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Elektrolytische meßvorrichtung mit flüssiger Anode Die Erfindung bezieht
sich auf elektrolytische Meßvorrichtungen mit flüssiger, in der Regel aus Quecksilber
bestehender Anode, bei denen durch die vom Strom abgeschiedene Anodenflüssigkeit
nicht nur die durch die Vorrichtung gegangene Strommenge gemessen werden soll, sondern
mit denen zugleich eine Schaltvorrichtung verbunden ist, die nach Ausscheidung einer
bestimmten Menge der Anodenflüssigkeit durch diese Flüssigkeit selbsttätig geschlossen
wird. Solche Meßvorrichtungen sind z. B. als sogenannte Stromautomaten vorgeschlagen
worden, die nach Einwurf eines Geldstücks eine gewisse Elektrizitätsmenge liefern.
Um die Schwierigkeiten zu umgehen, die einer völligen Trennung beider Schaltteile
der erwähnten Schaltvorrichtung wegen des Vorhandenseins des (ebenfalls leitenden)
Elektrolyten entgegenstehen, hat man außer dem Meßrohr noch ein besonderes, vom
Elektrolyten freies Rohr angebracht, in dem der feste Schaltteil angeordnet war
und in das bei der Abscheidung von Anodenflüssigkeit eine der abgeschiedenen Menge
dieser Flüssigkeit gleiche Menge einer leitenden Flüssigkeit, in der Regel wieder
Quecksilber, übergeführt wurde, bis die Flüssigkeitssäule den festen Schaltteil
erreichte und dadurch den betreffenden Stromkreis schloß.
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Nach der Erfindung läßt sich die Anordnung eines besonderen vom Elektrolyten
freien Rohres vermeiden, also der erwähnte feste Schaltteil im Meßrohr selbst anordnen,
wenn man den festen Schaltteil mit dem positiven Pol der Stromquelle verbindet,
die dem zu schließenden Stromkreis angehört, und für diese Stromquelle eine Spannung
wählt, die kleiner ist als die Zersetzungsspannung des Elektrolyten. Bei dieser
Anordnung wirkt die im Meßrohr abgeschiedene Anodenflüssigkeit zusammen mit dem
festen Schaltteil als elektrisches Ventil, das keinen Strom hindurchläßt, bevor
nicht die abgeschiedene Anodenflüssigkeit mit dem festen Schaltteil in unmittelbare
Berührung kommt.
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Soll die Strommenge, die durch die Meßvorrichtung vom Zeitpunkt der
Einschaltung derselben bis zur Betätigung der Schaltvorrichtung im Meßrohr durch
die Meßvorrichtung fließen muß, veränderbar sein, so verbindet man zweckmäßig das
untere Ende des Meßrohrs mit dem Vorratsbehälter für die Anodenflüssigkeit durch
ein Rohr und ordnet ein Ventil an, durch das die Verbindung zwischen dem Meßrohr
und dem Vorratsbehälter abgesperrt werden kann. Dann kann man durch Öffnen des Ventils
willkürlich Anodenflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in das Meßrohr strömen lassen
und dadurch gewissermaßen den Nullpunkt, von dem aus das Gerät mißt, verlegen. Als
Ventil mag dabei ein von Hand zu betätigender Hahn dienen. Vorteilhafter ist es
jedoch, statt des Hahns einen sich selbsttätig gegen den Ventilsitz anlegenden Schwimmer
anzuordnen, der mindestens teilweise aus magnetischem Stoff besteht und von einer
Magnetspule umgeben ist,
so daß der Kolben von dem Ventilsitz durch
Hindurchleiten eines Stroms durch die Spule von Ferne abgehoben werden kann.
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Als Stromquelle für den Stromkreis, der durch die im MeßTOhr angeordnete
Schaltvorrichtung geschlossen werden soll, kann man diejenige des Verbrauchsstromkreises,
in den die Meßvorrichtung eingeschaltet ist, selbst verwenden, indem man den zu
schließenden Stromkreis von einem im Verbrauchsstromkreis liegenden Widerstand abzweigt.
Dabei kann wiederum dieser Widerstand derselbe sein, von dem die Meßzelle abgezweigt
ist. Im letzteren Falle hat man dafür zu sorgen, daß zwischen jeder Abzweigung des
von der Schaltvorrichtung zu schließenden Stromkreises und der ihr zunächst liegenden
Abzweigung des Meßstromkreises ein Widerstand liegt, dessen Spannungsabfall auch
beim größten Nutzstrom kleiner ist als die Zersetzungsspannung des Elektrolyten,
um unerwünschte Ströme zwischen den Schaltteilen im Meßrohr und den Elektroden der
Meßvorrichtung zu vermeiden.
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In Abb. i der Zeichnung ist beispielsweise eine der Erfindung entsprechende
Vorrichtung in einem Längsschnitt dargestellt. Abb. 2 gibt ein Schaltungsschema
für diese Vorrichtung wieder, wobei die Meßvorrichtung und die Schaltvorrichtung
im Meßrohr an ein und demselben Nebenwiderstand des Nutzstromkreises liegen. Abb.
3 zeigt einen Teil einer abgeänderten Ausführungsform ebenfalls in einem Längsschnitt.
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Die in Abb. i wiedergegebene Vorrichtung ist nach Art eines elektrolytischen
Quecksilberzählers gebaut. Sie hat ein Meßrohr a, an das sich am oberen Ende ein
Behälter b anschließt, der gegen das Meßrohr durch eine mit einem Loch cl versehene
Glocke c aus porösem Glas abgeschlossen ist. Mit dem Behälter b steht ein Vorratsbehälter
d für Quecksilber e in Verbindung. Ein von dem Vorratsbehälter d abzweigendes Rohr
f verbindet diesen Behälter mit dem unteren Ende des Meßrohrs a. Zwischen den Rohren
a und f ist ein eingeschliffener Hahn g mit einem Kanal 9l angeordnet.
In der gezeichneten Stellung sperrt der Hahn g die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter
d und dem unteren Ende des Meßrohrs a. Über dem Hahn g steht eine kleine Menge Quecksilber
ei, in die ein in die Wandung des Rohres a eingeschmolzener Leitungsdraht k hineinragt.
Außer dem Draht 7a ist in die Wandung des Meßrohrs a noch ein Draht
i eingeschmolzen, der den festen Schaltteil einer Schaltvorrichtung bildet,
deren beweglicher Schaltteil von dem Quecksilber im Meßrohr a gebildet wird. In
den Behälter b ist ein Draht y eingeschmolzen, durch den der Meßstrom dem Quecksilber
e zugeleitet wird, wobei dieses zur Anode der Meßvorrichtung wird. Die Kathode der
Meßvorrichtung, die mit k bezeichnet ist, ist unterhalb der Glasglocke c befestigt.
Der vom Quecksilber frei gelassene Raum der Vorrichtung ist mit einer Kaliumquecksilberjodidlösung
l gefüllt.
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Wie aus Abb. 2 ersichtlich, ist die Meßvorrichtung mit ihren Elektroden
y und k parallel zu einem im Nutzstromkreis m, za liegenden Nebenwiderstand o geschaltet.
Von den Punkten A und B des Widerstandes o zweigen Leitungen zu den
Zuleitungsdrähten k und i der Schaltvorrichtung im Meßrohr a ab, wobei in die Zuleitung
zu dem Draht i ein Wecker eingeschaltet ist. Die Punkte A und B sind
so gewählt, daß zwischen jedem von ihnen und dem ihm zunächst liegenden Ende des
Widerstandes o höchstens eine Spannungsdifferenz von o,3 Volt entstehen kann.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet in folgender Weise. Wird im
Nutzstromkreis ein Stromverbraucher eingeschaltet, so fließt auch eile Strom durch
die Meßvorrichtung. Dadurch wird Quecksilber von der Anode nach der Kathode k übergeführt
und fällt in das Meßrohr a, in dem es allmählich ansteigt. Erreicht die Quecksilbersäule
den Schaltteil i, so wird der Stromkreis des Weckers P geschlossen und dieser ertönt.
Das kann z. B. ein Zeichen dafür sein, daß der Schalter für den Stromverbraucher
wieder geöffnet werden soll. Statt des Weckers könnte auch ein Relais eingeschaltet
sein, daß den Schalter des Stromverbrauchers selbsttätig öffnet. Nachdem das Quecksilber
im Meßrohr den Schaltteil i erreicht hat, wird die Meßvorrichtung gekippt, so daß
das abgeschiedene Quecksilber durch das Loch cl wieder in die Behälter
b und d zurückläuft. Die Menge an Quecksilber ei, die vor dem Einschalten
der Meßvorrichtung vorhanden sein soll und damit auch die Elektrizitätsmenge, die
durch den Nutzstromkreis geflossen sein muß, bis der Wecker ertönt, wird nach dem
Kippen durch kurzes Öffnen- und Wiederschließen des Hahns g eingestellt.
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Bei der nach Abb. 3 abgeänderten Vorrichtung ist der Hahn g durch
einen Schwimmer q, der einen Eisenkern ql enthält und der durch den Auftrieb, den
er durch das Quecksilber e erleidet, gegen eine konische Fläche am Meßrohr a gedrückt
wird, ersetzt. Eine Spule y, durch die aus einer Batterie s ein elektrischer Strom
geschickt werden kann, umgibt den Schwimmer q teilweise. Wird der Strom der Spule
y einigeschaltet, so zieht diese den Schwimmer q nach unten, wodurch das Meßrohr
a nach unten geöffnet wird und Quecksilber aus dem Rohr f in das Meßrohr eindringen
kann.