DE407903C

DE407903C - Einrichtung zur Messung von physikalischen oder chemischen Groessen

Info

Publication number: DE407903C
Application number: DER54641D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1925-01-05

Description

Einrichtung zur Messung von physikalischen oder chemischen Größen. Die Erfindung bezieht sich auf Einrichngen zum Messen von beliebigen physika-;chen oder chemischen Größen, die sich als ne auf eine Hebelvorrichtung wirkende echanische Kraft äußern, wie z. B. die römung eines Mittels, eine Geschwindigkeit, ne elektrische Größe. der Gasgehalt in Geischen o. dgl. Diese mechanische Kraftil3erung wird durch eine mechanische Gegenaft (Feder-, Gewichts- o. dgl. Kraft) und ne sich ändernde Hebelübersetzung aufgeben, wobei die Hebelübersetzung ein Maß r die ursprüngliche Größe bildet. Gemäß x Erfindung erfolgt die Änderung der Hebel-)ersetzung durch Änderung der Lage des rehpunktes des Hebels; dagegen ändert soohl die ursprüngliche Kraft als auch die echanische Hilfskraft ihre Angriffspunkte n Hebel nicht. Dadurch wird die Einrichng einfacher und empfindlicher, und es ird ermöglicht, zur Änderung der Hebelüber-)ersetzung einen Servomotor anzuwenden, :ssen Steuerung durch eine Störung der ompensation, d. i. durch den Ausschlag des bersetzungshebels, in Tätigkeit gesetzt wird. inen weiteren Vorteil bietet die Möglichkeit !r Einschaltung einer kurvenförmigen oder inlichen übersetzung an sich bekannter Art vischen die Bewegun- des Hebeldrehpunktes id das Anzeigeorgan. wodurch eine beliebige orrektur der Skala und eine Anpassung der kalaeinteilung an ein heliebiges Gesetz er-#icht werden kann.
Die Übersetzung des Hebels wird so gendert, daß der Bewegung des die Ü'ber-#tzung ändernden Teiles nicht eine einfach roportionale Änderung der de :iul3erung der rsprünglichen Größe aufhebende Kraft. _ onern eine dem quadratischen Gesetz sich ähernde Änderung entspricht. und zwar für Einrichtungen zum \iessen von denjenigen Größen, wie z. B. der Strömung eines Mittels, die sich als Kraft, aber nach einem quadratischen Gesetz, äußern. Hier entspricht die durch die Druckdifferenz auf der Membran verursachte Kraft p, - p3 =c # G'; c ist eine Konstante und G der Strömungswert (d. i. Mengengewicht in einer Zeiteinheit).
Die Einrichtung nach der Erfindung bietet ferner den Vorteil, daß die durch Verlegung des Drehpunktes- der übersetzung geänderte Ausgleichskraft die Vorrichtung empfindlicher macht, weil die Bewegung des die Steuerung regelnden Teiles nicht bloß einem bestimmten Überdruck, z. B. auf der Membran, sondern auch der jeweils eingestellten Cbersetzung entspricht.
In der Zeichnung ist ein Ausführitagsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. -In einer Rohrleitung i ruft das strömende Mittel zu beiden Seiten einer Verengung 2 eine Druckdifferenz hervor, welche durch Leitungen ; in ein Gehäuse 4 übertragen wird und auf eine eine Stange V tragende Membran 5 einwirkt. Diese Stange stützt sich mit Hilfe eines Hebels ; auf eine Feder 2o, deren Kraft durch eine Schraube :!i austariert werden kann; die eingestellte Kraft der Feder 2o kann auf einer Skala 2:! abgelesen werden. Den Drehpunkt des Hebels ; bilden Rollen io, welche sich auf einer Führung i i bewegen. Eine an der ortsfesten Stelle 9 vcrankertc Feder S erhält den Hebel,- in richtiger Lage und verhindert eine a( h: iale und seitliche Vers s chiebung. Die Rolleu i o werden durch die Kolbenstange 12 eine: Servomotors 1 4. mittels des Kolbens 1,; je nach der Lage der Stange t S und des Kolbens i,- einer Steuerung 16 verschoben. Die Steuerung i G. i,- rebelt durch Leitungen 15 den Servomotor 13, 1 s und damit die Lage der Rollen io so ein, daß sich der Hebel 7 immer in der gleichen Lage befindet. Ein Zeiger und eine registrierende Schreibfeder 23 am Ende der Stange 12 zeigen an einer Skala 2¢ an und registrieren auf dem Papier 2 5 den Wert _ der Strömung in der Rohrleitung 1.
Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Wenn sich die Strömung in der Rohrleitung i verstärkt, , so vergrößert sich die Druckdifferenz, und die Membran 5 samt der Stange 6 bewegt sich in der Pfeilrichtung, wodurch sich der Hebel 7 um die Rollen i o 'verschwenkt und die Stange iä samt dem Kolben 17 ebenfalls in der Pfeilrichtung verschiebt. Dadurch wird der Strom des Hilfsmittels in den Servomotor 1 4. gesteuert, und der Kolben 13 ändert die Lage der Rollen io in der Pfeilrichtung so lange, bis die auf die Membran wirkende größere Kraft, welche nunmehr auf einen verkürzten arm des Hebels 7 wirkt, wieder durch die Kraft der auf einen verlängerten Hebelarm wirkenden Feder 2o ausbalanziert wird, so daß die verschwenkten Teile wieder in ihre ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückkehren. Wenn die Strömung in der Rohrleitung i schwächer -wird, findet ein umgekehrter Vorgang statt.
In Abb. 2 zeigt die Kurve b die -Strömung G als Funktion der Druckdifferenz PI-P2 zu beiden Seiten der Drosselung 2 und die Kurve a die Verschiebung der Rollen i o als Funktion der Kraft der Feder 2o, die auf die Stange 6 einwirkt und die auf die Membran «#irkende Kraft kompensiert. Wenn sich die T#:urven a und b genau decken würden, so wäre die Verschiebung der Rollen io genau proportional der Strömung in der-Rohrleitung. Die geringen vorkommenden Abweichungen können aber- z. B. durch eine kurvenförmige Cbersetzung (einen Nocken) zwischen der Stange i-2 und den iVleßorganen _3 so ausgeglichen werden, daß eine der Strömungsintensität genau proportionale Bewegung des Teiles 23 ,erreicht wird. Es ist wohl auch möglich, durch den Teil 23 eine integrierende Einrichtung anzutreiben, oder e; kann die Bewegung dieser Teile durch ein Hilfsmittel an sich bekannter Art (elektrisch, mechanisch fernübertragen werden. Eine die Abweichungen der Kurven a und b ausgleichex@de @hetsetzung kann auch zwischen dem Servomotor i 3, 14. und der Rollen io eingeschaltet werden, wodurch erreicht wird, daß die Strömung der Bewegung des Kolbens i -Z, proportional wird. Die Einrichtung nach der Erfindung kann nach einer geeigneten :Änderung Ausführung auch zum Messen von andc Größen angewendet werden. Anstatt Feder zo kann man ein Gewicht anwene und es kann durch Änderung dieser K eine Korrektur der Angaben der gemesse Größe erreicht werden. Z. B. man kann Änderung der Druckgrößen eines gasförmi -Mittels oder der Temperatur oder bei Größen durch Änderung der Kraft 2o so kc gieren, daß die Bewegung des Teiles immer da, richtige Gewicht des durch Rohrleitung i in einer Zeiteinheit strömen Mittels anzeigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Messen von ph: kalischen oder chemischen Größen, sich zur Wirkung bringen lassen in Fc einer auf eine Hebelvorrichtung wirk den mechanischen Kraft, die durch e mechanische Gegenkraft und vertu< einer als Maß der ursprünglichen GrZ dienenden Änderung der Hebelübersetzt sich ausgleichen läßt, dadurch gekei zeichnet, daß zur selbsttätigen lnderu der Hebelübersetzung der Drehpunkt der Hebelvorrichtung (7) in Auswirku und nach Maßgabe der zu messend Kraftgröße verschiebbar angeordnet i so daß sowohl die ursprüngliche Kr, (5, 6) als auch die mechanische Geg< kraft (2o) auf dem überwachungshel (7) an Angriffspunkten einwirken, der Lage an diesem Hebel sich nicht ände
2. Einrichtung nach Anspruch i, c durch gekennzeichnet, daß zum Antri der Verschiebung des Hebeldrehpunkt ein Servomotor (1.1) für gasförmiges oC flüssiges Druckmittel dient, dessen Stet rung (16, 17) durch den L"bersetzuni hebel (7) erfolgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, g kennzeichnet durch eine mittels des Serv motors (14) regelbare Kurvenübersetzui zur Beeinflussung des Bewegungsverhä nisses zwischen dem Hebeldrehpunkte (i und dem Anzeigeorgan (z3), die zur B seitigung von Abweichungen vom g wünschten (z. B. einfach proportionale Gesetz der Anzeige dient. .l. Einrichtung nach Anspruch i, g kennzeichnet durch elastische Mittel, z. Federn (S) o. dgl., welche die Hebe vorrichtung (7) unverschieblich in ihre Lagen halten, aber die Ausschwingur des Hebels nicht beeinträchtigen.