DE221590C - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezweckt, Instrumente, welche aus dem Höhenstand einer in . einem Hohlkörper eingeschlossenen Flüssigkeitssäule Druckdifferenzen, Geschwindigkeiten 5 oder Mengen von Gas-, Dampf- und Flüssigkeitsströmen, Temperaturen u. dgl. erkennen lassen, mit einer Vorrichtung zu versehen, die eine kontinuierliche Registrierung des Höhenstandes der Flüssigkeitssäule gestattet;The present invention aims to provide instruments, which from the height of an in. a liquid column enclosed in a hollow body Detect pressure differences, speeds 5 or amounts of gas, vapor and liquid flows, temperatures and the like let to be provided with a device that a continuous registration of the Level of the liquid column permitted;

ίο sei es durch ununterbrochene Aufzeichnung der Höhenstandswerte, sei es durch Summierung dieser Einzelwerte durch ein Zählwerk.ίο be it through uninterrupted recording the level values, be it by adding up these individual values using a counter.

Es sind bereits Einrichtungen bekannt, welche die Fernanzeige und Registrierung des Höhenstandes von Flüssigkeitsspiegeln auf hydraulischem, magnetischem und elektrischem Wege bezwecken.There are already devices known, which the remote display and registration of the Level of liquid levels on hydraulic, magnetic and electric Aim at ways.

Dieselben unterscheiden sich größtenteils im wesentlichen von der vorliegenden Erfin-The same for the most part essentially differ from the present invention

ao dung dadurch, daß sie einen jederzeit zugänglichen Flüssigkeitsspiegel zur Voraussetzung haben, der durch zwangläufige Verbindung eines in der Flüssigkeitssäule befindlichen Körpers mit einem außerhalb des Flüssigkeitsbehälters befindlichen Bewegungsmechanismus und durch diesen mit dem Registrierapparat mittels Seile, Ketten oder sonstiger mechanischer Mittel .inao dung by the fact that it is accessible at all times Liquid level is a prerequisite, which is caused by the inevitable connection of a body located in the liquid column with a body located outside the liquid container Movement mechanism and through this with the recorder by means of ropes, Chains or other mechanical means .in

Verbindung gebracht wird, während die vorliegende Erfindung die kontinuierliche Registrierung der Veränderungen von Gas-, Dampf- und Flüssigkeitsmengen bezweckt, die in Hohlkörpern derart eingeschlossen sind, daß eine zwangläufige Verbindung eines hierin befindlichen Körpers mit einem außerhalb des Hohlkörpers befindlichen Registrierapparat durch ponderabile Materie nicht möglich oder nicht zweckdienlich ist.Associated while the present invention is the continuous registration the changes in gas, vapor and liquid quantities, the are enclosed in hollow bodies such that a positive connection of one therein located body with a recording device located outside the hollow body is not possible or not expedient due to ponderable matter.

Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen durch einen auf dem Flüssigkeitsspiegel schwimmenden permanenten Magneten ein außerhalb des Flüssigkeitsbehälters befindliches Gestänge mit paramagnetischen Massenteilchen den Veränderungen des Flüssigkeitsstandes entsprechend bewegt wird. Solche Vorrichtungen erfordern wegen der geringen Kraftwirkung permanenter Magnete, die in engen Behältern auf der Meßflüssigkeit schwimmend erhalten werden können, auf vorzüglich bearbeiteten Schneiden gelagerte Wagebalken. Derartige Apparate eignen sich höchstens für Laboratoriumsmessungen, nicht jedoch für technische Betriebe, in denen die Schneiden durch Erschütterungen u. dgl. leicht beschädigt werden. Außerdem setzen derartige Vorrich-Furthermore, devices are known in which one on the liquid level floating permanent magnet located outside the liquid container Linkage with paramagnetic mass particles the changes in the fluid level is moved accordingly. Such devices require because of the low force permanent magnets floating in narrow containers on the measuring liquid can be obtained, balance beams mounted on exquisitely machined cutting edges. Such Apparatus is only suitable for laboratory measurements, but not for technical operations in which the cutting edges are easily damaged by vibrations and the like will. In addition, such devices

tungen voraus, daß der Einfluß äußerer Magnetfelder gegenüber demjenigen des permanenten Magnetes verschwindend) gering ist, da sonst ganz beträchtliche Meßfehler herbeigeführt werden.It is assumed that the influence of external magnetic fields compared to that of permanent Magnet disappearing) is small, otherwise quite considerable measurement errors will be caused will.

Endlich sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen !ein in den Flüssigkeitsbehälter gebrachter Widerstandsdraht bei der Bewegung der Meßflüssigkeit von dieser mehr oder weniger überbrückt wird, wodurch der Ohmsche Widerstand eines elektrischen Stromkreises entsprechende Veränderungen erfährt. Die hierdurch verursachten Stromschwankungen, welche durch elektrische Meßgeräte registriert werden sollen, sind jedoch sehr klein, so daß solche Vorrichtungen höchstens zur Fernanzeige, nicht jedoch zur Ingangsetzung technischer Registriervorrichtungen benutzt werden können. Bei Beurteilung solcher VorrichtungenFinally, devices are also known in which a Resistance wire in the movement of the measuring liquid from this more or less is bridged, creating the ohmic resistance of an electrical circuit undergoes corresponding changes. The current fluctuations caused by this, which are to be registered by electrical measuring devices, however, are very small, so that Such devices at most for remote display, but not for starting technical ones Registration devices can be used. When assessing such devices

ao ist auch zu beachten, daß gerade die für diese am besten geeigneten Widerstandsmaterialien durch die leitende Meßflüssigkeit (z. B. Quecksilber) in ihren chemischen bzw. elektrischen Eigenschaften sehr leicht verändert werden. Man hat daher bei praktischen Aus-. führungen vorgezogen, in den nicht leitenden " Flüssigkeitsbehälter stromführende Kontakte in bestimmten Abständen voneinander einzuschmelzen, zwischen denen Widerstände größerer Ohmzahl außerhalb der Meßflüssigkeit liegen und die sich in Serienschaltung in einem elektrischen Stromkreise befinden. Durch die leitende Meßflüssigkeit werden bei Berührung zweier Kontakte die zwischen denselben befindlichen Widerstände kurzgeschlossen. Die durch derartige Vorrichtungen möglichen Stromschwankungen sind der Messung nunmehr zu-. gänglicher. Diese Verbesserung erfolgt jedoch auf Kosten der Genauigkeit des Meßverfahrens; denn an Stelle der kontinuierlichen Registrierung wird eine absatzweise gesetzt; außerdem tritt bei Kurzschließen einzelner Widerstandsstufen eine Oxydation und damit eine unerwünschte Verunreinigung der Meßflüssigkeit ein. Von den Mängeln dieser bekannten Vorrichtungen frei ist die vorliegende Erfindung. Das Prinzip der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet daß auf der Meßflüssigkeitao it should also be noted that precisely the resistor materials that are most suitable for this through the conductive measuring liquid (e.g. mercury) in its chemical or electrical Properties can be changed very easily. One has therefore with practical training. guided tours preferred, in the non-executive ones "Melting liquid containers with current-carrying contacts at certain distances from one another, between which resistances with a larger number of ohms lie outside the measuring liquid and which are connected in series in one electrical circuits. Through the When two contacts touch, the liquid between them becomes conductive Resistors short-circuited. The possible current fluctuations caused by such devices are now allowed to measure. more accessible. However, this improvement occurs at the expense of the accuracy of the measurement process; because instead of the continuous registration a paragraph is set; aside from that If individual resistance levels are short-circuited, oxidation occurs and thus an undesired one Contamination of the measuring liquid. Of the shortcomings of these known devices the present invention is free. The principle of the establishment is through this marked that on the measuring liquid

' schwimmend Oder freitragend eine feste, flüssige oder gasförmige Substanz angeordnet wird, die selbst, ohne Zwischenschaltung einer Übertragungsvorrichtung, infolge der Bewegungen der Flüssigkeitssäule den Widerstand'' a solid, liquid or gaseous substance is arranged floating or self-supporting, which itself, without the interposition of a transmission device, as a result of the movements the resistance of the column of liquid

eines elektrischen Stromkreises verändert, sei es durch Änderung der Kapazität C oder derof an electrical circuit, be it by changing the capacitance C or the

. Induktanz L, sei es durch gleichzeitige Änderung dieser beiden Größen.. Inductance L, be it by changing these two quantities at the same time.

Die durch diese Änderung des Widerstandes W entstehenden Strom- und Spannungsschwan- ■ küngen, die ein Maß für den jeweiligen Höhenstand der Flüssigkeitssäule sind, werden durch ein registrierendes Amperemeter, Voltmeter oder Wattmeter kontinuierlich aufgezeichnet.The current and voltage fluctuations resulting from this change in the resistance W , which are a measure of the respective height of the liquid column, are continuously recorded by a recording ammeter, voltmeter or wattmeter.

In jenen Fällen, in welchen Gas-, Dampf-: und Flüssigkeitsmengen oder Mittelwerte von Druckdifferenzen, Geschwindigkeiten, Temperaturen u. dgl. für eine bestimmte Zeitperiode festgestellt werden sollen, kann in den Stromkreis, dessen Widerstand durch die Bewegung der Meßflüssigkeit bzw. durch die über der Meßflüssigkeit befindliche, des näheren bereits gekennzeichnete Substanz geändert wird, ein Volt-, Ampere- oder Wattstundenzähler eingebaut werden, der in Stunden = Kilogramm, Stunden = Kubikmeter o. dgl. geeicht ist.In those cases in which gas, vapor: and liquid quantities or mean values of Pressure differences, speeds, temperatures and the like for a certain period of time to be determined can be in the circuit, its resistance by the movement the measuring liquid or by the one above the measuring liquid, the closer already marked substance is changed, a volt, ampere or watt-hour meter is installed which is calibrated in hours = kilograms, hours = cubic meters or the like.

Dieser Konstruktionsgedanke läßt sich in mannigfacher Weise ausführen. Es seien daher einige besonders praktische Ausführungs- \ formen des Beispiels halber spezieller erläutert. This design concept can be implemented in many ways. There are therefore some particularly practical embodiments of the example are explained in more detail.

Das in Fig. 1 gezeichnete U-förmig gebogene Rohrstück, welches die Meßflüssigkeit enthält, zeigt in dem einen Schenkel auf der Meßflüssigkeit schwimmend einen Stahlstift s, der zur Vermeidung einer Verunreinigung der Meßflüssigkeit und zur Verringeruug der Reibung zwischen dieser und Stifts in eine Glasrohre o. dgl. eingeschmolzen sein kann. Statt des Stahlstiftes kann auch eine andere Substanz von größerer oder geringerer Permeabilität als die Meßflüssigkeit gewählt werden, z. B. paramagnetische Lösungen eines Eisen- oder Nickelsalzes, Stahlspäne u. dgl. Es wird nun weiterhin über den Schenkel, welcher diese Substanz enthält, eine Spule geschoben und mit einer '■ Stromquelle verbunden, die in der Spule ein nach Richtung und Intensität oder ein ledig- *°o lieh nach Richtung und Intensität veränderliches magnetisches Feld erzeugt.The U-shaped bent pipe section shown in Fig. 1, which contains the measuring liquid, shows in one leg a steel pin s floating on the measuring liquid, which is inserted into a glass tube or the like to avoid contamination of the measuring liquid and to reduce the friction between it and the pin . Like. Can be melted down. Instead of the steel pin, another substance of greater or lesser permeability than the measuring liquid can be selected, e.g. B. paramagnetic solutions of an iron or nickel salt, steel chips u. The like. It will now be further over the leg which contains this substance, pushed a coil and connected to a '■ current source in the coil a on the direction and intensity, or a single- * ° o generated magnetic field variable in direction and intensity.

Je weiter der Stahlstift in die Spule durch ^ die Meßflüssigkeit hineingeschoben wird, desto größer wird die Selbstinduktion und damit ^l°S der WiderstandThe further the steel pin in the coil by ^ the measurement liquid is pushed, the greater the inductance and thus the resistance ^l S °

w —w -

der Spule, während im gleichen Verhältnis der Strom im Stromspulenkreis sinkt, gleichbleibende zugeführte Spannung vorausgesetzt. Bei gleichbleibendem Strom steigt der Spannungsabfall im gleichen Verhältnis wie der Widerstand W. the coil, while the current in the current coil circuit drops in the same ratio, provided that the voltage supplied remains constant. If the current remains the same, the voltage drop increases in the same proportion as the resistance W.

Ein wie in Fig. i, 2 und 3 angeschlossenes registrierendes Voltmeter, Amperemeter bzw. Wattmeter gibt somit fortlaufend eine Aufzeichnung über den Stand des Stahlstiftes zur iaoA connected as in Fig. I, 2 and 3 Registering voltmeter, ammeter or wattmeter thus continuously gives a record about the status of the steel pen at the iao

Spule und damit über den Stand der Meßflüssigkeit. Coil and thus the level of the measuring liquid.

Es steht natürlich nichts im Wege, die Drosselspule auch so auszuführen, daß der in der Röhre befindliche Stift etwa wie in Fig. 4 das Schlußstück einer ohnehin eisenbehafteten Drossel bildet oder, daß an Stelle der Drosselspule wie in Fig. 5 und 6 ein Transformator verwendet wird, der zweispulig oder als Auto-ίο transformator mit nur einer Spule ausgeführt ist, wobei es sich außerdem noch gleichbleiben mag, ob die Spulen um den außerhalb der Röhre gelegenen Eisenkern oder um die Röhre selbst gelegt sind.Of course, nothing stands in the way of designing the choke coil in such a way that the in The pin located in the tube is roughly as in Fig. 4 the end piece of an already iron-core Choke forms or that instead of the choke coil as in FIGS. 5 and 6, a transformer the two-coil or auto-ίο transformer with only one coil is used is, and it may also remain the same whether the coils around the outside of the Iron core located in the tube or around the tube itself.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß man in oder über die Meßflüssigkeit einen gasförmigen, flüssigen oder festen Isolator C auf der einen Seite einer aus schlecht leitendem Material bestehenao den U-Röhre bringt, darüber die Innenwand des Rohrstückes mit einem leitenden Belag B versieht, der mit der einen Klemme einer Stromquelle verbunden ist, während die zweite Klemme derselben an die Meßflüssigkeit gelegt wird (Fig. 7). Je nach dem Stand der letzteren würde eine mehr oder weniger große Fläche von C mit B in Berührung sich befinden. Der hieraus resultierende variable Ladestrom gibt ein Maß für die Veränderung des WiderstandesA further embodiment of the invention is given in that a gaseous, liquid or solid insulator C is placed in or over the measuring liquid on one side of a U-tube made of poorly conductive material, and the inner wall of the pipe section with a conductive coating B over it provides, which is connected to one terminal of a power source, while the second terminal of the same is placed on the measuring liquid (Fig. 7). Depending on the state of the latter, a more or less large area of C would be in contact with B. The resulting variable charging current is a measure of the change in resistance

CwCw

und damit ein Maß für den Höhenstand der Meßflüssigkeit.and thus a measure of the level of the measuring liquid.

Um von Spannungsschwankungen der zurTo avoid voltage fluctuations in the for

. Verfügung stehenden Stromquellen unabhängig zu sein, werden Spannungsausgleicher vor die Meßorgane der elektrischen Stromkreise eingebaut,, z. B. selbstregelnde Widerstände (Eisenwiderstände 0. dgl.), die ihren eigenen Widerstandswert den äußeren Spannungsschwankungen entsprechend verändern und diese damit kompensieren. Bei den zur Verwendung kommenden registrierenden Voltmetern, Amperemetern und Wattmetern wird die Spannung, der Strom bzw. die elektrische Energie, welche dem normalen Stand der Meßflüssigkeit des außer Betrieb befindlichen Instrumentes entspricht, unterdrückt, d. h. bei diesen Spannungs-, Strom- oder Wattwerten läuft die Schreibfeder auf der Nullinie des Meßpapiers der elektrischen Instrumente.. To be independent of the available power sources, voltage equalizers are placed in front of the Measuring organs of the electrical circuits built in ,, z. B. self-regulating resistors (iron resistors 0 compensate. With the voltmeters, ammeters and wattmeters that are used, the the current or the electrical energy, which the normal level of the measuring liquid of the corresponds to an out-of-service instrument, suppressed, d. H. at these voltage, For current or watt values, the pen runs on the zero line of the measuring paper of electrical instruments.

In ähnlicher Weise geschieht dies bei Zählern, welche in die Stromkreise in gleicher Weise einzubauen sind wie die Registrierinstrumente, sei es, daß dieselben so eingestellt .werden, daß sie erst bei einem bestimmten Spannungs-, Strom-, oder Wattwert anlaufen, sei es, daß man auf den Zähleranker zwei entgegengesetzt gerichtete Drehmomente wirken läßt, die sich bei normalem Stand der Meßflüssigkeit das Gleichgewicht halten, von denen aber das eine überwiegt, sobald sich der Meßflüssigkeitsstand und damit die Spannungs-, Strom- oder Wattverhältnisse des elektrischen Stromkreises ändern.This happens in a similar way with meters, which are in the circuits in the same Installed in the same way as the recording instruments, be it that they are set in this way .be that they only start at a certain voltage, current or watt value, be it that you can act on the counter armature two oppositely directed torques, which are in the normal state of Measuring liquid keep the equilibrium, of which one predominates as soon as it is the measuring liquid level and thus the voltage, current or wattage of the electrical Change circuit.

Fig.' 8 läßt dies an einem Beispiel erkennen. Wird die Spannung E des Stromkreises konstant gehalten, so ist als Registrierinstrument ein Amperemeter oder Wattmeter zu verwenden. Mit den Stromspulen dieser Instrumente hintereinander geschaltet ist das eine der beiden Systeme, z. B. L des Zählers, während das System R Von der Spannung E erregt wird. Der Aufbau der beiden Systeme des Zählers ist derart durchgeführt, daß der durchfließende Strom in jedem System für sich zwei Magnetfelder erzeugt, die zeitlich und räumlich um einen bestimmten Winkel gegeneinander verschoben sind und in Kombination mit den entsprechenden in der Scheibe 5 induzierten Wirbelstromfeldern ein Drehmoment auf den beweglichen Teil des Apparates ausüben. Fig. ' 8 shows this in an example. If the voltage E of the circuit is kept constant, an ammeter or wattmeter should be used as a recording instrument. With the power coils of these instruments connected in series, this is one of the two systems, e.g. B. L of the counter, while the system R is energized by the voltage E. The construction of the two systems of the meter is carried out in such a way that the current flowing through each system generates two magnetic fields, which are shifted temporally and spatially by a certain angle and a torque in combination with the corresponding eddy current fields induced in the disk 5 exercise the moving part of the apparatus.

Bei normalem Meßflüssigkeitsstand (in Fig. 8 liegt hierbei der Stahlkern vollständig in der Drosselspule) werden diese beiden Drehmomente so abgeglichen, daß sie sich das Gleichgewicht halten. Tritt nun der Stahlstift bei Steigen go der Flüssigkeit im rechten Rohrschenkel aus der Spule heraus, so wird der Widerstand W derselben immer kleiner, der Strom in ihr im gleichen Verhältnis immer größer, wenn E konstant gehalten wird. ' Im gleichen Maße wird das Drehmoment des Systems L größer, der Zähler wird also durch das System L in Bewegung versetzt. Die Umdrehungen werden durch ein Zählwerk registriert, das bei Multiplikation mit einer empirisch gefundenen Konstante Stunden = Kilogramm, Stunden =' Kubikmeter u. dgl. abzulesen gestattet.When the measuring fluid level is normal (in FIG. 8 the steel core lies completely in the choke coil), these two torques are balanced so that they are in equilibrium. If the steel pin now emerges from the coil when the liquid rises in the right pipe limb, the resistance W of the coil becomes smaller and smaller, the current in it increases in the same ratio, if E is kept constant. The torque of the system L increases to the same extent, so the counter is set in motion by the system L. The revolutions are registered by a counter which, when multiplied by an empirically found constant, allows hours = kilograms, hours = cubic meters and the like to be read off.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:Patent-to sayings: i. Vorrichtung zur kontinuierlichen Registrierung des Höhenstandes von in Hohlkörpern eingeschlossenen Flüssigkeitssäülen, bei welcher die Kapazität oder Induktanz des die Registriervorrichtung enthaltenden Stromkreises durch einen von der Flüssigkeitssäule bewegten Körper geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser auf der Flüssigkeit schwimmend oder freitragend angeordnete, aus einer festen, flüssigen oder gasförmigen Substanz bestehende Körper (s bzw. C) selbst entweder die magnetische Leitfähigkeit des Kraftlinienweges einer Induktionsvorrichtung oder die Dicke der dielektrischen Schicht eines Kon- iaoi. Device for the continuous registration of the height of liquid columns enclosed in hollow bodies, in which the capacitance or inductance of the circuit containing the recording device is changed by a body moved by the liquid column, characterized in that this body is arranged floating or cantilevered on the liquid, consists of a solid, liquid or gaseous substance (s or C) itself either the magnetic conductivity of the path of the force lines of an induction device or the thickness of the dielectric layer of a Kon- iao densators verändert, so daß die durch die Bewegung dieses Körpers verursachten Strom-, Spannungs- oder Wattschwankungen durch elektrische Registrierinstrumente aufgezeichnet werden.
. capacitors changed so that the current, voltage or watt fluctuations caused by the movement of this body are recorded by electrical recording instruments.
. 2. Eine Vorrichtung nach Anspruch i, bei welcher außerdem durch Elektrizitätszähler die Strom-, Spannungen oder Wattschwankungen registriert und durch ein • Zählwerk summiert werden, das unter Be- Ίο riicksichtigung einer empirisch gefundenen Konstante Ablesungen von Stunden = Kilogramm, Stunden = Kubikmeter u. dgl. gestattet. 2. An apparatus according to claim i, further comprising electricity meters the current, voltage or watt fluctuations registered and through a • Counter are totaled, taking into account an empirically found Constant readings of hours = kilograms, hours = cubic meters and the like are permitted. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings. BEItLlN. GEDRUCKT IN DER RCICHSDRUCKEREf.BEITLlN. PRINTED IN THE RCICHSDRUCKEREf.