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Druckmeßvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Druckmeßvorrichtung,
bei der sich der elektrische Widerstand eines Widerstandsdrahtes entsprechend der
Höhe einer ihm umgebenden Meßflüssig keitssäule ändert.
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Erfindungsgemäß wird bei sehr kleiner Bemessung der Meßvorrichtung
eine zuverlästige Anzeige, die dann in üblicher Weise durch Geber- und Empfängergeräte
in einen entsprechenden Steuerungsimpuis umgewandelt- werden kann, dadurch erreicht,
daß der den Meßdraht nhd die Meßflüssigkeit enthaltende Körper als Kapillare ausgebildet
ist und daß in an sich bekannter Weise der in Form einer Schraubenlinie hergestellte
Meßdraht an der Innenwandung derKapillare anliegt. Infolge der Kleinheit der beweglichen
Masse, insbesondere im Vergleich zu den Kapillarkräften, ist die Meßvorrichtung
gemäß- der Erfindung sehr beschleunigungsunempfindlich. Die Ausbildung des Meßdrahtes
als in Form einer Schraubenlinie an die Innenwandung der Kapillare an. liegender
Draht gestattet seine Einführung in die Kapillare, ohne daß die Meßflüssigkeit,
z. B.
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Quecksilber, abreißt.
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In der Anwendung des Erfindungsgegenstandes als Meßvorrichtung für
in Richtung der Kapillarachse wirkende Beschleunigungen dient die in der durch einen
tropfenförmigen Vorratsraum erweiterten Kapillare enthaltene Flüssigkeit als Meßmasse,
wobei die Kapillare an ihren beiden Enden durch je einen elastischen Körper, z.
B. eine Membran, abgeschlossen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung erläutert, in welcher Abb. I eine Seitenansicht, Abb. 2 den elektrischen
Anschluß der Meßvorrichtung nach Abb. I zeigt und Abb. 3 den Einbau der Meßvorrichtung
nach Abb. I in ein Staurohr wiedergibt.
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In Abb. 1 ist I ein Glasrohr von z. B.
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Smm äußerem Durchmesser mit zwei eingezogenen Kapillaren 2, in welchen
je eine Wfderstandsdrahtwendel 3 mit den beiden oberen Anschlußstücken 4 und 5 und
dem unteren Anschluß 6 sitzt. Die elektrischen Widerstände zwischen 4 und 6 bzw.
5 und 6 ändern sich mit den Längenänderungen der beiden Meßquecksilbersäulen 7 in
den Kapillaren 2.
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Diese erfolgen unter dem Einfluß von zwei Membranen8 und 9, die beim
Durchbiegen nach innen einen Teil des Quecksilbers verdrängen und zwischen dem Glasrohr
und
je einem Meßdruckansechlußstutzen 10 bzw.
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11 sitzen. Anschlußstutzen, membran und Glas rohr werden durch vier
Anschlußschraul) en 12 zusammengehalten.
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Nachdem das Glasrohr 1 mit den beiden Kapillaren 2 auf richtige Länge
abgeschnitten worden ist. werden diese an der mit 13 l)e zeichneten Stelle zu tropfenförmigen
Vorratsräumen erweitert. Das geschieht durch Frhitzen des Glasrohres I und durch
Blasen oder einfach durch VErschließen der Kapillaren an beiden Enden, wobei durch
die Ausdehnung der darin befindlichen Luft infolge des Erhitzens der für die Erweiterung
der Kapillaren nötige Druck erzeugt wird. Die letztere Arbeitsweise hat den Vorteil.
daß bei gleicher Länge des Rohres I und damit gleicher eingeschlossener Luftmenge
selbsttätig der geleiche Ausweitungsinnendruck und damit die gleiche Form dr Vorratsräume
13 erzielt werden.
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Durch die tropfenförmige Gestalt der Vorratsräume 13 wird erreicht
daß sich das Quecksilber stets dicht an die Innenwandungen des Glasrohres 1 anschmiegt.
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Durch weitere Glasbiäserarbeiten werden clann am oberen Ende der
Kapillaren 2 diese zu Erweiterungen 14. welche zum Aufneh men der Anschlüsse 4 und
5 und zum Festhalten der kittstopfen 15 dienen. und am unteren Ende das Glasrohr
1 1 zu einem flaschenhalsförmigen Abschluß 16 umgearbeitet. in welchem die Kapillaren
2 endigen. so daß sie miteinander in Verbindung stehen.
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Rechts unten wird dann schließlich noch ein Ansaugestutzen 17 am Glasrohr
I angeformt.
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Die durch die Herstellung der Vorratsräume 13 hervorgerufene Verdickung
des Glasrohres r wird nun in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene von Abb. I plan
geschliffen, so daß einmal eine Fläche zwn dichten Anschließen der Nileßdruckanschlußstutzen
10 und 11 und außerdem je eine seitliche Durchlaßöffnung zu den Vorratsräumen entsteht,
die durch je eine Membran 8 bzw. 9 abgedeckt wird. Der lichte Durchmesser der voii
der Membran abgedeckten Öffnung beträgt etwa 5 mm.
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Nun wird in jede der Kapillaren 2. die einen lichten Durchmesser
von z. B. o. bis 0,1 mm oder noch kleiner haben. die Widerstandsdrahtwendel 3 eingebracht.
Zu diesem Zweck wird der Widerstandsdraht, der einen Durchmesser von etwa 0,05 bis
0.01 mm haben kann, in dichten Windungen auf einen Trägerkörper, z. B. einen Seidenfaden.
so aufgebract, daß die auf dem Seidenfaden aufgewickelte widerstandsdrahtwendel
etwa einen äußeren Durchmesser von 2 bis 3 mm hat. Der Trägerkörper wird dann entfernt.
was durch Abbrennen oder Abstreifen geschehen kann. so daß eine frei stehende Widerstandsdrahtspirale
entsteht. Diese wird mittels einer Nadel o. dgl. mit etwa geringerem Durchmesser
als der lichte Durchmesser der Kapillaren je in eine derselben eingeführt. wodurch
eine Ganghöhe von etwa 8 liis 10 mm der Widerstandsdrahtwendel in iler engeren Kapillare
hervorgerufen wird.
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Vor dem Einziehen des Widerstandsdrahtes wird dieser an die stärkeren
Ansehlußstücke 4 und 5 durch Klemmen und/oder Punktschweißen oder Löten angeschlossen.
Die beiden unteren freien Enden der Widerstandsdrähte 3 werden miteinander verzwirnt
und daraufhin mit dem Anschlußstück 1 in der gleichen Weise verbunden. Hierzu kann
der Widerstandsdraht 3 unter Ausnutzung seiner Elastizität etwas aus dem Hals 16
herausgezogen werden, um nach dem Anschluß an das Leitungsstück 6 wieder in das
Innere des Halsstückes 16 zurückzukehren.
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Die Durchlässe für die anschlußstücke 4.
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5 und 6 werden nun durch Kitt z. B. Steinzement, verschlossen, was
beispielsweise dadurch geschehen kann, daß man auf das obere Es je des Glasrohres
ein elastisches Schlauchstück aufsetzt. es mit Steinzement füllt und diesen durch
teilweises Zusammenpressen des Schlauchstückes so weit in das Glasrohr 1 eintreten
läßt, daß sein vorderes Ende gerade einen passenden Abschluß 14 für die Vorratsräume
13 bildet. In gleicher oder ähnlicher Weise wird dann das untere Ende des Blasrohres
durch den Kittstopfen 18 verschlossen.
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Das \~erschließen der Glasrohrenden und das Befestigen und Anschließen
der An-Schlüsse 4, 5 und 6 kann auch durch Warmverformung des Glasrohres 1 vorgenommen
werden.
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Nach Befestigung der Mambrane 8 und 9 und der Meßdruckanschlußstutzen
10 und 1 1 wird an den Stutzen ein Behälter für Alkohol, Glycerin o. dgl. angeschlossen,
diese neutrale Flüssigkeit in die Holräume des Glasrohres 1 gedrückt und dann die
völlig gefüllte Meßröhre in ein Quecksilberbad eingetaucht. Am Stutzen 17 wird dann
ein Unterdruck so lange erzeugt. bis das Queckselber atwa bis zur halhen Höhe des
zylindrischen Teils der Kapillaren 2 2 angestiegen ist. Durch weiteres Anziehen
der Befestigungsschrauben, zweckmäßig noch unterhalb des Quecksilberbadspiegels.
und durch einen Stopfen 10 oder sonstigen Verschluß für den Stutzen 17 wird die
Meßröhre so abgedichtet, daß sich llraktisch keine Luft in ihren Hohlräumen befindet.
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Bei der Schaltungsanordnung nach Abb. 2 stehen die Anschlüsse 4.
5 und 6 über eine Stromquelle 21, einen Strombegrenzungswiderstand
22
und einen Nullpunktkorrekturwiderstand 23 mit einem Kreuzspulgerät 20 in Verbindung,
das den relativen Stand der Quecksilbersäulen 7 und damit den Druckunterschied zwischen
den Meßdruckstutzen 10 und II anzeigt. Je nach der Dicke uud dem Werkstoff sowie
der Gestaltung der Membran 8 bzw. 9, die zwecks Vergrößerung der elastischen Durchbiegung
wellenförmig ausgebildet sein kann, kann die Äjleßröhre zum Kenntlichmachen und
Messen bzw. Anzeigen eines mehr oder weniger großen Meßdruckes benutzt werden. Statt
des Anzeigegerätes 20 oder neben demselben kann ein Steuergerät beliebiger Ausführung
an die Meßröhre angeschaltet werden.
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Zweckmäßig wird die Meßröhre möglichst nahe beim Meßdruckerzeuger
angeordnet, damit die Verbindungsdruckleitung bzw. -leitungen möglichst kurz sind
oder gar ganz in Wegfall kommen können. Eine Ausführungsform für den letzteren Fall
gibt Abb. 3 wieder, bei welcher die Meßröhre 1 im Innern eines Staurohres vorgesehen
ist. Dem Meßdruckstutzen 10 wird der dynamische Fahrtdruck, dem Stutzen 11 der an
der betreffenden Stelle herrschende statische Druck übermittelt. Durch Verschließen
-des Meßdruckstutzens 10 mit einer Verschraubung o. dgl. kann die Meßröhre I in
einen Höhenmesser umgewandelt werden. Im übrigen ist die Meßröhre zum Anzeigen und
Uebertragen beliebiger Drücke -oder Druckunterschiede, z. B. bei Fall- und Steiggeschwindigkeitsmessern,
oder fiir die Kompaßanzeige anwendbar, aber auch als Beschleunigungsmesser für Beschleunigungskräfte
in Richtung der Kapillarenlängsachse bei Verwendung nur einer Kapillarröhre, die
an beiden Enden durch je einen elastischen Körper, z. B. eine Membran, abgeschlossen
ist.
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Die zu messenden oder anzuzeigenden Kräfte können auch, z. B. mittels
einer Hebelanordnung, auf die Membran 8 bzw. im Falle der Doppelkapillarausführung
8 und 9 einwirken, und schließlich kann an die Stelle der Membran auch ein anderes
Abschlußmittel, z. B. ein Kolben, treten.
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Der Widerstandsdraht braucht nicht unbedingt kreisförmigen, sondern
kann einen beliebigen anderen Guerschnitt haben. Durch Schrägstellen der Meßröhre
kann ihre Anzeig-e- oder Ansprechempfindlichkeit vergröllert werden.
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Für die Röhre I kann ein anderer Werkstoff aus Glas, z. B. Eisen
oder Kunstharz oder ein sonstiger Kunststoff benutzt werden. Die Abschluß- und Druckübertragungsmembran
wird vorteilhaft aus Eisen hergestellt; doch kann auch ein anderer gegenüber dem
Quecksilber oder der sonstigen Meßsäuleflüssigkeit möglichst unempfindlicher Werkstoff.
z. B, ebenfalls ein Kunststoff, Verwendung finden.