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Vorrichtung zur Messung von niedrigen Gasdrücken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung vom Mac Leodtyp zur Messung von niedrigen Gasdrücken. Diese Vorrichtung ist mit einem Raum für die mittels einer Flüssigkeit, wie Quecksilber, zu komprimierend Menge des Gases, dessen Druck zu messen ist, versehen, welcher Raum (Kompressionsraum) über einen oder mehrere Übergangsräume mit einem dünnen Steigrohr verbunden ist, welches abgesehen von der Stelle wo das Rohr oben geschlossen ist, überall den gleichen Innendurchmesser hat oder in der Längsrichtung gesehen aus einer Anzahl von durch Übergangsräume verbundenen Rohrstücken besteht, die jedes für sich ihrer Länge entlang überall den gleichen Innendurchmesser haben,
wobei jedoch die Innendurchmesser der einzelnen Rohrstücke voneinander verschieden sind und von einem Rohrstück zum nächsten in Richtung des geschlossenen oberen Endes des letzten Rohrstückes gesehen stufenweise kleiner werden, in welchem Rohr (Kompressionskapillare) Gas komprimiert werden kann.
Die Vorrichtung ist weiter mit einem oder mehreren dünnen Rohren (Vergleichskapillaren) versehen, die sich parallel zur Kompressionskapillare erstrecken und einerseits mit einem Raum, in dem sich Gas befindet, dessen Druck zu messen ist, in Verbindung stehen oder gebracht werden können und anderseits mit dem Kompressionsraum verbunden sind, wobei in der Nähe der Rohre eine Ableseskala angeordnet ist.
Eine solche Vorrichtung, in der Technik kurz Mac Leod genannt, stellt eines der wenigen Instrumente dar, die die Messung des wirklichen Wertes eines niedrigen Gasdruckes in der Grössenordnung von 10 bis 5 mm Hg ermöglichen ohne Änderung in der Zusammensetzung des Gases. Ein solches Instrument ist
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Es ist jedoch sehr zeitraubend, ein Mac Leod, das als Normalinstrument zu verwenden ist, herzustellen und zu kalibrieren.
Von Fall zu Fall zeigt sich dann, dass das Instrument mit Skalen zu versehen ist, die weniger leicht abzulesen sind, weil bei Verwendung einer z. B. in cm und mm eingeteilten Skala, nicht ein cm der Skala einer ganzen Anzahl von Druckeinheiten entspricht (oft wählt man 10-n nun Hg als eine solche Einheit, n = eine ganze Zahl) und bei Verwendung mehrerer Skalen die Nullinien nicht auf ganzen Vielfachen von cm auseinanderlien, wodurch jede Skala gesondert angeordnet werden muss.
Die Erfindung gibt jetzt eine Lösung für die Aufgabe, ein Mac Leod herzustellen, da ohne vcjan- gehende Eichung vom Benützer eine gute und einfache absolute Druckablesung ermöglicht.
Nach der Erfindung sind die Volumina des Kompressionsraumes, des Übergangsraumes (der Übergangsräume) und der Kompressionskapillare bzw. deren Teile derart bemessen, dass auf der für jeden Druckereich vorhandenen Skala das Nullniveau in einem Abstand vom Niveau des geschlossenen Endes der Kompressionskapillare liegt, der ganzen bzw. halben Anzahlen von Zentimetern oder andern Masseinheiten entspricht, während ein Gasdruck von 10n mm Hg (n = ganze Zahl) einem Flüssigkeitsniveauunterschied von ganzen Vielfachen von Zentimetern oder andern Masseinheiten entspricht.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Mac Leod mit übersichtlichen, zuvor anzufertigenden Skalen, die unmittelbar eine richtige, absolute Ablesung ermöglichen, erhalten werden kann, wenn man den obigen Volumina besondere Aufmerksamkeit widmet und die Bemessung sorgfältig durchführt. Um die Möglichkeit zu erhalten, dabei den Kompressionsraum auf den richtigen Wert zu bringen, empfiehlt es sich, diesen Raum mit einem relativ kleinen Korrekturvolumen zu versehen, das mittels ge-
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neigter Röhren mit der Ober- und Unterseite des Kompressionsraumes verbunden ist.
Berechnungen zeigten, dass in der Tat eine richtige Bemessung der genannten Volumina die genannte Möglichkeit gestattete.
Die Erfindung wird an Hand eines konkreten Ausführungsbeispiels mit Zahlenwerten, die das Ergebnis von Berechnungen sind, näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt schematisch in Fig. l ein Mac Leod in Aufriss und in Fig. 2 einen Teil von Fig. 1 in vergrössertem Massstab.
Die Röhre 1 wird mit einem gasgefüllten Raum 2, in dem der Druck des Gases zu messen ist, verbunden.
Die gesamte Anordnung soll aufrechtstehend gedacht werden.
Die Röhre 1 ist an der Unterseite mit einem Rohr 3 verbunden, dessen unteres Ende in einen Behälter 4 reicht, der eine Manometerflüssigkeit 5 enthält.
Es hat sich gezeigt, dass reines Quecksilber die bestgeeignete Manometerflüssigkeit ist.
Das Rohr 3 ist mittels einer Tülle 6 mit einem Kompressionsraum 7 verbunden, der kurz"Kompres- sionskugel"genannt wird. 8 bezeichnet einen Korrekturraum, der mittels geneigter Röhren 9 und 10 mit der oberen und unteren Seite der Kugel 7 verbunden ist.
Das Volumen dieser Kugel soll gemäss der Erfindung einen ganz bestimmten Wert haben. Für den Glasbläser ist es schwierig, die Innenabmessungen dieser Kugel 7 innerhalb die erforderlichen Toleranzen zu bringen. Die Kugel 7 wird daher unterbemessen und ein Korrekturvolumen 8 verwendet, um das richtige Volumen zu erhalten. Die geneigten Röhren 9 und 10 verhüten Gaseinschlüsse im Quecksilber.
Auf der Oberseite ist die Kugel 7 mit einer Kapillare 11 verbunden, die aus drei Teilen 11a, llb und 11c mit verschiedenen Innendurchmessernd,d,d aufgebaut ist. welche Übergangsstellen 12a, 12b aufweisen. Zwischen Teil 11c und der Kompressionskugel 7 befindet sich eine Übergangsstelle 12c.
Mit 00'Oil 0 2 und 03 werden Nullinien bezeichnet.
Mit der Röhre 1 kommunizieren Vertikalröhren 15,16 und 17, Vergleichskapillaren genannt, über die geneigten Röhren 13 und 14.
Der Innendurchmesser der Röhre 15 ist gleich d., also gleich dem Innendurchmesser des Teiles 11 c der
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von Röhre 11 und der Innendurchmesser von Röhre 17 ist gleich d, also gleich dem Innendurchmesser vom Teilla von Röhre 11.
Diese Gleichheiten sind erwünscht, um Unterschiede in der Kapillardepression, die einen Fehler in der Höhe zwischen den Niveaus in den Röhren verursachen, zu vermeiden.
Neben den Röhren 11,17, 16,15 sind Skalen angeordnet, u. zw. eine quadratische zu Teil Ha von Röhre 11 gehörende Skala 18 und Linearskalen 19,20 und 21, die zu den Röhren 17, 16 und 15 gehören.
Alle Skalen sind auf einer Platte 22 angeordnet, die mit den Skalen als gesondertes Ganzes angefertigt werden kann, vorausgesetzt, dass die Volumina der Kugel 7, alle Kapillaren und die Übergangsvolumina genau bemessen werden.
Die rechte Skala 21 zeigt je cm 0, 1mm Hg an.
Die Skala 20 erstreckt sich von 0 bis 0, 135 mm Hg. Dabei werden 10. mm Hgjeweilsvon zwei cm angezeigt.
Die Skala 19 erstreckt sich von 0 bis zu 1, 1. 10- 2 mm Hg, wobei jeweils zwei cm 10-3 mm Hg anzeigen, und die quadratische Skala erstreckt sich von 0 bis 5. 1'0-3 mm Hg.
Es ist deutlich zu ersehen, dass diese Skalen sehr geschickt gewählt und äusserst übersichtlich sind.
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Volumen der Kompressionskugel 7 plus dem Korrekturraum 8 und dem Übergangsvolumen 12c = 484, 0 cm3 ;
Volumen des Teils der Kompressionskapillare mit dem kleinsten Durchmesser d1 = 0,0275 cas ;
Volumen des Übergangsraumes des letzteren Teiles der Kompressionskapillare nach dem Teil mit dem Innendurchmesser d = 0, 0135 cms ; Volumen des Teiles der Kompressionkapillare mit dem Innendurchmesser d2 = 0, 4085 emS ;
Volumen des Übergangsraumes letzteren Teiles der Kompressionskapillare nach dem Teil mit dem Innendurchmesser d = 0, 1795 cm3 ;
Volumen des Teiles der Kompressionskapillare mit dem Innendurchmesser ds = 6, 220 cms.
Die Wirkungsweise eines Mac Leads darf als bekannt vorausgesetzt werden.