DE50684C - Von äufseren Druckschwankungen unabhängiges Federmanometer - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die gebräuchlichen Federmanometer und Barometer beruhen auf der durch die zu messenden Druckschwankungen hervorgerufenen Formänderung von elastischen Metallgefäfsen, die, entweder die Form einer kreisförmig gebogenen Feder (Bourdon-Feder) oder einer runden Kapsel mit elastischem (gewelltem) Deckel haben (bei den gewöhnlichen Anero'idbarometern allgemein gebräuchlich). In beiden Fällen wird die Formänderung des elastischen Metallgefäfses (in bekannter Weise) ' auf ein Zeigerwerk übertragen, welches die unmittelbare Ablesung des zu messenden Druckes auf einer Scala gestattet.

Sofern der Druck in den elastischen Metallgefäfsen bei Schwankungen der Temperatur gleich bleibt, d. h. sofern diese luftleer sind, erhält man ein genaues (von Luftdruck und Temperatur unabhängiges) Manometer, wenn man das das Zeigerwerk mit dem elastischen Metallgefäfs umhüllende gröfsere Gefäfs dicht verschliefst und mit dem Raum in Communication bringt, dessen Druck zu messen ist; derselbe heifse fortan Druckraum. Ist die äufsere Atmosphäre selbst dieser Druckraum, so hat man das gebräuchliche Aneroidbarometer. . '

Die in der Praxis gebräuchlichen Manometer werden jedoch anders gebaut; sie sind so eingerichtet, dafs das elastische Metallgefäfs mit dem Druckraum communicirt und als Gegendruck die Atmosphäre wirkt. Daher sind die so gemessenen Drucke nur dann die . wahren, wenn letzterer derselbe bleibt. Da dies aber nicht der Fall ist, sind tägliche Fehler bis 20 mm leicht möglich und Fehler bis 80 mm nicht ausgeschlossen. Diese Abweichungen kommen bei Manometern für mehrere Atmosphären praktisch nicht in Betracht; wohl zu berücksichtigen sind sie aber schon bei Vacuummetern, deren Anzeigen so bis zu 10 pCt. falsch werden können. Genügend genaue Messungen kleiner Druckschwankungen sind damit überhaupt nicht ausführbar.

Ein praktischen Anforderungen genügendes Manometer, das diese Fehler nicht zeigt, ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Der Zweck (die Herstellung eines solchen Apparates) liefse sich in der oben angedeuteten Weise erreichen, dadurch, dafs man, wie beim gewöhnlichen Aneroidbarometer, ein luftleeres elastisches Metallgefäfs wählt, und den das Zeigerwerk und letzteres umschliefsenden Raum in Communication mit dem Druckraum bringt. Diese Anordnung hat jedoch den grofsen Nachtheil, dafs dabei aus dem Druckraum leicht Feuchtigkeit und Unreinigkeiten in das Werk gelangen und dieses bald fehlerhaft oder unbrauchbar machen, für Zwecke der Temperaturmessung entfernter Räume aber den Uebelstand, dafs man wegen des nicht zu umgehenden grofsen Luftinhaltes des Manometers das Therm ometergefäfs sehr grofs (mehrere Liter Inhalt) wählen mufs (s. unten). Das gerade für letztere Zwecke nach mehrjährigen Versuchen resultirende, zu beschreibende Manometer enthält ein elastisches Metallgefäfs, das nicht luftleer ist, sondern mit dem Druckraum communicirt, und welches sich nebst Zeigerwerk in einem gröfseren Gefäfs aus luftdichtem Material befindet , so dafs das zur Verbindung des elastischen Metallgefäfses mit dem Druckraum dienende Rohr luftdicht durch ersteres durchgeführt ist, während dasselbe durch Aufkitten

der Beobachtungsglasplatte (für den Zeiger .und die Scala) auf einen entsprechend (5 bis. 10 mm) breiten ebenen Rand mit Hülfe eines zusammengeschmolzenen Gemisches aus Wachs, Kolophonium und Alabasterpulyer luftdicht verschlossen ist. Durch ein in dieses äufsere Manometergefäfs eingelöthetes Bleirohr wird dasselbe entlüftet und durch Zudrücken und Verlöthen des Rohres am Ende wie die elastischen Metallgefäfse für die gewöhnlichen Aneroidbarometer verschlossen. So ist das Instrument gebrauchsfertig. Die Scala wird auf erfahrungsmäfsigem Wege festgestellt.

Der Vortheil, den diese Construction vorerst vor allen gebräuchlichen Manometern bietet, liegt darin, dafs das Werk äufseren Einflüssen (Feuchtigkeit, Staub u. s. w.) vollständig entzogen ist, und dann, dafs selbst kleine Druckschwankungen ohne Rücksicht auf äufseren Druck genau gemessen werden können. Von den Schwankungen der Temperatur des Raumes, in dem sich das Manometer befindet, ist das Instrument allerdings nicht ganz unbeeinflufst. Der Druck in dem elastischen Metallgefäfs ändert sich dabei zunächst im Sinne des Gay Lussac'sehen Gesetzes; der Druck pflanzt sich aber bis zum Druckraum fort, und je gröfser dieser ist im Verhältnifs zu ersterem Gefäfse, desto geringer wird die schliefsliche Druckänderung. Man hat also, um diesen Fehler auf ein Kleinstes zu vermindern, weiter nichts zu thun, als das Druckgefäfs im Verhältnifs zum Inhalt des elastischen Metallgefäfses grofs genug zu wählen. Da letzteres bei - der angegebenen Art der Construction sehr klein gemacht werden kann, so bietet dies keine Schwierigkeiten. Sei z. B. der Inhalt des elastischen Gefäfses 10 cc (er läfst sich noch bedeutend verringern), so geben io° Temperaturänderung im Manometer eine Druckabweichung um ungefähr 0,2 mm, falls der Druckraum 1 1 Inhalt hat.

Aufser für Messung kleiner Drucke ist das beschriebene Manometer besonders als Normalvacuummeter geeignet. Da die in der Praxis gebräuchlichen Vacuummeter so eingerichtet sind, dafs das elastische Metallgefäfs mit dem Vacuum in Verbindung steht und das Werk (wenn auch dicht verschlossen, so doch nicht hermetisch — in diesem Falle würde wieder jeder Grad Temperaturschwankung ca. 2,7 mm Fehler geben) mit der Atmosphäre, so wirken dieselben gleichzeitig als Barometer und die Anzeige ist bei demselben Vacuum und wechselndem Luftdruck wechselnd und kann bei den möglichen Luftdruckschwankungen in verschiedenen Gegenden bis 80 mnVurn ebensoviel falsch sein.

Von besonderer Wichtigkeit ist das beschriebene Manometer zur Herstellung von Fernthermometern.

Verbindet man ein mit Luft gefülltes verschlossenes Gefäfs, welches sich in einem Raum, dessen Temperatur man an einem anderen Ort ablesen will, befindet (als Druckraum), mittelst einer engen Bleirohrleitung mit dem Manometer, so hat man ein gutes und wohlfeiles Fernthermometer (Luftthermometer). In dem' Mafse, wie sich in jenem Gefäfs die Temperatur ändert, thut dies auch - der Druck; die Schwankungen übertragen sich bis zum Manometer, wo man diese bezw. unmittelbar die Temperatur auf der Scala ablesen kann. Damit ist das mit früheren dahin zielenden Constructionen (s. meine Patente No. 40081 und No. 43603) vergeblich erstrebte Ziel, ein brauchbares Fernthermometer und bequem zu handhabendes Luftthermometer, das unabhängig vom Luftdruck unmittelbar Temperaturen anzeigt, herzustellen erreicht.

Allerdings sind hierbei die Temperaturschwankungen von Leitung und Manometer nicht ganz auszugleichen, aber dieser Einflufs auf die Richtigkeit der Anzeige läfst sich dadurch auf ein Kleines herabmindern, dafs man den Inhalt des eigentlichen Thermometergefäfses im Verhältnifs zu dem der Leitung plus elastisches Gefäfs im Manometer entsprechend grofs wählt, und zwar mindestens das Fünffache. Nach meinen Versuchen genügt für roo m weite Uebertragung ein Bleirohr von 1 mm lichter Weite, die elastische Kapsel hat 5 bis 10 cc Inhalt (nöthigenfalls auch weniger), und so braucht man z. B. bei 10 m weiter Uebertragung ein Thermometergefäfs' von ca. 150 cc, damit eine Temperaturschwankung von io° C. im Manometer und in der Leitung (zugleich und in demselben Sinne) keinen gröfseren Fehler als i° C. giebt. Je nach Bedürfhifs kann man natürlich durch Vergröfserung des Thermometergefäfses diesen Einflufs beliebig verringern.

Claims (1)

1. Pate nt-Anspruch:

   Ein Federmanometer, dessen Anzeige von äufseren Druckschwankungen dadurch unabhängig ist,, dafs der Zeigerwerk und Scala enthaltende Theil des Manometers von einer gas-' dichten Kapsel (aus Metall oder keramischem Material) umfafst wird, die durch Auf kitten der Beobachtungsglasplatte luftdicht verschlossen und durch Auspumpen luftleer gemacht worden ist.