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Einrichtung zur Ermittlung von Körperabmessungen Gegenstand der Erfindung
ist eine Einrichtung zur Ermittlung von Körperabmessungen mittels strömender Medien,
die gegenüber den bekannten Einrichtungen des gleichen Zweckes durch eine Reihe
technischer Vorzüge ausgezeichnet ist.
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Erfindungsgemäß ist in der Nachbarschaft einer dem Körper genäherten
Austrittsöffnung eines Gas-oder Flüssigkeitsstrahlers eine Drucksonde angeordnet,
die den am und durch den Körper hervorgerufenen örtlichen Rückstaudruck mittels
Druckmesser erfaßt. Der Erfolg dieser Maßnahme besteht darin, daß von der Verwendung
einer von einem Medium durchflossenen Drossel abgesehen werden kann. Damit entfallen
alle jene Meßfehler, die darauf zurückzuführen sind, daß die Drosselwirkung stark
vom Zustand des verwendeten Mediums, beispielsweise von dessen Feuchtigkeitsgehalt,
Temperatur, Zähigkeit od. dgl. abhängt. Ferner sind bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
die bei der Einstellung eines neuen Druckzustandes auftretenden Verzögerungserscheinungen
wesentlich vermindert. Ansprechverzögerungen des als Druckmesser benutzten Instrumentes
sind damit auf ein Maß zurückgeführt, das eine schnelle Meßfolge ermöglicht. Ein
erheblicher technischer Vorzug der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt darin, daß
auch bei größeren Abständen zwischen dem zu untersuchenden Körper und der Austrittsöffnung
der strömenden Medien eine verhältnismäßig hohe Empfindlichkeit sichergestellt ist.
Man kann so auf diese Weise den Abstand zum Prüfling und besagter Austrittsöffnung
so
groß halten, daß mit Sicherheit eine Beschädigung bzw. Verunreinigung der Austritts-
oder der Meßöffnung vermieden wird. Schließlich ist die Einrichtung nach der Erfindung
dadurch ausgezeichnet, daß sie innerhalb größerer Meßbereiche eine lineare Anzeige
gewährleistet.
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Zu einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausgestaltung der Einrichtung
nach der Erfindung gelangt man dadurch, daß man die Drucksonde in die Ausströmöffnung
des an den Körper gerichteten Flüssigkeits- oder Gasstrahles einbaut. Auf diese
Weise schafft die Drucksonde hinsichtlich der Messung besonders günstige Strömungsverhältnisse
zwischen der besagten Austrittsöffnung und dem Prüfling. Günstig insofern, als sich
mit einer Änderung des Abstandes zwischen der Austrittsöffnung der strömenden Medien
und dem Prüfling der von der Messung erfaßte Rückstaudruck und damit die Anzeige
erheblich ändert. Scharf definierte Strömungsverhältnisse, insbesondere bei starker
Annäherung des Prüflings an die Austrittsöffnung, sind zu gewinnen, wenn man die
Drucksonde, verglichen mit der Lage der Austrittsöffnung, gegenüber dem zu untersuchenden
Körper etwas zurückgesetzt anordnet. Abgesehen von der Schaffung scharf definierter
Strömungsverhältnisse schaltet man damit auch eine etwaige Beschädigung der Drucksonde
selbsttätig aüs. Ein in Körperrichtung sich verjüngender Verlauf sowohl der Austrittsöffnung
der strömenden Medien als auch der Drucksonde dient der ablösungsfreien Führung
der Druckluft wie auch ihrer geringen Einschnürung an der Austrittsstelle. Schließt
man körperseitig an die Austrittsöffnung der strömenden Medien eine düsenförmige
Erweiterung an, so gelangt man damit zu einer wesentlichen Steigerung der Anzeigeempfindlichkeit.
Eine Querschnittsmessung von Drähten, Bändern od. dgl. mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Einrichtung läßt sich dadurch ermöglichen, daß sowohl die Austrittsöffnung der strömenden
Medien als auch die Drucksonde ringförmig ausgebildet und mit zentralen Ein- und
Austrittsöffnungen für den zu untersuchenden Körper versehen wird. Schließlich kann
die Drucksonde auch an der dem Prüfling gegenüberliegenden Seite verschlossen sowie
mit seitlichen in Richtung der Austrittsströmung verlaufenden Schlitzen versehen
werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand einer Reihe schematisch
wiedergegebener Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Da es sich nur um Ausführungsformen
handelt, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt.
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In der Fig. i besitzt-der mit Luft konstanten Drukkes erfüllte Raum
i an seiner unteren Gehäusewand eine Öffnung 2, durch die Luft gegen die Oberfläche
des Prüflings 3 strömt. In der Mitte der Öffnung 2 ist ein Röhrchen 4 angeordnet,
das nach unten offen und an seinem anderen Ende an ein Manometer 5 angeschlossen
ist. Bei Annäherung des Prüflings 3 an die Austrittsöffnung 2 kann die Luft nicht
unmittelbar in den Außenraum austreten, sondern erfährt eine starke Umlenkung, die
sich als Rückstaudruck an der Öffnung der Drucksonde 2 äußert und entsprechend am
Manometer 5 angezeigt wird. Bei größerer Entfernung des Prüflings von der Austrittsöffnung
2 ist die Umlenkung der Stromfäden und damit auch der Rückstaudruck entsprechend
geringer. Von einer bestimmten Entfernung des Prüflings an versucht die austretende
Luftströmung sogar Luft aus der Sondenöffnung anzusaugen, so daß sich am Manometer
5 auch Unterdruck einstellen kann. Es ist der günstigste Abstand, d. h. größte Empfindlichkeit
der Anzeige bei geringster Instrumentenunruhe als Nullage zu wählen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt sowohl die Austrittsöffnung
2 der strömenden Luft als auch die Drucksonde 4 eine in Richtung auf den Prüfling
3 zu sich verjüngende Form. Gleichzeitig ist die Drucksonde 4 mit ihrer Öffnung,
verglichen mit der Lage der Austrittsöffnung, gegenüber dem zu untersuchenden Körper
3 etwas zurückgesetzt eingebaut. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also mit der
vollkommenen Anlage des Prüflings 3 an die Ausströmöffnung 2 die Drucksonde 4 nicht
ebenfalls verschlossen. Es bleibt vielmehr ein kleiner Spalt offen, so daß beim
Aufsetzen des Prüflings der volle Druck angezeigt wird. Damit ist für diesen Fall
die Anzeigemöglichkeit eines undefmierten Druckes ausgeschlossen. Der Druckmessung
dient ein an den Raum i und die Drucksonde 4 angeschlossenes Flüssigkeitsdifferentialmanometer
6.
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In Fig. 3 ist der Fall veranschaulicht, daß der Durchmesser von Drähten
bzw. der Querschnitt von Bändern durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erfaßt werden
soll. Die Austrittsöffnung 2 der strömenden Medien wie auch die der Messung dienende
Drucksonde 4 sind hier ringförmig ausgebildet und mit zentralen Ein- und Austrittsöffnungen
7 für den Durchlauf des Prüflings $ versehen. Man kann sich dieses Ausführungsbeispiel
durch Rotation der bisherigen Ausführungsbeispiele um den Prüfling & als Achse
erzeugt denken. Die Zuführung der Druckluft erfolgt durch das Rohr g, während io
die Verbindung der Drucksonde mit dem nicht näher wiedergegebenen Manometer darstellt.
Die Laufrichtung des zu prüfenden Drahtes ist durch einen Pfeil angedeutet.
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Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist die Drucksonde an der dem Prüfling
gegenüberliegenden Seite verschlossen und statt dessen mit seitlichen Schlitzen
ii versehen. Die an einen Druckmesser angeschlossen zu denkende Drucksonde ist,
wie in den vorhergehenden Figuren mit 4 bezeichnet. Als vereinfachte Abart hierzu
ist in Fig. 5 schematisch eine Ausführungsform wiedergegeben, bei der innerhalb
der Austrittsöffnung des strömenden Mediums, beispielsweise Luft, keine besondere
Drucksonde angeordnet ist. Hier ist vielmehr die Austrittsdüse hohl gestaltet. Die
Zuführung der Druckluft erfolgt durch den zentralen Teil, während der Druckmessung
die seitlichen Schlitze ii in den inneren Wänden der Austrittsdüse dienen. In der
Fig. 6 ist schließlich noch der gesamte sich zwischen dem Zuführungsraum der Druckluft
und dem Prüfling einstellende Stromfädenverlauf graphisch veranschaulicht. Der statische
Druck an der ringförmigen Öffnung 2 ist infolge der dort herrschenden Geschwindigkeit
sehr gering, so daß bei einer Erfassung lediglich des statischen Druckes die Drucksonde
4 starken Unterdruck anzeigen müßte. Es stauen sich jedoch die austretenden Randstrahlen
vor dem der
Austrittsöffnung benachbarten Prüfling und wirken als
Rückstaudruck auf die Sonde zurück. Je nach der Entfernung des Prüflings von der
Austrittsöffnung der strömenden Luft ist dieser Einfluß größer oder kleiner, so
daß sich je nachdem ein größerer oder kleinerer Gesamtdruck einstellt.