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Vorrichtung zum Messen der Schwerkraft nach dem barometrischen Prinzip
Vorrichtungen zum Messen von Schwerkraftunterschieden nach dem barometrischen Prinzip
sind bekannt. Bei derartigen Einrichtungen hält eine dem atmosphärischen, Druck
nicht ausgesetzte, zwischen zwei Gaskammern befindliche Quecksilbersäule dem Druckunterschied
der Gasmengen das Gleichgewicht. Bei Änderung der Schwerbeschleunigung ändert sich
das Gewicht der Quecksilbersäule, so daß ein neuer Gleichgewichtszustand eintritt,
der in den Gaskammern D uckände- ungen zur Folge hat, welche mittels einer Meßmarke
abgelesen werden können.
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Im besonderen bezieht sich die Erfindung darauf, eine Einrichtung
zu schaffen, mit der e; ermöglicht wird, den erheblichen Einfluß von Temperaturänderungen
auf die Messung möglichst klein zu halten oder ganz zu kompensieren. Schwerkraftmesse
nach dem barometrischen Prinzip verlangen eine sehr hohe Unempfindlichkeit gegen
Temperaturschwankungen, da die Temperaturempfindlichkeit der vorhandenen Gasvolumen
bedeutend größer ist als diejenige von festen Teilen, z. B. von Metalltei!en. Es
ist bei Meßgeräten im allgemeinen und auch bei geophysikalischen Meßgeräten im besonderen
bekannt, das Meßgerät mit unterteilten, wärmeisolierenden Schichten zu umgeben,
um die Tempe: aturempfindlichkeit möglichst herabzusetzen. Es ist auch bereits bekannt,
Schwerkraftmesse in ein mit Eiswasser gefülltes Gefäß nnterzubringen, um die außerordentlich
hohe Schmelzwärme des Eises für den Zweck der Tempe aturkompensation nutzbar zu
machen. Diese Einrichtung hat. jedoch den Nachteil, daß die im Innern des Gefäßes
angeordnete Meßvorrichtung immer noch Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, die
dadurch hervorgerufen werden, daß infolge der Einwirkung der wärmeren Außentemperatur
auf die Gefäßwandung an der Wandung selbst ein Schmelzen des Eises und damit ein
Wärmemengenaustausch innerhalb des Eiswassers auftritt.
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Weiterhin ist es bekannt, das mit Eiswasser gefüllte Gefäß, in dem
sich der Schwerkraftmesser befindet, seinerseits mit einem nach außen abgeschlossenen
wärmeisolierenden Luftmantel zu umgeben. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß Wärme,
welche durch die äußere Gefäßwandung wandert, sofort temperaturerhöhend auf den
isolierenden äußeren Luftmantel einwirkt.
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Für Schwerkraftmesser nach dem barometrischen Prinzip ist die mit
den bekannten Anordnungen erreichbare Temperaturkompensation ungenügend wegen der
hohen Temperaturempfindlichkeit der bei diesem Schwerkraftmesser vorhandenen Gasvolumen.
Eine erhebliche Verbesserung läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß zwischen
der Meßvorrichtung und der Außenwand des mit Eis gefüllten Gefäßes mit Abstand eine
oder mehrere Zwischenwände angeordnet sind.
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Die Anbiingung von Zwischenwänden ist bei Schweremessern (Drehwaagen),
die einen mit Luft, Daumen o. dgl. gefüllten Gehäusemantel haben, an sich bekannt.
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Wandert bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung durch
die äußere Gefäßwandung Wärme in das Gefäßinnere, so muß diese Wärmemenge zunächst
das Eis des äußeren Mantels zum Schmelzen bringen, bevor sie nach völliger Schmelzung
des Eises das Wasser in seiner Temperatur erhöhen kann. Die Wärmemenge, welche notwendig
ist, um den äußeren Eiswassermantel bei der Anordnung gemäß der Erfindung in der
Temparatur zu steigern, ist um ein Vielfaches höher als diejenige, die notwendig
ist, um in gleichem Maße temperaturerhöhend auf einen äußeren Luftmantel einzuwirken,
einmal infolge der außerordentlich hohen Schmelzwärme des Eises und außerdem infolge
der ungleich höheren erforderlichen Wärmemenge zur Erzielung einer Temperaturerhöhung
von Wasser gegenüber der von Luft um I". Daher kann die die Meßapparatur unmittelbar
umgebende Eiswasserfüllung bei der Einrichtung gemäß der Erfindung in bedeutend
geringerem Maß von der Temperatur der Außenluft abhängig gemacht werden als bei
der bekannten Anordnung.
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Versuche mit der Einrichtung gemäß der Erfindung haben ergehen, daß
Temperaturschwankungen der inneren Eiswasserfüllung praktisrh ausgeschlossen sind.
Diese Anordnung hat noch den Vorzug, daß eine Erneuerung der Eisfüllung nur im äußeren
Mantel erforderlich wird.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dargestellt.
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I ist die Meßapparatur, die in einem mit Eiswasser gefüllten, unten
geschlossenen- Gefäß-2 untergebracht ist. Das Gefäß 2 ist seinerseits wieder in
ein weiteres Gefäß 4, das ebenfalls mit Eiswasser gefüllt ist, eingesetzt.
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Die Außenwand 5 des Gefäßes 4 ist als temperaturisolierende Wandung
ausgebildet. 5' .ist ein Holzkörper, in den eine Schicht 5,' eines wärmeisolierenden
Stoffes (Glaswatte o. dgl.) eingelegt ist. Die Wandung 3 des Gefäßes 2 kann gleichfalls
als temperaturisolierende Wand ausgebildet sein.
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Auch bei dieser Anordnung wird naturgemäß an der Außenwand 5 ein
Schmelzen des Eises eintreten und ein Wärmemengenaustausch im Raum 4 stattfinden.
An der - Zwischenwand wird jedoch jetzt beiderseits nur noch eine wesentlich geringere
Temperaturdifferenz herrschen, so daß die Temperatur im Raum 2 in wesentlich höherem
Maße konstant bleibt als im Raum 4. Um eine noch größere Temperaturkonstanz zu erreichen,
kann man statt einer zwei oder mehrere Zwischenwände setzen.