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Mit künstlichen Lichtquellen durchleuchteter Wasserstandsanzeiger
Die Erfindung bezieht sich auf mit künstlichen Lichtquellen durchleuchtete Wasserstandsanzeiger,
bei denen das verschiedene Brechungsvermögen des Wassers unter dem Wasserspiegel
und des Dampfes über dem Wasserspiegel zur Anzeige benutzt wird.
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Gemäß der Erfindung ist der Anzeiger in an sich bekannter Weise derart,
z. B. mit einem senkrecht angeordneten keilförmigen Mittelraum, mit der Flüssigkeitssäule
versehen, daß zwei waagerechte Lichtstrahlenbündel, die auf den Anzeiger über und
unter dem Flüssigkeitsspiegel auffallen, um verschiedene Winkel seitlich abgelenkt
werden. Es werden dabei zwei verschieden gefärbte, etwa waagerechte Strahlenbündel
auf den Anzeiger in seiner ganzen Länge und unter solchem Winkel geworfen, daß das
Bündel einer Farbe, das aus dem Teil des Anzeigers über dem Flüssigkeitsspiegel
austritt, im wesentlichen in der gleichen senkrechten Ebene liegt wie das austretende
Bündel anderer Farbe aus dem Teil des Anzeigers unter dem Flüssigkeitsspiegel. Auf
diese Weise erhält man eineAnordnung, bei der der Wasserstandsanzeiger in seiner
ganzen Länge beleuchtet erscheint, jedoch so, daß ein auffallender Unterschied zwischen
dem Dampfraum und dem Wasserraum in Erscheinung tritt. Es ist an sich schon die
Beleuchtung eines Wasserstandsanzeigers durch zwei verschieden gefärbte Strahlenbündel
bekannt. Dabei wurden die Lichtbündel aufwärts in verschiedener Richtung gegen das
rohrförmige Wasserstandsglas geworfen und die Anzeige durch Reflexion an dem meniskusförmigen
Wasserspiegel herbeigeführt, derart, daß je nach der Höhenlage des Wasserspiegels
die Reflexion des Lichtes der einen oder der anderen Färbung erfolgte.
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Durch die Zeichnunb n sind einige Ausführungsbeispiele der Vorrichtung
gemäß der Erfindung wiedergegeben, und zwar zeigen Fig. i einen waagerechten Schnitt
durch eine Ausführungsform eines Wasserstandsanzeigers, Fig. 2 einen im kleineren
Maßstab gehalteren Schnitt nach Linie 2-z in Fig. i, Fig. g und q. Dar$tellungen
für den Lichtweg unter und über dem Flüssigkeitsspiegel für eine Anordnung, die
verschiedene Farben anwendet, Fig. 5 einen sinnbildlichen Grundriß einer abgeänderten
Anordnung; die bei unmittelbarer Betrachtung des Anzeigers Verwendung finden kann,
Fig.6 und f ähnliche Darstellungen für weitere unmittelbar abzulesende Anzeiger,
Fig.
8 und- 9 sinnbildliche Grundrisse einer weiteren Abänderung der Anordnung nach Fig:
5 mit dem Lichtreg unter und über dem Wasserspiegel, Fig. io und ri im waagerechten
und senkrechten Schnitt einen weiteren W asserstands-«nzeiger mit Zubehör für unmittelbare
Ablesung und Fig. 12 einen Schnitt= durch eine weitere Ausfühningsform.
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Bei der Anordnung nach Fig. i und a sind zwei Prismen A1, A2, z. B.
aus Glas, senkrecht in einem kastenförmigen Gehäuse B mit C)ffnungen B1,
B= an Vorder- und Hinterwand angeordnet, welche gegen an der Innenseite liegende
A nschlagflächen B3 des Gehäuses durch Einsätze C1; C2 mit Bolzen C3 -ge. drückt
werden.
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Die Innenflächen der Prismen A1, A2 und demnach auch die, Glimmerblätter
Ei, E2 sind gegeneinander unter einem ziemlich kleinen Winkel geneigt, so daß die
Wasser- und Dampfsäule in dem Mittelraum selbst eine prismatische Form hat. Der
Spitzenwinkel des Keiles, den der Mittelraum. D bildet, kann verschieden sein, aber
wenn die Vorrichtung hohen Drücken Widerstand leisten soll, so ist es angebracht,
den Keilwinkel klein zu halten, damit keine starken Scherbeanspruchungenauf die
Glinimerblätter wirken. Wenn eine Projektionsvorrichtung benutzt wird, so wird gewöhnlich
ein Keilwinkel von etwa io° befriedigende Ergebnisse ergeben, dagegen ist bei unmittelbarer
Ablesung - ein größerer Winkel von z. B. 2o° vorzuziehen. Bei der Anordnung nach
Fig: i und 2 beträgt der Keil-#vinkel ao°. Die beiden Prismen A1, A2 haben. gleichartige
Form, und ihre Außenflächen sind einander parallel und schließen demnach mit den
Innenflächen einen Winkel von io° ein. Einen Keilwinkel von io° würde man entsprechend
durch Verwendung von zwei Prismen erhalten, deren Flächen je einen 5'-Winkel miteinander
einschließen.
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Der W asserstandsanzeiger kann auch anders konstruiert werden; wesentlich
ist, daß der die Dampf- und Wassersäule enthaltende Mittelraum in bekannter Weise
eine spitze Keilform o. dgl. zeigt, so daß ein Lichtstrahlenbündel, das im wesentlichen
-auf eine senkrechte Ebene beschränkt ist und etwa senkrecht auf die Außenfläche
des ersten Prismas fällt, unter ein wenig verschiedenen Winkeln durch das Wasser
und den Dampf abgelenkt wird, so daß je ein flaches Lichtbündel über und unter dem
Wasserspiegel den Anzeiger verlassen, die einen kleinen Winkel miteinander einschließen.
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Wenn die Angaben .des Wass.ers'tandsanzeigers in einer gewissen Entfernung
wiedergegeben werden müssen, so wird vorzugsweise eine optische Projektionsanordnung
verwendet, die schematisch in Fig. 3 und .a. angedeutet ist. Es wird hier ein reelles
Bild des Anzeigers G durch eine Linse T auf einen Auffangschirm 11 geworfen.
Der Anzeiger G wird von einer Lichtquelle H1 aus beleuchtet, die mit einem Sammelspiegel
H2 geringer sphärischer Aberration sowie einem sphärischen Reflektor H3 ausgestattet
ist.
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Der SammelspiagelH2 besteht vorzugsweise aus einem schmalen senkrechten
Sfreifen, der aus einem Umdrehungsparaboloid mit waagerechter Achse geschnitten
:ist; der Streifen liegt auf einer Seite der Achse. Der Spiegelstreifen liegt senkrecht
in einem Abstand von der optischen Achse des Kondensersystems entsprechend' wirrem
Abstand von der Achse des Spiegels, aus. .dem er herausgeschnitten wurde, und die
Lampe H1 liegt in der Achse des Spiegels H2, aber ein wenig gegen seinen Brennpunkt
verschoben, ,so &ß das auf :den Streifen fallende Licht in Gestalt eines annähernd
parallelen oder sogar ein wenig konvergierenden Bündels reflektiert wird, der nach
er einen Seite der Lampe geworfen wird .und die .ganze Länge .des Anzeigers G hell
und ,gleichmäßig und ohne Beeinträchtigung durch ,den Lampenschatten beleuchtet.
Der Rieflektor H3 besteht in, ähnlicher Weise aus einem schmalen senkrechten Streifen,
der aus einem sphärischen Hohlspiegel ausgeschnitten .ist -und so liegt, ,daß der
Lampenfaden annähernd im Mittelpunkt seiner Krümmung liegt. Die Hauptwirkung des
Kondensspiegels H2 besteht darin, ein- scharfes Bild des Larnpenfa(dens auf die
Projektionslinse T zu werfen, und die Anordnung wird so getroffen, daß ein helles,
flaches Lichtbündel K aus annähernd waagerechten Strahlen, die in einer senkrechten
Ebene konzentriert sind, auf die Vorrichtung G geworfen wird und aus dieser in Gestalt
zweier divergierender flacher Strahlenbündel K1, K2 heraustritt, von Gienen .das
eine, vorzugsweise das untere Bündel K1, aus dem. Wasserteil der Säule auf die Projektionslinse
.T konzentriert wird, derart, daß soweit wie möglich der untere Teil :des Lichtes
aus der Lichtquelle benutzt wird.
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Um Falschablesungen für -den Fall zu vermeiden, daß der Anzeiger ganz
leer .ist, -so daß er selbst oder der etwa vorhandene Schirm dunkel erscheint, ist
erfindungsgemäß der Anzeiger durch zwei verschieden gefärbte oder sonnst sichtbar
verschiedene, im wesentlichen flache Lichtbündel beleuchtet, die unter zwei Winkeln
auf die Vorrichtung geworfen wenden, so daß die Teile des Anzeigers über und unter,dem
Wasserspiegel verschieden gefärbt erscheinen. Dies läßt sich dadurch erreichen,
daß ;man .die Lampe H1 ein wenig nach einer Seite des Krümmungsmittelpunktes
des
Reflektors H3 verschiebt und einen Farbfilter zwischen Lampe und Reflektor setzt.
Dadurch werden zwei Lichtbündel, und zwar ein weißes und ein gefärbtes, in schwach
konvergenten senkrechten Ebenen auf den. Anzeiger fallen, deren jedes durch den
Anzeiger in zwei austretende flache Bündel oder Bänder über oder unter dem Wasserspiegel
zerlegt wird. Die Anordnung wird so .getroffen, daß das obere weiße austretende
Band und das untere austretende gefärbte Band sich gegenseitig verlängern und durch
eine Projektionslinse J auf einem Schirm projiziert werden können. Diese Anordnung
ist aber infolge der verschiedenen Lichtstärken des weißen und des gefärbten Bandes
nicht ganz befriedigend, und es ist .im allgemeinen vorzuziehen, zwei Farben, z.
B. rot und. ,grün, anzuwenden, etwa derart, @daß die beiden Farben gleich hell erscheinen.
Dies kann in der in Fig. 3 und ;4 angedeuteten Weise erreicht werden .durch Anordnung
eines Zweifarbenfilters M; Ml. Ein kleines Prisma 1v12 liegt im Wege der
roten Strahlen, um sie auf den Anzeiger zu lenken, und der Winkel dieses Prismas
entspricht dem Keilwinkel des Anzeigers derart, daß .der oben austretende rote Strahl
in .der gleichen Ebene liegt wie der unten austretende grüne Strahl. Das rote Licht
ist durch punktierteLinien in,der Zeichnung wiedergegeben, das grüne Licht durch
strichpunktierte Linien. Fi,g. 9 zeigt den Weg der Lichtstrahlen unter .dem Wasserspiegel,
Fig: ro den über .dem Wasserspiegel. Sonach fallen Idas obere rote Lichtband und
das untere grüne Lichtband gemeinsam auf die Linse T, und der Anzeiger auf dem Auffangschirm
h besteht aus einem roten oberen und ein= .grünen unteren Teil, und der Wasserspiegel
wird durch die Trennlinie zwischen den beiden Bildteilen bezeichnet (wobei zur Erzielung
eines aufrechten Bildes auf dem Schirm J1 in bekannter Weise Planspiegel eingeschaltet
zu denken sind).
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Die Anordnung kann nicht nur in Verbindung mit einer Kesselanlage
benutzt werden, bei .der der Wasserspiegel sehr hoch über der Feuerung liegt, sondern
mit entsprechenden Abänderungen in anderen Fällen Anwendung finden, z. B. bei Kesseln
mit Staubfeuerung, bei denen,die Höhe der Feuerung und die des Standanzeigers mehr
oder weniger gleich sind, bei .denen aber der Anzeiger an der Kesselrückseite liegt.
Die Anordnungen sind allgemein anwendbar als Wasserstandsanzeiger, wobei die Abl.esung
entfernt vom Anzeiger selbst erfolgen soll.
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Auch hier können wieder dieselben Anzeiger in Verbindung mit anderen
Anordnungen zur Projektion der Anzeige an einem entfernten Punkt verwendet werden,
oder es kann eine unmittelbare Ablesung ohne Projektionseinrichtungen erfolgen.
In diesem Falle wird insbesondere eine Anordnung_ entsprez,hend Fg. 5 verwendet.
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Hierbei wird eine senkrechte streifenförmige Lichtquelle N (oder eine
Reihe von übereinander angeordneten elektrischen Lampen) hinter einem lichtzerstreuenden
Schirm Ni angebracht, vor dem zwei Farbfilter O, 0l, z. B. grün und rot,
nebeneinanderliegen. Die Anordnung ist so, daß eine im wesentlichen gleichförmige
Beleuchtung an der .ganzen Fläche der Filter erzielt wird. Nahe .der Vorrichtung
Q (die zweckmäßig entsprechend Fig, z und a mit einem Keilwinkel von :2o' gestaltet
-ist) befindet sich eine Zylinderlinse P derart, daS die Farbfilter 0, 0l in der
Brennebene der Linse liegen. Bei einer derartigen Anordnung wird die LinseP so beleuchtet,
daß sie (nach Wegnahme der Vorrichtung Q) in ihrer Gesamtheit für einen Betrachter
innerhalb eines bestimmten Sehwinkels rot beleuchtet erscheint (weil alle Lichtstrahlen,
die die Linse in einer derartigen Richtung verlassen, .durch einen Punkt in einer
Senkrechten des roten Farbfilters O hindurchgegangen sind) ; in ,gleicher Weise
würde sie infolge Betrachtung innerhalb eines benachbarten Winkels grün beleuchtet
erscheinen. Die Vorrichtung Q'- wird nun in der beschriebenen Weise arbeiten, .daß
sie jeden auffallenden senkrechten Lichtstreifen in zwei divergierende senkrechte
Streifen ober- und unterhalb des Wasserspiegels zerlegt. Demnach: wird für einen
Beobachter, der sich an dem Anzeiger vorbeibewegt, z. B. von .der Oberseite zur
Unterseite,der Zeichnung, die Vorrichtung zunächst völlig dunkel erscheinen, dann
grün oberhalb des Wasserspiegels uni dunkel darunter, .danach vollkommen grün, dann
rot oben und grün unten, danach vollständig rot, ,schließlich oben dunkel und unten
rot und zuletzt vollständig dunkel. Bei einer geeignet gewählten Breite und Einstellung
der Farbfilter bezüglich des Keilwinkels des Anzeigers kann man es so einrichten,
daß die Anzeigen ganz rot und ganz grün überhaupt verschwinden, und man kann eine
deutliche Anzeige des Wass'ersp'iegels über einen verhältnismäßig großen Gesichtswinkel
leicht erhalten. Die beiden Farbfilter sollen so gewählt werden, daß etwa die gleiche
Lichthelligkeit in beiden Farbbändern entsteht. Ist das geschehen, so wird der Wasserstand
deutlich selbst in -großer Entfernung von dem Anzeiger erhalten (wenigstens innerhalb
des mittleren Teiles des Sehwinkels, .innerhalb dessen beide Farben sichtbar sind).
Oft ist es zweckmäßig, eine einfache Periskopanordnung zu ° verwenden, die aus zwei
:ebenen, je .um 45
gegen die Senkrechte geneigten Spiegeln
besteht, so daß -die ausgewählten und ausfallenden Strahlenbänder an diesen Spiegeln
zweimal zurückgeworfen werden; dabei kann die Breite des unteren Spiegels so gewählt
werden:, daß dadurch das Sehfeld auf den Mittelteil beschränkt wird, in welchem
die Farben die richtige Anzeige ergeben.
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Fig. 6 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fng. 5. Hier sind
Lichtstreifen und Verteilerschirm N, NI sowie Farbfilter 0, 01 durch ein Paar verschieden
gefärbter senkrechter Glimmentladungsröhren R, R1 ersetzt, z. B. eine Neon- und
eine -Quecksilberdampfröhre. Im übrigen entspricht die Anordnung der nach Füg. 5.
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Fsg. 7 gibt eine weitere Abänderung der Anordnung nach Fing. 5, bei
der eine Lampe S mit lichtverteilendem Kolben (z. B. :eine bekannte Mattlampe) als
Lichtquelle dient, so ,daß eine im wesentlich-en gleichförmige Beleuchtung einer
kleinen Fläche erzielt wird. In nächster Nähe der Lampe sind Rot- und Grünfilter
S1, S2 vorhanden, derart, @daß sie zu beiden Seiten des Brennpunktes_ eines parabolaidischen
Spiegelstreifens T ähnlich dem Kondensspiegelstreifen H2 der Fig. 3 und q. liegen.
Die vom Spiegel T reflektierten Lichtstrahlen fallen unmittelbar auf den Wasserstandsanzeiger
Q. Diese Anordnung ergibt eine Beleuchtung, wie sie vorher für die Linse P ,geschildert
war, -so @daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
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Wie bereits ausgeführt, wird: bei der unmittelbar die Ablesung gestattenden
Einrichtung nach Fig. 5 bis 7 eine richtige Anzeige nur ,innerhalb eines bestimmten
Blickwinkels erreicht, und dieser Winkel ist verhältnismäßig schmal. Es ist aber
oft empfehlenswert; die äußeren Teile-des Sehfeldes abzuschneiden, um eine falsche
Auffassung über die Anzeige auszuschließen, und .es ist weiter empfehlenswert, zu
erreichen, daß die Anzeigen über einen .größeren Blickwinkel hin sichtbar sind.
Beide Ziele lassen sich mit einer Anordnung .erreichen, die eine Beleuchtungsvorrichtung
ähnlich der nach Fig. 5 verwendet .und eine senkrechte geschlitzte Maske zusammen
mit einem entsprechenden optischen System verwendet. Bei dieser Anordnung liegen
Beleuchtungsvorrichturig und Maske im wesentlichen in Ebenen .durch konjugierte
Brennpunkte des optischen Systems und sind so angeordnet, .daß ein den Wass.erstandsanzeiger
durch ,die Maske sehender Beobachter den Teil des Anzeigers über dem Flüssigkeitsspiegel
von einem .der senkrechten Streifen beleuchtet sieht, .den Teil darunter vom anderen
Streifen.
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Eine Anordnung dieser Art ist in, Fi.g. 8 und 9 wiedergegeben, die
die Wege -der Lichtstrahlen unter und über dem Flüssigkeitsspiegel zeigen. Anzeiger
und Beleuchtungseinrichtung gleichen hier :den entsprechenden Teilen der Fi;g. 5
und sind mit .den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine zweite Zylinderlinse
V liegt senkrecht in der Bahn der aus der Vorrichtung Q ausfallenden Strahlen. Die
Maske W mnit dem nach Breite und Lage einstellbaren Schlitz V liegt in :der Brennebene
der zweiten Linse Tue. Demnach befinden sich Farbfilter 0, 01 und Maske W in konjugierten
Brennebenen des optischen Systems aus den Linsen P und V. Bei,dieser Anordnung werden
zwei astigmatische Bilder der Farbfilter O, 01 in Ebenen ,der Maske -gebildet, und
zwar eines .durch die Strahlen, die .durch den Anzeiger oberhalb des Wasserspiegels
hindurchgegangen sind, und,das andere durch Strahlen, die unterhalb des Wasserspiegels
hindurclhgingen. Beide Bilder sind gegeneinander um einen Winkel versetzt, -der
abhängig ist vom Keilwinkel des Anzeigers. Somit werden alle Strahlen, die von einer
senkrechten Linie in einem Farbfilter .ausgehen und durch die Vorrichtung Q unter
;dem Wasserspiegel hndurchgelangen, in einer senkrechten Linie in der Maskenebene
abgebildet und die aus der gleichen senkrechten Unie des Farbfilters, die .durch
Q oberhalb des Wassersplegels hindurchgehen, in einer .anderen senkrechten Linie
in der Maskenebene. Es ist aber zu bemerken, @daß die Anordnung asti;gmatis,ch ist,
weil keine Fokussierung in senkrechten Ebenen eintritt. Der .senkrechte Schlitz
WI der Maske wird nun so eingestellt, daß seine Ränder mit den beiden Linienbildern
der Trennlinien zwischen den beiden Farbfiltern 0, 01 zusammenfallen. Wird somit
der Anzeiger durch die Maske aus einer beliebigen Richtung innerhalb eines bestimmten
Sehwinkels betrachtet, so erscheint er z. B. rot über dem Wasserspiegel und grün
unter dem Wasserspiegel. Weil die Ebene der Maske -mit den Bildebenen der Filter
0, 01 zusammenfällt, treten keine Parallaxwirkungen ein, und man erhält eine scharfe
Anzeige des Wasserspiegels selbst über einen erheblichen Winkel und in großem Abstand
von :dem Anzeiger. Außerhalb des Blickwinkels sieht man überhaupt kein Licht, aber
durch geeignete Bemessung der Teile des Apparates kann man :den Betrachtungswinkel
leicht groß genug für praktische Zwecke machen. Durch entsprechende Wahl der Brennweite
der zweiten Zylinderlinse V kann man die zulässige Weite des Schlitzes: W1 größer
oder kleiner und den Betrachtungswinkel entsprechend kleiner oder größer machen.
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Die .soeben beschriebene Anordnung arbeitet, solange der Blick auf
die Vorrichtung
mehr oder weniger waagerecht gerichtet wird. Eine
Schwierigkeit entsteht bei Betrachtung unter einem beträchtlichen Winkel gegen die
Waagerechte, z. B. bei einem Kessel mit hoher Verbrennungskammer, wenn man den Wasserstandsanzeiger
vom Feu.erungsfußboden betrachten will. In diesem Falle nämlich werden die Strahlen,
,die zum Beobachter gelangen, den Keil des Anzeigers unter einem Winkel gegen die
Waagerechte durchlaufen haben und werden infolgedessen durch die Vorrichtung stärker
- abgelenkt worden sein als ,die Strahlen, die waagerecht hindurchgehen. Diese vergrößerte
Ablenkung ist nicht von Bedeutung, wenn die Betrachtungsrichtung nicht stark von
der Waagerechten abweicht; ist der Winkel aber groß, so werden offenbar die senkrechten
Linienbilder der Trennlinien zwischen den Farbfiltern 0, 01 nicht mehr mit den Kanten
des Schlitzes W der Maske W zusammenfallen. Eine gewisse Kompensation dieser gesteigerten
Ablenkung kann man durch Einfügen :eines senkrechten Prismas in den Lichtweg nahe
dem Anzeiger erzielen; Fig. io und ii bzw. i2 veranschaulichen zwei Ausführungen,
bei denen ein derartiges Prisma angewendet ist.
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Die Anordnung nach Fig. io und i1 kann als bauliche Verbesserung der
Anordnung nach Fig.8 und 9 betrachtet werden (nach Möglichkeit sind die gleichen
Bezugsbuchstaben verwendet), und sie ist besonders anwendbar bei einem Kessel mit
hoher Verbrennungskammer, bei .dem der Wasserstandsanzeiger unter starkem Winkel,
z. B. 6o', gegen die Waagerechte vom Fußboden der Feuerung aus zu betrachten ist.
In diesem Falle ist die bauliche Gestaltung des Standanzeigers selbst ähnlich der
nach Fig. i mit zwei Glasprismen Q1, Q2 von je einem Keilwinkel von io ° und einem
Mittelraum Q3 mit Keilwinkel von 2o °. Die beiden Glasprismen Q1, Q2 ergeben in
:diesem Fall eine Überkompensation für !die gesteigerte Ablenkung in .den Wasser-
und Dampfprismen, und das Kompensationsprisma muß infolgedessen einen Keilwinkel
in derselben Richtung aufweisen wie der Mittelraum Qs. Im Beispiel ist das Kompensationsprisma
X aus einem Stück mit der ersten Zylinderlinse P gestaltet, und das Verbundlinsenprisma
P X
sitzt in einer der öffnungeri des Anzeigergehäuses. Die zweite Zylinderlinse
:V sitzt in der anderen Öffnung, und die Maske W, die Farbfilter 0, 01 und der lichtzerstreuende
.Schirm Ni sind etwa in gleicher Weise angeordnet wie in Fig. 8 und 9 (nur das bei
entsprechender Bemessung :des Komp.ensationsprismas X die Anordnung nur symmetrisch
gestaltet werden kann, wobei Maske und Farbfilter in Parallelebenen rechtwinklig
zu den optischen Achsen beider Linsen P und V liegen). Um dies möglich zu machen,
iist -der Keilwinkel des Prismas X so gewählt, daß die Gesamtablenkung in einem
Lichtstrahl durch das ganze System oberhalb des Wasserspiegels .gleich und entgegengesetzt
der eines Strahles unterhalb des Wasserspiegels ist, und diese Beziehung wird annähernd
eintreten bei beliebiger Neigung der Lichtstrahlen gegen -die Waagerechte. Auf :diese
Weise kann bei gewöhnlichem Glas, das für die Herstellung des- Verbund'-linsenprismas
P X geeignet ist, ein Keilwinkel von i4° für das Kompensationsprisma X das
gewünschte Ergebnis erzielen. F.ig. i i zeigt eine Anordnung zur Erzielung einer
gleichmäßigen Beleuchtung des Schirmes Ni und demnach der Farbfilter 0, 01, und
zwar durch eine Reihe von .elektrischen Lampen N2, die übereinanderliegen und hinter
denen annähernd: parabolische Reflektoren NI angebracht sind.
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Das Kompensationsprisma gibt genügend genauen Ausgleich für die vergrößerte
prismatische Ablenkung infolge der schrägen Blickrichtung, nicht aber für die Fehler,
die aus der Schrägrichtung .der Strahlen durch di;e Zylinderlinse entstehen, und:
wenn die Vorrichtung .normal nur unter beträchtlichem Winkel gegen die Waagerechte
betrachtet wird (wie bei einem Kessel .mit hoher Verbrennungskammer), so ist es
vorzuziehen, eine lichtreflektierende oder lichtbrechende Einrichtung vor oder hinter
dem Schlitz W1 der Maske ,zu -verwenden. Eine zweckmäßige Konstruktion für eine
solche Vorrichtung besteht in einer senkrechten Glasplatte Y (Fi:g. i i) von einer
dem Schlitz WI entsprechenden Breite, .deren eine Fläche mit einer Anzahl
von waagerechten prismatischen Rippen Y1 versehen ist. Diese Platte Y kann so angeordnet
werden, daß ,ihre gerippte Fläche dem Anzeiger zugekehrt oder von ihm abgekehrt
ist. Die obere Prismenfläche Y2 jeder Rippe Y1 wird in jedem Fall benutzt. Bei gegen
.den Anzeiger gekehrten Rippen Y1 werden die aus der Anzeigevorrichtung ausfallenden
Strahlen an den Flächen, Y2 der Rippen Y1 irr gewünschten Winkel abwärts abgelenkt,
während bei in der :dargestellten Weise dem Anzeiger abgekehrten Rippen die Strahlen
abwärts von den oberen Flächen Y2 der Rippen abwärts abgelenkt werden. Die Rippen
müssen so angeordnet werden, daß sie gestatten, ein kontinuierliches Bild des Anzeigers
zu halten, .und .die unteren Flächen Y' der Rippen müssen unter einem solchen Winkel
weggeschnitten sein, daß dies möglich wird. Im dargestellten Beispiel bilden die
kleinen Flächen, Y2, Y3 beide einen Winkel von 30 gegen die Waagerechte, so daß
die
waaagerechten Strahlen, die auf den Anzeiger auffallen, durch
die oberen Flächen Y2 um einen Winkel von 6o' abwärts gegen die Waagerechte reflektiert
werden _und unter einem rechten Winkel durch die unteren Flächen Y3 hindurchgehen,
so :daß .ein kontinuierliches Bild des Anzeigers gesichert wird. Es ist klar, daß
bei dieser Anordnung die waagerechten oder annähernd waagerechten Strahlen durch
den Anzeiger zur Abgabe der Anzeiger benutzt werden und .daß keine Irrtümer in:tol,ge
schrägen Hindurchfallens der Strahlen entstehen. Weiter erscheint der Anzeiger über
-die ganze Länge hin erleuchtet, ohne Störung vom oberen oder unteren Ende der Öffnungen
im Anzeigergehäuse und ohne daß es notwendig wird, Farbfilter anzuwenden; die länger
sind als der Anzeiger selbst, Offenbar ist es trotz der Anordnung der reflektierenden
oder brechenden Einrichtungen im Maskenschlitz immer noch vorteilhaft, das Ausgleichprisma
X beizubehalten, weil es gestattet, Farbfilter und Maske symmetrisch zur Mittelebene
durch -den Wasserstandsanzei,ger und die Linsen anzubringen und somit ein schräges
Abschneiden der Seitenwandungen der Gehäuseöffnungen zu vermien:den. Aus diesem
Grunde und wegen des erreichten Teilausgleiches für .die verstärkte Ablenkung bei
schräger Blickrichtung ist es auch vorteilhaft, das Ausgleichprisma in anderen Anordnungen
gemäß der Erfindung zu verwenden, bei denen die Maske und eine oder beide Zylinderlinsen
fehlen. Fig- 12 zeigt eine solche Anordnung, und sie zeigt gleichzeitig, wie das
Ausgl.eichprisma dann angeordnet werden sollte, wenn man statt schrägflächiger Prismen
in der Meßvorrichtung Platten mit parallelen Wandungen benutzt.
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Die Konstruktion des Anzeigers nach Fing. 12 zeigt zwei durch Parallelebenen
be-.grenzte Glasplatten 04, 05, die in einem Winkel von z. B. 2o ° gegeneinander
angeordnet sind, so daß sie einen keilförmigen Mittelraum OB einschließen. Dadurch,
däß man den Platten Q4, 05 einen Parallelogrammquerschnitt gibt, wird es möglich,
:die Gehäuseseiten symmetrisch mit parallel zur Mittelebene durch die Vorrichtung
liegenden Klemmbolzen auszustatten. Das Ausgleichprisrna X' liegt in .einer der
Gehäuseöffnungen wie das Verbundprisma der Fig. io .und i i. Hier ist aber .infolge
der Verwendung von durch Parallelseiten begrenzten Platten der Keilwinkel. des Ausgleichprismas
entgegengesetzt dem Keilwinkel des Mittelraumes des Anzeigers 1-erielibet. Für dieses
Ausglei.chprismä X1 ist ein Keilwinkel von 7 ° bei gewöhnlichem 1 Glas geeignet;
der Winkel ist so entsprechend der Brechungsziffer ,des Werkstoffes gewählt, um
:eine Ablenkung entgegengesetzt und annähernd in der Mitte zwischen den Ablenkungen
,durch Wasserprisma bzw. Dampfprisma im Anzeiger hervorzurufen.
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Von den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind weitere Abweichungen
möglich. Beispielsweise können im Fall -der Anordnung nach Fig. 8 bis i i die Linsen
des optischen Systems durch gekrümmte Spiegel in ähnlicher eise ersetzt werden,
wie es bei Fg.7 :geschildert wurde. Man kann ,auch eine der Linsen .oder einen der
Spiegel gänzlich. auslassen und Farbfilter oder Maske doch noch in Ebenen .anordnen,
die durch konjugierte Brennpunkte des nur ein einziges Element aufweisenden optischen
Systemshindurchgehen. Es können auch andere Belewchtungsvorrichtungen verwendet.
werden, ,die zwei optisch unterscheidbare senkrechte Streifen in der Brennebene
der ersten Linse oder des Spiegels erzeugen, und zwar in der Anordnung nach Fig.
8 bis i i statt der beleuchteten Farbfilter z. B. zwei verschieden ,gefärbte senkrechte
Glimmentladungsröhren entsprechend -der Anordnung nach Fig. 6.