DE377337C - Einrichtung zum Anzeigen oder Aufzeichnen eines Druckes, einer Temperatur oder einer physikalischen Groesse durch Messen des Widerstandes eines elektrischen Leiters, derin eine vom Druck beeinflusste Fluessigkeit taucht - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Anzeigen oder Aufzeichnen eines Druckes, einer Temperatur oder einer physikalischen Größe durch messen des Widerstandes eines elektrischen Leiters, der in eine vom Druck beeinflußte Flüssigkeit taucht. Einrichtungen zum Anzeigen oder Aufzeichnen eines Druckes oder einer Temperatur durch Messen des Widerstandes eines elektrischen Leiters sind bereits bekannt. Die dabei benutzten, auf Änderungen des Druckes oder der Temperatur reagierenden Instrumente bestehen meist aus einem teilweise mit Quecksilber gefülltem Rohr, in dessen Längsrichtung ein Widerstandsdraht gespannt ist. Der das Instrument zum Anzeigen oder Aufzeichnen enthaltende Stromkreis ist einerseits an das obere Ende des Widerstandsdrahtes, andererseits an das Quecksilber angeschlossen. Der innere Widerstand des Instrumentes zwischen den An-, schlußklemmen ändert sich theoretisch proportional mit dem Widerstande des Quecksilbers, da der Widerstand des letzteren gegenüber dem Widerstand des Stückes des Widerstandsdrahtes, der nicht in das Quecksilber eintaucht, vernachlässigt werden kann Lind der Widerstandsdraht durch den Strom kaum merklich erwärmt wird.
• Bei der Benutzung derartiger Instrumente treten jedoch gewisse Mißstände auf. Zunächst hat bekanntlich das Quecksilber ein hohes spezifisches Gewicht und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei Änderungen des Druckes oder der Temperatur ändert sich daher sein Stand verhältnismäßig wenig, so daß ein solches Instrument nur eine geringe Empfindlichkeit hat. Das richtige Arbeiten des Instrumentes hängt ferner ganz wesentlich davon ab, daß zwischen dem Quecksilber und dein in sie eintauchenden Stück des Widerstandsdrahtes überall, zum mindesten aber an der Oberfläche des Quecksilbers, eine vollkommen innige, den Strom gut leitende Berührung stattfindet. Diese Forderung läßt sich aber nicht erfüllen, weil das Quecksilber, auch wenn es mit dem Stoffe des Widerstandsdrahtes kein Amalgam bildet, einen gewissen veränderlichen; nicht berechenbaren Übergangswiderstand bedingt. Auch die Bildung der nach unten abgeschrägten Oberfläche des Quecksilbers beeinträchtigt die Meßgenauigkeit.
• Um die dargelegten Mißstände zu vermeiden, beschreitet die Erfindung einen grundsätzlich anderen Weg. . Das Instrument, das auf Änderungen eines Druckes, einer Temperatur oder einer anderen physikalischen Größe reagieren soll, enthält nämlich gemäß der Erfindung eine in den Weg des elektrischen Stromes nicht einbezogene und vom jeweiligen Druck beeinflußte Flüssigkeit sowie einen teilweise in sie tauchenden Leiter, der sich bei Stromdurchgang erwärmt. Sein Widerstand ändert sich mithin lediglich infolge der seiner Eintauchtiefe entsprechend verschieden starken Wärmeableitung durch die Flüssigkeit.
• Auf der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der neuen Einrichtung veranschaulicht: Die Ausführung nach Abb. i zeigt ein Instrument mit einem U-förmig gebogenen Rohr A aus elektrisch nichtleitendem Stoff, -z. B. Glas, in dessen unterem Teil sich eine nichtleitende Flüssigkeit B, z. B. ein Kohlenwasserstoff, befindet. Der eine, z. B. der linke Schenkel des 1Zohres steht mit einem Raum in Verbindung, in dem ein wechselnder Druck herrscht, während der rechte Schenkel in die umgebende Luft mündet. Entsprechend dem Druck in jenem Raum stellt sich also der Stand der Flüssigkeit in dem einen Schenkel höher und in dem anderen niedriger. In dem linken Schenkel ist in dessen Längsrichtung ein Leiter C vorgesehen, der z. B. aus einem haardünnen :Metalldraht besteht. Er liegt mit einem Instrument D zum Anzeigen oder Aufzeichnen cles Stromes, einer Stromquelle E und zweckmäßig noch mit einem Widerstand 1# in Reihe, de-- zum Ausgleich etwaiger Spannungsschwankungen dient. Die Strombelastung des 1-eiters C ist so zu bemessen, daß er sich beim Durchgang des Stromes merklich erwärmt. Da nun die «"ärmeableitung von dem oberen, über dem jeweiligen Stand der Flüssigkeit B befindlichen Stücke des Leiters C größer ist als von dem Stücke, das in die Flüssigkeit B eintaucht, so ändert sich offenbar der Gesamtwiderstand des Leiters C: entsprechend dem jeweiligen Stande der Flüssigkeit B.
• Von dieser Grundform lassen sich Ausführungen in großer Zahl ableiten, deren einige im folgenden beschrieben seien. In allen Fällen kommt zweckmäßig eine Flüssigkeit mit gutem Wärmeleitvermögen und ein Leiter mit hohem Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes zur Anwendung. Die Flüssigkeit kann auch elektrisch leitend sein. in welchem Falle dann der Leiter mit einem elektrisch isolierenden 1_`berzuge zu versehen ist.
• Als Leiter werden am besten haardünne Metalldrähte verwendet, die z. B. nach dem bekannten Verfahren von Wolaston hergestellt sein können. An Stelle von Drähten kann man aber auch ganz dünne und schmale Bänder sowie leitende Niederschläge benutzen, die auf elektrolytischem, chemischem Wege auf der Innenwandung des die Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes angebracht werden.
• Bei der Aueführung nach Abb. 2 befinden sich in beiden Schmkeln des Rohres d Leiter C, Cl. Bei zunehmendem Druck wird al=o der Widerstand des Leiters C in demselben Maße größer, wie der des Leiters Cl kleiner wird. Die beiden Drähte sind mit zwei Widerständen j, j1 zu einer Wheatestoneschen Brücke zusammengeschaltet. Man erhält auf diese Weise eine höhere Genauigkeit als mit der Einrichtim,-nach Abb. x.
• Die Ausführung nach Abb. 3 ergibt eine weitere Steigerung der Genauigkeit. Zu diesem Zweck sind in beiden Schenke'.n des Rohres .-1 je zwei Leiter C, C2 bzw. Cl, C3 angeordnet, die als die vier Zweige einer Wheatestoncschen Brücke geschaltet sind. Die beiden Leiter C'=, C3 sind durch einen Widerstand Ii mit Schleifkontakt Iil verbunden, so daß man den Nullpunkt des Instrumentes D genau einstellen muß.
• Gemäß Abb. 4. läßt sich der Nullpunkt in der Weise einstellen, daß der Leiter C in seinem oberen und unteren Ende an Haltern 3I, 1" befestigt ist, die in einem verstellbaren Einsatz O angebracht sind.

Claims (4)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Anzeigen oder Aufzeichnen eines Druckes, einer Temperatur oder einer anderen physikalischen Größe durch Messen des Widerstandes eines elektrischen Leiters, der in eine vom Druck beeinflußte Flüssigkeit taucht, dadurch gekennzeichnet, daß der lediglich durch die verschieden starke Wärmeabgabe innerhalb und außerhalb der Flüssigkeit geänderte Widerstand des vom Strom durchflossenen und erwärmten Leiters (C) gemessen wird, während die Flüssigkeit selbst in den Weg des elektrischen Stromes nicht mit einbezogen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Flüssig keit mit gutem Wärme- und schlechtem elektrischen Leitvermögen sowie eines Leiters mit hohem Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstandes.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer elektrisch leitenden Flüssigkeit und eines mit einem elektrisch isolierenden Überzug(- versehenen Leiters.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zwei Paare von gleichen Leitern in einer solchen Anordnung enthält, daß bei Änderungen d#r betreffenden Größe die Eintauchtiefe des einen Leiterpaares in demselben Maße größer, wie die des andern Leiterpaares kleiner wird.