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Differentialthermometer Zusatz zum Patent 812969
Die Erfindung bezieht
sich auf Meß- und Regelvorrichtungen, bei denen auf ein Regelglied, z. B. einen
Quecksilberfaden, auf jeder Seite der Temperaturausdehnungsdruck je einer Gasmenge
einwirkt und die Einstellung des Regelgliedes entsprechend dem Differentialwert
der beiden Temperaturen erfolgt.
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Nach dem Hauptpatent wird diese Anordnung zur Messung der relativen
Luftfeuchtigkeit benutzt, indem die eine Gasmenge zusätzlich von einer Verdunstungseinrichtung
beeinflußt wird. Es ist nun erkannt worden, daß eine wesentliche Bedeutung der Erfindung
in der Eigenart der gegenseitigen Anordnung der Übertragungsleitungen zu dem Regelglied
zu sehen ist und daß die Anordnung auch für andere Zwecke mit Vorteil verwendet
werden kann, die nicht von der Benutzung von Fühlern in Form von Gasvolumen am Meßorte
abhängig sind.
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Der diese Möglichkeiten begründende Erfindungsa gedanke besteht darin,
daß die beliebig entfernt liegenden Fühler mit dem Regler durch zwei quer schnittsgleiche,
nebeneinander geführte, mit eiriem elastischen Mittel gefüllte tSbertragungsleitúngen
verbunden sind, deren eigene Temperatur- und gegebenenfalls Druckbeeinflussungen
sich durch die gegensätzliche Einwirkung auf das Regelglied kompensieren.
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Diese Maßnahme hat zur Folge, daß der Meßort von dem Standort der
Regelvorrichtung beliebig entfernt und durch Räume der verschiedensten Temperaturen
getrennt sein kann. Da an jeder Stelle der nebeneinander liegenden ttbertragungsleitungen
die gleiche Temperatureinwirkung statt-
findet, heben sich die Einwirkungen
im einzelnen wie im ganzen auf, zumal infolge der leichten Beweglichkeit des Regelgliedes
stets Druckausgleich zwischen dessen beiden Seiten vorhanden ist. Dies trifft auch
für die auf die Übertragungsleitungen einwirkenden Druckkräfte, z. B. wechselnde
Luftdrucke, zu, so daß grundsätzlich nichts im Wege steht, die Übertragungsleitungen
sogar, soweit sie nebeneinander herlaufen, aus nichtdruckfestem Werkstoff herzustellen.
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Nach der Erfindung können als Temperaturfühler statt Gasvolumen auch
eingeschlossene Flüssigkeitsmengen treten, an welche mit großer Querschnittsuntersetzung
die Übertragungsleitungen angeschlossen sind. Dies ermöglicht, die Temperaturfühler,
z. B. in Form von Flüssigkeitsthermometern, mit Kapillare und Skala zum Ablesen
der Temperatur auch am Meßort selbst zu versehen.
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Der Hauptgedanke kann auch zur reinen Temperaturregelung oder Messung
herangezogen werden, indem auf das Regelglied unter Vermittlung elastischer Übertragungsmittel
gegenläufig zwei Gas- oder Flüssigkeitsmengen verschiedenen Volumes einwirken.
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Dabei kann das eine Gas- oder Flüssigkeitsvolumen ganz unterdrückt
werden, und es ist dabei nur erforderlich, daß dessen Übertragungsleitung bestehenbleibt,
welche die Aufgabe hat, die Temperatur- und Druckeinflüsse auf die andere Übertragungsleitung
zu kompensieren.
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Soweit irgend eine Regelgröße sich am Fühlerort in Form einer Druckbeeinflussung
auf das in den Übertragungsleitungen befindliche elastische Mittel auswirken kann,
kann die Anordnung mit den beiden nebeneinander laufenden Übertragungsleitungen
in gleicher Weise auch dieser Regelgröße zugrunde gelegt werden. Hierzu gehören
z. B. Luftdruck- und Flüssigkeitsdruckmessungen an einem entfernt liegenden Ort.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und den Ansprüchen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 ein Schema einer Regelvorrichtung für relative Luftfeuchtigkeit
mit Flüssigkeitsvolumen ám Meßorte, Fig. 2 eine entsprechende Anordnung für reine
Temperaturmessung, Fig. 3 eine Anordnung mit beliebig langen Übertragungsleitungen,
von denen nur eine an ein Flüssigkeits- oder Gasvolumen angeschlossen ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1, welche eine Regelvorrichtung
für relative Luftfeuchtigkeit darstellt, sind am Fühlerort nahe beieinander die
beiden gleichgroßen Glaskolben 7 und 8 angeordnet, die je in eine Kapillare 6I,
62 auslaufen und mit Flüssigkeit (Quecksilber, Weingeist oder Petroläther) gefüllt.
sind und zusammen mit Skalen 63 mit großer Untersetzung arbeitende Thermometer darstellen.
Die Kapillaren 6I, 62 sind durch in der Zeichnung stark verkürzt dargestellte Verbindungsleitungen
5, 6 an die Schenkel 2, 3 eines Schenkelrohres I angeschlossen, in welchem ein Quecksilberfaden
I3 zwischen eingeschmolzenen Kontakten 14, 15 spielt. Die Kontakte 14, 15 führen
zusammen mit einem Mittelkontakt I6 zu der elektrischen Schaltvorrichtung für den
Antriebsmotor für die die Luftbeschaffenheit beeinflussenden Vorrichtungen. Durch
eine in einen Vorratsraum I7 eintretende Stellschraube I8 kann die Länge des Quecksilberfadens
I3 genau eingestellt werden.
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Die Grundlage des Quecksilberfadens I3 gegenüber den Kontakten I4,
I5 wird entweder durch Kippen des Schenkelrohres 2, 3 oder durch Betätigung von
Dreiwegehähnen io eingestellt. Letztere sind an die Rohrschenkel 2, 3 angeschlossen
und dienen dazu, ein bestimmtes Verhältnis zwischen den beiderseitigen Gasdrucken
innerhalb der Rohrschenkel und der Übertragungsleitungen herzustellen.
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Der eine der beiden Glaskolben 7 ist mit einer Verdunstungseinrichtung
9, I2 versehen. Infolge der Verdunstungskälte liegt die Temperatur des Glaskolbens
7 um so mehr unter der des Glaskolbens 8, je geringer die relative Luftfeuchtigkeit
ist. Dementsprechend ist auch in dem Rohrschenkel 2 der Druck geringer, so daß der
Quecksilberfaden entsprechend verschoben wird.
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Es ergibt sich also bei dieser Anordnung genau die gleiche Wirkung,
als wenn die Glaskolben 7, 8 mit Gas ausgefüllt wären, vorausgesetzt, daß die Untersetzung
zwischen den Glaskolben und ihren Kapillaren entsprechend groß gewählt ist und daß
das in den Übertragungsleitungen bzw. in den Räumen der Rohrschenkel 2, 3 befindliche
Medium elastisch ist. Versuche haben gezeigt, daß auch diese Anordnung hohe Regelgenauigkeit
und Schnelligkeit aufweist, ohne Rücksicht darauf, wie lang die Übertragungsleitungen
sind und durch welche Räume sie hindurchgeführt werden. Es kommt nur darauf an,
daß sie dicht beieinanderliegen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die gleiche Anordnung mit
zwei Flüssigkeitsthermometern 8 und 7 zur reinen Temperaturregelung benutzt. Dadurch,
daß die beiden Glaskolben 8 und 7 verschiedenes Volumen aufweisen, kommt trotz gleicher
Temperatur eine Differentialdruckwirkung auf die beiden Enden des Quecksilberfadens
13 zustande, so daß dieser sich entsprechend den Druckschwankungen eines der beiden
Flüssigkeitsthermometer 7 oder 8 verschiebt und hierdurch die die Temperatur beeinflussenden
Vorrichtungen in Tätigkeit gesetzt werden können. Auch hier spielt es keine Rolle,
in welcher Entfernung der Meßort von dem Standort der Regelvorrichtung liegt. Es
kommt nur darauf an, daß die beiden gleichgehaltenen Übertragungsleitungen nebeneinanderher
geführt sind. Ohne weiteres ist diese reine Temperaturmessung auch durchführbar,
wenn an Stelle der Flüssigkeitsvolumen Gasvolumen verwendet werden.
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Alle Regelgrößen, die in irgendeiner Weise die Temperatur der Fühlerkolben
7, 8 beeinflussen oder die in anderer Weise Druckwirkungen innerhalb
der
Kolben 7, 8, der Übertragungsleitungen und der Rohrschenkel 2, 3 hervorrufen, können
in gleicher Weise über beliebige Entfernungen ihrer Funktion getreu auf die Regelvorrichtung
einwirken. Dies gilt z. B. für Luftdruckmessungen in unzugänglichen Räumen, Unterwasserdruckmessungen,
Feuerwarneinrichtungen u. dgl.
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Die Ausführungsform nach der Fig. 3 läßt erkennen, daß für derartige
nur durch eine einzige physikalische Funktion bestimmte Regelungen auch nur ein
Fühler erforderlich ist. Zur Regelung z. B. der Temperatur genügt der eine mit Gas
oder Flüssigkeit gefüllte Kolben 7, der durch die Übertragungsleitung 5 mit dem
Rohrschenkel 3 verbunden ist, wenn gleichlaufend mit ihm eine Übertragungsleitung
6 verwendet wird, die bis nahe an den Kolben 7 herangeführt und dort mit einem geschlossenen
Ende 64 versehen wird. Alle verschiedenen Einflüsse der Temperatur und des Druckes,
die sich an den einzelnen Stellen auf der Übertragungsleitung 5 bemerkbar machen,
wirken sich auch auf die Übertragungsleitung 6 aus und rufen in dem Rohrschenkel
einen in entgegengesetzter Richtung auf den Quecksilberfaden I3 wirkenden Druck
hervor. Beide Übertragungsleitungen 5 und 6 kompensieren sich daher, während allein
die Verschiebung des Quecksilberfadens 13 von dem Gas- oder Flüssigkeitsvolumen
des Kolbens 7 abhängig ist.
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Wird einer der beiden Rohrschenkel 2 oder 3 als Kapillare schwacher
Neigung ausgebildet und mit einer Ableseskala versehen, so kann der Meßwert ohne
weiteres auch am Standort der Regelvorrichtung abgelesen werden.
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PATENTANSPRCHE: I. Differentialthermometer mit einem durch zwei Fühlerwerte
gegenläufig bewegten Regelgliede nach Patent 812 969, dadurch gekennzeichnet, daß
die beliebig entfernt liegenden Fühler (7, 8) mit dem Regler durch zwei querschnittsgleiche,
nebeneinander geführte, mit einem elastischen Mittel gefüllte Leitungen (5, 6) verbunden
sind, dessen eigene Temperatur- und gegebenenfalls Druckbeeinflussungen sich durch
die gegenläufige Einwirkung auf das Regelglied (I3) kompensieren.