DE619569C - Mit kuenstlichen Lichtquellen durchleuchteter Wasserstandsanzeiger - Google Patents

Mit kuenstlichen Lichtquellen durchleuchteter Wasserstandsanzeiger

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DE619569C
DE619569C DEE43683D DEE0043683D DE619569C DE 619569 C DE619569 C DE 619569C DE E43683 D DEE43683 D DE E43683D DE E0043683 D DEE0043683 D DE E0043683D DE 619569 C DE619569 C DE 619569C
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Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mit künstlichen Lichtquellen durchleuchteter Wassers.tandsanzeiger, bei dem das verschiedene Brechungsvermögen der Mittel über und unter dann Wasserspiegel zur Anzeige benutzt wird, dadurch .gekennzeichnet, daß der Anzeiger in an sich bekannter Art derart, z. B. mit einem senkrecht angeordneten keilförmigen Mittelraum, mit der Flüssigkeitssäule versehen ist, daß zwei waagerechte Lichtstrahlenbündel, -die auf den Anzeiger über und unter dem Flüssigkeitsspiegel auffallen, um verschiedene Winkel seitlich abgelenkt werden, und daß zwei verschieden gefärbte, etwa waagerechte Strahlenbündel auf den Anzeiger in seiner ganzen Länge unter solchem Winkel geworfen werden, 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,
  2. 2. Wasserstafdsanzeiger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das optischeSammelsystem aus einem Sammelspiegel in Gestalt eines schmalen Streifens besteht, .der an einer Seite der Achse aus einem Paraboloid- o. dgl. Spiegel mit schwacher sphärischer Aberration geschnitten ist, wobei das Licht zur -Beleuchtung des Anzeigers einer kleinen, aber hellen Lichtquelle entstammt, die an der Achse des Spiegels nahe seinem Brennpunkt liegt.
  3. 3. Wasserstandsanz.eiger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß dieser Anzeiger durch zwei optisch verschiedene, -senkrechte Lichtstreifen beleuchtet wird, die nebeneinander etwa in der Brennebene einer Linse oder .eines Spiegels liegen, deren oder dessen austretendes Strahlenbündel auf .den Anzeiger fällt.
  4. 4. Wasserstandsanzei.ger nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschieden gefärbte oder sonst optisch unterscheidbare senkrechte Lichtstreifen und eine senkrecht geschlitzte Maske in Ebenen .angeordnet sind, .die durch konjugierte Brennpunkte eines dem Anzeiger zugeordneten optischen Systems hindurchgehen, und daß der senkrechte Schlitz der Maske in derjenigen Ebene liegt, in der über .dem Wasserspiegel ein Lichtbündel anderer Farbe als unter dein Wasserspiegel aus dem Wasserstandsanzeiger austritt.
  5. 5. Wasserstandsanzeiger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden senkrechten Lichtstreifen aus zwei Farbfiltern bestehen, die von einer oder mehreren Lichtquellen über einen liclhtverteilenden Schirm beleuchtet sind. C.
  6. Wass-erstandsanzeiger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden senkrechten Lichtstreifen aus zwei verschieden gefärbten Glimmentladun.gsrö.hren bestehen.
  7. 7. Wasserstaridsanzeiger nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein senkrechtes Prisma im Wege der Lichtstrahlen in unmittelbarer Nähe des Anzeigers mit einem solchen Keilwinkel bezüglich .seines Brechungsindex, daß es annähernd die Steigung der Prismenablenkung des Anzeigers ausgleicht, wenn dieser in einem Winkel gegen die Waagerechte betrachtet wird.
DEE43683D 1931-12-18 1932-12-16 Mit kuenstlichen Lichtquellen durchleuchteter Wasserstandsanzeiger Expired DE619569C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1267865B (de) * 1957-03-14 1968-05-09 Yarnall Waring Company Verfahren zum Anzeigen des Fluessigkeitsstandes sowie Fluessigkeitsstandanzeiger zur Durchfuehrung des Verfahrens

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DE1267865B (de) * 1957-03-14 1968-05-09 Yarnall Waring Company Verfahren zum Anzeigen des Fluessigkeitsstandes sowie Fluessigkeitsstandanzeiger zur Durchfuehrung des Verfahrens

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