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Gerät zur Messung von Unter- und tberdrücken Bei Druckmessungen werden
häufig Geräte, die nach der Kompensationsmethode arbeiten, angewendet, da hierdurch
im allgemeinen wesentlich genauere Meßergebnisse erreicht werden als mit direkt
anzeigenden Geräten. Hierbei wird der Druck beispielsweise mit einem Membraninstrument
gemessen, dessen Verstellkraft auf einen Waagebalken einwirkt. Dieser Waagebalken
wird dann durch ein Laufgewicht wieder in Gleichgewicht gebracht, wobei das Gewicht
über einer am Waagebalken angebrachten, in Druckeinheiten geeichten Skala läuft.
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Die vorliegende Erfindung geht von einem solchen Gerät zum Messen
eines Druckes, der zwischen Unterdruck und Überdruck wechselt, aus, bei dem ein
Waagebalken verwendet wird, dessen Ausschlag durch ein an ihm angebrachtes Laufgewicht
rückgängig gemacht wird und dessen Verstellweg als Maß für den Meßwert dient. Durch
die Erfindung soll erreicht werden, daß gerade in dem Gebiet um den Nullpunkt herum,
d. h. den Punkt, in dem der Unterdruck in Überdruck übergeht, besonders genaue Meßwerte
geliefert werden. Die Erfindung besteht darin, daß zwei Membrandruckmesser vorgesehen
sind, die zu beiden Seiten des Drehpunktes über an sich bekannte, kraftschlüssig
wirkende Gehänge oder Druckstäbe derart auf den Waagebalken einwirken, daß bei Überdruck
im wesentlichen der eine, bei Unterdruck im wesentlichen der andere Druckmesser
einwirkt und in einem Bereich nahe des Nullpunktes beide Druckmesser dadurch wirksam
sind, daß das Eigengewicht der den Waagebalken belastenden Membran- oder Kupplungsteile
jeweils eines der beiden Druckmesser beim Durchgang durch den Nullpunkt allmählich
bis zum Abheben der kraftschlüssigen Kupplung aufgehoben wird.
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Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß innerhalb der Übergangszone
von Unterzu Überdruck oder umgekehrt außer kontinuierlichem Arbeiten des Meßgerätes
eine Verdoppelung der wirksamen Verstellkräfte in der Nähe des Nullpunktes infolge
zweiseitiger Einwirkung auf den Waagebalken erreicht wird, so daß die Skaleneinteilung
in diesem Bereich entsprechend auseinandergezogen und somit genauer wird. Dies ist
auch aus der in Fig. I wiedergegebenen Form der Eichkurve für ein erfindungsgemäßes
Aleßgerät
zu ersehen, bei der auf der Ab szisse der Druck und auf der Ordinate die Stellung
des Laufgewichtes aufgetragen sind.
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Die Erfindung wird dadurch weiter ausgestaltet, daß der Druckmesser.
der im wesentlichen den nterdruck überträgt, über ein Gestänge auf den Waagebalken
einwirkt, und daß der Druckmesser, der im wesentlichen den Überdruck überträgt,
über einen Druckstab auf den Waagebalken einwirkt.
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Schließlich wird die Erfindung noch dadurch verbessert, daß zur Messung
des absoluten Druckes zur Korrektion nach dem Barometerstand ein Quecksilberbarometer
an dem Waagebalken befestigt ist. Die Rorrektur gilt je nach der Dimensionierung
natürlich entweder nur für den mittleren empfindlicheren Bereich oder für die unempfind.
licheren Außenbereiche entsprechend der unterschiedlichen Steilheit der Eichkurve
Fig. I) in diesen Bereichen.
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Die Ertindwng- wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel, das
durch die Fig. 2 und 3 dargestellt ist, beschrieben.
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Der in der Leitung 1 herrschende Druck wirkt über die Leitungen 2
und 3 auf zwei Membrandruckmesser 4 und 5 mit nichtelastischen Membranen aus Leder
o.dgl. Die Bewegung der Membran 6 wird über ein Sehlieidenlager 7 und einen Druckstab
8 auf die eine Seite eines Waagebalkens 9 übertragen, der im Punkte 10 drehbar gelagert
ist. Die andere Seite des Waagebalkens steht über ein Gehänge 1 1 und eine Schneide
12 unter dem Einfluß der Membran 13. Auf dem einen Arm des Waagebalkens ist ein
Geweicht 14 fest angebracht, während auf dem anderen Arm ein Laufgewicht I5 vor
einer Skala 16 verschiebbar angeordnet ist. Der Ausschlag des \N7aagebalkens steuert
über einen Verstärker 17 unter Verwendung einer Bolometeranordnung oder einer ähnlichen
Einrichtung IS einen Motor I9, der das Laufgewicht 15 derart verstellt, daß wieder
das Waagengleichgewicht hergestellt wird.
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Die Arbeitsweise des Meßgerätes ist nun folgende: Es werde zunächst
angenommen, daß in der Leitung 1 Atmosphärendruck herrsche und das Gewicht 15 an
die der Gleichgewichtslage entsprechende Stelle gebracht sei.
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Nun möge der Druck etwas sinken, so daß ein geringer Unterdruck entsteht.
Dabei übt die Membran 13 über das Gehänge I I, das nur Zugkräfte übertragen kann,
eine Zugkraft auf den Waagebalken aus. Die Membran 6 biegt sich, wie gestrichelt
gezeichnet, nach oben durch. Durch das Gewicht der Membranplatte und des Schneidenlagers
7 hebt sie sich jedoch zunächst nicht von dem Druckstab 8 ab. Durch den Unterdruck
wird jedoch das Gewicht der Membranplatte teil. weise aufgehoben, so daß eine entsprechende
Entlastung des Waagebalkens eintritt. Bei kleinen Druckabweichungen vom Atmosphärendruck
sind somit die auf den Waagebalken ausgeübten Verstellkräfte doppelt so groß, und
die Einteilung der Waagebalkenskala wird doppelt so weit wie bei der Ver wendung
nur einer Membran. Bei weiterem Absitiken des Druckes hebt sich die Membran des
Messers 4 von dem Druckstab 8 ab, der durch geeignete, nicht gezeichnete Mittel
geführt ist.
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Tritt ein geringer Überdruck gegen Atmosphäre auf, so biegt sich
die Membran 13, wie gestrichelt gezeichnet, nach oben durch.
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Die Membran 6 überträgt eine Druckkraft über den Stab 8 auf den Waagebalken.
Die an dem Gehänge 1 1 durch das Gewicht der Membran 13 und der Schneide 12 ausgeübte
Zugkraft wird durch den geringen Überdruck an der Membran des Messers 5 teilweise
aufgehoben, so daß also auch bei Ober druck zunächst am Waagebalken die doppelten
Verstellkräfte auftreten wie bei Verwendung nur einer Membran. Bei Erreichung eines
gewissen Überdruckes hebt sich die Schneide 12 von ihrer Pfanne ab, und der Messer
4 beeinflußt allein den Waagebalken.
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Durch Fig. 3 ist dargestellt, wie in einfacher Weise eine Korrektion
des Barometerstandes vorgenommen werden kann. Die Fig. 3 enthält als Grundlage die
gleicher Teile wie Fig. 2, es ist aber nur der Waagebalken g mit seinem Drehpunkt
10 gezeichnet, während die Teile 1 bis 8 und 11 bis 19 weggelassen sind, die entsprechend
der Fig. 2 mit dem Waagebalken in Verbindung stehen.
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An dem Waagebalken ist ein Quecksilberbarometer 20 SO befestigt,
daß bei normalem Atmosphärendruck das Gleichgewicht nicht gestört wird. Um bei Ausschlag
des Waagebalkens ein zusätzliches Kippmoment durch Überfließen des Quecksilbers
zu vermeiden, ist im unteren Teil des U-Rohres eine Kapillare 21 vorgesehen.
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Steigt der Atmosphärendruck, so wird das Quecksilber in den Schenkel
22 gedrückt, und der Waagebalken wird auf der Seite, wo bei vorhandenem Meßüberdruck
dieser Druck angreift, durch das Gewicht des Quecksilbers beeinflußt. Ein entsprechender
Vorgang findet bei Sinken des Atmosphärendruckes an dem anderen Arm des Waagebalkens
statt. Hierdurch wird der jeweils herrschende Luftdruck berücksichtigt, und das
Gerät kann somit als Absolutdruckrnesser verwendet werden.
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Das Ausführungsbeispiel stellt selbstverständlich nur eule besondere
Ausbildungsform des Erfindungsgegenstandes dar. Die Anordnung
kann
auch in anderer Weise getroffen werden, wenn nur das Wesen der Erfindung, wie sie
durch die gesamten Merkmale jedes einzelnen Anspruches gegeben ist, dabei gewahrt
bleibt.