DE650566C - Vorrichtung zum Messen von Schwerkraftsunterschieden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen von Schwerkraftsunterschieden Von den verschiedenen Möglichkeiten, Vorrichtungen zum Messen von Schwerkraftsunterschieden herzustellen, beruht eine besondere Klasse auf dem sog. barometrischen Prinzip, d. h. darauf, daß eine dem atmosphärischen Druck nicht ausgesetzte, zwischen zwei Gaskammern befindliche O_uecksilbersäule dem Druckunterschied der Gasmengen das Gleichgewicht hält. Bei einer Änderung der Schwerebeschleunigung ändert sich das Gewicht der Quecksilbersäule, so daß ein neuer Gleichge-,vichtszustand eintritt, der Druckänderungen in den Gaskammern zur Folge hat. Mittels einer Meßmarke kann die Xnderung des Drucks abgelesen werden.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein auf dem barometrischen Prinzip beruhender Schweremesser, bei welchem der Erfindung gemäß zwischen den beiden Gaskammern zwei oder mehrere Quecksilbersäulen mittels eines Zwischenrohrs derart hintereinandergeschaltetwerden, daß sich deren Drucke summieren und die Messung der Druckänderung zwischen den einzelnen Quecksilbersäulen erfolgt.
• Das Prinzip der Erfindung ist in den Fig. r und i schematisch veranschaulicht. Durch die Druckdifferenz, welche zwischen den Gasvolumina v und v' besteht, werden die beiden puecksilbersäulen h, und h= im Gleichgewicht gehalten. Ändert sich nun die Schwerkraft z. B. in zunehmendem Sinne, so wird das Gewicht des Quecksilbers großer. Infolgedessen wird das Volumen v' etwas mehr komprimiert, während das Volumen v sich etwas ausdehnt. Die Messung der Druckänderung infolge der Schwerkraftsänderung erfolgt der Erfindung gemäß zwischen den beiden 0uecksilbersäulen lt, und h... Beispielsweise sind in den Abb. r und a zwei Ausbildungsformer. der Ablesevorrichtung wiedergegeben.
• Die beiden Quecksilbersäulen sind, wie Fig. r zeigt, auf der einander zugekehrten Seite mit einer spezifisch leichteren Flüssigkeit überdeckt, welche bis in ein Kapillarrohr reicht. Die beiden Menisken i111 und 3-1. dienen dann als Ablesemarken für die Messung der Druckänderung. Man kann naturgemäß auch den über den Menisken M, und 111. befindlichen Raum mit einer zweiten geeigneten spezifisch leichten Flüssigkeit füllen. In diesem Falle würden die Trennungsflächen i1-1, und ilh der beiden Flüssigkeiten die Meßmarken bilden. In Abb.2 sind beispielsweise die beiden Quecksilberspiegel nicht unmittelbar mit einer solchen Flüssigkeit überdeckt, sondern der Druck wird von beiden Seiten durch ein kleines Gasvolumen v1 und v2 auf eine in der Verbindungskapillare befindliche Flüssg-,. keitssäule, deren beide Menisken Ihll und 112 als Meßmarken dienen, übertragen.
• Naturgemäß kann die Ablesevorrichtung noch, in verschiedener Weise modifiziert werden, so z. B. kann an Stelle der Säulen aus spezifisch leichter Flüssigkeit ein einfacher in einer Kapillaren befindlicher Flüssigkeitstropfen treten, oder dieFlüssigkeitssäule reicht nur auf der einen Seite in das Kapillarrohr, während deren andere Oberfläche sich in einer gefäßartigen Erweiterung befindet, so daß nur der eine Meniskus als Ablesemarke dient, die Meßrohre können vertikal, horizontal oder auch schräg (ev t1. auch verstellbar) gerichtet sein u. dgl. Ebenso kann man die Meßmarken statt durch Flüssigkeitsmenisken auch in der Weise ausbilden, daß das Verbindungsrohr durch eine mit Spiegel versehene Membran geteilt ist, oder daß man elektrische Kontaktspitzen oder Kondensatorplatten über dem Quecksilberspiegel o. dg1. benutzt.
• - Uin die Meßmarken zu jeder Zeit wieder in die Nullstellung einstellen zu können, ist es zweckmäßig, die beiden Flüssigkeiten (in Fig. i) bzw. die kleinen Gasvolumina auf den beiden Seiten der Flüssigkeitssäule v, und v. (Fig. 2) durch ein besonderes Rohr miteinander zu verbinden, welches durch einen Hahn C geschlossen oder geöffnet werden kann.
• Es ist möglich, die beschriebene Vorrichtung in der Weise zu erweitern, daß eine beliebige Anzahl von Quecksilbersäulen hintereinandergeschaltet und zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Quecksilbersäulen eine Ablesevorrichtung der beschriebenen Art angebracht werden.
• Um den erheblichen` Einfluß, welchen Temperaturänderungen auf die Messungen ausüben, möglichst klein, zu halten bzw. ganz zu kompensieren, kann der Apparat in verschiedener Weise ausgebildet werden, z. B. daß verschiedene Materialien verwendet werden, so daß die Volumina, welche sich mit steigender Temperatur möglichst vergrößern müssen, aus Material von hohem Ausdehnungskoeffizienten bestehen. Beispielsweise ist in Fig. 2 an dem Gasvolumen v ein Gefäß B angeschlossen, welches mit einem Quantum Flüssigkeit von großem Ausdehnungskoeffizienten angefüllt ist (z. B. Toluol, Petroleum o. dgl.). nimmt z. B. die Temperatur zu, so dehnt sich die Flüssigkeit aus und verringert dadurch das Volumen v. Die Flüssigkeitsmenge kann nun so bemessen werden, daß die infolge der Temperaturerhöhung bewirkten Druckänderungen sich in einem solchen Verhältnisse zueinander ändern, daß die Meßmarken sich durch die Temperaturänderungen nicht bzw. fast nicht verschieben.
• Hähne zum Abschließen der Volumina während des Transports bzw. Hähne und Hilfsrohre für das bequeme Einbringen des Quecksilbers und der Flüssigkeiten usw. können je nach Bedarf in bekannter Weise an die einzelnen Apparatteile angebracht werden.

Claims (3)

1. PATENTAN SPRÜCHE: i. Vorrichtung zumMessen von Schwerkraftsunterschieden mit Hilfe einer dem atmosphärischen Druck nicht ausgesetzten Otiecksilbersäule, welche durch den Druckunterschied zweier Gaskammern (v und @ PI) im Gleichgewicht gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden Gaskammern befindliche O_uecksilbersäule aus zwei oder mehreren Teilsäulen (1a1 und 1a2) besteht und die Ablesevorrichtungen sich zwischen diesen Teilsäulen befinden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der beiden Quecksilbersäulen, welche einander zugekehrt sind (Fig. i), von einer oder mehreren spezifisch leichteren Flüssigkeiten überdeckt sind, die bis in das Verbindungsrohr hineinragen, so daß die Menisken (Ml und M2) der so gebildeten Säulen spezifisch leichterer Flüssigkeit (v1 und v2) bzw. die Trennungsflächen der einzelnen Flüssigkeiten die Meßmarken bilden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung von einer oder mehreren Säulen spezifisch leichterer Flüssigkeit (Fig.2) gebildet wird, welche den sich zwischen den beiden O_uecksilbersäulen befindlichen Gasraum in zwei oder mehrere Gasräume (v1 und v2) teilen und deren Menisken (111 und M2) bzw. Trennungsflächen als Meßmarke dienen. q.. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den beiden Quecksilbersäulen (hl und h_) befindliche Gaskammer- bzw. Flüssigkeitskammerpaar (v1 und v2) durch ein besonderes Rohr miteinander verbunden ist, das ein abschließbares Ventil (C) enthält, mittels welchem die Meßmarken zu jeder Zeit in die Nullstellung gebracht werden können. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis .I, dadurch gekennzeichnet, daß an den einzelnen Gas-, Flüssigkeits- oder Quecksilberkaminern in an sich bekannter Weise ein Mittel (z. B. Kolben, . Tauchstangen, einfüllbare Flüssigkeitsmengen) angebracht ist, durch welche die betreffende Volumina regulierbar vergrößert oder verkleinert werden können. 6. Vorrichtung nach Anspruch z bis 5,. dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druckunterschied zwischen den Gaskammern (v und v') das Gleichgewicht haltende Ouecksilbersäule aus mehr als zwei Teilen besteht und Ablesevorrichtungen zwischen. je zwei Ttilsäulen angebracht sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch z bis 6 mit Temperaturkompensation, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung Stoffe von verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten in einem derartigen Mengenverhältnis gewählt sind, daß die einzelnen von den Gaskammern bzw. den Flüssigkeits- oder Quecksilbersäulen herrührenden Drucke sich bei Temperaturänderungen in einem solchen Verhältnis zueinander ändern, daß die Einstellung der Meßmarke dabei möglichst unverändert bleibt.