DE517313C - Messeinrichtung zur UEbertragung des Standes von Fluessigkeitssaeulen, bei welcher die in einem Hohlraum sich bewegende Fluessigkeit als Sekundaerspule eines Transformators wirkt - Google Patents

Description

• meßeinrichtung zur Übertragung des Standes von Flüssigkeitssäulen, bei welcher die in einem Hohlraum sich bewegende Flüssigkeit als Sekundärspule eines Transformators wirkt Meßeinrichtungen zur Fernübertragung der Höhe einer Flüssigkeitssäule, bei welchen die zur Druckmessung benutzte Flüssigkeit als sekundäre Spule eines Transformators wirkt, dessen primäre Windungen von. einem der jeweiligen Druckhöhe entsprechenden Strom durchflossen werden, bildet man im allgemeinen derart aus, daß sich die Flüssigkeit, in der Regel Quecksilber, in einem Hohlraum von ringförmigem Querschnitt bewegt. Zum Zwecke der im obigen Sinne wirkenden übertragung hat man die innere öffnung des Behälters mit einem Eisenkern versehen, welcher durch geeignete, außerhalb des Hohlraumes angebrachte Schlußstücke magnetisch geschlossen ist. Die sekundäre Spule dieses Transformatoreisens wurde hierbei durch den mit der Steighöhe veränderlichen Quecksilberring gebildet, während als Primär- oder Erregerwicklung eine auf dem Kern angebrachte Wicklung diente. Diese Anordnung der Primärwicklung ''hat aber u. a. den großen Nachteil, daß infolge ihres Raumbedarfs der innere Durchmesser des die Flüssigkeit aufnehmenden Hohlraumes steigt, wodurch die Meßgenauigkeit bzw. die Empfindlichkeit abnimmt, und zwar in einem weit höheren Grade, als die Zunahme des Innendurchmessers beträgt. Legt man andererseits dem Gerät eine bestimmte Empfindlichkeit zugrunde, so würde diese unter den obwaltenden Umständen nur durch eine unverhältnismäßig große Zunahme der Quecksilbermenge zu erreichen sein. Um diese Verhältnisse klar darzustellen, soll nun in folgendem durch eine einfache Rechnung veranschaulicht werden, wie sich die Vergrößerung des Innendurchmessers auf die Empfindlichkeit bzw. das Quecksilbergewicht der Meßeinrichtung auswirkt.
• Angenommen di und ;da seien der innere und äußere lichte Durchmesser .eines ringförmigen Hohlraumes ähnlich B in Abb. r. Besitzt dann ferner die Primärwicklung eine Wicklungshöhe 2Z , so würde sich, sofern sich die Wicklung auf dem inneren Kern befände, der innere Durchmesser:di um den Betrag von h vergrößern und unter der Voraussetzung einer unveränderten Wandstärke des Behälters B demnach den Wert D'i = di + h annehmen. Um bei dieser Vergrößerung von di den Widerstand des Quecksilberringes unverändert zu lassen, mühte man demnach auch den äußeren Durchmesser vergrößern, und zwar bis zu einem Wert Dia, welcher sich folgendermaßen berechnen läßt: Wenn man der Einfachheit halber sämtliche Konstanten bei den nächstehendcn Ausdrücken gleich eins setzt, so wird der Widerstand eines Quecksilberringes von der Hölle i cm. bei einem Hohlraum von einem äußeren Durchmesser d" und dem inneren Durchinesser:di und analog ergibt sich für den Widerstand des vergrößerten Hohlraumes Setzt man hierbei D".= di -f-- lt, so wird und für D", ergibt sich somit unter der Voraussetzung eines mit der Zunahme unveränderlichen Widerstandes bzw. einer konstantem Empfindlichkeit, sobald man w = W setzt; der Ausdruck: Unter den gleichen Voraussetzungen wie bei der vorstehenden Ableitung kann man das Quecksilbergewicht des Behälters vomDurchmesser Da Q-D d2 -Di2 setzen. Setzt man wieder Di=di+jd und nach GI. (i) . so wird das Quecksilbergewicht des Behälters mit dem Durchmesser D" Aus dem vorstellenden Ausdruck zeigt sich nunmehr, daß: die Quecksilbermenge mit dem Quadrat des Wickelraumes f zunimmt und daher schon bei verhältnismäßig kleinem 'Wickelraum beträchtliche Dimensionen anzunehmen vermag. Zu dieser beträchtlichen Vergrößerung der Quecksilbermenge bei Unterbringung der Primärwicklung auf dem inneren Eisenkern tritt noch ein weiterer Nachteil hinzu, welcher im vorstehenden noch nicht behandelt worden ist. Im Interesse der Meßgenauigkeit der beschriebenen Einrichtung muß man nämlich dafür sorgen, daß die Wattaufnahme des Transformators beim Leerlauf bzw. bei einer Quecksilberhöhe= o im Vergleich zu derjenigen bei der vollen Belastung groß wird. Infolge dieses Umstandes darf der Behälter keinen Wattverlust hervorrufen und muß daher aus einem Isolierstoff hergestellt sein. Man verwendet hierzu am zweckmäßigsten ein keramisches Material, und zwar entweder Porzellan oder Steatit, da diese Stoffe bei hoher Isolation chemisch völlig indifferent sind und somit von Quecksilber oder anderen leitenden Flüssigkeiten nicht angegriffen werden. Die Festigkeit dieser Baustoffe ist jedoch verhältnismäßig klein, weshalb es .erforderlich, wird, die Wandstärken des Behälters, zumal bei hohen Drücken, ziemlich stark zu wählen. Eine Vergrößerung des Durchmessers infolge der Unterbringung der Primärwicklung auf den mittleren Eisenkern hat demnach bei gleicher Festigkeit eine erhebliche Verstärkung der Wandstärke zur Folge, wodurch eine weitere Vergrößerung des Außendurchmessers bzw. der Quecksilbermenge erforderlich wird.
• Um die vorerwähnten Nachteile der bisher bekannten Anordntmg zu vermeiden, wird bei der vorliegenden Erfindung die Erregerwicklung nicht mehr auf einem der drei Magnetschenkel; sondern zwischen Behälter und dem äußeren Eisenkern angeordnet. In Abb. i ist eine derartige Anordnung veranschaulicht, wobei der die leitende Flüssigkeit H enthaltende Hohlraum B mit dem Zu-und Abflußstutzen A und A; auf seinem # äußeren Umfang die ErregerwicklungW trägt. Für die :elektromagnetische Verkettung zwischen dem Flüssigkeitsring und der primären Wicklung ist ein E-förmiger Eisen; kern F mit dem Schlußstück S derart angeordnet, dafa der mittlere Schenkel durch. die zentrale öffnung des Behälters geführt wird. In Abb. z ist ferner eine Ausführung dargestellt, in welcher für den magnetischen Kraftfluß einzelne Eisendrähte nach Art eines. Igeltransformators vorgesehen sind. Bei dieser Unterteilung des Eisenkernes wird der Leerlauf des Meßgerätes erheblich herabgesetzt, und andererseits bieten die die Wicklung außen umgebenden EisendrähteD einen sicheren Schutz gegen mechanische Einwirkung en.
• Durch die vorliegende neue Anordnung, bei welcher die Primärwicklung zwischen den die magnetischen Kraftlinien in entgegengesetzter Richtung führenden Eisenkernen angeordnet ist, erreicht man nicht allein eine höhere Meßg enauighcit bzw. eine kleinere Quecksilbermenge als bisher, sondern die gesamten Abmessungen des Behälters werden auch viel kleiner und daher der Behälter gegen hohe Drücke bedeutend widerstandsfähiger.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Meßeinrichtung zur Übertragung des Standes von Flüssigkeitssäulen, bei welcher die in einem Hohlraum sich bewegende Flüssigkeit als Sekundärspule eines eisengeschlossenen Transformators wirkt, dessen mittlerer Schienkel von dem Hohlraum ringförmigen Querschnittes umgehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß, die Primärwicklung (W) dieses Transformators den Hohlraum (B) bzw. die Flüssigkeitssäule (H) von ringförmigem Querschnitt umgibt.