DE341572C - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dichte eines Gases - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dichte eines GasesInfo
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Description
AUSGEGEBEN
AM 4. OKTOBER 1921
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
-JVr 341572 -KLASSE 421 GRUPPE
Georg König in Berlin-Dahlem.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dichte von Gasen. Es ist bekannt,
die Dichte eines Gases dadurch festzustellen, daß man einen Körper in dem zu
messenden Gase bewegt und die zu seiner Bewegung erforderliche Kraft bestimmt. Dieser im Patent 269862 enthaltene Grundgedanke
soll nach dem genannten Patent dadurch verwirklicht werden, daß man die Kraft unmittelbar aus der Größe des Widerstandes
bestimmt, welchen das Gas der Bewegung des Körpers je nach seiner Dichte entgegensetzt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird nun der obenerwähnte 'Grundgedanke auf mittelbarem
Wege gelöst, und zwar dadurch, daß ein in dem zu messenden Gas bewegter Körper eine Strömung beliebiger, z. B. kreisförmiger,
geradliniger oder kurvenartiger Form erzeugt, deren Bewegungsenergie von· einem
auf ein Meßsystem wirkenden beweglichen Körper aufgezehrt wird. Zweckmäßig ist es,
eine kreisförmige Strömung zu wählen, so daß ein aerodynamisches Drehfeld, entsteht,
in welchem der beweglich angeordnete Gegenkörper durch Drehung abgelenkt wird.
Gegenüber einer Einrichtung, die auf dem Prinzip beruht, durch einen in dem zu messenden
Gase mit konstanter Geschwindigkeit sich drehenden Körper einen Strömungsdruck
zu erzeugen, welcher dann durch empfindliche manometrische Einrichtungen gemessen wird,
hat das Verfahren und die -Vorrichtung zu dessen Verwirklichung gemäß der Erfindung
wesentliche Vorteile. Sie bestehen "darin, daß in einer kleinen, unempfindlichen Apparatur
eine verhältnismäßig große Energie für die Messung zur Verfügung steht, so daß sichere
Meßgrößen erreicht werden. Außerdem wird in einfachster Weise die unmittelbare Anzeige
der Verhältniswerte zwischen dem zu messenden Gase und einem Vergleichsgase ermöglicht.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Fig. ι zeigt den grundsätzlichen
Aufbau einer solchen Vorrichtung. Das gasdichte Gehäuse G bildet die Meßkammer K,
W ist der mittels eines beliebigen Antriebes T bewegte Körper, α und b bilden
die Zutrittsöffnungen für das zu messende Gas und ein Vergleichsgas. Wird der Körper
W durch den mechanischen Antrieb bewegt, so· wind das Gas, dessen Dichte zu bestimmen
ist, in Bewegung gesetzt und dadurch der Gegenkörper M, welcher mittels der Achse m mit einem geeigneten Meßsystem
verbunden ist, so weit aus seiner Ruhelage bewegt, bis ein Gleichgewicht zwisehen
der Strömungsenergie des zu messenden Gases und dem Widerstand, welchen das Vergleichsgas, beispielsweise Luft, der Bewegung
des Gegenkörpers M entgegensetzt, hergestellt ist. Von der Achse m mag dann
beispielsweise ein Zeiger mittelbar oder unmittelbar beeinflußt werden, welcher über
eine Skala gleitet, die den Verhältniszahlen aus den verschiedenen Dichten des zu messenden
Gases zur konstanten Dichte desVergleichsgases proportional ist.
In Fig. 2 ist eine für die Praxis besonders
geeignete Ausführungsform dargestellt, und zwar sind zwei Meßvorrichtungen der nach
Fig. ι gekennzeichneten Art vorgesehen, von denen die eine, K1, mit dem zu messenden
Gase und die andere, K2, mit dem Vergleichsgase
angefüllt sein mag. Beispielsweise seien die Systeme von einem einzigen
mechanischen Mittel angetrieben und über das konstruktiv beliebig ausgebildete Triebwerk
T1, r2, rz, ri derart miteinander verbunden,
daß sie sich im Sinne der Pfeilrichtungen einander entgegenbewegen. Um die Dichte
des zu messenden Gases durch einfache Zeigerablesung
zu ermöglichen, werden erftndungsgemäß die Achsen M1 und m2 der Meßsysteme
parallel zueinander angeordnet und mit Hebeln H1T HT verseheirr welche' durch
das Zwischenglied Z an ihren freien Enden miteinander verbunden sind. Dieses Zwischenglied
wird größer oder kleiner ausgeführt als der Abstand der Achsen W1, m2 der
Meßsysteme. Dadurch wird erstmalig die Aufgabe gelöst, eine derartige Kupplung
beider Systeme zu erreichen, daß die Größe der resultierenden Bewegung beider Meßsysteme
dem. Verhältnis der Gasdichte entspricht. Der Ausschlag, den die beispielsweise
trapezartig gekuppelten Meßachsen ausführen, ist dem Verhältnis der Dichte des zu
messenden zu der des Vergleichsgases proportional. Wird nun einer der Hebel, z.B. H1,
als Zeiger ausgebildet, so kann man ihn über eine entsprechend geeichte Skala gleiten
lassen und dann unmittelbar den jeweiligen Dichtegrad des zu messenden Gases ablesen.
Es kann auch ein besonderer Zeiger auf eine der Achsen Wi1 oder m2 angebracht werden,
der natürlich parallel dem zugehörigen Hebel H1 oder H2 anzuordnen ist.
Besonders einwandfreie Messungen auf Grund- des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind dadurch zu erreichen, daß die Gasströmung innerhalb des eigentlichen Meßgehäuses
in einer in sich geschlossenen, von der Zu- und Abführung des zu messenden Gases unabhängigen
Bahn, also sozusagen im Nebenschluß zur Zu- und Abfuhr des Gases, verläuft.
Diese Erkenntnis ist durch die Aus-' führungsform nach Fig. 3 verwirklicht. In
der Förderkammer mit dem Förderrad R, die beispielsweise mit dem gasdichten Gehäuse zu
einem Ganzen vereinigt ist, wird das Gas angesaugt und von dort in die Meßkammer gefördert.
Das Förderrad R ist dabei auf derselben Achse wie der zu bewegende Körper W
angeordnet.
In Fig. 4 ist eine besondere Ausführungsform des Erfindungsgedankens dargestellt, in
welcher durch den bewegten Körper W in der Meßkammer K das zu messende Gas in
dem beispielsweise röhrenförmig ausgebildeten Kanal k säulenartig zusammengefaßt
wird. Die Gassäule wirkt dabei auf den Gegenkörper M des in diesem Kanal angeordneten
Meßsystems ein. '
Die Ausführungsform zeigt gleichzeitig die zweckmäßige Gestaltung des bewegten Körpers
W als Schaufelrad. Ebenso kann der Gegenkörper als Schaufelrad ausgeführt sein.
Erfindungsgernäß werden die einzelnen Flügel des einen oder anderen Rades oder auch
beider verstellbar ausgeführt, zum Zwecke, das aufgefangene Moment im Verhältnis zum
aufgewandten einstellen zu können.
In Fig. 5. ist eine weitere einfache Ausführungsform
der Vorrichtung dargestellt. Sie ist gekennzeichnet durch zwei Meßkammern K1 und K2, von denen die eine, wie im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, mit dem zu messenden Gas, die andere mit dem Vergleichsgas
gefüllt wird. Die bewegten Körper W1 und- W2 beider Kammern sind auf
einer gemeinsamen Achse angeordnet, ebenso die Gegenkörper der Meßsysteme Mx und M2.
Beide Achsen m und w sind ineinandergeschoben
und gegeneinander beweglich. Die Achse der. Meßsysteme sei beispielsweise in Achatlagern
aufgehängt, ζ ist der auf dieser Achse angeordnete Zeiger des Meßsystems und g
eine davor befindliche- Glasscheibe, durch welche man die Ablenkung des Zeigers beobachten
kann. Der Antrieb der bewegten Körper W1 und W2 erfolgt wieder auf beliebige
Weise, z. B. durch eine Dampf- oder Gasturbine, die in der Fig. '5 mit T bezeichnet
ist. Die bewegten Körper W1 und Ii^2 werden
-ate Propeller ausgebildet und die Steigung der Flügel des einen Rades gegenüber
derjenigen des anderen derart ausgeführt, daß auf die Gegenkörper JkT1 und M2 entgegengesetzte
Drehmomente ausgeübt werden. Befindet sich in beiden Kammern gleich dichtes
Gas, so ist ohne weiteres einzusehen, daß eine Bewegung der Drehachse m mit dem Zeiger g
nicht erfolgen kann,, das Meßsystem bleibt in der Ruhelage. Hat dagegen das zu messende
Gas eine abweichende Dichte von dem Vergleichsgas, so wird die Achse m in Drehung
versetzt. Um das notwendige Gleichgewicht nach einer dem Verhältnis der verschiedenen
Dichten der zu vergleichenden Gase entsprechenden Drehung der Meßachse« aus ihrer
Ruhelage herzustellen, ist es erforderlich, daß die Gestaltung eines der beiden als Flügelräder ausgebildeten Gegenkörper der Meß-
systeme in ganz bestimmter Weise vorgenommen wird. Fig. 6 zeigt die notwendige Anordnung.
Das Schaufelrad' hat verschieden lange Flügel, welche im Gehäuse teilweise abgedeckt sind, so daß-nur die kürzesten über
einen Teil des Umfanges frei sind. Bei zunehmender Ablenkung im Sinne des Pfeiles
treten mehr und mehr länger werdende Flügel ' in den unabgedeckten Teil des Raumes. Dadurch
wird die wirksame Kraft bzw. Gegenkraft vermehrt und das System auf diese
Weise ins Gleichgewicht gebracht. Die Ablenkung des Zeigers1 z, weicher über eine
Skala in der oben bereits erläuterten Ausführung gleitet, zeigt dann'die Dichte des zu messenden
Gases unmittelbar an.
ίο Bei Temperaturdifferenzen zwischen dem Vergleichsgas und dem zu messenden Gase kann eine der bekannten Einrichtungen zum Ausgleich der Temperatur eingeschaltet werden.
ίο Bei Temperaturdifferenzen zwischen dem Vergleichsgas und dem zu messenden Gase kann eine der bekannten Einrichtungen zum Ausgleich der Temperatur eingeschaltet werden.
Claims (6)
1. Verfahren zum Messen der Dichte eines Gases, welches in einem gasdichten
Gehäuse durch einen bewegten Körper in Strömung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsenergie der in beliebiger Form, z. B. kreisförmig, geradlinig
oder kurvenförmig, verlaufenden Gasströmung von einem auf ein Meßsystem wirkenden beweglichen Gegenkörper
aufgezehrt wird.
2. Vorrichtung· zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend
aus zwei miteinander gekuppelten Systemen, von denen das eine das zu messende Gas, das andere ein Vergleichsgas
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (mv m2) beider Vorrichtungen
parallel angeordnete Hebel (H1, H2) tragen
und an ihren freien Enden durch ein Zwischenglied (2) miteinander verbunden
sind, welches größer oder kleiner ist als der Abstand der Meßachsen (W1, m2) voneinander.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß außer der Meßkammer (K) eine Förderkammer (F) angeordnet ist, in welcher in an sich bekannter Weise
eine Druickhöhe erzeugt wird, um die selbsttätige Förderung des Gases in die
Meßkaimimer ohne Beeinflussung der Strömung innerhalb- der Meßkammer, im
Nebenschluß zur Zu- und Abfuhr des Gases, zu. ermöglichen.
4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu messende, in Strömung versetzte Gas zu einer Säule
(k) zusammengefaßt wird, in welcher der Gegenkörper (M) des Meßsystems angeordnet,
ist.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend
aus zwei Meßvarrichtungen, von denen die eine das zu messende Gas und die andere
das: VergJeichsgias enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßvorrichtungen
derart angeordnet sind, daß die bewegten Körper (W1, W2) und die Gegenkörper
(Af1, M2) der Meßsysteme je auf
gemeinsamer Achse (m bzw. w) angeordnet sind, wobei die bewegten Körper
(W1, W2) als Propeller ausgebildet und
die Steigung der Flügel des einen Körpers (W2) derart ausgeführt ist, daß auf
die Gegenkörper (M1, M2) der Meßsysteme
entgegengesetzte Drehmomente ausgeübt werden.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
"daß der Gegenkörper eines der beiden Meßsysteme mit Flügeln verschiedener
Länge (Fig. 6) ausgebildet ist, welche bei der Bewegung des Gegenkörpers
je nach der Größe seiner Ablenkung alus der Ruhelage nacheinandter z,ur Wirkung
kommen.
Hierzu t Blatt Zeichnungen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE341572T | 1920-03-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE341572C true DE341572C (de) | 1921-10-04 |
Family
ID=33459949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
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---|---|
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FR (1) | FR530518A (de) |
GB (1) | GB159845A (de) |
NL (1) | NL10383C (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2465775A (en) * | 1945-08-10 | 1949-03-29 | Morris C White | Altimeter |
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-
1920
- 1920-03-06 DE DE1920341572D patent/DE341572C/de not_active Expired
-
1921
- 1921-02-04 FR FR530518D patent/FR530518A/fr not_active Expired
- 1921-03-05 GB GB7162/21A patent/GB159845A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR530518A (fr) | 1921-12-24 |
GB159845A (en) | 1922-07-05 |
NL10383C (de) |
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