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Flüssigkeitsstandanzeiger Um die Sichtbarkeit des Flüssigkeitsstandes
bei Flüssigkeitsstandanzeigern, insbesondere also bei Wassexstandsanzeigern von
Dampfkesseln, recht deutlich sichtbar zu machen, ist bereits bekannt, gewisse Seh-
oder Lichtstrahlen total zu reflektieren. Diese Strahlen werden dabei, je nachdem
ob sie auf den Flüssigkeits- oder den darüb.erliegenden Raum gerichtet sind, entweder
bei dem einen Teil des Flüssigkeitsstandraumes so reflektiert, daß sie auf ,eine
dunkle Fläche gerichtet werden, während sie bei dem anderen Teil des Flüssigkeitsstandraumes
auf eine helle oder anders gefärbte Fläche treffen, oder bei Verwendung einer besonderen
Beleuchtungsquelle so reflektiert, daß die auf den einen Teil des Flüssigkeitsstandraumes
treffenden Lichtstrahlen nicht in das Auge des Beobachters gelangen, während die
,auf den anderen Teil des Flüssigkeitsstandraumes treffenden Strahlen den Beobachter
erreichen. Zu diesem Zweck hat man bisher die zur Abdeckung des Flüssigkeitsraumes
dienenden Glasscheiben entweder mit Rillen entsprechender Winkelneigung versehen
oder ,als prismatische Körper ausgebildet. Glaskörper sind aber den chemischen Anfressun@gen,
wie sie bei Hochdruck und hohen Temperaturen vorkommen, nicht gewachsen, so daß
man zur Verwendung von Glimmerscheiben übergegangen ist. Glimmerscheiben können
aber mit derartigen Rillen nicht versehen werden, weil sie nur ,als dünne Blättchen
Verwendung finden können. Auch die Ausbildung von prismatischen Körpern ist mit
Glimmer nicht möglich. Durch die Erfindung wird ein Weg gezeigt, auf dem die bekannte
Wirkung der Totalreflexion unter Verwendung von Glimmer in Form einfacher Platten
erreicht wird. Dies wird dadurch erreicht, daß unter dem Winkel der Totalreflexion
eine Zelle, die mit Luft, Dampf, Wasser oder anderen durchsichtigen, gasförmigen
oder flüssigen Mitteln angefüllt ist, gegenüber dem eigentlichen Flüssig'keitsstandraum
durch Glimmer begrenzt `wird. Die Erfindung geht also von der bekannten Tatsache
aus, daß eine Totalreflexion nur beim Übergang der Seli- oder Lichtstrahlen von
.einem optisch dichteren in ein optisch dünneres Mittel. eintritt. Ist dann im Sinne
der Erfindung die die Zelle vom Flüs:sigkeitsstandraum trennende Glimmerschcibe
unter dem Winkel der Totalreflexion im Verhältnis zu den Sch- oder Lichtstrahlen
angeordnet, so kann .durch entsprechende Wahl des die Zelle füllenden Mittels eine
Totalreflexion erzielt werden. Liegt beispielsweise die Zelle nächst dem Strahleneintritt,
so muß sie mit einem optisch dichteren Mittel ,als der Dampf angefüllt sein. Liegt
dagegen der Flüssigkeits,standraum nächst dem Strahleneintritt, so mwß die Zelle
mit e inem optisch dünneren Mittel als die Flüssigkeit angefüllt sein.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens wird zur Anfüllung
der Zelle mit einem optisch dichteren Mittel als der Dampf der Niederschlag der
Flüssigkeit verwandt, bei einem Wasserdampfstandanzeiger also Wasser. Dieser Niederschlag
läßt sich in einfachster Weise dadurch gewinnen, daß
die Zelle mit
dem Flüssigkeitsstandraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels verbunden ist. An den
Außenflächen der Zelle wird sich der Flüssigkeitsdampf niederschlagen, so da,ß die
Zelle, wenn ein Abfluß für das Nieder#-schlagwasser innerhalb der Zelle vermied@xi'
wird, dauernd damit gefüllt ist. Diese An-..-' ordnung hat gleichzeitig den Vorteil,
daß die die Zelle vom Flüssigkeitsstandraum trennende Glimmerscheibe von jeglichem
Druck entlastet ist, abgesehen von dem statischen Druck .des Niederschlagwassers
oberhalb' des Flüssigkeitsspiegels. Wird bei dieser Anordnung kein durchleuchteter
VVass.erstandsanzeiger veiw.endet, _ so ist nur eine Glimmerscheibe erforderlich,
die den vollen Druck aufnehmen muß und in bekannter Weise durch Abstützungen entlastet
werden kann.
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Die Verwendung einer mit einem optisch dünneren Mittel als die Flüssigkeit
gefüllten Zelle ermöglicht die Anordnung dieser Zelle innerhalb des Flüssigkeitsstandraumes.
Als optisch .dünneres Mittel wird zweckmäßig Luft oder Dampf verwendet.
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Wird .ein nicht durchleuchteter Flüssigkeitsstandanzeiger verwendet,
so ist die Wand, gegen die der Sehstrahl total reflektiert wird, anders gefärbt
als die, auf die er ohne Totalreflexion fällt, zweckmäßig findet also eine Schwarz-
bzw. Weißfärbung statt. Natürlich kann in an sich bekannter Weise eine doppelte
Totalreflexion derart stattfinden, daß die von der Beobachtungsseite des Flüssigkeitsstandanzeigers
ausgehenden Lichtstrahlen einer Beleuchtungsvorrichtung ,auf dem einen Teil des
Flüssigkeitsstandes zu dem Beobachter zurück reflektiert werden, während sie auf
dem anderen Teil des Flüssigkeitsstandes von dem Innenteil des Anzeigers verschluckt
werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung sinnbildlich
für Wasserstandsanzeiger bei Dampfkesseln dargestellt.
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In Abb. i ist nächst dem eintretenden Sehstrahl 3 die Zelle 2 vor
dem Flüssigkeitsraum, i angeordnet. Die Zelle 2 ist mit Wasser angefüllt, das sich
aus dem Raum i niederschlägt, da die Glimmers.cheibe q. oberhalb des höchsten Wasserspiegels
die Zelle 2 nicht von dem Raum i trennt. Oberhalb des Wasserspiegels wird der Sehstrahl
3 total reflektiert; wie das mit ausgezogenem Strichgezeigt ist. Unterhalb des Wasserspiegels
wird dagegen der Sehstrah13 nicht reflektiert, wie das mit gestrichelter Linie dargestellt
ist. Infolgedessen, trifft der Sehstrahl auf die rückwärtige Wand. Dadurch, daß
die Seitenwand 7 und die rückwärtige Wand 8 verschieden gefärbt sind, erscheint
der Wasser-%xäum in einer anderen Farbe als der Dampf-':f'äwm. Der Winkelt' beträgt
beiTotalreflexion "zwischen Wasser und Dampf etwa q.8°.
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Die Glimmerscheibe q. ist, abgesehen von dem in der Zelle-- oberhalb
des Wasserspiegels in dem Raum i vorhandenen Flüssigkeitsdruck, von jedem Druck
entlastet. Die Glimmerscheibe 5 muß den Druck aufnehmen.
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In der Abb.2 sind dieselben Verhältnisse wie in Abb. i für einen mit
Hilfe einer Lampe 6 durchleuchteten vVasserstands.anzeiger dargestellt. Gleiche
Zahlen bezeichnen äquivalente Teile.
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In Abb.3 und q. sind die entsprechenden Verhältnisse dargestellt,
wenn der eigentliche Flüssigkeitsstandräum i nächst dem :eintretenden Strahl 3 angeordnet
ist. In der Zelle muß nunmehr .ein optisch dünneres Mittel als Wasser vorhanden
sein. Nunmehr wird der durch den Raum unterhalb des Wasserspiegels gehende Seh-
oder Lichtstrahl 3 total reflektiert.
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Dasselbe ist auch bei den in Abb. 5 und 6 dargestellten Beispielen
der Fall, bei dealen die Zelle 2' mit einem optisch dünneren Mittel als Wasser gefüllt
und innerhalb des Wass:erstandraumes i angeordnet ist.