Elektromagnetische Anzeigevorrichtung für Flüssigkeits-, Gas- und
Dampfmengen. Bekanntlich können Flüssigkeits-, Gas-,und Dampfmengen mittels Druckmessung
an einer Stauvorrichtung gemessen werden. Man be= nutzt -dabei Drosselscheiben oidier
Staugeräte, bei Flüssigkeiten auch @Stauwehre. Die zu messende Menge V bizw. F ergibt
sich im ersteren Fall aus dem Ausschlag p eines Differenzdruckmessers nach einem
Gesetz von der Form P = c yp-, im letzteren Fall aus der Druckhöhe h vor idem Stauwehr
nach der Gleichung F = k j/h3, wobei c ünd k. Konstanten bedeuten.Electromagnetic display device for liquid, gas and
Steam quantities. As is known, quantities of liquid, gas and steam can be measured by means of pressure measurement
be measured on a damming device. One uses throttle disks in the process
Storage devices, in the case of liquids also @ weirs. The quantity to be measured V bizw. F results
in the former case from the deflection p of a differential pressure meter after a
Law of the form P = c yp-, in the latter case from the pressure height h in front of the weir
according to the equation F = k j / h3, where c and k. Mean constants.
Uri aus den Werten p oder lz Anzeigen proportional TI oder F ,und
somit eine genaue Summierung der gesuchten Mengen zu ermöglichen, sind schon verschiedene
Apparate konstruiert worden, die alle eine adermehrere sinnreiche geometrische oder
-mechanische Anordnumgen zur Übertragung :der benannten Strömungsgesetze :enthalten.
Es liegt nun an dem parabolischen Verlauf dieser Gesetze, daß alle 4erartigen Anordnungen
eine den zu messenden Mengen proportionale Anzeige oder Summierung erst von einem
bestimmten, verhältnismäßig hohen Betrag an, ergeben, während alle kleineren Mengen
unrichtig oider gar nicht angezeigt werden. Beispielsweise zeigen: käufliche Apparate
erst von 25. bis 30 Prozent ihres Meßbereiches an proportional. Da dieser Fehler
bei den besagten geometrischen und mechanischen Übertragungen prinzipIell nicht
zu vermeiden ist, wird er auch von den Lieferanten. solcher Apparate gewöhnlich
ausdrücklich angegeben. Aus konstruktiven-Gründen muß ferner bei derartigen Apparaten
auf die für die Ermöglichung direkter Kontrolle der Empfindlichkeit notwendige Sichtbarkeit
des Manomet-erflii:ss,igkeitsstandes verzichtet werden.Uri from the values p or lz displays proportional TI or F, and
thus enabling an exact summation of the quantities sought are different
Apparatuses have been constructed, all of which have a number of ingenious geometric or
-Mechanical arrangements for transmission: of the named flow laws: included.
It is now due to the parabolic course of these laws that all 4-like arrangements
a display proportional to the quantities to be measured or a totalization of only one
certain, relatively high amount, while all smaller amounts
incorrect oider are not displayed at all. For example, show: devices that can be bought
only proportionally from 25 to 30 percent of their measuring range. Because this bug
in principle not with the said geometrical and mechanical transmissions
is to be avoided, it is also to be avoided by the suppliers. such apparatus usually
expressly stated. For design reasons, such apparatus must also
the visibility necessary to enable direct control of sensitivity
of the manometer liquidity level can be waived.
Zum Ansahluß an die genannten, mechanischen oder geometrischen ÜbertragungsvCrrichtungen
gemäß den Strömungsgesetzen sind auch schon elektromagnetüsche Vorrichtungen benutzt
worden, um die häufig :unter Druck erfolgende, der zu messenden Menge im den genannten,
möglichen Grenzen. proportionale Beweoung .der Manometerflüssigkeit störungsfrei
,nach außen auf beliebige Entfernung zu übertragen, Zu @dnesem Zweck sind schon
Wechselstrommagneüe mit drehbarem Anker, auch Selbstinduktionsspulen mit gradlinig
bewegtem .Eisenkern in Verbindung mit ,der Manotmeterflüssiagkeit vorgeschlagen
worid:en, Diese elektromagnetischen Vorrich" tungen erzielen Ausschläge an elektrischen
Meßinstrum@enten proportional der dürch .die genannten mechanischen oder geometrischen
Übertragungsvorrichtungen der zu messenden Menge nach Möglichkeit bereits proportional
,gemachten Bewiegung .des drehbaren Ankers oder ,des bewegten Eisenkerns. Es ist
natürlich, daß solche elektrischen Vorrichtungen auch alle genannten, Fehler der
vorgeschalteten mechanischen oder geometrischen Übertragungsvorrichtungen auf das
Anzeigeinstruanient übertragen. Die Übertragung mittels Eisenkern: und bringt unter
arideren: auch den °Fehler mit, zdaß durch die elektrodynamische Rückwirkung der
Spulenströme auf den Eisenkern, letzterer seine Lage relativ zur iManometerflüssigkeit
ändert und :dadurch,clie Anzeige fehlerhaft macht.For connection to the mechanical or geometric transmission devices mentioned
According to the laws of flow, electromagnetic devices have also been used
has been used to measure the amount to be measured in the named, often: under pressure
possible limits. Proportional movement of the pressure gauge liquid without interference
to transfer to the outside at any distance, for @dnesem purpose are already
Alternating current magnet with rotatable armature, also self-induction coils with straight lines
Moving iron core in connection with the manotmeter liquid proposed
worid: en, These electromagnetic devices produce excursions on electrical
Measuring instruments proportional to the mechanical or geometrical ones mentioned
Transmission devices of the quantity to be measured, if possible, already proportional
, made movement of the rotatable armature or the moving iron core. It is
Of course, that such electrical devices also include all of the above, faults of the
upstream mechanical or geometric transmission devices to the
Transmission of display instructions. Transfer by means of iron core: and houses
arideren: also the ° error with, z that due to the electrodynamic reaction of the
Coil currents on the iron core, the latter its position relative to the iManometer fluid
changes and: thereby renders the display incorrect.
Vorliegende Erfindung :beseitigt nun ,die Fehler der genannten mechanischen
oder geometrischen Übertragungsvorrichtungen an sieh und damit auch idie der angeschlossenen
elelr.tri:sch.en Meßqorrichtungen dadurch, d'aß sie diie :in bekannter Weise einem
Eisenschwimmer unmittelbar mitgeteilten Ausschläge ,der in üblicher Weise in zylin@dmischen
(gewünschtenfalls. durchsichtigen) Röhren beweglichen Manometerflüssiglüeit .rein
elektromagnetisch :nach Vorschrift des gültigen Strömungsgesetzes direkt, .d. h
,. ohne vorgeschaltete mechanische Übertragung, in Ausschläge eures an:- sich bekannten
elektrischen Meßinstrumentes (Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter oder Zähler) .umsetzt,
.die dien zu .messenden: Mengen direkt proportional sind,.The present invention: now eliminates the errors of the aforementioned mechanical
or geometrical transmission devices and thus also those of the connected ones
Elelr.tri: different measuring devices by having them: in a known way
Iron swimmers immediately reported rashes, which mix in the usual way in zylin @ dm
(if desired. transparent) tubes movable manometer liquid. pure
electromagnetic: according to the regulations of the current law of flow direct, d. H
,. without upstream mechanical transmission, in rashes of your to: - confessed
electrical measuring instrument (ammeter, voltmeter, wattmeter or counter).
.the quantities to be .measured are directly proportional ,.
Gemäß der Erfindung umgibt .man die .den zweckmäßig zylindrischen
,Eisenschwimmer enthaltende, .zylindrische Man.ometerröhre ,koaxial oder achsenparallel
mit einer gleich-,mäßig .bewickelten, mit konstantem Wechselstrom von .bestimmter
6tärke beschickte.. Spule von solcher Länge, .daß, ,der EisenschwiTnimer bei .seiner
.der Flüssigkeitssäule folgenden .Bewegung in jeder Stellung :eine konstante Magnetisheriung
aufnimmt und so .ein -konstantes .Streufeld erzeugt. Dies ;%vs@rd dadurch erreicht,
.daß .man .die feldierzeugende Spule :etwas länger wählt als .die von. Eisen-, sohwimmer
bei. seiner Bewegung über dien .ganzen gewünschten Meß;bereichbestrichene Strecke,
oder elektromagnetisch ausgedrückt: das. von derersten.Spule ohne Eisenkern erzeugte
Magnetfeld muß über diese Strecke homogen sein. Dadurch wird auch die obererwähnte,
.bei. Selbstinduktion auftretende störende elektrodynamische Rückwirkung auf den
Schwimmer vermieden. Es zeigte sich nun, daß idi-esies von dem Ersensehwimmer er-
zeugte Streufeld :in einer mit der felderzeu-
genden Spule koachs;ialen oder achsenparall-e-
len zweiten kürzeren Spule beim Bewegen ,des
Eisenschwimmers Indhtktionsströme indu-
.,ziert,deren Verlauf durch geeignete Wahl tder
Größenverhältnisse und Gestalt der zweiten-
Spule über .größere Bereiche mit dem Kurven-
verlauf der genannten Strömungsgesetze zu
sehr genauer Declmng gebracht werden. kann;
wobei die Deckung des Manometernullpunk-
tes mit dem Nullpunkt des elektrischen An-
zeigei,nstnumentes durch Gegenschafiten eines
geeigneten Hilfsstromes erreicht wird.
Eine einfache Ausführungs,form der Erfin-
dung eist in A bb. z schematisch .dargestellt.
M stellt den zur rMesung dienenden Teil des
an ,die Stauvorrichtung angeschlossenen
Druckmessers- idar -mit der -den (hier z. B. zy-
lindni--schen) E1s,ensch-wImmer E tragenden
Flüssigkeit Q (rz. B. Quecksilber). Die das
Streufeld erzeug ende (Spule I (zur Verein-
fachung. .nur mit einer Lage Drahtwnakkung
gezeichnet) .ist an ,die Wechselstromquelle V,
,zweckmäßig mit Vor.schalt@niderstand. W an-
geschlossen. Die kürzere Induktionsspule I1
ist zur
mit izylindr scher Form
und 'Wicklung gezeichnet, während! praktisch
eine kompliziertere, z.,B.treppenförmige, para-
bolisöhe, :hyper!bolische oder ähnliche Bauart
notwendig :ist. Z. B. ist für .die richtige
Übertragung bei @Stauwehrmessungeneine
nach Abb. 3 treppenförmig #hewickelte Spule
zu verwenden. .Sie kann, ebensowohl inner-
halb wie außerhalb der Feldspule I angebracht
sein.. Zwecks Erreichung @dies dem, Mano-
meternullpunkt entsprechenden Nullpunktes
am elektrischen, Anzeigeinstrument A ist b@ei-
spietswei:se in ,Serie mit .der :Spule II die I6e-
1lundänvicMung IIS eines Transformators T
geschaltet. Natürlich .sind noch andere, für
Kompensation Übliche Sol@ä.ltt>nigen möglich,
um ,den Nullpunkt zu erreichen. Der Eisen-
kern kann. rmassIv, , zur Vermeidimg von Ver-
lustenunterteilt und, falls er spezifisch sch we-
rer ist als ,die Man!oaneterflüssigkeit, mit einer
Höhlung. oder feinem Tragkörper versehen
sein.
,Die Empfindlichkeit <der Vorrichtung kann
bei einer bestimmten Dicke des Eisenkernes
durch: die Stromstärke in Spule I, d!ie Win-
dungszahlen beider ;Spulen, die Widerstände
beider .Stromkreise und die Wahl dies An-
zei;geinstnumentes in: weiten Grenzen verän-
dert werden. D,ie Fehlergrenzen, die wie oben
erwähnt, -bei den bekannten Vorrichtungen
teilweise sehr groß sind, lassen .sich. du rch d)ie
vorliegende Anordnung auf ein ganz geringes
Maß oder ganz auf Nnt'11 vermindern. Blei-
spielsiveise -ist in Mb. z oder Verlauf des er-
zeugten Induktionsstromes (Ausschläge an
eineue :Voltmeter) einigetragm, wie er mit
einer treppenförmig gewickelten Spule II und
einem zylindrischen Eisenkern für eine Stau-
wehrrrnessung gemäß, ,dem Strömungsgesetz
I' - K Vh3 erreicht wird, nebst dem Ver-
lauf der nach dem Strömungsgesetz zu erwar-
ten!d!en Kurve. Die Albziseenbedeuten Milli-
meter Ver.schsebung -des Eisenkernkopfes vom
Anfangspunkt der Spule II aus. Die prozen-
tischen Abweichungen der elektromagnetisch
erreichten. Kurve von der idealen !Kurve (ge-
strichelt) betragen höchstens a bis 3 Prozent;
bei anderer Form ,der Hilfsspule und des
Eisenkerns verschwinden sie sogar völlig.
Insbesondere -ist es ein. ,neuer .wertvoller Vor-
teil ,der Vorriahtun#gen, idaß die übereinsüm-
znung mit dem Strömungsgesetz nicht erst in
einem weiten Abstand vorm Nullpunkt be-
ginnt, sondern unmittelbar vorn @diesem, ab
vorhanden ist. Als, besonderer Vomug der
beschriebenen Vorrichtung sei die nahezu
vollkommene Rei'bungs@fr.einheit über den gan-
zen Meßbereich, besonders in der Nähe ides
Nullpunktes, erwähnt.
According to the invention, the .cylindrical man.ometer tube, which is expediently cylindrical, iron float, is surrounded by a coaxial or parallel axis with an evenly, uniformly .wound, constant alternating current of .specific 6thickness .. coil of such a length that ,, the iron swimmer with .its .movement following. the liquid column in every position: absorbs a constant magnetic energy and thus creates a constant stray field. This;% vs @ rd is achieved by .that .the .field-generating coil: is chosen: somewhat longer than .that of. Iron, sohwimmer at. its movement over the entire desired measuring; area-marked distance, or in electromagnetic terms: the magnetic field generated by the first coil without an iron core must be homogeneous over this distance. As a result, the above-mentioned. Self-induction occurring disturbing electrodynamic reaction on the swimmer avoided. It now turned out that idi-esies generated stray field: in one with the field generating
end coil coaxial or axially parallel
len second shorter coil when moving, des
Iron float induction currents
., the course of which is tder through suitable choice
The proportions and shape of the second
Coil over larger areas with the curve
course of the mentioned flow laws
very precise declaration. can;
where the coverage of the manometer zero point
tes with the zero point of the electrical connection
show nstnumentes by counteracting one
suitable auxiliary current is achieved.
A simple embodiment, form of the invention
tion is in A b b. z is shown schematically.
M represents the part of the
connected to the stowage device
Pressure gauge idar -with the -den (here e.g. zy-
Lindnian) E1s, ensch-wImmer E bearing
Liquid Q (e.g. mercury). The the
Stray field generating (coil I (for unifying
panning. .Only with one layer of wire hook
is on, the AC power source V,
, appropriate with Vor.schalt@niderstand. W an-
closed. The shorter induction coil I1
is to
with an izylindrical shape
and 'winding drawn while! practically
a more complicated, e.g., stair-shaped, para-
bolisöhe,: hyper! bolic or similar design
necessary is. Eg is for .the correct one
Transmission at @Dau weir measurements one
As shown in Fig. 3, a stepped winding coil
to use. .It can, as well as within
half as attached outside of the field coil I.
his .. In order to achieve @this, Mano-
the corresponding zero point
on the electrical display instrument A is b @ a
spietswei: se in, series with .der: coil II the I6e-
1lundänvicMung IIS of a transformer T
switched. Of course. There are others, for
Compensation Usual Sol@ä.ltt> nigen possible,
in order to reach the zero point. The iron
core can. rmassIv,, to avoid misuse
divided into lusts and, if it is specifically
rer than the man! oaneter fluid, with one
Cavity. or a fine support body
be.
'The sensitivity <of the device can
at a certain thickness of the iron core
by: the amperage in coil I, the win-
connection numbers of both; coils, the resistors
of both .circuits and the choice of this connection
zei; geinstnumentes in: wide limits change
be changed. The margins of error are as above
mentioned, -in the known devices
are sometimes very large, can. you rch d) ie
present arrangement to a very small one
Reduce measure or completely to Nnt'11. Lead-
for example -is in Mb. z or the course of the
generated induction current (rashes on
einue: voltmeter) some amount of money, like him with
a step-shaped wound coil II and
a cylindrical iron core for a dam
Defense measurement according to,, the law of flow
I '- K Vh3 is reached, in addition to the
that is to be expected according to the law of
ten! d! en curve. The Albzi lakes mean milli-
meter shift of the iron core head from
Starting point of coil II. The percentage
table deviations of the electromagnetically
achieved. Curve from the ideal! Curve (
dashed lines) are a maximum of a to 3 percent;
with a different shape, the auxiliary coil and the
In the iron core, they even disappear completely.
In particular -it is a. , new, valuable asset
part, of the provisions, that the overlapping
zing with the law of flow not only in
a large distance from the zero point
starts, but immediately before @this, from
is available. As, special Vomug the
described device is the nearly
perfect Rei'bungs@fr.einheit over the whole
zen measuring range, especially near ides
Zero point, mentioned.