DE822166C - Vorrichtung zum Messen von Schwerkraftunterschieden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Messen von Schwerkraftunterschieden Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dessen von Schwerkraftunterschieden, bei der eine dem Atmosphärendruck nicht ausgesetzte Quecksilbersäule sich an einem federnden Glied abstützt.
• Bei bekannten Schweremessern dieser Art stützt sich die Ouecksilbersäule an einer Gasfeder ab. Bei Schwereänderungen verschiebt die Quecksilbersäule das Gasvolumen. Diese Verschiebung wird zumeist mittels eines einen Flüssigkeitstropfen enthaltenden Kapillarrohres sichtbar gemacht. Derartige Gravimeter haben sich bei dem Einsatz auf See gut bewährt. Sie sind jedoch wegen der relativ starken Änderung des Gasdruckes mit der Temperatur sehr stark temperaturabhängig und benötigen daher einen erheblichen Aufwand an Mitteln zur Konstanthaltung der Temperatur, wodurch das Gerät sehr sperrig ausfällt, einer ständigen Wartung bedarf und schwer zu handhaben ist. Um die in dem als Gegenkraft wirkenden Gasvolumen begründete große Temperaturabhängigkeit zu beseitigen, man man auch schon vorgeschlagen, das Gasvolumen nicht mehr als Abstützfeder für die unter dem Einfluß der Schwereänderung stehende Masse, sondern nur noch als Anzeigemittel für die Verlagerung der Masse zu ,enutzen. Zu diesem Zweck hat man die Quecksilbersäule durch einen Massekörper ersetzt, der an einer Feder aus festem Federmaterial so aufgehängt ist, daß Verlagerungen des Massekörpers bei Schwerkraftänderungen Verschiebungen eines Gasvolumens bewirken. Derartige Geräte sind jedoch für den Einsatz auf See weniger geeignet.
• Die Erfindung weist nun einen anderen Weg, um die eingangs geschilderten, für Schweremessungen auf See besonders bewährten, nach dem l>arometrischen Prinzip arheitenden SChweremesser temperaturunempfindlicher auszubilden, so daß diese einen einfacheren und kleineren Aufbau erllalten können und eine größere Aleßgenauigkeit gexvährleisten.
• Gemäß der Erfindung stützt sich die Quecksilbersäule nicht mehr an einer Gasfeder, sondern an einer, vorzugsweise jedoch an mehreren Aneroiddosen ab. Hierbei wird zweckmäßig der Druck der Quecksilbersäule über ein kleines zwischengeschaltetes Gasvolumen übertragen, dessen Verlagerung bei Schwereänderungen in an sich bekannter Weise wieder sichtbar gemacht wird. Zur Erzielung einer hohen Meßempfindlichkeit wird man zumeist ein ganzes System von Aneroiddosen vorsehen. Dies würde jedoch gleichzeitig ein größeres Gasvolumen zur Übertragung des Quecksilbersäulendruckes auf alle Dosen bedingen. In solchen Fällen empfiehlt es sich, gemäß der Erfindung die Aneroiddosen mit einer Flüssigkeit mit möglichst Igeringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten zu umgeben, über welche der Druck auf die Dosen übertragen wird.
• Man kann dann das zwischen der Quecksilbersäule und der die Aneroiddosen umgebenden Flüssigkeit befindliche Gasvolumen relativ klein halten.
• Die Zeichnung veranschaulicht in den Abb. I bis 4 in stark schematisierter Darstellung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.
• In Abb. I wird eine Quecksilbersäule h von dem Druckunterschied zweier kleiner Gasvolumina v1 und v2 getragen. Zweckmäßig wird jedoch das Volumen v1 annähernd Null und die Länge der Quecksilbersäule so gewählt, daß in v2 ungefähr der mittlere Atmosphärendruck herrscht. Der in dem Raum v2 über der unteren Quecksilberoberfläche herrschende Druck wirkt über die Rohrleitung K auf eine Anzahl von Aneroiddosen M, und zwar nicht unmittelbar, sondern über eine sämtliebe Dosen umspülende Flüssigkeit N mit möglichst geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten. Die in eine gefäßartige Erweiterung O der Verbindungsleitung K hineinragende Flüssigkeit N schützt gleichzeitig die Dosen gegen stoßartige Belastungen, z. B. beim Transport des Gerätes. Das in der Verbindungsleitung K vorhandene Gasvolumen v2 ist unterbrochen durch einen in einem waagerechten Teil der Kapillare K befindlichen Flüssigkeitstropfen F, der als Meßmarke dient. Der Flüssigkeitstropfen stellt sich im Falle des hydrostatischen Gleichgewichts in eine bestimmte Ruhelage ein. Ändert sich die Schwerkraft z. B. in zunehmendem Sinne, so nimmt das Gewicht der Quecksilbersäule zu. Infolgedessen werden die Anerioddosen über die Füllflüssigkeit N stärker zusammengedrückt, und die Meßmarke F verschiebt sich nach rechts, und zwar um so mehr, je größer das Verhältnis der Größen der Quecksilberoberflächen zum Querschnitt der Meßkapillaren und je größer die Anzahl und die Größe bzw. die Empfindlichkeit der Aneroiddosen ist. Auf diese Weise erzielt man am einfachsten die zur Messung der kleinen Schwerkraftunterschiede erforderliche starke Vergrößerung.
• An Stelle des Flüssigkeitstropfens F kann auch, wie Alib. 2 zeigt, eine in einem U-förmigen gebo genen Teil der Kapillare befindliche kleine Flüssigkeitssäule dienen, deren beide Nfenisken F1 und F2 abgelesen werden. Erweitert man die eine Oberfläche F1' gefäßartig, wie abt). 3 zeigt, so braucht man nur den Äfeniskus F2' abzulesen. Schließlich kann man auch. wie Abh. 4 zeigt, die Oberfläche D der das Dosensystem umgebenden Flüssigkeit N als Meßmarke benutzen, indem man sie in eine vertikal, horizontal oder geneigt gerichtete Meßkapillare hineinragen läßt.
• Um bei Messungen auf schwankenden Plattformen, z. B. bei Messungen auf Schiffen, die Bewegungen der Meßmarke zu dämpfen, ist es zweckmäßig, an der Quecksilbersäule oder innerhalb der Meßflüssigkeit eine Vorrichtung anzubringen, mit deren Hilfe der Querschnitt des Rohres und damit die Durchströmungsgeschrvindigkeit reguliert werden kann.
• Die Arretierung des A1 eßs-stems erfolgt mit Hilfe einfacher Hahusysteme.
• In Abb. 3 dienen die Hähne C1 und C2, in Abb. 4 der Hahn C zur Arretierung.
• Mit Hilfe des in Abb. 3 dargestellten Hahns C' kann die Meßmarke stets auf Nullage eingestellt werden. In Abb. 4 ist ein Hahn C2, angegeben, mit dessen Hilfe die Einstellung der Meßmarke D von außen her mittels einer geeigneten Vorrichtung erfolgen kann. In ähnlicher Weise kann man je nach Art der Ablesevorrichtung Hähne nach Bedarf anbringen.
• PATENTANSPRUCIIE I. Vorrichtung zum Messen von Schwerkraftunterschieden, bei der eine dem Atmosphärendruck nicht ausgesetzte Quecksilbersäule sich an einem federnden Glied abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Glied eine oder mehrere Aneroiddosen dienen.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Quecksilbersäule und federndem Glied ein oder mehrere Gas-oder Flüssigkeitsvolumina eingeschaltet sind, deren Verschiebung durch die Quecksilbersäule bei Schwerkraftänderungen, vorzugsweise unter Verwendung von Kapillaren, meßbar ist.

   3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aneroiddosen von einer Flüssigkeit mit möglichst geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten umgeben sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Aneroiddosen umgebenden Flüssigkeit und der Quecksilbersäule ein vorzugsweise kleines Gasvolumen eingeschaltet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise in einer K;apillaren spielende Oberfläche der die Aneroiddosen umgebenden Flüssigkeit als Meßmarke dient.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 5, gekennzeichnet durch an sich bekannte, in die Flüssigkeitsleitungen eingeschaltete, regulierbare Strömungswiderstände für die Flüssigkeit.

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 6, gekennzeichnet durch von außen zu betätigende Mittel (Druckkolben, Tauchstangen u. dgl.) zum Verändern der Flüssigkeits- oder Gasvolumina.

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aneroiddosen mehreren Quecksilbersäulen das Gleichgewicht halten.