DE689041C

DE689041C - Apparat zum Messen und Registrieren der Dichte von Gasen

Info

Publication number: DE689041C
Application number: DE1935I0053094
Authority: DE
Inventors: Dr Erwin Lehrer
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1935-08-28
Filing date: 1935-08-28
Publication date: 1940-03-09

Description

Apparat zum Messen und Registrieren der Dichte von Gasen Es ist bekannt, daß die Dichte von Gasen mittels Auftriebswaagen sehr genau gemessen werden kann. In der Regel interessiert jedoch nicht die augenblickliche, sondern nur die auf einen Normalzustand bezogene Dichte eines Gases; man muß daher die mit der Auftriebswaage gemessene Gasdichte auf einen Normalzustand umrechnen.
Man hat bereits bei Auftriebswaagen den EinflüB von Druck und Temperatur auf die Anzeige mittels einer durch denselben Einfluß bewirkten Schwerpunktsverlagerung schräg zu der Richtung des Waagebalkens auszugleichen versucht. Die bekanntgewordenen Vorrichtungen arbeiten jedoch insofern unvollkommen, als sie den gewünschten Ausgleich nur für eine einzige Stellung des Waagebalkens, z. B. die horizontale Lage, bewirken; mit ihnen ausgerüstete Waagen sind nur als Nullinstrumente, nicht aber als Meßinstrumente für einen größeren Dichtebereich brauchbar. " - .
Gegenstand der Erfindung ist eine Auftriebswaage, welche die auf einen Normalzustand bezogene Dichte des Gases in dem ganzen Meßbereich unmittelbar anzeigt. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß an dem Waagebalken die Vorrichtung, die den Einfluß von Druck und Temperatur auf die Anzeige der Auftriebswaage mittels einer durch denselben Einfluß bewirkten, in der Schwingungsebene schräg zur Richtung des Waagebalkens erfolgenden Schwerpunktsverlagerurig auszugleichen gestattet, in der Weise angebracht ist, da.ß bei einer Erhöhung der Dichte des zu beobachtenden Gases durch den Einfluß von Druck und Temperatur der Schwerpunkt gleichzeitig zum Auftriebskörper hin und abwärts bzw. bei einer Verminderung der Dichte vom Auftriebskörper fort und aufwärts verlagert wird. Die erforderliche Größe und Richtung der Schwerpunktsverlagerung läBt sich bei jeder Ausführungsform der Auftriebswaage leicht durch Versuche oder Rechnung ermitteln.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der an dein Waagebalken angebrachten Ausgleichsvorrichtung enthält eine durch nachgiebige, undurchlässige, schwere Mittel von dem zu messenden Gas abgesperrte Hilfsgasmenge, welche bei Änderungen von Druck oder Temperatur die absperrenden schweren Mittel zu der die Auftriebsänderung ausgleichenden Schwerpunktsverlagerung veranlaßt. Eine derartige Vorrichtung besteht beispielsweise aus einem am Waagehalken der Auftriebswaage befestigten Gefäß geeigneter Form, in dein die Hilfsgasmenge durch eine Flüssigkeitssäule abgesperrt ist, welche sich beim Ausdehnen bzw. Zusammenziehen des Gasvolumens verschiebt. In diesem Fall erfolgt die Schwerpunktsverlagerung in der Richtung der Verbindungslinie der beiden Flüssigkeitsoberflächen, da ein gewisses Flüssigkeitsgewicht von der einen Oberfläche zur anderen befördert wird. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Hilfsgasmenge durch eine Membran abgesperrt, welche beim Ausdehnen bzw. Zusammenziehen des Gasvolumens ein Gewicht zum Waagebalken bewegt.
Die Wirkungsweise sei an Hand der beiden Abbildungen erläutert. Abb. i zeigt die Auftriebswaage, die sich in einem geschlossenen Gehäuse a befindet, durch welches das zu messende Gas strömt. Die Auftriebswaage besteht aus der Auftriebskugel b, dem Waagebalken c, der Schneide d und dem Gegengewicht e mit Zeiger f. Das Gegengewicht e erhält zweckmäßig dieselbe Oberfläche wie die Auftriebskugel b, um Fehler durch Adsorption zu vermeiden. An dem Waagebalken c ist das U-förmige, einseitig geschlossene Gefäß g befestigt, in dem durch die Flüssigkeit lt das Gasvolumen i abgeschlossen ist. Steigt die Temperatur oder sinkt der Druck des Gases im Gehäuse a, so dehnt sich das Gasvolumen i aus und drückt einen Teil der Flüssigkeit h aus dem Schenkel k nach 1. Besitzt das Gefäß g eine Form nach Abb. i und besitzt das Gasvolumen i die geeignete Größe, so- wird erreicht, daß die durch die Verschiebung der Flüssigkeit bewirkte Momentänderung der Waage entgegengesetzt gleich der durch die Dichteverminderung bewirkten Momentänderung derAuftriebskugel ist, so daß dieWaage im Gleichgewicht bleibt. Dies ist für jede praktisch brauchbare Stellung des Waagebalkens der Fall. Bleiben dagegen Druck und Temperatur konstant und ändert sich die Gasdichte infolge Änderung der Gaszusammensetzung, so tritt keine Verschiebung der Flüssigkeitssäule li ein. Die Änderung des Auftriebs der Kugel b wird daher voll zur Anzeige gebracht. Der Ausschlag der Waage kann z. B. in der skizzierten Weise, mittels einer magnetischen Kopplung, auf einen besonderen Zeiger außerhalb des Gehäuses d übertragen und dann registriert werden.
Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsform. Die eine Membran der Membrandose in ist am Waagebalken befestigt und steht durch ein Röhrchen ri mit dem Innern der gasgefüllten Auftriebskugel b in Verbindung, die andere Membran ist drehbar mit einer Blattfeder o verbunden, die an einem Hebel p das Gewicht q trägt. Steigt die. Temperatur oder sinkt der Druck des Gases im Gehäuse a, so drückt das Gas in der Auftriebskugel die Membrandose stz auseinander, spannt dabei die Feder o und bewegt das Gewicht q. Ordnet man den Hebel p in der in der Abb. z angegebenen. Weise derart an, daß bei seiner (kleinen) Drehung um die Mitte der Feder o das Gewicht q sich im Falle einer Erhöhung (Verringerung) der Dichte durch den Einfluß von Druck und Temperatur zur (von der) Auftriebskugel hin (fort) und gleichzeitig abwärts (aufwärts) bewegt und besitzt das Gewicht q die geeignete Größe, so wird erreicht, daß die durch die Verschiebung des letzteren bewirkte Momentänderung bei jeder Lage des Waagebalkens entgegengesetzt gleich der Änderung des Auftriebsmoments der Kugel b ist, so daß die Waage im Gleichgewicht bleibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Auftriebswaage zum Messen und bzw. oder Aufzeichnen der Dichte von Gasen, bei welcher an dem Waagebalken eine Vorrichtung angebracht ist, die den Einfluß von Druck und Temperatur auf die Anzeige der Auftriebswaage mittels einer durch denselben Einfluß bewirkten Schwerpunktsv erlagerung auszugleichen gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich dieses Einflusses bei jeder Anzeige eine Verlagerung des Schwerpunkts zum Auftriebskörper hin und abwärts bei Erhöhung der Dichte bzw. eine Verlagerung des Schwerpunkts vom Auftriebskörper fort und aufwärts bei Verminderung der Dichte durch den Einfluß von Temperatur und Druck vorgenommen wird.
2. Auftriebswaage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Waagebalken angebrachte Vorrichtung eine durch nachgiebige, undurchlässige, schwere Mittel von dein zu messenden Gas abgesperrte Hilfsgasmenge enthält, welche bei Änderungen von Druck oder Temperatur die absperrenden schweren Mittel zu einer die Auftriebsänderung ausgleichenden Schwerpunktsverlagerung veranlaßt.
3. Auftriebswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgasmenge durch eine Flüssigkeitssäule abgesperrt ist, welche sich beim Ausdehnen bzw. Zusammenziehen des Gasvolumens verschiebt. Auftriebswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgasmenge durch eine Membran abgesperrt ist, welche beim Ausdehnen bzw. Zusammenziehen des Gasvolumens ein Gewicht bewegt. .