DE4241175C2 - Schwimmermanometer - Google Patents

Schwimmermanometer

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DE4241175C2
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0091—Transmitting or indicating the displacement of liquid mediums by electrical, electromechanical, magnetic or electromagnetic means
    • G01L9/0097—Transmitting or indicating the displacement of liquid mediums by electrical, electromechanical, magnetic or electromagnetic means using photoelectric means
    • G—PHYSICS
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
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    • G01F23/60—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats using elements rigidly fixed to, and rectilinearly moving with, the floats as transmission elements using electrically actuated indicating means
    • G01F23/606—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats using elements rigidly fixed to, and rectilinearly moving with, the floats as transmission elements using electrically actuated indicating means using opto-electrically actuated indicating means
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Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Schwimmermanometer nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.
STAND DER TECHNIK
Mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er aus JP 63-277 935 (A) in: Patents Abstr. of Japan, P-839, March 7, 1989, Vol. 13/No. 96, bekannt ist. Dort wird zur Bestimmung der Lage eines Flüssigkeitsspiegels die vertikale Lageänderung eines mit einem Schwimmer verbundenen Maßstabes von einem photoelektrischen Detektor erfaßt, mittels eines Rechners ausgewertet und mit einer Anzeigeeinrichtung angezeigt.
Aus der DE 38 23 012 A1 ist ein Gerät zur Flüssigkeitspegelmessung mit einem Annäherungsfühler bekannt, bei dem zur Neigungsstabilisierung des Schwimmers ein an diesem befestigtes Rohr durch ein vertikal orientiertes Führungsrohr geführt ist.
Aus Lueger, Lexikon der Technik, Band 14, Deutsche Verlagsanstalt Stuttgart, 1969, S. 120, 254, 392 und 549, sind weitere Schwimmermanometer bekannt. Bei dem auf S. 120 beschriebenen Miniskop ist ein Glasmaßstab an einen Schwimmer angehängt, bei dem ein Mikrometertrieb soweit gesenkt wird, bis sich die Fadenmarke mit dem nächsttieferen Maßstabstrich deckt. Bei dem auf S. 254 beschriebenen Projektions-Mikromanometer werden die Teilstriche einer am Schwimmer angehängten Skala mit Hilfe einer Lampe und eines Linsensystems auf einen Mattschirm abgebildet. Bei dem auf S. 549 beschriebenen U-Rohr- Manometer wird zur Ablesung ein Schwimmer aus Kunststoff oder aus nichtrostendem Stahl mit Spitze oder Strichmarke verwendet. Bei dem auf S. 392 beschriebenen Schwimmermanometer wird die Lage des Schwimmers unmittelbar optisch oder magnetisch bestimmt.
Die Meßwerterfassung ist nicht automatisiert und erfordert eine jedesmalige Kalibrierung.
Keine der genannten Druckschriften offenbart ein Schwimmermanometer mit 2 Führungselementen für eine Stabilisierung des Schwimmers in seiner senkrechten Lage.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, wie sie in dem einzigen Patentanspruch definiert ist, löst die Aufgabe, ein Schwimmermanometer der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß eine bessere Linearität und Genauigkeit bei einer automatischen Druckmessung möglich wird.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß kein jedesmalige Kalibrierung erforderlich ist. Der automatisch gemessene Druckwert weist eine gute Linearität zu dem tatsächlichen Druck bzw. zur erfaßten Druckdifferenz auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt ein Flüssigkeitsmanometer mit optoelektrischer Meßwerterfassung und automatischer Auswertung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Ein Flüssigkeitsmanometer bzw. Schwimmermanometer bzw. U-Rohr-Manometer (1), das teilweise mit einer Manometerflüssigkeit (6) gefüllt ist, weist 2 zueinander parallele U-Rohr-Schenkel bzw. Flüssigkeitsrohre (2, 3) sowie ein Druckausgleichsrohr (4) mit einem Ventil (5) zur Ermöglichung eines Druckausgleichs auf. Die auf die Manometerflüssigkeit (6) in den beiden U-Rohr-Schenkeln (2, 3) einwirkenden unterschiedlichen Drücke bewirken unterschiedliche Flüssigkeitsstände mit einer Höhendifferenz (h).
In der Manometerflüssigkeit (6) im rechten U-Rohr-Schenkel (3) schwimmt ein Schwimmer (7) mit einem Schwimmerrand (7′), der von der Innenwand des U-Rohr-Schenkels (3) höchstens 1 mm, bei zentraler Schwimmlage höchstens 0,5 mm entfernt ist. Am Schwimmer (7) ist oberhalb der Manometerflüssigkeit (6) ein oberer Maßstab (8) mit einer Strichmarkierung fest verbunden, der zu seiner Lagestabilisierung in vertikaler Richtung mindestens ein Maßstab-Führungselement (10) aufweist, das bei mittiger Lage des Schwimmers (7) jeweils zur Innenwandung des U-Rohr-Schenkels (3) höchstens 0,5 mm beabstandet ist. Damit wird eine gute Ausrichtung des Schwimmers (7) in vertikaler Richtung gewährleistet. Anstelle des oberen Maßstabes (8) kann, bei transparenter Manometerflüssigkeit (6), ein Maßstab (9) unterhalb des Schwimmers (7) vorgesehen sein und die Meßwerterfassung dort vorgenommen werden.
Zur Meßwerterfassung wird eine optoelektrische Einrichtung (11-14) mit einer Lichtquelle (11), einem Kondensor (12), einem Objetiv (13) und einem Lichtdetektor (14) verwendet, welcher ausgangsseitig mit einem Rechner (15) zur Auswertung der empfangenen Lichtsignale in Wirkverbindung steht. Das Ergebnis der Druckmessung wird durch ein Anzeigegerät bzw. eine Druckwertausgabeeinrichtung (16) angezeigt bzw. ausgegeben.
Die Maßstäbe (8, 9) können rund oder quaderförmig sein. Anstelle eines Strichmaßstabes kann ein optisch binärkodierter oder ein magnetisch kodierter Maßstab (8, 9) mit einem entsprechenden Detektor verwendet werden. Statt eines Detektors (14) können zur besseren Erfassung der Änderungsrichtung 2 benachbarte Detektoren vorhanden sein.
Zur Erfassung des Druck-Nullwertes wird über das Ventil (5) ein Druckausgleich mittels des Druckausgleichsrohres (4) hergestellt. Das Schwimmermanometer (1) braucht nur einmal kalibriert zu werden. Es eignet sich vorzugsweise zur Differenzdruckmessung bei strömenden Gasen vor und hinter einer Meßblende.
Bezugszeichenliste
1 Flüssigkeitsmanometer, Schwimmermanometer, U-Rohr-Manometer
2, 3 U-Rohr-Schenkel von 1, Flüssigkeitsrohre
4 Druckausgleichsrohr
5 Ventil
6 Manometerflüssigkeit
7 Schwimmer
7′ Schwimmerrand
8 oberer Maßstab
9 unterer Maßstab
10 Maßstab-Führungselement
11 Lichtquelle
12 Kondensor
13 Objektiv
14 Lichtdetektor, Detektor
15 Rechner
16 Anzeigegerät, Druckwertausgabeeinrichtung
h Höhe.

Claims (2)

  1. Schwimmermanometer
    • a) mit einem Schwimmer (7),
    • b) mit mindestens einem am Schwimmer (7) befestigten Maßstab (8, 9) und
    • c) mindestens einer Einrichtung (11-14) zur Erfassung von Höhenänderungen des Maßstabes (8, 9),
    • d) welche über einen Rechner (15)
    • e) mit einer Druckwertausgabeeinrichtung (16) in Wirkverbindung steht,
  2. dadurch gekennzeichnet,
    • f) daß der Schwimmer (7) zur Stabilisierung seiner senkrechten Lage mindestens einen Schwimmerrand (7′) aufweist, dessen Abstand von einem Innenrand eines den Schwimmer (7) umgebenden Flüssigkeitsrohres (3) höchstens 1 mm beträgt,
    • g) daß am Maßstab (8, 9) mindestens ein Maßstab- Führungselement (10) zur Verhinderung einer Neigung des Maßstabes (8, 9) angeordnet ist und
    • h) daß die Einrichtung (11-14) zur Erfassung von Höhenänderungen magnetisch oder elektrisch oder optoelektrisch ist.
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