 kg / m 3 .

Die Temperaturfehler der einzelnen Schwimmer summieren sich nach einer einfachen "Vorzeichenregel", die aus Fig. 18 leicht erkennbar ist: Liegt die Ausdehnung der Flüssigkeil zwischen den Ausdehnungen der beiden Schwimmer, so haben die Winkelfehler der Schwimmer entgegengesetzte Vorzeichen, und ihre Summe ist kleiner als der größte Einzel fehler; i:U.The temperature errors of the individual swimmers add up according to a simple "sign rule" that can be found in FIG is easily recognizable: If the expansion of the liquid wedge lies between the expansion of the two swimmers, then have the angular errors of the swimmers have opposite signs, and their sum is smaller than the largest individual error; i: U.

-Stu-Stu

Ausdehnung der Flüssigkeit jedoch größer (kleiner) als die größte (kleinste) Ausdehnung der Schwimmer, so haben die Winkelfehler der einzelnen Schwimmer gleiches Vorzeichen, und ihre Summe ist größer als der größte Einzelfehler. In dem ersten Fall bewirkt das Zusammenwirken der Schwimmer eine absolute Verkleinerung der durch Wärmeausdehnung verursachten Meßfehler; in dem zweiten Fall wird das Gegenteil bewirkt.Expansion of the liquid, however, greater (smaller) than the largest (smallest) expansion of the swimmers, so have the angular errors of the individual swimmers have the same sign, and their sum is greater than the largest individual error. In the first case, the interaction of the swimmers causes an absolute reduction in the thermal expansion measurement errors caused; in the second case the opposite is effected.

Im Hinblick auf die vorgenannte Vorzeichenregel ist es aufschlußreich, einen Extremfall zu betrachten. Fig. 20 zeigt ein Beispiel, wo die Kurve 33 die Wärmeausdehnung des Schwimmers 19 darstellt und die Kurve 34 die Wärmeausdehnung des Schwimmers 20. Die Ausdehnungen der Auftriebs— materialien entsprechen an keiner Stelle der Ausdehnung der Flüssigkeit, und Fig. 21a (analog zu Fig. 1Sa) zeigt, daß die Winkelfehler der einzelnen Schwimmer relativ groß sind.With regard to the preceding sign rule, it is instructive to consider an extreme case. Fig. 20 shows an example where the curve 33 represents the thermal expansion of the float 19 and the curve 34 the thermal expansion of the swimmer 20. The expansion of the buoyancy materials do not correspond to the expansion of the liquid at any point, and FIG. 21a (analogous to FIG. 1Sa) shows that the angle errors of the individual swimmers are relatively large.

Fig. 21b zeigt jedoch, daß die Summen der Einzelfehler (der Vorzeichenregel folgend) sehr viel kleiner als die Einzelfehler selbst sind, so daß dor Anzeigefehler nirgends größer als - 2,5 kg/m ist. Darüber hinaus zeigt Fig. 21b eine fast vollständige Temperaturkompensation nicht nur bei. der mittleren Dichte, sondern jetzt auch bei den Dichte-Extrema, wo die fast gleichgroßen Einzelfehler entgegengesetzte Vorzeichen haben. Die beiden Beispiele zeigen, daß die erfindungsgemäße Verwendung von Auftriebsmaterialien mit sehr unterschiedlicher Wärmeausdehnung jeweils eine bessere Temperaturkompensation bewirkt als die Verwendung eines "idealen" Materials in einem herkömmlichen Gerät.However, FIG. 21b shows that the sums of the individual errors (following the sign rule) are very much smaller than the individual errors themselves, so that the display errors nowhere is greater than - 2.5 kg / m. In addition, FIG. 21b shows an almost complete temperature compensation not only at. the mean density, but now also with the density extremes, where the almost equally large individual errors are opposite Have signs. The two examples show that the invention Use of buoyancy materials with very different thermal expansion in each case a better temperature compensation acts as the use of an "ideal" material in a conventional device.

Nimmt man für die Erfindung "ideale" Materialien an (analog der Annahme für Fig. 16 und Fig. 17), so wären die Wärmeausdehnungen der Schwimmer 19 und 20 etwa wie die Kurven 35 und 36 von Fig. 22 zeigen. Fig. 23a (analog Fig. 19b und Fig. ? I b ) XfIfJl d i ο resul L ierenden Temperaturfehler, die im ganzen Meßbereich nirgends größe;r als - 1 kg/m sind. Da die verbleibenden Winkelfehler so klein sind, werden sie in Ta-If "ideal" materials are assumed for the invention (analogous to the assumption for FIGS. 16 and 17 ), the thermal expansions of the floats 19 and 20 would be roughly as shown by curves 35 and 36 in FIG. 22. FIG. 23a (analogous to Figure 19b and Figure I b..?) XfIfJl di ο resul L ierenden temperature error, the size of the entire measuring range anywhere r as - are 1 kg / m. Since the remaining angle errors are so small, they are

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belle I aufgeführt, wo Δ<χ. die Winkelfehler-des einzelner-Schwimmers, ΣΔ<χ die Summe der Winkelfehler bei dem jeweiligen Temperaturextrem und ^T, A(X. die Summen fur den ganzen Temperaturbereich bezeichnen. Aus Tabelle I ersieht man, wie die entgegengesetzten Vorzeichen der L'inzelfehler (Acx. ) eine absolute Verkleinerung des Anzeigefehlers (i'Zkx) bei allen Dichten und Temperaturen bewirkenBelle I listed where Δ <χ. the angular error of the individual float, ΣΔ <χ the sum of the angular errors at the respective temperature extreme and ^ T, A (X. denote the sums for the entire temperature range. Table I shows how the opposite signs of the individual errors ( Acx. ) Cause an absolute reduction of the display error (i'Zkx) at all densities and temperatures

Flüssigkeits-(iichte bei Bezugstemp.Liquid (iicht at reference temp.

0 0C0 0 C

Schwimmer 19 20Float 19 20

Δ Δ ΔαΔα

-70 0C-70 0 C

Schwimmer
19 20
swimmer
19 20

ί, α Δ ncί, α Δ nc

0 0C0 0 C

bisuntil

•70 1 • 70 1

1020 j1020 j -0.7-0.7 -1O1I- 1 O 1 I. -0,6-0.6 +1,+1, 33 -0.2-0.2 + 1.1+ 1.1 ιι 1 .7 °1 .7 ° 10601060 -1.1-1.1 -1.7-1.7 +0.6+0.6 +1+1 99 -2.7-2.7 -0.8-0.8 II. 1.4 °1.4 ° 11001100 -1.7-1.7 + 1.6+ 1.6 -0.1-0.1 -3-3 .0.0 -2.8-2.8 -0.2-0.2 ιι 0 ,3 " 0.3 " 11401140 -1.8-1.8 +1.1+1.1 -0.7-0.7 +3+3 .2.2 -2.0-2.0 + 1,2+ 1.2 II. 1.9 °1.9 ° 11801180 0.00.0 +0.8+0.8 +0.8+0.8 +0+0 .2.2 -1.5-1.5 -1.3-1.3 II. 2.1 °2.1 °

Tabelle ITable I.

Bringt man die Summe der /nzeigefehler für jedes Temperaturextremum in Beziehung zu den Wi nkel i π kremen l: en an dor jeweiligen Stelle der Dichteskala, so kann man den maximalen Temperaturfehler in Prozent der angezeigten Dichte angeben. Fig. 23b zeigt diese Angaben für den gesamten Dichtebereich, wobei der Temperaturfehler bei 00C als unterbrochene Linie und der bei +7O0C als punktierte Linie dargestellt ist. Aus Fig. 23b erkennt man, daß die "S"-förmigen Fehlerkurven, die eine Eigenschaft der Erfindung sind, die Temperaturkompensation erheblich begünstigen.If the sum of the display errors for each temperature extremum is related to the angles i π kremen l: en at the respective point on the density scale, then the maximum temperature error can be given as a percentage of the displayed density. Fig. 23b shows this data for the entire density range, wherein the temperature error at 0 0 C as a broken line and is shown at + 7O 0 C as a dotted line. From Fig. 23b it can be seen that the "S" -shaped error curves, which are a property of the invention, greatly promote temperature compensation.

Es wurde gesagt, daß die linearisierten Ausdehnungskurven eine vereinfachte Darstellung der wirklichen Materialeigenschaften sind. Jedoch ist es offensichtlich, daß die praktische Gültigkeit der aus den vorangegangenen Beispielen gezogenen Schlüsse nicht von der Linearität der Wärmeausdehnuny abhängt, sondern vielmehr von der Übereinstimmung zwischenIt has been said that the linearized expansion curves are a simplified representation of the real material properties. However, it is evident that the practical validity of the conclusions drawn from the previous examples does not depend on the linearity of the thermal expansion, but rather on the correspondence between

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IOIO

Kurven der wirklichen flüssigkeiten und Kurven der wirklichen Schwimmer-Materialien. In der Praxis zeigt es sich, daß die Wärmeausdehnungskurven z.B. einer Vielzahl von Kunststoffen (deren Dichte sie zur Verwendung als Auftriebsmaterial geeignet macht) sehr ähnlich den Ausdehnungskurven einer Vielzahl von wäßrigen Lösungen sind. In beiden Fällen sind die Kurven nicht linear, da sie eine Zunahme der Wärmeausdehnungskoeffizienten mit zunehmender Temperatur zeigen. fjomj I- kann der Konstrukteur leicht ein Material wählen, das für eine gegebene Flüssigkeit eine hinreichende Temperaturkompensation innerhalb eines bestimmten Dichte- und Temperaturbereichs gewährleistet. Es wurde gesagt, daß bisher die Temperaturkompensation in erster Linie durch Wahl eines geeigneten Auftriebsmaterials erzielt wurde; im Falle der Erfindung sind die Anforderungen an die Materialeigenschaften keineswegs strenger als es bei den herkömmlichen Geräten der Fall ist. Im Gegenteil, die vorangegangenen Beispiele mit drei verschiedenen Material-Kombinationen (d.h. sechs verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten) ergaben in jedem Fall eine bessere Temperaturkompensation als die Verwendung eines idealen Materials in einem herkömmlichen Gerät.Curves of the real fluids and curves of the real ones Float materials. In practice it turns out that the thermal expansion curves, for example, a variety of Plastics (the density of which makes them suitable for use as a buoyancy material) are very similar to expansion curves a variety of aqueous solutions are. In both cases, the curves are not linear as there is an increase in the coefficient of thermal expansion show with increasing temperature. fjomj I- the designer can easily choose a material that for a given liquid sufficient temperature compensation within a certain density and temperature range guaranteed. It has been said that up to now the temperature compensation has primarily been achieved by choosing a suitable one Buoyancy material was achieved; in the case of the invention the requirements for the material properties are by no means stricter than with conventional devices the case is. On the contrary, the previous examples with three different material combinations (i.e. six different expansion coefficients) resulted in each Case a better temperature compensation than using an ideal material in a traditional device.

Damit di<3 Vorteile der Erfindung weiter ausgeschöpft werden, bezweckt die Erfindung ferner die Beeinflussung des Temperaturverhaltens der Schwimmer mit neuen konstruktiven Mitteln. In der bisherigen Praxis wurden ja metallische Beschwerungen, deren Einfluß auf das Temperaturverhalten sehr gering ist, verwendet. Im Gegensatz hierzu werden erfindungsgemäß Beschwerungen mit relativ großem Volumen und größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet. Das Temperaturverhalten der Schwimmer wird durch solche Beschwerungen erheblich beeinflußt und wird nicht langer fast ausschließlich durch die Wärmeausdehnung des Auftriebsmaterials bestimmt. Offensichtlich müssen solche Beschwerungen ebenfalls der Ungleichung ς> < q für alle Werte von ς> genügen.Thus di <3 advantages of the invention will be further exploited, the invention aims also to influence the temperature behavior of the swimmers with new constructive means. In previous practice, metallic loads, the influence of which on the temperature behavior is very slight, have been used. In contrast to this, weights with a relatively large volume and greater coefficients of thermal expansion are used according to the invention. The temperature behavior of swimmers is significantly influenced by such loads and is no longer determined almost exclusively by the thermal expansion of the buoyancy material. Obviously, such weightings must also satisfy the inequality ς><q for all values of ς>.

Inwieweit eine Beschwerung die Wärmeausdehnung des Schwimmers als Ganzes beeinflussen kann, läßt sich durch Auswertung des ersten Ausdrucks von Gleichung (4) bourt^il^n. Setzt man Radius A -- Radiu; B, so wird der Ausdruck V. /VTo what extent a weighting the thermal expansion of the swimmer as a whole can be determined by evaluating the first expression of equation (4) bourt ^ il ^ n. If one sets radius A - Radiu; B, the expression V. / V

D tiD ti

und beschreibt das Volumenverhältnis von Beschwerung und Auftriebskörper. In herkömmlichen Geräten mit metallischen Beschwerungen liegt diese Größe - je nach den gegebenen Dichten und entsprechenden Schwimmwinkeln - etwa zwischen 0,015 und 0,04; d.h. das Volumen des Auftriebskörper? ist 25 bis 70 mal größer als das der Beschwerung.and describes the volume ratio of weight and Floats. In conventional devices with metallic weights, this size is - depending on the given Densities and corresponding sideslip angles - approximately between 0.015 and 0.04; i.e. the volume of the float? is 25 to 70 times greater than that of the weight.

Sind die Volumina weniger ungleich, so kann der Konstrukteur die Wärmeausdehnung des Schwimmers insgesamt durch die Wärmeausdehnung der Beschwerung beeinflussen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Beschwerungen relativ niedriger Dichte verwendet werden, und zwar so, daß die Dichte der Beschwerung weniger als das Vierfache der Dichte des Auftriebskörpers beträgt, d.h.:If the volumes are less unequal, the designer can determine the thermal expansion of the float as a whole through the Influence the thermal expansion of the weight. According to the invention this is achieved by using relatively low density weights in such a way that the The density of the loading is less than four times the density of the float, i.e .:

Wenn z.B.'die Dichte der Beschwerung etwa das Anderthalbfache der Dichte des Auftriebskörpers beträgt, so würde das Verhältnis V, /V Werte von etwa 0,3 bis 3 annehmen. Somit könn-D aIf, for example, the density of the weight is about one and a half times is the density of the float, the ratio V, / V would assume values of about 0.3 to 3. Thus can-D a

te das Volumen der Beschwerung - je nach Dichte- und Winkelbereich des Schwimmers - ein Drittel so groß oder dreimal no groß wie das Volumen des Auftriebskörpers sein. Hat also der Konstrukteur geeignete Materialien ausgewählt, so kann er darüber hinaus das Volumenverhältnis der Materialien und somit die Wärmeausdehnung des Schwimmers - dadurch bestimmen, daß er den Dichte- und Winkelbereich entsprechend bostimmt. Somit bietet die orf'indungr>gemäß<? Verwendung von Beschwerungen niedriger Di^hLe den Vorteil .girier. zu^Mtzlichen "Freiheitsgrades" der Konstruktion, denn die Temperaturkompensation ist nicht länger durch die Materialwahl allein gegeben.te the volume of the weight - depending on the density and angle range of the swimmer - be a third as large or three times as large as the volume of the float. So has the designer selected suitable materials, so he can also set the volume ratio of the materials and thus determine the thermal expansion of the float by setting the density and angle range accordingly right. Thus the orf'indr> according to <? use of Weightings of low di ^ hLe the advantage .girier. to ^ benefit "Degree of freedom" of the construction, because the temperature compensation is no longer due to the choice of material alone given.

Als weiteres neues Mittel zur Beeinflussung des Temperaturverhaltens der Schwimmer sieht die Erfindung Schwimmer"· truk t u-As another new means of influencing temperature behavior the swimmer sees the invention swimmer "· truk t u-

SZSZ

ren vor, worin die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Auftriebskörper und Beschwerung nichtproportionale Veränderungen der hydrostatischen Radien A und B bewirken. In herkömmlichen Schwimmern wird ja die Beschwerung an dem Auftriebskörper befestigt, so daß die Ausdehnung des Auftriebsmaterials die Radien A und B proportional verändert und somit das Temperaturverhalten des Schwimmers nicht beeinflußt. Beschwerungen niedriger Dichte (d.h. mit relativ großen Volumina) ermöglichen jedoch Schwimmer-Konstruktionen, wo - unter Beibehaltung der relativen Winkelstellung von Auftriebskörper und Beschwerung - infolge der ungleichen Ausdehnungen der beiden Materialien eine nichtproportion.ile Änderung der Radien A und B stattfindet. In diesem Fall folgt das Verhalten des Schwimmers aus Gleichung (5) statt, wie bisher, aus Gleichung (4).ren before, in which the different expansion coefficients cause non-proportional changes in the hydrostatic radii A and B of the float and the weight. In conventional swimmers, the weight is attached to the float, so that the expansion of the buoyancy material the radii A and B changed proportionally and thus not influenced the temperature behavior of the float. However, weights of low density (i.e. with relatively large volumes) enable float constructions, where - while maintaining the relative angular position of the float and weighting - as a result of the unequal Extensions of the two materials a disproportionate change in the radii A and B takes place. In this case the behavior of the swimmer follows from equation (5) instead of, as before, from equation (4).

Diese Mittel werden beispielsweise in den Ausführungsformen nach den Fig. 24a, 24b und 24c gezeigt. Fig. 24a zeigt eine Ausführungsform ähnlich der des Indexteils 22 von Fig. 13. Hier ist ein Auftriebskörper 37 an einer Beschwerung niedriger Dichte 38 befestigt. Dies ist eine Umkehrung der bisherigen Praxis, und da die Wärmeausdehnung des Beschwerungsmaterials relativ klein wäre, hätte der Schwimmer einen sehr viel kleineren Ausdehnungskoeffizienten als das Auftriebsmaterial allein. Hier werden die temperaturabhängigen Veränderungen der beiden Radien A und B durch die Wärmeausdehnung der Beschwerung bestimmt;, so daß Gleichung (4) für diesen Fall noch gilt.These means are used, for example, in the embodiments shown in FIGS. 24a, 24b and 24c. FIG. 24a shows an embodiment similar to that of the index part 22 from FIG. 13. Here, a float 37 is attached to a low density weight 38. This is a reversal of the previous one Practice, and since the thermal expansion of the weighting material would be relatively small, the swimmer would have a very much smaller coefficient of expansion than the buoyancy material alone. Here are the temperature-dependent changes of the two radii A and B determined by the thermal expansion of the loading; so that equation (4) for this Case still applies.

Fig. 24b zeigt eine ähnliche Verkörperung, wo eine Beschwerung niedriger Dichte 39 und ein Auftriebskörper 40 im Drehpunkt mittels konzentrischer Ringe 41 und 42 aneinander befestigt sind. Bei Temperaturänderung erlaubt eine "Schwalbcn:jChwanz"-Verbindung 43 eine unterschiedliche radiale Ausdehnung mit Beibehaltung der relativen Winkelstellung der Teile. - Haben die beiden Materialien unterschiedliche Wärmeau:;dehriurig:»koof f izienten , so bewirkt die Temperaturänderung nichtproportionale Änderung der Radien A und B, womitFig. 24b shows a similar embodiment where a low density weight 39 and a buoyancy body 40 in the Pivot point by means of concentric rings 41 and 42 are attached to each other. A "dovetail" connection allows the temperature to change 43 a different radial extent while maintaining the relative angular position of the Parts. - Do the two materials have different heat levels:; dehriurig: »koof f icient, the change in temperature causes a non-proportional change in the radii A and B, which means

für diesen Fall Gleichung (5) gilt. Da beide Teile im Drehpunkt befestigt sind, sind beide "Befestigungsradien",for this case equation (5) applies. Since both parts are fastened in the pivot point, both "fastening radii" are

R und RK, gleich Null, und der erste Ausdruck von Gleia DR and R K , equal to zero, and the first expression of Gleia D

chung (5) wird:chung (5) becomes:

VA fi -—j VA fi -—j

Fig. 24 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wobei die Befestigung 46 der Beschwerung niedriger Dichte 44 mit dem Auftriebskörper 45 sich am Rande des Schwimmers befindet, während die relative Winkelstellung der Toi. Le durch d--n Schalbenschwanz 47 gewährleistet ist. Hier ist der Auftriebskörper, wie zuvor, am Drehpunkt befestigt, so daß der Befestigungsradius R gleich Null ist. Die Beschwerung ist jedoch bei 46 befestigt, so daß der Befestigungsradius R, den Wert B + X annimmt. Werden diese Werte in Gleichung (5) eingesetzt, so wird der erste Ausdruck:Fig. 24 shows a similar embodiment, wherein the attachment 46 of the low density weighting 44 with the float 45 is at the edge of the swimmer, while the relative angular position of the toi. Le is ensured by d - n pancake tail 47. Here, as before, the float is attached to the pivot point so that the attachment radius R is equal to zero. The weighting is, however, attached at 46, so that the attachment radius R i assumes the value B + X. If these values are inserted into equation (5), the first expression becomes:

ι/ (n j. rß ^ riÄa vft^i ν, {α -ι- (ΰ + Λ J— - Λ -,--Jι / (n j. rß ^ ri Äa v ft ^ i ν, {α -ι- (ΰ + Λ J— - Λ -, - J

VA il *f) a a VA il * f) aa

W.irf'H die Materialien und di<' Vo I i.jin i n.i d'T An :. ( iiht mi·) ·; [ Otmen nach den Fig. 24b und 24c identisch, so ware das Ί'οπιρ'.τα-turverhalten der beiden Schwimmer, infolge der erfindungsge-■mcißen Modifikation der Befestigungsradien, dennoch verschieden .W.irf'H the materials and di <'Vo I i.jin i ni d'T An:. (iiht mi ·) ·; [Otmen according to FIGS. 24b and 24c are identical, the Ί'οπιρ'.τα-ture behavior of the two swimmers would nevertheless be different as a result of the inventive modification of the fastening radii.

Offensichtlich kann man diese Mittel bei dem einen oder bei beiden Schwimmern anwenden, und ihre Auswirkung auf die Temperaturkompensation wird von den gewählten Dichte- und Winkelbereichen der Schwimmer abhängen. Da es eine Vielzahlgeeigneter Materialien gibt und da diese bekanntlich durch entsprechende Füllmittel weiter modifiziert werden können, Ia:;:;en sich die Vorteil" (Ut Ρ!γΓ i mluriq ohne- K i iTvhrrnil- urin i π c| i f l'r,ix j :; Ulli;,!· I /"ti. Obviously, these means can be applied to one or both of the swimmers, and their effect on temperature compensation will depend on the density and angular ranges chosen for the swimmers. Since there are a large number of suitable materials and since these can be further modified by appropriate fillers, Ia:;:; en the advantage "(Ut Ρ! ΓΓ i mluriq without- K i iTvhrrnil- urin i π c | if l'r , ix j:; Ulli;,! · I / "ti.

Um diese Vorteile in einer Anwendung zu verifizieren, kann man als Beispiel einen Präzisionsdichtemesser für wäßrige Lösungen der Schwefelsäure untersuchen. Ein wesentlicherTo verify these advantages in an application, you can As an example, examine a precision densitometer for aqueous solutions of sulfuric acid. An essential one

Dichtebereich ist der von 1100 bis 1300 kg/m und ein üblicher Tomperaturbereich wäre von +10°C bis +45°C. In diesem Beispiel sollen der Auftriebskörper von Schwimmer 19 aus unmodifiziertem Hochdruckpolyäthylen, der Auftriebskörper von Schwimmer 20 aus unmodifiziertem Niederdruckpolyäthylen und die Beschwerungen beider Schwimmer aus unmodifiziertem Polyfluorkohlenstoff bestehen. Die Befestigungsradien der beiden Teile beider Schwimmer sind Null und dor :;kalenumfang sol], wie bisher, 210° betragen. l-'iij.X1' /.(M(Ji dfi'i TcmpfTtiturfohler in Prozent der angezeigten Dichte für die Moßtemperaturen +100C (unterbrochene Linie), + 25°C (durchgehende Linie) und +45°C (punktierte Linie). Fig. 25 bestätigt die aus den vereinfachten Annahmen gezogenen Schlüsse und zeigt, daß die Anwendung der Erfindung die Korrektur von Temperaturfehlern in einem Maße ermöglicht, das bei herkömmlichen Geräten ausgeschlossen ist.The density range is from 1100 to 1300 kg / m and a common temperature range would be from + 10 ° C to + 45 ° C. In this example, the float of float 19 should consist of unmodified high-pressure polyethylene, the float of float 20 should consist of unmodified low-pressure polyethylene and the weights of both swimmers should consist of unmodified polyfluorocarbon. The attachment radii of the two parts of both floats are zero and dor:; calender circumference should], as before, be 210 °. l-'iij.X 1 '/.(M(Ji dfi'i TcmpfTtiturfohler in percent of the indicated density for the measured temperatures +10 0 C (broken line), + 25 ° C (continuous line) and + 45 ° C (dotted Fig. 25 confirms the conclusions drawn from the simplified assumptions and shows that application of the invention enables correction of temperature errors to an extent that is precluded in conventional devices.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß - obwohl man ein solches Gerät benutzen kann, indem man es einfach in eine Flüssigkeit eintaucht - in- den meisten Fällen die Schwimmer in einem wenigstens teilweise durchsichtigen Gehäuse eingebaut werden. Das Gehäuse wird - meist mittels eines Ansaugebalgs - so gefüllt, daß die Schwimmer in die Flüssigkeitsprobe eintauchen. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die mit solchen Geräten gemachten Dichtemessungen häufig erheblich verfälscht werden. Das liegt daran, daß scheinbar unvermeidliche Luftblasen in der Flüss;igkeitsprobe den Schwimmern anhaften und aufgrund irres zusatz]ichen Auftriebs den Schwimmwinkel wesentlich verändern. Die Ansaugöffnung eines solchen Gehäuses muß klein sein, denn die Oberflächenspannung innerhalb dieser Öffnung muß dem Auslaufen des gefüllten Gehäuses entgegenwirken. Des weiteren wird ein Ansaugbalg, dessen Elastizi-In this regard, it should be noted that although one can use such a device by simply inserting it into a liquid is immersed - in most cases the swimmers in an at least partially transparent one Housing to be installed. The housing is filled - usually by means of a suction bellows - in such a way that the float enters the Immerse the liquid sample. In practice it has been shown that the density measurements made with such devices are often significantly falsified. This is because there are apparently inevitable air bubbles in the liquid sample cling to the swimmers and, due to insane additional buoyancy, change the sideslip angle significantly. The suction opening of such a housing must be small because of the surface tension within it The opening must counteract the leakage of the filled housing. Furthermore, a suction bellows, whose elastic

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tat ein hinreichend schnelles Füllen des Gehäuses ermöglicht, besonders am Anfang des Füllvorgangs (wenn der Balg weitestgehend zusammengedrückt ist) einen steilen Druckgiddienten an der Saugstelle erzeugen. Ebenfalls zu diesem Zeitpunkt ist das Gewicht der durch den Druckgradienten gehobenen Flüssigkeitssäule am geringsten, so daß der Balg sich rasch ausdehnen kann. Eine besonders hohe Einströmgeschwindigkeit ist das Ergebnis, und Strömungsgeschwindigkei ten um 3 m/s sind nicht ungewöhnlich. Deswegen ist es üblich, Prallflächen verschiedenster Gestalt innerhalb dey Gehäuses anzubringen, damit das Meßwerk nicht unmittelbar von diesem Flüssigkeitsstrahl getroffen wird. Bei solchen Geschwindigkeiten ist es jedoch unvermeidlich, daß der Flüssigkeitsstrahl beim Aufprall zerstäubt, so daß die Flüssigkeitsprobe Luftblasen in großer Zahl enthält. Aus diesem Grunde wurde bisher der Benutzer angewiesen, erst die Luftblasen vom Meßwerk abzuklopfen und danach die Anzeige abzulesen. Dies war deswegen unumgänglich, weil eine wesentliche Verminderung der Einströmgeschwindigkeit (die z.B. durch Verminderung der Elastizität des Ansaugbalgs bewirkt werden könnte) die Füllzeit unmäßig verlängern würde. Der Benutzer eines solchen Geräts würde dann die Ansaugöffnung aus der zu untersuchenden Flüssigkeit herausnehmen, bevor der Balg sich vollständig ausgedehnt hätte. Die weitere Ausdehnung des Balges würde dann am Ende des Vorgangs Luft ansaugen, obwohl am Anfang Luftblasen vielleicht vermieden worden wären.did enable a sufficiently fast filling of the housing, especially at the beginning of the filling process (when the bellows is largely compressed) a steep pressure gradient generate at the suction point. Also at this point is the weight that is lifted by the pressure gradient The smallest column of liquid, so that the bellows can expand rapidly. A particularly high face velocity is the result, and flow velocities around 3 m / s are not uncommon. That is why it is common Impact surfaces of various shapes within dey To attach the housing so that the measuring mechanism is not directly is hit by this jet of liquid. At such speeds, however, it is inevitable that the Liquid jet atomized on impact, so that the liquid sample contains large numbers of air bubbles. the end For this reason, the user has been instructed to first knock off the air bubbles from the measuring mechanism and then the display read off. This was inevitable because a significant reduction in the inflow velocity (e.g. caused by a reduction in the elasticity of the suction bellows could be effected) would unduly increase the filling time. The user of such a device would then use the suction opening from the liquid to be examined before the bellows would have expanded completely. The further expansion of the bellows would then suck in air at the end of the process, although air bubbles may be at the beginning would have been avoided.

Die Verfälschung der Anzeige durch Luftblasen ist bei Geräten dieser Art ein schwerwi egrmk-r M.mgeJ , und :;o ist es fi weiterer Zweck der Erfindung, die Bildung von Luftblasen in der Flüssigkeitsprobe unter allen normalen Bedingungen zu verhindern. Hierzu werden die oben beschriebenen-Schwimmer in ein bekanntes Gehäuse eingebaut, das mittels einer bekannten Ansaugvorrichtung so gefüllt wird, daß die Schwimmer ganz in die Flüssigkeitsprobe eintauchen. Die kleine äußere Ansaugöffnung des Gehäuses wird erfindungsgemäß mittels eines sich allmählich erw^i tr-rnden An.s.iuqk-Mnd 1:,The falsification of the display by air bubbles is a difficult problem with devices of this type, and:; o it is fi Another purpose of the invention is to allow air bubbles to form in the liquid sample under all normal conditions impede. To do this, use the swimmers described above built into a known housing which is filled by means of a known suction device so that the float Immerse completely in the liquid sample. The small outer suction opening of the housing is according to the invention by means of a gradually evolving An.s.iuqk-Mnd 1 :,

mit: der Meßkammer verbunden, so daß der Kanalquerschnitt an der Eintrittsstelle zur Meßkammer wesentlich größer als an der Öffnung ist. Da die Durchflußmenge an der Eintrittsstelle zur Meßkammer zeitlich gleich der Durchflußmenge an der Ansaugöffnung ist, muß an diesen Stellen die Strömungsgeschwindigkeit dem Kanalquerschnitt umgekehrt proportional sein.connected to: the measuring chamber so that the channel cross-section at the point of entry to the measuring chamber much larger than is at the opening. Because the flow rate at the point of entry to the measuring chamber is equal in time to the flow rate at the suction opening, the flow velocity must be at these points be inversely proportional to the channel cross-section.

Die mögliche Verzögerung innerhalb eines solchen Ansaugkaria 1:; wird dadurch begrenzt, daß ein zu steiler Druckgradient entlang dos Kanals zum Abreißen der Strömung und wiederum zur Bildung von Luftblasen führen würde. Die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit an der Ansaugöffnung ist natürlich von der Querschnittsgröße und von dem momentanen Druckgradienten abhängig, doch typische Bedingungen ergeben REYNOLDsche Zahlen nicht größer als 1 · 10 . Unter diesen Umständen sollte - je nach Größe der Öffnungen und Anordnung des Meßwerks - der Kanalquerschnitt an der größten Stelle viermal so groß wie an der Ansaugöffnung sein, und ein konischer AnsaugkanaL sollte einen Erweiterungswinkel nicht größer als 5 haben.The possible delay within such a suction caria 1:; is limited by the fact that a pressure gradient that is too steep along dos canal to tear off the flow and turn would lead to the formation of air bubbles. The actual flow rate at the suction port is natural depends on the cross-sectional size and on the instantaneous pressure gradient, but typical conditions result REYNOLD's numbers not greater than 1 · 10. In these circumstances should - depending on the size of the openings and Arrangement of the measuring mechanism - the duct cross-section at the largest point should be four times as large as at the suction opening, and a conical suction duct should have an extension angle no greater than 5.

Doch muß der· Querschnitt des Ansaugkanals nicht kreisförmig sein, und unter Umständen wäre ein Querschnitt mit rechteckiger oder anderer Form bautechnisch vorteilhaft. In solchen Fällen kann die Erweiterung des Kanals auf dessen Umfang C und entsprechende Querschnittsfläche A bezogen werden. (Dies erfolgt analog dem "hydraulischen Radius"^, ein Ähnlichkeitskriterium für die Flüssigkeitsströmung in geraden Rohren.) Ist dA ein Inkrement der Querschnittsfläche, entsprechend dl ein Hnkrement der Länge in Ströinurujsrichlung, rjo sind AnsdUijkanal-Erweiterungen im Sir.ne der Erfindung dann gleich, wenn die Werte des Ausdrucks —. . -^j gleich sind. Da die in Frage kommenden Erweiterurigswi nkel klein sind, wird dieser Ausdruck für einen kc- However , the cross-section of the intake duct does not have to be circular, and under certain circumstances a cross-section with a rectangular or other shape would be structurally advantageous. In such cases, the expansion of the channel can be related to its circumference C and corresponding cross-sectional area A. (This is done analogously to the "hydraulic radius" ^, a similarity criterion for the flow of liquid in straight pipes.) If dA is an increment of the cross-sectional area, corresponding to dl an increment of the length in the flow direction, ansdUijkanal extensions in the Sir.ne of the invention are then the same if the values of the expression -. . - ^ j are equal. Since the expansion angles in question are small, this expression is used for a kc-

dr
nischen Ansaugkanal zu -ry, wobei r den Querschnittsradius bedeutet. Somit gilt für einen konischen Ansaugkanal nach der Erfindung:
dr
niche intake duct to -ry, where r means the cross-sectional radius. Thus, for a conical intake duct according to the invention:

O < ~ < 0.09
al
O <~ <0.09
al

und für einen Ansaugkanal beliebiger Querschnittsforin:and for an intake duct of any cross-sectional shape:

Sollen die Vorteile eines sich erweiternden Ansaugkanals unter allen praktischen Bedingungen erhalten bleiben, so ist zu berücksichtigen, daß solche Geräte mit Ansaugverlängerungen für verschiedene Verwendungszwecke bestückt werden. Hierzu wird ein biegsamer Schlauch passender Länge über die Ansaugöffnung gesteckt. Da ein kleiner Schlauchdurchmesser die Strömung verzögert und somit die Füllzeit merklich verlängert, ist die Querschnittsflache solcher Schläuche meist wesentlich größer als die der Ansaugöffnung des Geräts. Deshalb (und wegen der unkontrollierten Bewegungen des biegsamen Schlauchs) läuft der Schlauch meist leer, sobald sein offenes Ende aus dem Flüssigkeitsspiegel austaucht. Hierdurch wird nur wenig Flüssigkeit verloren, doch ist wegen der Länge des Schlauchs die Änderung der Flüssigkeitssäule im Vergleich zur Gesamthöhe des GerciU; reldtiv groß. Somit wird das am Ende des Ansaugvorganges bestehende hydrostatische Gleichgewicht gestört; der Ansaugbalg kann sich weiter ausdehnen und dadurch Luft ansaugen, obwohl aus dem Gehäuse selbst keine Flüssigkeit ausgelaufen ist.If the advantages of an expanding intake duct are to be retained under all practical conditions, then is It must be taken into account that such devices are equipped with suction extensions for various purposes. For this a flexible hose of the appropriate length is pushed over the suction opening. Because a small hose diameter If the flow is delayed and thus the filling time is noticeably longer, the cross-sectional area of such hoses is usually much larger than that of the suction opening of the device. That's why (and because of the uncontrolled movements of the flexible hose) the hose usually runs empty as soon as it is open end emerges from the liquid level. This means that only a little fluid is lost, but it is because of the length of the hose is the change in the column of liquid compared to the total height of the GerciU; relatively large. Consequently the hydrostatic equilibrium existing at the end of the suction process is disturbed; the suction bellows can move further expand and thereby suck in air, although no liquid has leaked from the housing itself.

Im Falle eines sehr flexiblen Ansaugbalgs genügt eine geringe Störung des Druckgleichgewichts, um die weitere Ausdehnung des Balges auszulösen. Dadurch wird die Flüssigkeitssäule innerhalb des Schlauchs verkürzt und ein Vorgang beschleunigt, wobei zuerst Flüssigkeit, dann Luft aus dem Schlauch angesaugt wird. Der Vorgang kann sogar einen oszillatorischen Charakter annehmen, wobei das Ansaugen vcn Luft sich mit dem Ausfließen von Flüssigkeit wiederholt abwechselt.In the case of a very flexible suction bellows, a slight disturbance of the pressure equilibrium is sufficient to allow further expansion to trigger the bellows. This shortens the column of liquid inside the hose and becomes a process accelerates, drawing in liquid first, then air. The process can even do one assume an oscillatory character, the suction of air being repeated with the outflow of liquid alternates.

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Zum genauen Messen ist es unbedingt erforderlich, daß Luftblasen und Turbulenzen innerhalb der Meßkanuner vermieden werden. Aus diesem Grund sieht die Erfindung weiter vor, daß der Ansaugkanal in Form eines umgekehrten "U" angeordnet ist, wobei die höchste Stelle des Kanals wesentlich höher als die Eintrittsstelle des Kanals in die Meßkammer liegt. Hierdurch wird Luft, die nach Beendigung des Ansaugvorgangs die Ansaugöffnung passiert, an der höchsten Stelle des Kanals verbleiben. Somit wird erneut ein hydrostatisch stabiler Zustand geschaffen, so daß keine Luft in die Meßkammer eintritt und keine Flüssigkeit daraus ausfließt. For precise measurement it is essential that air bubbles and turbulence within the measuring channels are avoided will. For this reason, the invention further provides that the intake duct is arranged in the form of an inverted "U" is, wherein the highest point of the channel is significantly higher than the entry point of the channel into the measuring chamber lies. As a result, air that passes through the intake port after the intake process is completed becomes the highest Position of the channel. A hydrostatically stable state is thus created again, so that there is no air enters the measuring chamber and no liquid flows out of it.

Im Gehäuse wird der für den Ansaugkanal zur Verfügung stehende Raum meist beschränkt sein. Deshalb wird der Ansaugkanal vorzugsweise so gestaltet, daß im aufsteigenden Teil (zwischen Ansaugöffnung und dem höchsten Punkt) die Erweiterung des Kanals relativ größer ist als im absteigenden Teil (zwischen dem höchsten Punkt und dem Eintritt des Ka-. nals in die Meßkammer). Somit ist die durch die Erweiterung induzierte negative Beschleunigung der einströmenden Flüssigkeit dort, wo sie durch eine gleichgerichtete Schwerebeschleunigung unterstützt wird, am größten, und wo die Schwerebeschleunigung der Flüssigkeitsverzögerung entgegenwirkt, relativ kleiner. Hierdurch wird die Gefahr des Abreißens der Strömung herabgesetzt, und für eine gegebene Länge des Kanals eine maximale Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit erreicht.In the housing, the space available for the intake duct will usually be limited. That is why the intake duct preferably designed so that in the ascending part (between the suction opening and the highest point) the expansion of the channel is relatively larger than in the descending one Part (between the highest point and the entry of the channel into the measuring chamber). Thus, by extension induced negative acceleration of the inflowing liquid where it is rectified by a Gravity acceleration is supported, greatest, and where gravity acceleration counteracts fluid delay, relatively smaller. This will reduce the risk of stalling the flow, and for a given one Length of the channel a maximum delay in flow velocity is achieved.

Fig. 26.zeigt beispielsweise einen Dichtemesser nach der Erfindung. Das durchsichtige Gehäuse 48 enthält die um eine gemeinsame Achse drehbar gelagerten Schwimmer 49 und 50. Das zusammendrückbare Volumen des Ansaugbalgs 51 ist so bemessen, daß das Gehäuse 48 mit einer Flüssigkeitsprobe so weit gefüllt wird, daß die Schwimmer 49 und 50 ganz in die Flüssigkeit eintauchen. Die Flüssigkeitsprobe wird an der Ansaugöffnung 52 durch den sich erweiternden Ansaugkanal 53For example, Fig. 26 shows a densitometer according to the invention. The transparent housing 48 contains the floats 49 and 50 which are rotatably mounted about a common axis. The compressible volume of the suction bellows 51 is dimensioned so that the housing 48 with a liquid sample is filled so far that the floats 49 and 50 are completely immersed in the liquid. The liquid sample is taken from the Suction opening 52 through the widening suction channel 53

angesaugt und tritt an der Stelle 54 mit verminderter Strömungsgeschwindigkeit in die Meßkammer des Gehäuses 48 ein.
Der Ansaugkanal 53 verläuft etwa in der Form eines umgekehrten "U", dessen höchster Punkt wesentlich höher als die Eintrittsstelle 54 liegt. Ein Schlauch 55 kann auf die Ansaugöffnung 52 aufgesteckt werden.
sucked in and enters the measuring chamber of the housing 48 at the point 54 with a reduced flow velocity.
The intake channel 53 runs approximately in the shape of an inverted "U", the highest point of which is significantly higher than the entry point 54. A hose 55 can be attached to the suction opening 52.

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Claims (14)

WILLY LORENZ Patentanwalt Hubertusstraße 83'/, D-8035 Gauting * München'(O89) 8506036" H- BRHVET Telex 5 21707 bred Teiekopierer 4000 Düsseldorf Meine Akte: c 120-j,DE PatentansprücheWILLY LORENZ patent attorney Hubertusstrasse 83 '/, D-8035 Gauting * Munich' (O89) 8506036 "H- BRHVET Telex 5 21707 bred Teiekopierer 4000 Düsseldorf My files: c 120-j, DE patent claims 1. Aräometer v,ur Bestimmung der Dichte einer Flüssigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, worin ihr Wärmeausdehnungskoeffizient veränderlich ist, bestehend aus einem unteren Körpervolumen (Va) gleich der Gesamtmasse des Aräometers, geteilt durch die Flüssigkeitsdichte an der oberen Grenze des besagten Bereiches, und einem mittleren Skalenvolumen (Vb) das, zusammen mit dem Volumen (Va), der Gesamtmasse des Aräometers, geteilt durch die Flüssigkeitsdichte an der unteren Grenze des besagten Bereiches gleich ist, und einem oberen Spindelvolumen (Vc), dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (Va) aus einem oder mehreren Materialien derart beschaffen ist, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Volumens (Va) dem der Flüssigkeit an der oberen Grenze des genannten Bereiches im wesentlichen gleich ist, und daß da;; Volumen (Vb) aus einem oder mehreren Materialien derart beschaffen ist, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der kombinierten Volumina (Va, Vb) dem der Flüssigkeit an der unteren Grenze des Bereiches im wesentlichen gleich ist.1. hydrometer v, for determining the density of a liquid within a predetermined range, in which its coefficient of thermal expansion is variable, consisting of a lower body volume (Va) equal to the total mass of the hydrometer divided by the liquid density at the upper limit of said range, and a mean scale volume (Vb) which, together with the volume (Va), equals the total mass of the hydrometer divided by the liquid density at the lower limit of said range, and an upper spindle volume (Vc), characterized in that the volume (Va ) is made of one or more materials such that the coefficient of thermal expansion of the volume (Va) is substantially equal to that of the liquid at the upper limit of said range, and that da ;; Volume (Vb) of one or more materials is such that the coefficient of thermal expansion of the combined volumes (Va, Vb) is substantially equal to that of the liquid at the lower limit of the range. 2. Aräometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Spindelvolumens (Vc), zusammen mit den Massen der Volumina (Va, Vb), gleich dem Produkt aus besagter Masse (Va; und der Flüssigkeitsdichte an der oberen Grenze,des besagten Bereiches, abzüglich einer durch die Oberflächenspannung2. Areometer according to claim 1, characterized in that the mass of the spindle volume (Vc), together with the masses of the Volumes (Va, Vb), equal to the product of said mass (Va; and the liquid density at the upper limit of said Area minus one due to surface tension der Flüssigkeit bewirkten, scheinbaren Massenzunahme ist, wenn die" scheinbare Massenzunahme aus dem Produkt der Oberflächenspannung und dem Umfang des Aräometers an der Flüssigkeitsoberfläche, geteilt durch die Schwerebeschleunigung berechnet wird.the apparent increase in mass caused by the liquid is when the "apparent increase in mass is the product of the surface tension and the circumference of the hydrometer on the surface of the liquid, divided by the acceleration due to gravity. 3. Aräometer nach Anspruch 1 zur Verwendung mit Flüssigkeiten, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten sich nicht linear mit der Flüssigkeitsdichte ändern, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (Vb) aus mindestens zwei Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, die innerhalb des Volumens (Vb) ungleichmäßig verteilt sind, derart, daß der untere Teil des Volumens (Vb) einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizient hat als der obere Teil des Volumens (Vb) .3. hydrometer according to claim 1 for use with liquids whose coefficients of thermal expansion are not linear change with the liquid density, characterized in that the volume (Vb) consists of at least two materials with different There is a coefficient of thermal expansion that is unevenly distributed within the volume (Vb), such that the lower part of the volume (Vb) has a different coefficient of thermal expansion than the upper part of the volume (Vb). 4. Dichte-Meßvorrichtung mit Aräometern nach den Ansprüchen 1 bis 3, einem Gehäuse für die Flüssigkeitsprobe, einem um eine horizontale Achse in dem Gehäuse drehbar gelagerten ersten Schwimmer und einem um die Achse drehbar gelagerten zweiten Schwimmer, beide Schwimmer bestehend aus wenigstens einem Auftriebskörper mit relativ kleiner Dichte, dessen Auftriebsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte kleiner als die der zu messenden Flüssigkeit ist, und wenigstens einem Beschwerungskörper mit relativ großer Dichte, dessen Gewichtsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte größer als die der zu messenden Flüssigkeit ist, wobei jeder Schwimmer so geformt ist, daß die radiale Verbindungslinie zwischen Auftriebsschwerpunkt und Achse gegenüber der radialen Verbindungslinie zwischen Gewichtsschwerpunkt und Achse versetzt ist und höher liegt, so daß, aufgrund des unterschiedlichen Auftriebs in Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, die relativen Winkelstellungen der Schwimmer der Dichte der sie umgebenden Flüssigkeit en t .sprechen, wobei eine Änderung der FlUssigkeitsdichte eine gegensinnige Rotation der Schwimmer bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper und der Beschwerungskörper des ersten Schwimmers so beschaffen und bemessen4. Density measuring device with hydrometers according to claims 1 to 3, a housing for the liquid sample, a first float rotatably mounted about a horizontal axis in the housing and a second float rotatably mounted about the axis, both floats consisting of at least one float relatively low density, whose center of buoyancy is offset from the axis and whose density is smaller than that of the liquid to be measured, and at least one weighting body with a relatively high density, whose center of gravity is offset from the axis, and whose density is greater than that of the liquid to be measured Liquid is, each float is shaped so that the radial connecting line between the center of buoyancy and the axis is offset from the radial connecting line between the center of gravity and the axis and is higher, so that, due to the different buoyancy in liquids of different densities, the relative angle The swimmers' positions correspond to the density of the liquid surrounding them, with a change in the liquid density causing the swimmers to rotate in opposite directions, characterized in that the float and the weighting body of the first swimmer are designed and dimensioned in this way /3/ 3 sind, daß gleich große Dichteänderungen innerhalb des vorbestimmten Bereichs relativ große Winkeländerungen des ersten Schwimmers im unteren Teil des Bereichs bewirken, und der Auftriebskörper und der Beschwerungskörper des zweiten Schwimmers so beschaffen und bemessen sind, daß gleich große Dichteänderungen innerhalb des vorbestimmten Bereichs relativ große Winkeländerungen im oberen Teil des Bereichs bewirken, so daß die relativen Winkelstellungen der beiden Schwimmer im unteren Teil des Bereichs vorwiegend durch die Winkelstellungen des ersten Schwimmers, und im oberen Teil des Bereiches vorwiegend durch die Winkelstellungen des zweiten Schwimmers bestimmt werden.are that equally large changes in density within the predetermined Area cause relatively large changes in the angle of the first swimmer in the lower part of the area, and the The float and the weighting body of the second swimmer are designed and dimensioned so that they are the same large changes in density within the predetermined range, relatively large changes in angle in the upper part of the Cause area so that the relative angular positions of the two swimmers in the lower part of the area predominantly by the angular positions of the first swimmer, and in the upper part of the range mainly by the angular positions of the second swimmer. 5. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 4 zum Messen der Dichte einer Flüssigkeit, deren Dichte innerhalb des vorbestimmten Bereichs mit der Temperatur veränderlich ist und deren Wärmeausdehnung mit der Dichte innerhalb des Bereichs veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwimmer so beschaffen und bemessen ist, daß seine Wärmeausdehnung der der Flüssigkeit im unteren Teil des Bereichs im wesentlichen gleich ist, und der zweite Schwimmer so beschaffen und bemessen ist, daß seine Wärmeausdehnung der der Flüssigkeit im oberen Teil des Bereichs im wesentlichen gleich ist, so daß die durch Änderungen der Flüssigkeitstemperatur bedingten Änderungen der Winkelstellungen des ersten Schwimmers im unteren Teil des Bereichs vergleichsweise klein sind, und die durch Temperaturänderungen bedingten Winkeländerungen des zweiten Schwimmers im oberen Teil des Bereichs vergleichsweise klein sind.5. Density measuring device according to claim 4 for measuring the density of a liquid whose density is within the predetermined Area varies with temperature and its thermal expansion with density within the area is variable, characterized in that the first float is designed and dimensioned so that its thermal expansion that of the liquid in the lower part of the range is substantially equal, and so constituted the second float and is dimensioned so that its thermal expansion is substantially that of the liquid in the upper part of the region is equal, so that the changes in the angular positions of the first due to changes in the liquid temperature Floats in the lower part of the range are comparatively small, and the angle changes caused by temperature changes of the second swimmer in the upper part of the range are comparatively small. 6. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer so beschaffen und bemessen sind, daß der Unterschied zwischen der mittleren Wärmeausdehnung der Flüssigkeit und der Wärmeausdehnung des ersten Schwimmers und der Unterschied zwischen der mittleren Wärmeausdehnung der Flüssigkeit und der Wärmeausdehnung· des zweiten6. Density measuring device according to claim 5, characterized in that the floats are designed and dimensioned so that the difference between the mean thermal expansion of the liquid and the thermal expansion of the first float and the difference between the mean thermal expansion of the liquid and the thermal expansion · of the second Schwimmers etwa gleich groß aber entgegengesetzt sind, so daß an einer beliebigen Stelle innerhalb des vorbestimmten Bereichs die durch Wärmeausdehnung verursachten Winkeländerungen des ersten Schwimmers und die entsprechenden Winkeländprüngen des zweiten Schwimmers absolut etwa gleich groß aber entgegengerichtet sind, wodurch die Änderungen der relativen Winkelstellungen beider Schwimmer kleiner als die Winkeländerungen der einzelnen Schwimmer sind.Floats are about the same size but opposite, so that at any point within the predetermined Area the changes in angle of the first float caused by thermal expansion and the corresponding change in angle of the second swimmer are absolutely about the same size but in opposite directions, whereby the changes in the relative Angular positions of both swimmers are smaller than the angular changes of the individual swimmers. 7. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 4.zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten, deren Wärmeausdehnung innerhalb des vorbestimmten Bereichs veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwimmer so beschaffen und bemessen sind, daß die Wärmeausdehnung der Flüssigkeit innerhalb des Bereichs größenmäßig zwischen den Wärmeausdehnungen der beiden Schwimmer liegt.7. Density measuring device according to claim 4 for measuring the Density of liquids, the thermal expansion of which is variable within the predetermined range, characterized in that that the two floats are designed and dimensioned so that the thermal expansion of the liquid within of the area is between the thermal expansions of the two swimmers in terms of size. 8. Dichte-Meßvorrichtung zum Messen der Dichte einer Flüssigkeit mit einer Dichte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, mit einem Gehäuse für die Flüssigkeitsprobe, einem um eine horizontale Achse in dem Gehäuse drehbar gelagerten ersten Schwimmer und einem um die Achse drehbar gelagerten zweiten Schwimmer, beide Schwimmer bestehend aus wenigstens einem Auftriebskörper mit relativ kleiner Dichte, dessen Auftriebsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte kleiner als die der zu messenden Flüssigkeit ist, und wenigstens einem Beschwerungskörper mit relativ großer Dichte, dessen Gewichtsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte größer als die der zu messenden Flüssigkeit ist, wobei jeder Schwimmer so geformt ist, daß die radiale Verbindungslinie zwischen Auftriebsschwerpunkt und Achse gegenüber der radialen Verbindungslinie zwischen Gewichtsschwerpunkt und Achse versetzt ist und höher liegt, so daß, aufgrund des unterschiedlichen Auftriebs in Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, die relativen Winkelstellungen der Schwimmer der Dichte der sie umgebenden Flüssigkeit entsprechen, wobei eine Änderung der8. Density measuring device for measuring the density of a liquid having a density within a predetermined range; with a housing for the liquid sample, one rotatably mounted about a horizontal axis in the housing first float and a second float rotatably mounted about the axis, both floats consisting of at least a buoyancy body with a relatively low density, the center of gravity of which is offset from the axis and the density of which is smaller than that of the liquid to be measured, and at least one weighting body with a relatively high density, whose center of gravity is offset from the axis, and whose density is greater than that of the liquid to be measured, each float being shaped so that the radial connecting line between The center of the lift and the axis are offset from the radial connecting line between the center of gravity and the axis is and is higher, so that, due to the different buoyancy in liquids of different densities, the relative Angular positions of the float correspond to the density of the surrounding liquid, with a change in the Flüssigkeitsdichte eine gegensinnige Rotation der Schwimmer bewirkt," dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Schwimmer aus einem Auftriebskörper relativ kleiner Dichte und einem Beschwerungskörper relativ großer Dichte besteht, wobei die Dichte des Beschwerungskörpers weniger.als das Vierfache der Dichte des Auftriebskörpers beträgt, so daß aufgrund des Größenverhältnisses zwischen Beschwerungskör-. per und Auftriebskörper die Wärmeausdehnung des Beschwerungskörpers die Wärmeausdehnung des Schwimmers wesentlich beeinflußt.Liquid density causes the float to rotate in opposite directions, " characterized in that at least one of the floats consists of a buoyancy body of relatively low density and a weight body of relatively high density, the density of the weight body being less than four times the density of the float body, so that due to the size ratio between the weighting body and the buoyancy body, the thermal expansion of the weighting body has a significant effect on the thermal expansion of the swimmer. 9. Dichte-Meßvorrichtung zum Messen der Dichte einer Flüssigkeit mit einer Dichte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, mit einem Gehäuse für die Flüssigkeitsprobe, einem um eine horizontale Achse in dem Gehäuse drehbar gelagerten ersten Schwimmer und einem um die Achse drehbar gelagerten zweiten Schwimmer, beide Schwimmer bestehend aus wenigstens einem Auftriebskörper mit relativ kleiner Dichte, dessen Auftriebsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte kleiner als die der zu messenden Flüssigkeit ist, und wenigstens einem Beschwerungskörper mit relativ großer Dichte, dessen Gewichtsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte größer als die der zu messenden Flüssigkeit ist, wobei jeder Schwimmer so geformt ist, daß die radiale Verbindungslinie zwischen Auftriebsschwerpunkt und Achse gegenüber der radialen Verbindungslinie zwischen Gewichtsschwerpunkt und Achse versetzt ist und höher liegt, so daß, aufgrund des unterschiedlichen Auftriebs in Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, die relativen Winkelstellungen der Schwimmer der Dichte der sie umgebenden Flüssigkeit entsprechen, wobei eine Änderung der Flüssigkeitsdichte eine gegensinnige Rotation der Schwimmer bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Schwimmer,·bestehend aus einem Auftriebskörper mit einem Auftriebsschwerpunkt und einem Beschwerungskörper mit einem Gewichtsschwerpunkt, dessen Winkelstellung gegenüber dem9. Density measuring device for measuring the density of a liquid with a density within a predetermined range, with a housing for the liquid sample, a first float rotatably mounted about a horizontal axis in the housing and a second float rotatably mounted about the axis, both floats Consists of at least one buoyancy body with a relatively low density, the center of gravity of which is offset from the axis and the density of which is smaller than that of the liquid to be measured, and at least one weighting body with a relatively high density, the center of gravity of which is offset from the axis, and its density is larger than that of the liquid to be measured, each float being shaped in such a way that the radial connecting line between the center of buoyancy and the axis is offset from the radial connecting line between the center of gravity and the axis and is higher, so that, due to the different buoyancy in F Liquids of different densities, the relative angular positions of the swimmers corresponding to the density of the surrounding liquid, a change in the liquid density causing the swimmers to rotate in opposite directions, characterized in that at least one of the swimmers, a center of gravity, its angular position in relation to the /6/ 6 Auftriebsschwerpunkt versetzt ist, so beschaffen ist, daß der Auftriebskörper und der Beschwerungskörper eine gemeinsame Befestigung konzentrisch zur Achse haben und gegen Veränderung der relativen Winkelstellung der Schwerpunkte, aber nicht gegen radiale Ausdehnung gegenüber der Achse gesichert sind, so daß der Winkelabstand der Schwerpunkte unverändert bleibt, obwohl die unabhängige Ausdehnung der Körper eine unabhängige radiale Verlagerung des Auftriebsschwerpunkts gegenüber dem Gewichtsschwerpunkt bewirkt, dessen Größe allein durch die jeweilige Wärmeausdehnung des Auftriebskörpers und des Beschwerungnkörpers bestimmt ist. Is offset, is such that the float and the weight body have a common Have fastening concentric to the axis and against changing the relative angular position of the centers of gravity, however are not secured against radial expansion with respect to the axis, so that the angular distance between the centers of gravity remains unchanged remains, although the independent expansion of the body is an independent radial displacement of the center of lift caused compared to the center of gravity, the size of which is determined solely by the respective thermal expansion of the buoyancy body and the weighting body. 10. Dichte-Meßvorrichtung zum Messen der Dichte einer Flüssigkeit mit einer Dichte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, mit einem Gehäuse für die Flüssigkeitsprobe, einem um eine horizontale Achse in dem Gehäuse drehbar gelagerten ersten Schwimmer und einem um die Achse drehbar gelagerten zweiten Schwimmer, beide Schwimmer bestehend aus wenigstens einem Auftriebskörper mit relativ kleiner Dichte, dessen Auftriebsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte kleiner als die der zu messenden Flüssigkeit ist, und wenigstens einem Beschwerungskörper mit relativ großer Dichte, dessen Gewichtsschwerpunkt gegenüber der Achse versetzt ist, und dessen Dichte größer als die der zu messenden Flüssigkeit ist, wobei jeder Schwimmer so geformt ist, daß die radiale Verbindungslinie zwischen Auftriebsschwerpunkt und Achse gegenüber der radialen Verbindungslinie zwischen Gewichtsschwerpunkt und Achse versetzt ist und höher liegt, so daß, aufgrund des unterschiedlichen Auftriebs in Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, die relativen Winkelstellungen der Schwimmer der Dichte der sie umgebenden Flüssigkeit entsprechen, wobei eine Änderung der Flüssigkeitsdichte eine gegensinnige Rotation der Schwimmer bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Schwimmer, bestehend aus einem Auftriebskörper mit einem Auftriebsschwerpunkt und einem Beschwerungskörper mit einem10. Density measuring device for measuring the density of a liquid with a density within a predetermined range, with a housing for the liquid sample, a first float rotatably mounted about a horizontal axis in the housing and a second float rotatably mounted about the axis, both floats Consists of at least one buoyancy body with a relatively low density, the center of gravity of which is offset from the axis and the density of which is smaller than that of the liquid to be measured, and at least one weighting body with a relatively high density, the center of gravity of which is offset from the axis, and its density is larger than that of the liquid to be measured, each float being shaped so that the radial connecting line between the center of buoyancy and the axis is offset from the radial connecting line between the center of gravity and the axis and is higher, so that, due to the different buoyancy in Liquids of different density, the relative angular positions of the swimmers correspond to the density of the surrounding liquid, a change in the liquid density causing the swimmers to rotate in opposite directions, characterized in that at least one of the swimmers, consisting of a buoyancy body with a buoyancy center and a weighting body with a /7/ 7 Gewichtsschwerpunkt, dessen Winkelstellung gegenüber do.ii Auftriebsschwerpunkt versetzt ist, so beschaffen ist, daß der eine Körper um die Achse drehbar befestigt ist, während der andere Körper an dem einen Körper in einem Abstand' von der Achse derart befestigt ist, daß der andere Körper sich unabhängig von dem einen Körper radial ausdehnen kann, so daß der andere Körper mittelbar an der Achse in einer unveränderlichen Winkelstellung zum einen Körper befestigt ist, womit Temperaturänderungen eine radiale Verlagerung des Schwerpunkts des anderen Körpers bewirken, deren Größe durch die Wärmeausdehnung des einen Körpers und zusätzlich durch die Wärmeausdehnung des anderen Körpers relativ zur Befestigung mit dem einen Körper bestimmt ist.Center of gravity, its angular position in relation to do.ii Center of lift is offset, is such that the one body is rotatably mounted about the axis while the other body is attached to the one body at a distance 'from the axis such that the other Body can expand radially independently of one body, so that the other body is indirectly on the axis is fixed in an unchangeable angular position to a body, with which temperature changes a radial displacement of the center of gravity of the other body, their size due to the thermal expansion of one body and is additionally determined by the thermal expansion of the other body relative to the attachment to the one body. 11. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse wenigstens teilweise durchsichtig ist und mit einer Ansaugvorrichtung und einem Ans.iugkanaJ mil Mußorr-r Atis.'iugöffnung versehen ist, so daß eine angesaugte Flüssigkeitsprobe das Gehäuse so weit füllt, daß die Schwimmer ganz in die Flüssigkeit eintauchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ansaugkanals sich von einem Kleinstwert an der Stelle der äußeren Ansaugöffnung in der Einströmrichtung allmählich um mindestens das Vierfache erweitert derart, daß die Zunahme der Querschnittsfläche je Längeneinheit an keiner Stelle größer als das 0,09-fache des Querschnittsanfangs ist.11. Density measuring device according to claim 4, wherein the housing is at least partially transparent and having a Suction device and a suction duct with a must-r atis. 'Eye opening is provided so that a sucked liquid sample fills the housing so far that the float is completely in immersing the liquid, characterized in that the cross section of the suction channel increases from a minimum value the location of the outer suction opening in the inflow direction gradually expanded by at least four times so that the increase in cross-sectional area per unit length is at no point greater than 0.09 times the start of the cross-section. 12. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gpkennzeichnet, daß der Ansaugkanal in der Form eines umgekehrten "U" verläuft und so angeordnet ist, daß seine höchste Stelle wesentlich höher liegt als die Eintrittsstelle des Ansaugkanals in dem Gehäuse.12. Density measuring device according to claim 11, characterized in that that the intake duct is in the shape of an inverted "U" and is arranged so that its highest Place is much higher than the entry point of the intake duct in the housing. 13. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal in dem Teil zwischen der äußeren Ansaugöffnung und der höchsten Stelle sich relativ mehr erweitert, und in dem Teil zwischen der höchsten Stelle und der Eintrittsstelle in dem Gehäuse sich relativ weniger erweitert.13. Density measuring device according to claim 12, characterized in that that the suction channel in the part between the outer suction opening and the highest point is relatively expanded more, and relatively less in the part between the highest point and the entry point in the housing expanded. M «*M «* 14. Dichte-Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schwimmer mit einer der Flüssigkeitsdichte entsprechenden Skala versehen ist, und der andere Schwimmer mit einem Index derart versehen ist, daß in allen" relativen Winkelstellungen der beiden Schwimmer innerhalb des vorbestimmten Bereichs der Index die entsprechende Dichte auf der Skala anzeigt.14. Density measuring device according to claim 4, characterized in that that one of the floats is provided with a scale corresponding to the density of the liquid, and the other Float is provided with an index such that in all "relative angular positions of the two swimmers within of the predetermined range, the index indicates the corresponding density on the scale.
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