Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Dichteunterschiedes zweier
Gase Es ist bekannt, den Dichteunterschied zweier Gase durch Messung des Druckunterschiedes
an den unteren Enden zweier aufrechter Säulen aus je einem dieser Gase zu bestimmen.
Bei geringen Dichteunterschieden befriedigt ein solches Verfahren nicht, weil die
kleinen auftretenden Druckunter. schiede .außerordentlich empfindliche Druckmeßgeräte
erfordern oder aber zur Erzielung größerer, bequem meßbarer Druckunter. schiede
mehrere Meter hohe Gassäulen verwendet werden müssen, die gegen störende Temperatureinflüsse
kaum zu schützen sind.Method and device for determining the difference in density between two
Gases It is known to determine the difference in density between two gases by measuring the pressure difference
to be determined at the lower ends of two upright columns from one of these gases each.
In the case of small differences in density, such a method is unsatisfactory because the
small pressure drops occurring. different extremely sensitive pressure gauges
require or to achieve larger, easily measurable pressure drops. say goodbye
several meter high gas columns must be used to protect against disruptive temperature influences
can hardly be protected.
Es wurde gefunden, da.ß man den Dichteunterschied zweier Gase mittels
zweier aus je einem dieser Gase bestehenden Gassäulen sehr bequem und genau messen
und gegebenenfalls fortlaufend aufzeichnen kann, wenn man erfindungsgemäß als Maß
für den Dichteunterschied die Stärke der Gasströmung in einem Verbindungsweg zwischen
den unteren Enden der Gassäulen benutzt. Man kann eine derartige Messung an ruhenden
Gassäulen durchführen, zweckmäßig aber versetzt man beide in langsame Aufwärtsströmung.
Um ungleichmäßige störende Einwirkungen ,auf die Gassäulen durch äußere zufällige
Einflüsse zu vermeiden, empfiehlt es sich, an den oberen Enden der beiden Gassäulen
für einen Druckausgleich zu sorgen.It has been found that the difference in density between two gases can be determined by means of
Measure two gas columns, each consisting of one of these gases, very conveniently and precisely
and, if necessary, can record continuously if, according to the invention, as a measure
for the density difference the strength of the gas flow in a connection path between
the lower ends of the gas columns. Such a measurement can be made on dormant
Carry out gas columns, but it is advisable to put both in a slow upward flow.
To uneven disruptive effects on the gas columns by external accidental
To avoid influences, it is advisable to use the upper ends of the two gas columns
to ensure pressure equalization.
Zur Feststellung und Messung der ,als Maß für den Dichteunterschied
benutzten Gasströmung zwischen den unteren Enden der beiden Gassäulen ist jedes
auf feine Gasströmung ansprechende Gerät geeignet. Besonders vorteilhaft bedient
man sich eines Hitzdrahtströmungsmessers; ein solches Gerät erlaubt ohne weiteres
außer Einzelmessungen auch fortlaufende Aufzeichnung.To determine and measure the, as a measure of the difference in density
used gas flow between the lower ends of the two gas columns is each
Device suitable for fine gas flow. Served particularly advantageous
look at a hot wire flow meter; such a device allows readily
In addition to individual measurements, there is also continuous recording.
In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete
Vorrichtung beispielsweise dargestellt. t und z sind die beiden Steigrohre von z.
B. r o mm Durchmesser und go cm Höhe, welche aus den Stutzen 3 und 4 mit den zu
vergleichenden Gasen gespeist
werden. Die Steigrohre können an
ihren oberen Enden offen oder geschlossen sein; besonders zweckmäßig ist es, sie
mit einer gemeinsamen, symmetrisch zu ihnen angebrachten Ableitung 5 für die Gase
zu versehen. Der dadurch geschaffene Druckausgleich verhindert eine ungleichmäßige
Beeinflussung der beiden Gassäulen durch von außen kommende Luftströmungen oder
Druckstöße. Ein weiterer Schutz gegen .äußere, insbesondere Wärmeeinflüsse wird
durch das gemeinsame Mantelrohr 6 erreicht.The drawing shows a suitable one for carrying out the method
Device shown for example. t and z are the two risers of z.
B. r o mm diameter and go cm height, which from the nozzle 3 and 4 with the to
comparative gases fed
will. The risers can
their upper ends be open or closed; it is particularly useful to them
with a common, symmetrically attached outlet 5 for the gases
to provide. The resulting pressure equalization prevents uneven
Influencing the two gas columns by air currents coming from outside or
Pressure surges. A further protection against .external, especially heat influences is
achieved by the common jacket tube 6.
Die unteren Enden der Steigrohre sind durch das Rohr 7 verbunden,
in welchem sich die zur Messung des Dichteunterschiedes dienende Querströmung ausbilden
kann. Sie wird in dem dargestellten Beispiel mittels eines Hitzdrahtströmungsmessers
beobachtet. Letzterer besteht im wesentlichen aus zwei auf dem dünnwandigen, gegen
Wärme und elektrischen Strom isolierenden Rohr 7 symmetrisch angeordneten Wicklungen
8 und 9, vorzugsweise aus Nickeldraht, welche den einen Zweig einer Wheatstoneschen
Brücke mit dem Anzeige- oder Schreibgerät io bilden. Da die Wicklungen 8 und 9 außerhalb
der zu vergleichenden Gase angebracht sind, wird das Meßergebnis durch deren Wärmeleitfähigkeit
nicht beeinflußt. Da die Stärke der Querströmung und damit die Anzeige des Meßgeräts
io vom Druck, also auch vom Barometerstand, sowie von der Temperatur abhängt, ist
es zweckmäßig, diese Enflüsse in an sich bekannter Weise durch Zuschalten von temperatur-
bzw. druckabhängigen Widerständen auszugleichen.The lower ends of the riser pipes are connected by pipe 7,
in which the cross-flow used to measure the density difference is formed
can. In the example shown, it is measured by means of a hot-wire flow meter
observed. The latter consists essentially of two on the thin-walled, against
Heat and electrical current insulating tube 7 symmetrically arranged windings
8 and 9, preferably made of nickel wire, which is one branch of a Wheatstone ash
Form a bridge with the display or writing device io. Since the windings 8 and 9 outside
of the gases to be compared are attached, the measurement result is determined by their thermal conductivity
unaffected. Because the strength of the cross flow and thus the display of the measuring device
io depends on the pressure, i.e. also on the barometer reading, and on the temperature
it is useful to control these influences in a manner known per se by switching on temperature-
or to compensate for pressure-dependent resistances.
Die Zuführung der Gase durch die Stutzen 3 und q. erfolgt in gleichbleibendem
Strom, der in völlig ausreichender Weise mittels Flüssigkeitstauchungen gesichert
wird. Durch Verstärken oder Abschwächen des einen Gasstromes kann man leicht den
Nullpunkt der Anzeige in gewünschter Weise verschieben.The supply of the gases through the nozzle 3 and q. takes place in constant
Electricity secured in a completely adequate manner by means of liquid immersion
will. By increasing or weakening one gas flow one can easily do the
Shift the zero point of the display as required.
Das Verfahren gestattet sehr genaue und bequeme, insbesondere fortlaufende
Messungen und Aufzeichnungen selbst sehr kleiner Dichteunterschiede zwischen zwei
Gasen. Mit dem beschriebenen Gerät läßt sich leicht an einem technisch üblichen
schreibenden Gerät der Endausschlag bei einem Dichteunterschied von nur o,oo25 g/1
erzielen. Dies entspricht z. B. 0,3'o Stickstoff in Kohlendioxyd; Änderungen von
etwa o,oo6@'o Stickstoff sind also noch gut zu messen. Das Verfahren ist hervorragend
geeignet zur Bestimmung des Reinheitsgrades von Gasen, zur Überwachung der Zusammensetzung
von Gasgemischen sowie zur Verfolgung von Dichteänderungen infolge chemischer oder
physikalischer Vorgänge.The method allows very precise and convenient, especially continuous ones
Measurements and records of even very small differences in density between two
Gases. With the device described can easily be used on a technically common
writing device the final deflection with a density difference of only o, oo25 g / 1
achieve. This corresponds e.g. B. 0.3'o nitrogen in carbon dioxide; Changes from
about o, oo6 @ 'o nitrogen can therefore still be measured easily. The process is excellent
suitable for determining the degree of purity of gases, for monitoring the composition
of gas mixtures as well as for tracking changes in density as a result of chemical or
physical processes.