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Wasserstandsanzeiger mit einer Lichtquelle hinter dem Schauglas Die
Erfindung betrifft Verbesserungen an Wasserstandsschaugläsern, die mittels einer
Lichtquelle erhellt werden, für Dampfkessel o. dgl. Der Wasserstand in dem Glase
soll leicht und deutlich gesehen werden können, auch wenn das Glas von dem Fußboden
eines Kesselhauses, also von unten, betrachtet wird, damit ein volles oder leeres
Schauglas entsprechend einem hohen bzw. niederen Wasserstand im Kessel leicht zu
unterscheiden ist.
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Um dies zu erreichen, hat man bereits vorgeschlagen, die verschiedene
Helligkeit von Licht auszunutzen, das durch den wassergefüllten bzw. nichtgefüllten
Teil des Schauglases ,gesammelt ist, wobei der erstgenannte Teil des Glases als
bikonvexe Linse und der wasserleere Teil des Glases als zweifache Meniskushnse mit
gegeneinander gerichteten konkaven Flächen wirkt, die das Licht zerstreut.
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Der Unterschied zwischen dem gesammelten und dem zerstreuten Licht
zeigt dann bei Betrachtung von der Seite, von der die Strahlen ausgehen, entweder
unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines halbdurchsichtigen Schirmes die Wasserhöhe
in dem Glase an.
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Bei der bekannten Einrichtung wird das Licht von einem Punkte auf
die Rückseite des Schauglases geworfen, der unmittelbar hinter diesem und .auf oder
nahe einer lotrechten Achse oder Durchmesser durch das Schauglas gelegen ist, derart,
daß das Licht frei und ungehindert über die ganze Oberfläche der Rückseite des Schauglases
verteilt ist. Das Licht wird dann in seiner Brennlinie auf einem Schirm aufgefangen,
der außerdem auch das durch den leeren oberen Teil des Glases durchgehende zerstreute
Licht empfängt.
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Weiterhin kennt man Wasserstandsanzeiger mit einer Lichtquelle hinter
dem Schauglase, das eine Fassung aufweist, die lediglich einen Teil des Lichtes
der Quelle auf die Rückseite des Schauglases fallen läßt, wodurch dauernd divergierende
Bündel von gesammeltem und zerstreutem Licht von der Vorderseite des Schauglases
ausgesandt werden.
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Der Wirkungsweise dieser bekannten Einrichtungen liegt der Gedanke
zugrunde, den Unterschied in der Helligkeit des durch das Schauglas tretenden Lichtes
auszunutzen, wodurch die Höhe des Wasserstandes angezeigt wird.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Gegensatz zu hell und weniger
hell für den praktischen Gebrauch nicht ausreicht, insbesondere wenn das Schauglas
aus größerer Entfernung betrachtet wird.
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Deshalb besteht der dieser Erfindung zugrunde liegende Gedanke darin,
den Unterschied in der Richtung des zerstreuten und gesammelten Lichtes derart auszunutzen,
daß
lediglich ein Strahlenbündel, ,am besten das gesammelte Licht,-dem
Auge des Beschauers sichtbar wird, so daß an der Länge des zweckmäßig durch einen
Schirm gehenden Lichtbündels der Wasserstand abgelesen werden kann, während der
andere Teil des Lichtbündels dem Beschauer unsichtbar bleibt. Zu diesem Zwecke wird
gemäß der Erfindung ein Auffangschirm derart vor dem Schauglase angeordnet, daß
nur eines der obengenannten Lichtbündel auf den Auffangschirm trifft. Durch diese
Anordnung werden Irrtümer bezüglich einer falschen Ablesung mit -unbedingter Sicherheit
vermieden, da der eine Teil des ausgesandten Lichtes das Auge des Beschauers gar
nicht trifft.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Abb. i und 2 waagerechte Schnitte durch ein Schauglas mit der bekannten
Strahlenbrechung in Wasser und Luft, in Abb. i parallel zu einer radialen Ebene
und in Abb. 2 schräg zu ihr, Abb. 3 und q. einen senkrechten bzw. waagerechten Schnitt
durch eine Ausführungsförm der Erfindung.
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In Abb. i und 2 ist x ein Lichtstrahlenbündel, das auf das Schauglas"It
auffällt; die gestrichelten Linieny zeigen den Weg der in dem mit Wasser gefüllten
Teil des Glases gesammelten Lichtstrahlen.
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Die gestrichelten Linien z zeigen den Weg der durch den leeren Teil
des Glases, also nur durch Glas gehenden, zerstreuten Lichtstrahlen.
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Die strichpunktierte Linie p in Abb. i und 2 bedeutet die Spur einer
senkrechten Ebene, die das Schauglas h diametral und parallel mit einem weiter unten
beschriebenen halbmatten Schirm vor dem Schauglas schneidet.
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Gemäß Abb. i verlaufen die Lichtstrahlen x diametral durch das Schauglas
k parallel zur erwähnten Ebene. Diese Anordnung erzeugt jedoch nicht den nötigen
Gegensatz zwischen gesammelten und zerstreuten Strahlen, wie er für die Praxis erforderlich
ist. Es ist daher notwendig, wie es an sich bekannt ist, gemäß Abb. 2 einen Lichtstrahl
x auf das Schauglas in einem solchen Winkel zu der senkrechten Ebene zu werfen,
daß der Strahl das Glas derart trifft, daß das gesammelte und das zerstreute Licht
kurz nach dem Verlassen der äußeren Fläche des Schauglases und vor Eintritt in die
Öffnung bzw. Auftreffen auf den im Gesichtsfeld liegenden Teil des Schirmes auseinandergehen.
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Aus Abb. q. ist ersichtlich, daß annähernd parallele Strahlen von
der Lichtquelle a, die streifenförmig ausgebildet oder aus einer Anzahl übereinander
angeordneter Lampen bestehen kann, durch einen Spiegel b auf die Rückseite des Schauglases
h geworfen werden. Dabei ist von dem Schauglas nur ein enger Streifen in der gezeichneten
Weise dem Licht .ausgesetzt, um abweichende Strahlen auszuschließen, die sonst in
das Schauglas gelangen und das Innere des Gehäuses hinter dem Glas unerwünscht erhellen.
Ein Lichtschirm c ist angeordnet, um das eintretende Strahlenbündel auf die erforderliche
Breite zu beschränken, während die Zwischenwand d direkte, von der Lichtquelle kommende
Strahlen ,auffängt und ,auf diese Weise zur Verdunkelung des Innenraumes des Gehäuses
beiträgt. Vor dem Schauglas h befindet sich eine Schirmplatte e, die den halbmatt
geschliffenen Glasschirm f für den Fall eines Springens des Schauglases schützt.
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Die gesammelten Lichtstrahlen gehen durch den in der Schirmplatte
e angeordneten Schlitz c' und fallen auf den geschliffenen Glasschirm f ; sie können
dann von vorn durch eine enge Öffnung g klar gesehen werden. Die Öffnung g ist so
angebracht, daß die zerstreuten, von dem wasserleeren Teil des Schauglases ausgesandten
Lichtstrahlen nicht sichtbar werden.
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Die Lichtstrahlen können auch unter Fortlassung des Spiegels b von
der Lichtquellea unmittelbar ausgesandt werden. Der halbmatte Schirm/ kann ebenfalls
weggelassen werden; in diesem Falle sind die Lichtstrahlen, die von dem Schauglas
ausgehen, unmittelbar durch die öffnungg sichtbar.
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Wenn nun das obere Ende der Lichtquelle auf der gleichen waagerechten
Ebene liegt wie das obere Ende des Schauglases, ist es unmöglich, auf der ganzen
Länge des Schauglases .eine gleichmäßig helle Erleuchtung zu erzielen. Aus diesem
Grunde kann die Lichtquelle gemäß der Erfindung auf eine angemessene Höhe über die
Spitze des Schauglases gehoben werden, so daß gleichmäßige Helligkeit der Beleuchtung
erreicht wird. Die gleiche Wirkung, wie sie durch das Anheben der Lichtquelle erhalten
wird, kann durchAnbringen eines Spiegels in waagerechter oder annähernd waagerechter
Lage an der unteren Seite der Decke des Schauglasgehäuses in dem Weg des Lichtes
zwischen Lichtquelle und Schauglas erreicht werden.
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Wie in Abb.3 gezeigt, wird bis zu der Höhe A' des Schauglases volle
Helligkeit erhalten; die Höhe des PunktesA' hängt dabei von dem Gesichtswinkel ab.
Von dem Punkt A' aufwärts nimmt die Helligkeit ab, bis sie in der Nähe der Spitze
des Schauglases, etwa bei C, fast auf Null sinkt. Werden nun die Lichtquelle
a und die Spiegelfläche b in eine höhere Lage gebracht, wie in Abb. 3 bei a' bzw.
b' gezeigt, so wird volle Helligkeit der Beleuchtung bis zu dem Punkt
C des Schauglases
erhalten, und der Helligkeitsverlust auf
der kleinen Strecke zwischen diesem Punkt und der Spitze des Schauglases kann vernachlässigt
werden.
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Eine ähnliche Wirkung wird durch Anbringen eines waagerechten Spiegels
bzw. einer reflektierenden Fläche i in der Stellung gemäß Abb.3 erzielt.