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Einrichtung zur Messung von Mengen und Mengenströmen
I)ie direkte .Messung
von Gas- oder Flüssigkeitsströmen mittels der Bildung von L)ruckdifferenzen an Staurändern.
Düsen oder Venturirohren bietet in vielen Fällen Schwierigkeiten, wenn die zu bestimmende
Druckdifferenz kein ist. Um große Drehmomente für die Anzeigeorgane, z. 13. mechanische
Schreibgeräte. zu gewinnen, ist man gezwungen, hei kleinen zu messenden Druckdifferenzen
des Quuerschnitt <der den l)urcllmesser oder heide bei Verwendung von Ringwaagen
als Druckdifferenzmeßgerät zu vergrößern. wodurch das Gewicht ihrer Füllung jedoch
proportional zu der Steigerung ihres Drehmomentes anwächst. Dies führt hei von dem
Gerät direkt angetriebenen Schreibvorrichtungen zu unzulässig großen Reibungsfehlern.
da der Gütefaktor mit einer höheren Potenz als der ersten des Gewichtes sinkt.
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I)er Mangel an ausreichend hohen Druckdifferenzen wird in der Praxis
in vielen Fällen heobachtet, beisl)ielsxveise wenn Gasmengen gemessen werden, deren
zur Förderung ausnutzharer Druckahfall gering ist, wie dies z. B. hei Generatorgas
und Gichtgas. aber auch für Preßluft oft zutrifft. Die für die Messung ausnutzbare
Druckdifferenz darf nur einen kleinen Bruchteil des hei der Förderung auftretenden
Druckabfalles betragen. Aus wirtschaftlichen Gründen kann inshesondere bei großen
NIengenströmen die Förderung der Gase durch Energieverliste, die bei der Druckdifferenzmessung
auftreten, finanziell unzulässig hoch belastet werden. Niet auch
in
Fällen, in denen aus wirtschaftlichen Gründen höhere Meßdruckdifferenzen in Kauf
genommen werden können, ergeben sich Schwierigkeiten, inshesondere bei stark veränderlichen
Mengenströmen.
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Ist doch die maximale Druckdifferenz bei der Ringwaage durch deren
Größe begrenzt. Deshalb hat die Aufgabe, geringe Bruchteile der maximalen Strömung
genau zu messen, zur Folge, daß die entsprechend dem Quadrat des Mengenverhältnisses
geringere Druckdifferenz zu kleine Drehmomente ergibt, um die Ringwaage und insbesondere
ihre mechanischen Schreibvorrichtungen ohne störende Reibungsfehler einzustellen.
Ein Beispiel möge dies zahlenmäßig erläutern: Ist der Durchmesser der Ringwaage
50 cm, ihre Füllung Quecksilber, so ist die maximale Druckdifferenz, die erfaßt
werden kann, etwa 40 cm. Bei I0 °/o Strömungsbelastung ist die zu messende Druckdifferenz
jedoch nur I O/o von 40 cm = 4 mm Hg. Soll dieser Wert mit 3 O/o Genauigkeit gemessen
werden, so müssen die Reibungsfehler zusammen kleiner sein als 3 O/o von 4 mm, was
0,I2 mm entspricht. Für die Erfassung einer Strömungsbelastung von nur 5 Ole mit
der gleichen Genauigkeit stände nur eine Toleranz in der Druckdifferenzmessung von
0,03 mm Hg zur Verfügung.
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Oft ist jedoch aus obengenannten Gründen die maximale Druckdifferenz
nur 10 mm WS. IoO/o der maximalen Strömung ergeben in diesem Falle nur I °/o der
Druckdifferenz = 0,1 mm WS, was hei 3 O/o Fehlertoleranz eine Meßgenauigkeit von
3 Io-3 mm WS voraussetzt.
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Es ist bekannt, das Drehmoment derartiger Ringwaagen durch einen
Regelmechanismus zu verstärken, derart, daß die zur Aufzeichnung notwendigen Momente
von diesem abgeleitet werden. Die Schwierigkeiten der Gewährleistung einer hohen
Meßgenauigkeit bei stark veränderlichem Meßbereich lassen sich jedoch erfahrungsgemäß
nicht beseitigen, weil die notwendige Radizierung des Meßmomentes für kleine Belastung
unzureichende Einstellmomente liefert, im Grenzfall der Strömungsgeschwindigkeit
Null ergibt sich stets das Einstellmoment Null.
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Ferner ist bekannt, daß der Wurzelwert des Mengenstromes auch ermittelt
werden kann dadurch, daß man die Druckdifferenz mit dem Förderdruck einer Kreiselpumpe,
die mit veränderlicher Drehzahl läuft, vergleicht. Die Drehzahl der Pumpe liefert
in diesem Falle den gesuchten Wurzelwert und läßt sich summieren.
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Es ist ferner bekannt, das kompensierende Drehmoment durch einen
Zentrifugalregler aus einer Geschwindigkeit abzuleiten, wodurch ebenfalls dem Wurzelgesetz
der Beziehung zwischen Mengenstrom und Druckdifferenz Rechnung getragen wird. Diese
Verfahren haben sich jedoch nicht eingeführt, da zur Koppelung der beiden zu kompensierenden
Momente Membranen oder Kolben dienen, die bei kleinen Druckdifferenzen erhebliche
Reibungsfehler aufweisen.
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Die Einrichtung nach der Erfindung benutzt zur Anzeige und zum Summieren
einer Flüssigkeitsströmung ebenfalls eine proportional dem Quadrat veränderliche
Kraft, die dem an einer Drosselstelle erzeugten Differenzdruck des strömenden Mediums
das Gleichgewicht hält. Das Gegenmoment wird aus einer Wirbelströmung eines rotierenden
Körpers erzeugt und sichert die reibungslose Einstellung des Meßgerätes, indem es
direkt auf das Differenzmanometer einwirkt.
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Im Falle der Anwendung von Ringwaagen entspricht diese Bauart dem
Prinzip, dem zu messenden Gasstrom einen Hilfsgasstrom zuzuordnen, der das an der
Ringwaage gebildete Drehmoment selbsttätig kompensiert. Als besonders zweckentsprechend
hat sich eine Bauart bewährt, nach welcher ein Preßluft-oder -gasstrom eine kleine
Gasturbine antreibt, deren Reaktionskräfte auf das Gehäuse des Rotors wirken, das
mit der Ringwaage fest verbunden ist.
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Die Einrichtung ergibt u. a. den Vorteil, daß die Reibungskräfte,
die auf die Gasturbine wirken, nicht in die Messung eingehen. Es ist daher auch
gleichgültig, wie groß die von dem Rotor für den Betrieb von Anzeigegeräten, Schreibern
oder Zählwerken verbrauchten Kräfte sind. Es können daher beliebig viele derartige
Empfangsgeräte angeschlossen werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Tatsache, daß die auf
die Ringwaage wirkenden kompensierenden Drehmomente, die durch die turbulente Gasströmung
erzielt werden, streng proportional dem Quadrat der Rotordrehzahl sind, so daß die
Drehzahl im eingespielten Gleichgewicht direkt proportional der zu messenden Gasmenge
ist, weil das ablenkende Drehmoment in der Ringwaage ebenfalls proportional dem
Quadrat der zu messenden Gasströmung ist. Die Einrichtung ermöglicht daher, die
kraftverbrauciiende bzw. Reibungsfehler erzeugende, sonst notwendige Radiziereinrichtung
zu vermeiden.
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Die Zählung der Durchflußmenge erfolgt einfach durch Zählung der
Drehzahl der Turbine mittels eines einfachen Untersetzungsgetriehes und eines Zahlenrollenwerkes.
Auch die mechanische Anzeige des Durchflußwertes erfolgt in verhältnismäßig einfacher
Weise durch Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Rotors mittels eines Tachometers,
vorzugsweise eines Wirbelstromtachometers. Es lassen sich die Drehmomente derartiger
Tachometer so hoch steigern, daß damit die Betätigung von Schreibfedern für die
Registrierung von Zeitkurven ohne Schwierigkeiten möglich ist. Letzten Endes stammen
die Drehmomente von dem Antrieb des Turbinenrotors. Da die Einstellkräfte der Ringwaage
bzw. die kompensierenden Gegendrehmomente durch die Reibung der Schreibvorrichtung
nicht beeinträchtigt werden, wird die Genauigkeit der Messung auch durch hohen Aufwand
an Drehmoment für die Schreibvorrichtung nicht beeinträchtigt.
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Die Aufrechterhaltung einer Drehzahl, die dem Mengenstrom direkt
proportional ist und daher keine Radiziervorrichtung für die Anzeige, Zählung oder
Registrierung benötigt, bringt einen weiteren Vorteil mit sich.
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Sehr oft schwanken die zu messenden Mengenströme zeitlich in schnellem
Wechsel. Je größer die
Drehmomente und die Trägheitsmomente der
Druckdifferenzmeßeinrichtung sind, um so mehr unterscheiden sich die Mittelwerte
der gemessenen Druckdifferenz, d. h. die Mittelwerte der Quadrate des Mengenstromes
von den Mittelwerten des oszillierend fließenden Mengenstromes selbst. Der dadurch
entstehende Fehler kann, insbesondere bei pulsierend strömenden Gasen von ausschlaggebender
Bedeutung werden. Arbeitet man dagegen nach der Lehre des Patentes, so kann man
für die bloße Betätigung der Regeleinrichtung für das kompensierende Meßmoment,
z. EA. einer empfindlichen Luftdrucksteuerung, die etwa mittels einer Prallplatte
arbeitet, Ringwaagen von außerordentlich kleinem Trägheitsmoment anwenden, die praktisch
allen Schwankungen des Mengenstromes verzögerungslos folgen. Es hätte nun keinen
Zweck, die außerordentlich schnell schwankenden, und oft oszillierenden Mengenströme
mit ihren gesamten Schwankungen auf ein Diagramm aufzuzeichnen, weil dieses jegliche
tSbersicht vermissen lassen würde. Eine Möglichkeit einer einwandfreien Mittelwertbildung
für das Mengendiagramm wird durch die Erfindung gegeben. Beispielsweise kann man
von der Turbine nach Maßgahe ihrer Drehgeschwindigkeit elektrische Impulse durch
Schließen und Offnen von Schaltern ableiten, die nach Art der an sich bekannten
Impulsfrequenzmessung auf stark gedämpft arbeitende elektrische Schreibgeräte übertragen
werden, die den Mengenstrom auf diese Weise zwar geglättet, aber im Integralwert
trotzdem fehlerlos und dabei übersichtlich aufzeichnen. Auf diese Weise ist es z.
B. auch gemäß der Erfindung möglich, auf einen Mehrfachschreiber an sich bekannter
Bauart, der abwechselnd an verschiedene Meßwertgeher angeschlossen wird, auch Mengendiagramme
aufzuzeichnen, die trotz der punktartigen Bildung des Diagramms infolge ihrer starken
Dämpfung einen gut lesbaren geschlossenen Kurvenzug darstellen. Dies hat neben dem
betriebstechnisch wichtigen Vorteil der Vergleichbarkeit verschiedener funktionell
voneinander abhängigen Größen auf einem einzigen Diagrammstreifen auch rein ökonomische
Vorteile. Der Aufwand für einen Sechsfachschreiber je Meßstelle beträgt nur einen
Bruchteil des Aufwandes für einen Einfachschreiber, der bisher für Mengendiagramme
aus den genannten meßtechnischen Gründen allein in Frage kam.
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Im Falle der Messung von Gasmengen war bisher die Abhängigkeit der
durch Druckdifferenzmessung ermittelten Durchfluß werte vom Druck und der Temperatur
des Gases ein Mangel, der sowohl der Benutzung als auch der Eichfähigkeit dieser
Verfahren im Wege stand. Gemäß der Erfindung gelingt die völlige Unabhängigkeit
vom barometrischen Druck und der Temperatur der zu messenden Gase in einfacbster
Weise dadurch, daß dem Hilfsiuftstrom zum Antrieb der Turbine die gleichen Werte
der Temperatur und des Druckes aufgezwungen werden. In dem gleichen Maße nämlich,
wie das ablenkende Moment der Ringwaage durch Druck- und Temperaturänderungen beeinflußt
wird, geschieht dies auch durch diese Einflüsse auf das zum Turhinenantrieb benutzte
Gas. Das zurückftihrende Moment, das die Turbine bei gegebener Drehzahl auf ihr
Gehäuse und damit auf die Ringwaage ausübt, ist ebenfalls proportional der Wurzel
aus der Dichte des verwendeten Hilfsgases.
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Damit wird die zur Kompensation des ablenkenden Momentes notwendige
Drehzahl der Turbine unabhängig von Druck und Temperatur, wenn diese Größen für
beide Gase identisch sind. Die Unabhängigkeit vom atmosphärischen Druck erreicht
man ohne weiteres, wenn die Luft aus der Turbine unter Atmosphärendruck austritt.
Die Gleichheit der Temperatur wird dadurch sichergestellt, daß Turbinen antriebsgas
bzw. -luft kurz vor Beaufschlagung der Turbine durch einen Wärmeaustauscher geleitet
wird, der innerhalb der das Meßgas führenden Rohrleitung angeordnet ist. Falls das
zu messende Gas einen vom Atmosphärendruck merklich abweichenden und insbesondere
wechselnden Druck aufweist, empfiehlt sich zur Ausmerzung des Druckfehlers, das
die Turbine verlassende Gas über einen Druckregler ausströmen zu lassen, der ihm
den Druck des Meßgases aufzwingt. Dies läßt sich im Prinzip durch eine Sperrflüssigkeitssäule
erreichen, die das Turbinenantriebsgas durchbrechen muß und deren Höhe in einem
zweischenkeligen Gefäß durch den Überdruck des einseitig darauf wirkenden Meßgases
sich selbsttätig auf diesen Überdruck einstellt. Naturgemäß kann die Druckregelung
auch durch Membranmanometer erfolgen, die auf eine Ausströmdüse des Hilfsgases einwirken.
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Im Falle wechselnder Dichte des Gases infolge wechselnder Zusammensetzung
kann der ohne Kompensation dabei entstehende Meßfehler auf folgende Weise selbsttätig
kompensiert werden: Die das zur Kompensation benutzte Gas fördernde Pumpe saugt
an Stelle von Luft aus derMeßgasleitung,evtl.unter Zwischenschaltung von Filtern
zur Staubreinigung, das Gas mit der Dichte an, die erforderlich ist, um die Beziehung
zwischen Hauptgasmengenstrom und Drehzahl der Turbine fehlerfrei zu machen. In diesem
Falle erreicht man den gleichen Druck beim Austritt aus der Turbine dadurch, daß
das Hilfsgas wieder in die Hauptgasleitung hineingeführt wird, die gleiche Temperatur
in der angegebenen Weise durch Anwendung eines Wärmeaustauschers.
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Einen wichtigen Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung stellt
die Tatsache dar, daß die Ringwaagenbewegung stets kompensiert wird, so daß ihre
Bewegung virtuell ist, in praxi, daß die Ausschlagsfähigkeit auf wenige Winkelminuten
beschränkt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß diese geringe Ausschlagsbewegung
keine Lagerung der sonst üblichen Art, z.B. Schneidenlager, die reibungsbehaftet
sind, benötigt. Vielmehr ist eine Aufhänr gung der Ringwaage an federnden Bändern
zulässig, die den wichtigen Vorteil der absoluten Reibungslosigkeit besitzen. An
Stelle besonderer federnder Lager können auch die Gaszuleitungsrohre zur Ringwaage
selbst benutzt werden, wenn sie aus federndem Material bestehen. Vorzugsweise ordnet
man sie dann derart an, daß sie in Form von Kreisbögen, deren Mittelpunkte auf der
Achse der Ringwaage liegen, die Verbindung mit festen Punkten herstellen.
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Man kann auch die Torsionsfähigkeit der Zuleitungs-
rohre
zu dieser federnden Lagerung benutzen. Dann werden die Rohre in Richtung der Ringwaagenachse
angeordnet, mit der sie einseitig starr verbunden werden während sie an ihrem anderen
Ende mit starren Auflagen verbunden werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich jedoch nicht nur für Ringwaagen
anwenden. In Fällen, in denen z. B. infolge der Höhe der maximal zu erfassenden
Druckdifferenz nur feste Differenzmanometer oder auch Kolhendifferenzmanometer in
Betracht kommen, gelingt es, das Gegenmoment auf im Prinzip völlig gleiche Weise
durch Rotation eines Hilfskörpers auch innerhalb des Druckraumes zu erzeugen.
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Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
an Hand der Abbildungen dargestellt. Das Bild I zeigt einen Schnitt durch ein Meßgerät,
in welchem die Anwendung der Kompensation eines mittels Ringwaage erzeugten Drehmomentes
durch Anwendung der gas- oder luftbetriebenen Turbine durchgeführt wird. I stellt
den Achsenschnitt durch den Ringwaagenkörper dar. An ihm sind radial gestellte Schaufeln
2 starr befestigt.
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Sie werden durch den Turbinenrotor 3 und die auf ihm befestigte Schnecke
4 einem Drehmoment ausgesetzt, daß das ablenkende Drehmoment kompensiert, das in
der Ringwaage durch die zu messende Druckdifferenz erzeugt wird. Die Lagerung der
Turbine geschieht in den zwei Lagern 5, während die Ringwaage durch zwei Blattfedern
6 koaxial zur Turbinenachse gelagert ist. Wie in Bild 2 dargestellt ist, verbindet
die Blattfeder 6 das hohle Turbinenlager 7 mit der ebenfalls hohlen koaxialen Welle
8 der Ringwaage. Der Antrieb der Turbine erfolgt durch einen Preßluft- oder Gasstrom,
dessen Stärke durch eine Prallplatte 19 (Bild4) in an sich bekannter Weise durch
Verschließen einer der beiden Rohrmündungen 20 im Falle der Abweichung des Gleichgewichtes
der Ringwaage selbsttätig so geregelt wird, daß die Prallplatte 19 und damit die
sie tragende Ringwaage genau im Gleichgewicht zwischen dem ablenkenden und dem rückführenden
Drehmoment auf dem Nullpunkt steht.
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Die Achse der Turbine 3 treibt über ein Untersetzungsgetriebe ein
in der Zeichnung nicht angedeutetes Mengenzählwerk an, ferner den Magnetanker g
des Tachometers, das aus einer Metallscheibe I0, einer rückführenden Feder und dem
Zeiger Im besteht. Seine Stellung über der Skala I2 stellt den Momentanwert des
anzuzeigenden Mengenstromes dar. Im Bedarfsfalle, wenn der Gasstrom zum Antrieb
der Turbine 3 unter einem vom Atmosphärendruck abweichenden Druck steht, kann man
die Skala und den Zeiger druckdicht von dem rückseitigen, die Turbine enthaltenden
Gehäuse trennen.
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Außerdem wird von der Turbinenachse 3 der Kontaktunterbrecher I3
(Bild 3) angetrieben, der zur elektrischen Fernübertragung der Mengenanzeige oder
zur Registrierung dient. Er schaltet gemäß Bild 3 abwechselnd über die beiden Kontaktfedern
14 zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren I5 im Takt der Unterbrechungen auf ein
Galvanometer, das vorzugsweise als Kreuzspulgerät mit seiner ablenkenden Wicklung
16 in den Stromkreis der Kondensatoren und mit seiner rückführenden Wicklung I7
direkt an die llilfsstromquelle 18 geschlossen ist.
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Damit der Hilfsgasstrom, der der Turbine durch die Leitung 27 zugeführt
wird, beim Austritt aus der Turbine den Druck des zu messenden Gases aufweist, durchbricht
er vor seinem Eintritt in die Atmosphäre eine Flüssigkeitssäule in dem U-förmigen
Gefäß 30, das einseitig durch die Leitung 3I an die Gasleitung geschlossen ist,
in dem sich der Staurand befindet. Das Tauchrohr 29 erhält je nach dem Überdruck
in dieser Hauptgasleitung eine Eintauchtiefe 32, die dem die Flüssigkeit durchbrechenden
Hilfsgasstrom den gewüunschten berdruck aufzwingt.
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In Bild 4 sind weitere Einzelheiten über die Regelung der Hilfsgasströmung
zum ;\iitrieb des Turbinenrotors 3 dargestellt. In Serie zu den durch die Prallplatte
19 gesteuerteil Öffnungen 20 liegen zwei Strömungswiderstände 2I. Bei Gleichheit
des Strömungswiderstandes aii dell leiden Öffnungen 20 erhalten die beiden Memebranmanometer
22 den gleichen Druck. Damit werden die beiden Ausflußöffnungen 23 durch die von
<leii Manometern 22 gesteuerten Stifte 24, die die Öffnungen 23 möglichst ausfüllen,
auf einen gleichen Strömungwiderstand eingestellt. Der Hilfsgasstroin hat demnach
im eingeregelten Zustand einen Überdruck in dem Membranventil 25, der genau der
Hälfte seines Überdruckes beim Eintritt in die Regelvorrichtung entspricht. Die
Membran 25 steuert damit den Teller des Ventils 26 selksttitig, derart, daß der
durch das Rohr 27 in die Turbine 3 eintretende Hilfsgasstrom dieser die für die
Kompensation notwendige Drehzahl verleiht. Wichte diese Drehzahl von dem Gleichgewichtszustand
ab, so regelte über die Prallplatte 19 und über die Ausflußöffnungen 20 der Hilfsgasstrom
den Ventilteller 26 derart und so lange, bis wieder das Gleichgewicht zwischen dem
ablenkenden Drehmoment der Ringwaage und dem kompensierenden erreicht ist. Die Ringwaage
erhält in der üblichen Weise ihre Meßdrücke durch zwei Leitungen 28, von denen die
eine in Bild I angedeutet ist, die zu den liei(len Druckahiiahmepunkteii an den
Staurand geführt siiid.
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Nach Bild 6 wird die Anwendung der Erfindung für den Fall der Benutzung
von feststehenden U-Manometern verdeutlicht. De Minusschenkel 4¹ des z. B. mit Quecksilher
gefüllten U-Manometers ist mit dem Plusschenkel 42 verbunden. Innerhalb des Minusschenkels
ist ein Gefäß 43 angeordnet, das um seine konzentrisch zum U-Robrscbenkel angeordnete
Achse 44 in Rotation versetzt wird. Das in dem Gefäß vorhandene Quecksilber macht
die Rotationsbewegung mit. in Aleniskus bildet sich als Rotationsparaboloid 45 aus,
dessen Steigung dem Quadrat der Drehzahl proportional ist. Es läßt sich für jede
Druckdifferenz und daher auch für jede Absenkung des Meiiiskus im Plusdruckschenkel
42 eine Drehgeschwindigkeit angeben, bei der die Minusschenkelfüllung eine Lage
des Scheitelpunktes des sich l)ildenden paral>olichen Meniskus aufweist,
die
der Höhe des Quecksilberstandes bei der Druckdifferenz Null entspricht. Schaltet
man durch einen an dieser Stelle angebrachten Kontakt 46 den Antriebsmotor 47 für
das rotierende Gefäß 43 ein, wenn der Scheitelpunkt des liotationsparaboloids höher
steigt, uiid wird der Motor ausgeschaltet, sobald er tiefer liegt, so ergibt sich
im stationären Zustand rille sellsttätige Aufrechterhaltung des Meniskusstandes
im Minusschenkel auf dieser festgelegten II?-'lie, Damit wird durch die Drehzahl
des Antriebsmotors, die der Wurzel aus der Höhe des Rotationsparaboloids und damit
der Wurzel aus der auf diese Welse gehobenen Quecksilbermenge entspricht, die nidererseits
der Quecksilbermenge gleich ist, um die der Plusschenkel abgesunken ist, ein lineares
Maß für die den Druckunterschied verursachende Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden
Mediums gewonnen. In gleicher Weise. wie bei Anwendung der ltingwaage. kann von
der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors sowohl die Momentanströmung als auch
cin Zeiidiagramm dieser Größe und schließlich auch der zeitliche Integralwert der
Strömung in einfachster Weise gewonnen werden. In dem Bild 6 hedeuten 4tA den Magneten
eines Wirbelstromtachometers, 49 die von ihm abgelenkte Metallscheibe, 50 den Zeiger
des Tachometers und 51 die feststehende Skala für die Momentanwertanzeige der Strömung.
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Die bei Quecksilbermanometern in der Ausschlagsmethode störende Temperaturabhängigkeit
des Quecksilhervolumens, die bei kleinen Strömungsbelastungen enorme Fehler in der
Anzeige der Strömung verursacht und die infolge der quadratischen Abhängigkeit nicht
kompensiert werden können, geht im Falle der Anwendung dieser Xullmethode nicht
als Fehler in die Messung ein-, wenn durch vorgesehene Ausdehnungsräume dafür gesorgt
wird, daß der Flüssigkeitsstand im Nullpunkt temperaturunabhängig ist.
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Auch mit Kolbenmanometern läßt sich der Erfindungsgedanke einfach
verwirklichen. Ein Rotor eines Elektromotors 6i, vorzugsweise eines Asynchronmotors,
in Bild 5 ist im Innenraum einer an die Minusdruckleitung angeschlossenen Kammer
63 angeordnet und mit eiiier hohlen Welle im Lager 64 gelagert. Der Stator 62 des
Motors befindet sich zweckmäßig außerhalb der druckfesten Kammer Der Rotor ist ringförmig
ausgebildet und trägt in seinem Innern Schaufeln und wirkt daher als Antrieb eines
stufenlos wirkenden Flüssigkeitsbetriebes, dessen Alitrieh ein konzentrisch zu dem
Rotor angeordneter Kolben 65 ist, der in Rotation versetzt wird, wobei er die Reibung
an der Gehäusewand überwindet. Er ist in der Hohlachse des Rotors 6I gelagert und
trägt an seinem einen Ende, das in den Plusraum 66 des differenzmanometers hineinragt,
den Ventilatorflligel 67. Dieser wirkt infolge seiner Umdrehung entgeten dem zu
messenden Druckunterschied zwischen dem Plus- und Minusdruckraum 66 bzw. 63 und
führt damit den Kolben des Manometers aus dem Bereich des Flüssigkeitsgetriebes
heraus, wodurch die Drehzahl des Kolbens sich derart gegenüber der Antriebsdrehzahl
vermindert, daß ein Gleichgewicht zwischen der wirkenden Druckdifferenz und der
durch den Ventilatorflügel entstehenden Vortriebskraft eintritt. Dieses Gleichgewicht
schafft eine eindeutige Funktion zwischen der sich einstellenden Drehzahl des Kolbens
und der zwischen dem Plus- und Minusdruckraum wirkenden Druckdifferenz auf den Kolben.
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Die Drehzahl ist infolge der quadratischen Al>-hängigkeit zur
Vortriebskraft und infolge der quadratischen Beziehung zwischen dem zu messenden
Mengesntrom und der am Kolben wirkenden Druckdifferenz dem Mengenstrom direkt proportional.
Sie wird auf den verschiebbar in der Hohlachse des Kolbens 65 gelagerten Tachometermagneten
68 übertragen und bewirkt eine Ablenkung der außerhalb des Druckraumes befindlichen
Tachometerscheibe 69, die auf den über der Skala 7I spielenden Zeiger 70 übertragen
wird. Eine in die Hohlachse des Rotors 61 eingebaute, nicht dargestellte Schneckenförderpumpe
saugt aus dem Minusraum über die Leitung 72 laufend einen kleinen Teil des den Minusraum
ausfüllenden Öles an und fördert es in den Plusdruckraum 66. Dadurch wird erreicht,
daß der Manometerkolben 65 ständig in einem Olfilm gleitet, wolurcli die Reibung,
die durch die aufgezwungene Drehung des Kolbens sowieso schon stark vermindert ist,
für die Einstellung des Kolbens und damit für die Anzeige des Strömungsmanometers
völlig zu vernachlässigen ist. Die Dimensionierung dieser Schmiermittelpumpe erfolgt
derart, daß ständig mehr Öl aus dem Minusdruck- in den Plusdruckraum befördert wird,
als zwischen dem Kolben 65 und der ihn umgebenden Zylinderwand durch den Überdruck
in den Minusraum hineingedrückt wird. Es tritt daher im Laufe der Zeit ein Mangel
an Schmiermittel im Minusdruckraum ein, so daß die Pumpe statt des Öles die in der
Minusleitung aufsteigende Druckübertragungsflüssigkeit abpumpt. Auf diese Weise
ist die ständige Schmierung des Kolbens 65 sichergestellt.