DE59682C

DE59682C - Differential - Darnpfspannungsthermometer mit Einrichtung zum Fernmelden der Temperatur

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Publication number: DE59682C
Application number: DENDAT59682D
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Anticipated expiration: 1911-05-02

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. Mai 1891 ab.

Das Thermometer besteht im wesentlichen aus einer U-förmigen Glasröhre, welche in der Nähe des Kniees und an den beiden Enden angeblasene Kugeln besitzt. Die an den Enden befindlichen Kugeln sind in Spitzen ausgezogen und diese sind zugeschmolzen. Etwa bis zur halben Höhe ist die Röhre mit Quecksilber gefüllt. Ueber dem Quecksilber steht in dem einen Schenkel verdichtete Luft, in dem anderen ein Tropfen a, Fig. 1 und 2, einer Flüssigkeit (z. B. Aether, Alkohol oder ein Gemisch von beiden), deren gesättigte Dämpfe ihre Spannung bei Temperaturveränderungen stärker ändern als die Luft. Bei einer bestimmten Temperatur sind die Spannungen in den beiden Lufträumen G₁ und G₂ des Thermometers gleich grofs, und das Quecksilber steht beiderseits gleich hoch. Bei höherer Temperatur überwiegt die Dampfspannung im Röhrentheil G₂, und das Quecksilber wird in den anderen Schenkel getrieben. Das Umgekehrte findet bei tieferer Temperatur statt. Der Niveauunterschied des Quecksilbers in den beiden Schenkeln dient als Mafs der Temperatur.

. Die Einrichtung zur Fernmeldung der Temperatur ist je nach dem angestrebten Zwecke verschieden.

a) Soll das Thermometer blos das Ueberschreiten einer bestimmten Normaltemperatur etwa um 1 ° oder 2⁰ fernmelden, so giebt man dem Thermometer die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung. Das Thermometer wird von dem Stab m m getragen, der um die auf der Pfanne η aufliegende Stahlschneide s drehbar ist. η ist auf einem verticalen Brettchen festgeschraubt.

Mit dem Stabe m m ist der Zeiger % fest verbunden, dem ein Schraubengewinde eingeschnitten ist, an welchem das Ausgleichungsgewichtchen g auf- und abwärts bewegt werden kann. C₁ und C₂ sind zwei metallene Contactstücke, B B ist die aus hinter einander geschalteten Elementen bestehende Batterie, L ist ein Läutewerk, . das nebst dem »Anzeiger« im Wärterzimmer steht. Der Anzeiger ist ein Multiplicator M, in dessen Hohlraum das eine Ende des drehbaren Magnetstabes N S gezogen wird, wenn ein Strom den Multiplicator durchfliefst. Der mit dem Magnetstab fest verbundene Zeiger f¹ wird durch die zwei Stiftchen s¹ s¹ vor zu grofsen Ablenkungen bewahrt.

Der Zeiger \ am Thermometer spielt auf einer (empirisch hergestellten) Scala und giebt direct die Temperatur des Aufstellungsraumes an. Erreicht nun diese Temperatur einen der Grenzwerthe, welche den Contacten C₁ und C₂ entsprechen, so erfolgt Stromschlufs. Das Läutewerk ruft im Wärterzimmer an und der Zeiger \ des »Anzeigers« erfährt eine Ablenkung nach rechts oder links, je nachdem der Zeiger \ bei C₂ oder C₁ Stromschlufs herstellte, was aus den in Fig. ι dargestellten Leitungen hervorgeht. Der Wärter sieht daher, welche der beiden Grenztemperaturen erreicht worden ist.

b) Soll das Thermometer den stetigen Gang der Temperatur fernmelden, so ist dasselbe in der durch Fig. 2 erläuterten Abänderung einzurichten. In die Kugeln G₁ und G₂ der beiden Schenkel ragen die oben eingeschmolzenen Platindrähte P₁ und j>₂, mit denen die dünnen Kohlenstifte J₁ und f₂ fest und leitend verbunden sind. Die Kohlenstifte stehen beider-

Claims

seits im Quecksilber und reichen bis nahezu an das Kniestück der Röhre, in welches bei S₁ ein kleiner Zuleitungsdraht aus Platin eingeschmolzen ist. Der »Anzeiger« ist entweder eine Wheatstone'sche Brücke mit Gleitcontact oder ein Differentialgalvanometer. Bei letzterem liegt der Magnetstab N S, Fig. 2, drehbar zwischen den Multiplicatoren M₁ und M₂, deren Ströme auf den Magnetstab in entgegengesetztem Sinne einwirken. Der Strom geht nämlich vom positiven Batteriepol nach S₁ und theilt sich dort in zwei Zweige. Der eine Zweigstrom geht durch den Kohlenstift J₁ und den Multiplicator M₁, der andere durch J₂ und M₂. Nach Durchsetzung der Multiplicatoren werden die beiden Zweigströme wieder vereinigt und zum negativen Batteriepol zurückgeleitet. Der durch Temperaturänderungen hervorgebrachte Unterschied in der Stellung des Quecksilbers verändert die Widerstände und dadurch auch die Stromstärken in den beiden Stromzweigen, was sich durch einen entsprechenden Ausschlag des Galvanometers anzeigt. Die Scala ist empirisch angefertigt. Zur Regelung der Stromstärke können ein Galvanometer G und ein stellbarer Widerstand W eingeschaltet werden, mit deren Hülfe die Stromstärke constant erhalten wird.

Diese Art der Constanterhaltung kann umgangen werden, wenn man als Anzeiger eine Wheatstone'sche Brücke mit einem auf einem Metalldraht Jn₁ m_1; Fig. 2, verschiebbaren Gleitcontacte c benutzt. Der Zeiger des Gleitcontactes giebt auf einer empirisch hergestellten Scala für jeweilige Einstellung auf stromlose Brücke die Temperatur des Thermometers an. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, ist der Metalldraht Mi₁ m_t an seinen beiden Enden mit Ansatzstücken k k von gröfserem Widerstände (z. B. Neusilberdrähte oder Kohlenstifte) versehen. Die Schaltungen für die Wheatstonesche Brücke sind in Fig. 2 durch die punktirten Linien dargestellt. Statt der Batterie B ist die Batterie B₁ zu nehmen; die alte Leitung von S₁ bis xy ist wegzulassen.

Endlich kann noch an dem Thermometer eine kleine Abänderung vorgenommen werden, wodurch vermieden wird, dafs der eine Kohlenfaden durch den Flüssigkeitstropfen α geht. Man läfst nämlich an dem einen Schenkel die Kugel G₂ weg und bringt das in Fig. 2 durch punktirte Linien gezeichnete Seitenrohr k i an, das in das nach aufwärts gebogene weitere Gefäfs R mündet. R und die Röhre i k sind gleichfalls theilweise mit Quecksilber gefüllt.

Statt bei α ist nun bei A im Gefäfs R ein wenig von jener Flüssigkeit aufgegossen, deren gesättigte Dämpfe zur thermometrischen Wirkung verwendet werden sollen. Das Gefäfs JR ist selbstverständlich oben zugeschmolzen.

Es darf vorbeschriebenes Thermometer nicht mit den bekannten Differentialthermometern von Rumford oder Leslie verwechselt werden. Bei den letzteren werden die zwei durch eine gebogene Glasrohre verbundenen Glaskugeln, welche beide mit Luft gefüllt sind, ungleichmäfsig erwärmt und hierdurch die in der Röhre befindliche Flüssigkeit veranlafst, gegen die eine der Kugeln hin zu fliefsen. Die Thermometer können also nicht dazu dienen, die Temperatur der ihre Kugeln mit gleichmäfsiger Wärme umspülenden Luft eines Raumes zu messen und anzuzeigen.

Ebenso ist das Six'sehe Maximum- und Minimumthermometer von dem hier dargestellten in der Wirkungsweise verschieden. Bei dem Six'schen Thermometer sind wohl in einem Schenkel über der beweglichen Quecksilbersäule Alkoholdämpfe vorhanden, die aber lediglich als Buffer gegen das Quecksilber wirken, dessen Stand durch die Ausdehnung des Weingeistes im anderen Schenkel bestimmt wird.

Zur Temperaturmessung wird also hier wie bei jedem gewöhnlichen Thermometer die Ausdehnung einer Flüssigkeit benutzt, bei dem vorliegenden Thermometer dagegen der sich bei Temperaturänderungen ergebende Spannungsunterschied zweier Gase.

Patenτ-Anspruch:

Ein Differential-Dampfspannungsthermometer, bestehend aus einer gebogenen U-förmigen, theilweise mit Quecksilber gefüllten Röhre, über deren Quecksilberniveau einerseits verdichtete Luft und andererseits ein Tropfen Flüssigkeit vorhanden ist, deren gesättigte Dämpfe ihre Spannung bei Temperaturveränderungen stärker ändern als die Luft, wodurch sich der bei einer bestimmten Temperatur gleich hohe Stand der Quecksilbersäulen in den beiden Rohrschenkeln ändert und dadurch entweder eine Schwenkung der pendelnd aufgehängten Röhre oder Widerstandsänderungen in zwei durch die Rohrschenkel gehenden elektrischen Zweigströmen hervorgerufen werden, welche Schwenkung oder Widerstandsänderungen durch eine elektrische Leitung auf einen Anzeiger übertragen werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.