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Vorrichtung zur Messung von Schwerkraftsunterschieden Das Hauptpatent
65o 566 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung von Schwerkraftsunterschieden,
bei der mehreren dem atmosphärischen Druck nicht ausgesetzten, hintereinandergeschalteten
Quecksilbersäulen durch den Druckunterschied in zwei Gaskammern das Gleichgewicht
gehalten wird und zwischen zwei OOuecksilbersäulen die Vorrichtung zum Anzeigen
der Druckunterschiede angeordnet ist. Das Hauptpatent schlägt weiterhin vor, den
Druckunterschied in den Gaskammern durch den Flüssigkeitsstand in einem zwischen
zwei Quecksilbersäulen eingeschalteten Meßrohr (Kapillarrohr) anzuzeigen. Wird der
Meßapparat auf einer dauernd schwankenden Unterlage, z. B. an Bord eines Schiffes,
aufgestellt, so machen sich bei Beobachtung des Flüssigkeitsstandes in einem Meßrohr
die durch die Unterlagsschwankungen hervorgerufenen Schwingungsbewegungen der Quecksilbersäulen
und damit derAnzeigefüissigkeit störend bemerkbar. Um die Abfesung zu erleichtern,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in das Meßrohr eine Drossel derart einzubauen
und als Anzeigeflüssigkeit eine Flüssigkeitssäule solcher Länge zu verwenden, daß
bei Bewegung der Flüssigkeitssäule über den ganzen Meßbereich die Drosselstelle
als Strömungswiderstand für die Anzeigeflüssigkeit wirkt. Eine derartige Anordnung
hat zur Folge, daß die bewegte Flüssigkeit durch die Drosselstelle nur langsam hindurchtreten
kann, wodurch Schwingungen der Anzeigeflüssigkeit und der Quecksilbersäulen stark
gedämpft werden. Die vorgeschlagene Anordnung erleichtert daher wesentlich die Ablesung
der Meßwerte. Die Verwendung einer Flüssigkeitssäule bestimmter Länge ist deewegen
notwendig, weil vermieden werden muß, daß innerhalb des Meßbereiches die Anzeigeflüssigkeit
aus der Drosselstelle austritt und dann wieder Schwingungseinflüssen unterworfen
wird. Außerdem würde das Austreten der Anzeigeflüssigkeit aus der Drosselstelle
eine das Meßergebnis fälschende Fehlerquelle bedeuten.
Zweckmäßigerweise
wird die Drossel an derjenigen Stelle des Meßrohres angebracht, welche der Mitte
der Flüssigkeitssäule in der Nullstellung entspricht. Als Drossel kann man einen
solchen unveränderlichen Durciltrittsquerschnitt z. B. in Form einer Verengung des
Meßrohres verwenden. Man kann aber auch die Drossel einstellbar machen und ihr beispielsweise
die Form eines in das Meßrohr eingebauten Hahnes geben, d'er jede beliebige Querschnittsänderung
des Meßrohres zuläßt. Diese Ausführung hat gegenüber der Verwendung einer Drossel
unveränderlichen Durchtrittsquerschnitts den Vorteil, daß die Drossel allen zu erwartenden
Schwingungsamplituden leicht angepaßt werden kann.
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Weiterhin kann es erwünscht sein, das verhältnismäßig lange Meßröhr
in einem möglichst geringen Raum unterzubringen. Dies läßt sich dadurch erreichen,
daß das Meßrohr schlangenförmig gebogen ist. Dabei läßt sich eine für die Ablesun.g
des Flüssigkeitsstandes sehr zweckmäßigeAnordnung erreichen, wenn das Meßrohr derartig
schlangenförmig gebogen ist, daß bei Änderungen der Meß-,verte die Flüssigkeitsmenisken
im -,\Zeßrohr sich parallel zueinander und in gleicher Richtung bewegen sowie über
den ganzen Meßbereich über- oder auch nebeneinanderstellen. Der Vorteil einer derartigen
Anordnung bestellt darin, daß die Ablesung insbesondere von Aniplitudenwerten beträchtlich
vereinfacht ist.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen die in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele, und zwar zeigt Abb. i eine vollständige Vorrichtung
zur Messung von Schwerkraftsunterschieden mit einem Meßrohr, welches im Querschnitt
teilweise verengt ist, um eine Drosselwirkung herbeizuführen, Abb. 2 das Meßrohr
allein mit eingebautem Hahn, der als einstellbare Drossel wirkt. Abb. 3 zeigt ein
Beispiel für ein. schlangenförmig gebogenes Meßrohr.
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In Abb. i ist das mit einer Flüssigkeitssäule b teilweise gefüllte
U-förmige Meßrohr a zwischen zwei Quecksilbersäulen hl, lt.
eingeschaltet,
welche durch den Druckunterschied der beiden Gasvolumen v, v im Gleichgewicht gehalten
werden. Die Druckwerte der Gasvolumen v, v' werden auf die im Meßrohr eingeschlossene
Flüssigkeitssäule b über die Gasvolumen v1, v, übertragen. Das Meßrohr besitzt eine
Querschnittsverengung an der Stelle c. In der Nullstellung der Flüssigkeitsinenisken
11l, U2, welche durch Öffnen des Hahnes d in einem die Gasvolumen v1, % verbindenden
Rohr e hergestellt wird, befindet sich beiderseits der Verengung c eine gleich grolle
Flüssigkeitsmenge. Bei Schwingungen des ganzen Apparates wirkt die Verengung e als
Strömungswiderstand. Die Anzeigeflüssigkeit b kann nur langsam durch die Ver-=,engung
c hindurchströrnen, so daß die von der Weigeflüssigkeit ausgeführten Schwingun--stark
gedämpft werden. Die Flüssigkeits->.äle b hat eine derartige Länge, daß bei Bewegung
der 11IeniskenjlI1,.zll. über den ganzen Meßbereich die Verengung e noch vollständig
zwischen den Menisken..lh, .11., liegt, daß also keiner der Menisken in die Drossel
ein- oder gar aus ihr tritt, da sonst eine Fälschung der Meßanzeige oder ein Schwingen
der Anzeigeflüssigkeit verursacht wird.
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Abb. 2 zeigt wieder ein U-förmiges Meßrohr a, welches eine
Flüssigkeitssäule b enthält, deren Menisken i111, 111 s durch
Üffnell des Hahnes d in dein Verbindungsrohr e in die Nullstellung gebracht
werden können. In der Mitte des waagerechten Teils des U-förmigen Meßrohres ist
ein Hahn f mit einer Durchgangsöffnung f' eingebaut, durch dessen Drehung ein beliebiger
Strömungswiderstand eingestellt werden kann.
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Abb. 3 zeigt ein schlangenförmig gebogenes Meßrohr, welches aus zwei
finit Ansehlußstutzen i und i versehenen waagerechten Rohrstücken
k, l besteht, die durch ein verengtes Rohr in verbunden sind. Das verengte
Rohr in ist völlig, die an dieses anschließenden waagerechten Rohrteile k,
L nur etwa zur Hälfte derartig mit Flüssigkeit gefüllt, daß die Flüssigkeitsmenisken
übereinanderstehen. Bei der Vornahme der Messung bewegen sich die Flüssigkeitsmenisken
A171, JI., parallel zueinander und in gleicher Richtung, wobei sie ihre Lage übereinander
dauernd beibehalten. Bei der Ablesung genügt es daher, die Lageänderung nur eines
Meniskus zu bestimmen, wodurch sich eine besonders einfache Ablesung ergibt.