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Vorrichtung zum messen von Luft-, Dampf- und Flüssigkeitsmengen, Drucken,
Temperaturen usw. mittels Wattmessers. Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung gerichtet
zum Messen von Luft-,. Dampf-und Flüssigkeitsmengen, Drucken, Temperaturen, Geschwindigkeiten
sich bewegender Körper, Dichtigkeiten oder Ausdehnungen von Körpern oder anderen
Größen, die bei der Untersuchung von Maschinen-oder gewerblichen Anlagen vorkommen,
welche Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten oder auch feste Körper benutzen, und der zum
Messen ein Wattmeter zugrunde gelegt wird, der von drei oder mehr unabhängig veränderlichen
Größen beeinflußt wird.
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Gemäß der Erfindung sind zwei oder mehr Wattmeter angewendet, deren
bewegliche Wicklungen starr miteinander verbunden sind. Eine oder mehrere Wicklungen,
entweder feste oder bewegliche, bleiben von den Veränderlichen unbeeinflußt, während.
die übrigen Wincklungen von je einer der veränderlichen Größen beeinflußt werden.
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In den Zeichnungen ist als Beispiel ein Gasmesser veranschaulicht,
der die in einer Rohrleitung hindurchströmende Gasmenge anzeigt.
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Um den Erfindungsgegenstand zu erklären, ist in Fig. i zunächst ein-
Schaltungsschema dargestellt bei einem Messer, der nur von zwei Veränderlichen beeinflußt
wird, bei dem also nur ein Wattmeter vorhanden ist.
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Fig.2 zeigt das vereinfachte Schaltungsschema, bei dem gemäß der Erfindung
zwei Wattmeter angewendet sind, die von drei veränderlichen Größen beeinflußt werden.
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Die Vorrichtung nach Fig. i dient dazu, die Menge des Gases o. dgl.
zu bestimmen, dessen Dichtigkeit sich während des Durchflusses ändert: Das Gas strömt
durch eine mit einer Einschnürung b beliebiger Art versehene Rohrleitung a. Die
engste Stelle der Einschnürung b und ein beliebiger normaler Teil der Rohrleitung
a sind durch Rohre c und d mit den beiden Teilen e und f eines
Manometerrohres verbunden, das eine den elektrischen Strom leitende Flüssigkeit,
zweckmäßig Quecksilber, enthält.
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In dem Schenkel f des Manometers befindet sich ein elektrischer Leitungsdraht
g, dessen Widerstand sich in bekannter Weise nach einem bestimmten Gesetz, entsprechend
der Menge des- durchströmenden Gases, ändert.
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Ein zweites Manometer q, das zur Messung der Dichtigkeitsänderung
des Gases dient, steht durch die Leitung d unter dem Druck des Rohrinnern
a. Diese Vorrichtung kann beispielsweise als Metall- oder Quecksilbermanometer ausgebildet
sein. Weicht der zu bestimmende Druck nicht zu stark vom Atmosphärendruck ab, so
kann die Quecksilbersäule nach außen offen sein. Kommen dägegen, wie in Fig. i angenom-;
men, höhere Drucke in Betracht, so verwendet man ein geschlossenes Manometer.
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In das Manometerrohr q ist ein Leitungsdraht s eingetaucht.
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Die Meßdrähte ä und ,s werden zweckmäßig mit je einer Wicklung verbunden,
von denen die eine t beweglich ist, während die andere u feststeht, und die nach
Art eines Wattmessers angeordnet sind. . Zusatzwiderstände hl, lag können
in die Stromkreise dieser
Meßvorrichtung geschaltet werden; um ihre
Stromstärke zu verringern.
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Entsprechend der Steigerung der Durchflußmenge, bzw. der Dichtigkeit
des Gases. senkt sich der Ouecksilberspiegel in den. Rohren f bzw.
q und schließt hierdurch eine geringere Länge der Meßdrähte g bzw. s kurz,
so daß deren Widerstand entsprechend steigt. Die Wicklungen t und it des Meßinstrumentes
liegen bei der Anordnung nach Fig. i im Nebenschluß zu den Meßdrähten g und s. Hierdurch
ergibt sich der folgende Stromverlauf Der Strom wird durch die Leitung i zugeführt,
tritt bei 2 unten in das Manometerrohr fein und verläßt es durch die Leitung 3,
um nach Passieren der Abzweigstelle 4. durch den Widerstand hl und die Leitung 5
abzuströmen. Der Stromkreis für die hierzu gehörige Meßspule t zweigt bei 6 von
der Hauptleitung ab, passiert über die Zweigstelle 7 die Leitung 8, die Spule t,
die Leitung 9 und mündet bei q._ in den durch h.1 und 5 abfließenden Hauptstrom.
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Für das Manometer q zweigt der Strom bei io von der Hauptleitung i
ab. Nach Durchfließen des Meßdrahtes s geht er durch die Leitung i i zum Abzweigpunkt
12 und durch den Widerstand h2 zur Leitung 5. Der Stromkreis für die zum Meßdraht
s gehörige Spule 2t des Instrumentes zweigt bei 6 von der Hauptleitung i ab und
strömt nach Passieren des Abzweigpunktes 7 durch die Leitung 13, die.Wicklung at
und die Leitung 14 zum Zweigpunkt 12 und durch den Widerstand 1a2 zur Hauptabströmleitung
5. Der Stromverlauf ist im einzelnen in der Fig. i durch verschiedenartige Pfeile
kenntlich gemacht.
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Wenn es sich um die Bestimmung einer Größe handelt, die von mehr als
zwei Veränderlichen abhängig ist, so wird gemäß der Erfindung die aus Fig. 2 hervorgehende
Anordnung der Meßinstrumente gewählt.
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Handelt es sich z. B. darum, die Durchflußmenge eines Gases zu bestimmen,
bei dem sich der Druck und die Temperatur ändert, so können zur Messung der Menge
selbst und des Druckes wiederum die in der Fig. i dargestellten Vorrichtungen
f und q mit den Meßdrähten g bzw. s verwendet werden. Von den beiden
Wattmetern' u, w sind die beiden Ankerwicklungen t, v miteinander starr verbunden.
Die Ankerwicklung t wird beeinflußt von dem Meßdraht g (Fig. i), die Feldwicklung
des gleichen Wattmessers von dem Meßdraht s, die Ankerwicklung v des angeschlosenen
Wattmessers von dem Meßdraht 3, der einem Ouecksilbermanometer angehört, das den
beschriebenen Manometern entsprechend gebaut ist, jedoch unter dem Einfluß der Temperatur
des zu untersuchenden Gases steht. Die Feldwicklung des Wattmessers w ist an das
Netz gelegt.
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Bei dieser Anordnung ist außer den bei Fig. i vorgesehenen Widerständen
'a, und 1a2 noch ein entsprechender Widerstand h3 hinzugefügt.
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Durch diese Anordnung und Schaltung zeigt das bewegliche System t-v
des Meßinstrumentes eine Größe an, die sich sowohl unter dem Einfluß der durchströmenden
Gasmenge, wie unter dem des sich ändernden Druckes und der Temperatur des Gases
ändert.
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Das Aufeinanderwirken der einzelnen 'Meßgrößen in der geschilderten
Weise ermöglicht also eine einfache Ablesung der gewünschten von drei unabhängig
Veränderlichen abhängigen Größen, die noch dazu durch die in Fig. 2 veranschaulichte
Anordnung der Magnetwicklung des Wattmessers w unabhängig von den Spannungsschwankungen
der die Meßvorrichtung speisenden Stromquelle gemacht ist. Durch Hinzufügen eines
dritten Wattmessers läßt sich die Vorrichtung bei noch mehr unabhängig Veränderlichen
anwenden.
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Anstatt mittels einer Quecksilbersäule kann man den Widerstand des
verwendeten Meßdrahtes mittels eines beliebigen elektrischen Kontaktes ändern, der
gegenüber dem Meßdraht beweglich ist. Auch kann umgekehrt der Meßdraht gegenüber
dem Kontakt beweglich eingerichtet sein.
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In allen diesen Anordnungen kann an Stelle des Widerstandmeßapparates
eine Art Zählvorrichtung Verwendung finden, so daß man sogleich das Gesamtergebnis
der zu bestimmenden Größe, anstatt nur deren Augenblickswerte, ablesen kann.