DE4039691A1 - Analogue liq. density measuring device - esp. for continuously measuring electrolyte density e.g. in accumulator - Google Patents
Analogue liq. density measuring device - esp. for continuously measuring electrolyte density e.g. in accumulatorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum analogen Messen der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere in elektro lytischen Zellen, wie Akkumulatoren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an apparatus for analog Measuring the density of liquids, especially in electro lytic cells, such as accumulators, according to the preamble of Claim 1.
Zum Messen der Dichte bzw. des spezifischen Gewichtes einer Flüssigkeit werden aus einem Schwimmkörper und einem Skalen rohr bestehende Aräometer in die zu messende Flüssigkeit ein getaucht. Je nach der Eintauchtiefe dieses Meßgerätes kann dann an der nach Dichtegraden unterteilten Skala auf der Höhe der Flüssigkeitsoberfläche das spezifische Gewicht und damit die Dichte der Flüssigkeit abgelesen werden. Dabei taucht das Aräometer in eine leichtere Flüssigkeit tiefer ein als in eine schwerere. Vor allem bei elektrolytischen Zellen, wie insbe sondere Akkumulatoren, deren Leistung auch von der Dichte der Zellenflüssigkeit abhängig ist, ist eine kontinuierliche Überwachung zur Beobachtung des Lade- und Entladevorganges wünschenswert. Mit einem üblichen Aräometer lassen sich aber solche Überwachungen, wenn überhaupt, nur umständlich und zeit aufwendig durchführen, da hierzu das Aräometer meist nicht in die Flüssigkeit einsetzbar und die Flüssigkeitsoberfläche zum Ablesen der Skala auch nicht einsehbar ist.For measuring the density or the specific weight of a Liquid is made up of a float and a scale pipe existing hydrometer into the liquid to be measured submerged. Depending on the immersion depth of this measuring device then on the height-subdivided scale the specific gravity of the liquid surface and thus the density of the liquid can be read. It dives Are the hydrometer deeper into a lighter liquid than into one heavier. Especially with electrolytic cells, such as esp special accumulators, the performance of which depends on the density of the Cellular fluid is continuous Monitoring to observe the charging and discharging process desirable. But with a usual hydrometer such surveillance, if at all, only cumbersome and time perform complex, since the hydrometer is usually not in the liquid can be used and the liquid surface for Reading the scale is also not visible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zur Dichtemessung von Flüssigkeiten, insbesondere in elektrolytischen Zellen, zu schaffen, die eine kontinuierliche Dichtebestimmung mit erleichterter Erfassung der Dichtegrade ermöglicht.The invention is therefore based on the object, a Vorrich device for density measurement of liquids, especially in electrolytic cells, to create a continuous Density determination with easier recording of the degrees of density enables.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale dieses Patentanspruches gelöst.This task is done with a device according to the preamble of claim 1 in accordance with the invention solved the features of this claim.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen dieser Erfindung sind in Unteransprüchen beansprucht.Advantageous further developments of this invention are in Claimed claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und an jedem Behälter mit einer zu kontrollierenden Flüssigkeit anbringbar, ohne daß dadurch ein Zugang zum Behälterinneren notwendig ist, weil das das Meßgerät aufnehmende Meßgefäß ständig mit der zu kontrollierenden Behälterflüssigkeit in Verbindung steht. Durch den Einsatz eines Niveauschwimmers wird eine Bezugseinrichtung für die Skalenablesung bzw. für die zu übertragenden Dichtegrade in eine höhere den zweckmäßigen Verhältnissen entsprechende Lage verlegt. Dabei gewährleistet dieser Niveauschwimmer dieselbe Anzeigegenauigkeit, wie die Flüssigkeitsoberfläche als Bezugspunkt, weil die nach oben verlegte Bezugseinrich tung sich in Übereinstimmung mit der Flüssigkeits oberfläche anhebt und absenkt und dadurch derartige, zum Beispiel durch Verdunstung, Entnahme, Nachfüllen der Flüssigkeit bedingte Veränderungen aufgefangen werden. The device according to the invention is simple and on everyone Container with a liquid to be checked can be attached, without the need to access the inside of the container, because the measuring vessel receiving the measuring device is always with of the container fluid to be checked stands. By using a level float a reference device for reading the scale or for the degrees of density to be transferred to a higher den appropriate situation appropriate location relocated. This level float ensures the same Display accuracy as the liquid surface as Reference point because the reference device moved upwards tion in accordance with the liquid raises and lowers the surface and thereby for example by evaporation, removal, refilling changes caused by the liquid are absorbed.
So kann mit Hilfe eines Niveauschwimmers bei einer ein fachen Ausführungsform der Erfindung die Ableseskala an einem verlängerten Schwimmkörperschaft entsprechend höher und gut einsehbar angebracht werden, um dadurch das Ablesen der Dichtegrade zu erleichtern. Ebenso können an dieser Schaftverlängerung oder an einem ge eigneten Schaftaufsatz andere Markierungen für eine mechanische, optische oder elektrische Abnahme und Übertragung der Meßwerte vorgesehen sein.So with the help of a level float at one fold embodiment of the invention, the reading scale on an extended floating body accordingly to be placed higher and so that it can be seen facilitate reading of the degrees of density. As well can on this shaft extension or on a ge are suitable for other markings mechanical, optical or electrical acceptance and Transmission of the measured values can be provided.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird er reicht, wenn die vom Schwimmkörper ausgehende Vertikal bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt und dadurch der Einsatz eines Zeigerinstrumentes zum direkten Ab lesen, eines Potentiometers od. dgl., zur Fernüber tragung der Dichtegrade ermöglicht wird. Beispielsweise kann mit einer auf dem Niveauschwimmer abgestützten Schlitzplatte, durch die eine auf dem Schwimmkörper schaft aufgesetzte Lamellenwendel geführt wird, dieses Ziel in zweckmäßiger Weise verwirklicht werden. Die dadurch erwirkten Drehbewegungen lassen sich auf ein Meßinstrument, wie Zeigerinstrument oder Potentiometer, direkt übertragen und so die den Dichtegraden entspre chenden mechanischen Drehwinkelstellungen auswerten.It will be a particularly advantageous embodiment is sufficient if the vertical originating from the floating body movement converted into a rotary movement and thereby the use of a pointer instrument for direct ab read, a potentiometer or the like, for remote carrying the density degrees is made possible. For example can be supported by a level float Slotted plate through which one on the float shaft attached lamella spiral is guided, this Objective to be achieved in an appropriate manner. The resulting rotary movements can be Measuring instrument, such as pointer instrument or potentiometer, transmitted directly and thus corresponds to the degrees of density Evaluate the appropriate mechanical angle of rotation positions.
Befindet sich der Niveauschwimmer in einem unrunden Meßgefäß, das sich am besten mit einer planen Seiten fläche an einer Behälterwand abgedichtet anbringen läßt, so kann er durch eine angepaßte Querschnittsform gegen Drehung gesichert frei schwimmend in dem Meßge fäß untergebracht werden. Eine formschlüssige Ver bindung zur Bezugseinrichtung, wie Schlitzplatte, verhindert auch an dieser jegliche drehende Bewegung.The level float is in a non-circular Measuring vessel that works best with a flat side Attach the surface to a container wall in a sealed manner leaves, it can by an adapted cross-sectional shape secured against rotation freely floating in the Meßge barrel. A positive Ver binding to the reference device, such as slotted plate, prevents any rotating movement on this too.
Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, den Schwimm körperschaft-Aufsatz, wie die Lamellenwendel, über ein drehbares Übertragungsorgan mit Längsführungen zur Auf nahme der Vertikalverschiebungen des Schaft-Aufsatzes mit dem Meßinstrument, wie Zeigerinstrument, Poten tiometer od. dgl., zu verbinden.The swimming has also proven to be advantageous corporation attachment, like the lamella spiral, over one rotatable transmission element with longitudinal guides for opening taking the vertical displacements of the shaft attachment with the measuring instrument, such as pointer instrument, poten tiometer or the like. To connect.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels zum Messen der Flüssigkeitsdichte in einem Akkumulator, das auch in der Zeichnung schema tisiert dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:The invention is based on an Ausfüh Example for measuring the liquid density in an accumulator, which is also shown in the drawing is shown tized, described in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Meßgefäß mit abgetrenntem Oberteil, das mit einer leichten Flüssigkeit gefüllt ist, Fig. 1 is a vertical section through a measuring vessel with a separate upper part, which is filled with a light liquid
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch diesen Oberteil, Fig. 2 is a vertical section through this shell,
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 3 is a cross section along the line III-III of Fig. 1,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch das mit schwererer Flüssigkeit gefüllte Meßgefäß, Fig. 4 is a vertical section through the measuring vessel filled with heavier fluid,
Fig. 5 das Oberteil zum Meßgefäß gemäß Fig. 4 und Fig. 5 the top part of the measuring vessel according to FIG. 4 and
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5. Fig. 6 shows a section along the line VI-VI of Fig. 5.
Die dargestellte Meßvorrichtung zeigt ein mit einer Batteriezelle 1 mittels Verbindungsöffnungen 2 ver bundenes Meßgefäß 3, das niveaugleich mit der Flüssig keit der Batteriezelle gefüllt und dessen Oberfläche mit 4 bezeichnet ist. In diese Flüssigkeit taucht ein Aräometer 5 mit seinem Schwimmkörper 6 ein. Sein Schaft 7 ragt mit seinem oberen Ende 8 auch in seiner größten Eintauchtiefe (Fig. 1) über den Flüssigkeits spiegel 4 hinaus. Darauf sitzt ein von Radialrippen 9 gebildeter Aufsteckfuß 10 eines Schaft-Aufsatzes 11 in Form einer Lamellenwendel 12, an deren Ende 13 seitlich abstehende Gleitzapfen 14 vorgesehen sind, die in Längsführungen 17 eines Übertragungsrohres 16 als Übertragungsorgan 15 eingreifen und darin verschiebbar sind. Das Übertragungsrohr wird somit durch die Lamellen wendel in Drehung versetzt, andererseits kann es die Höhenverstellungen der Lamellenwendel und damit des Schwimmkörpers 6 aufnehmen. In einen Rohrkopf 18 des Übertragungsrohres greift eine Drehachse 20 eines Meßinstrumentes 21 ein (Fig. 2), das ein ablesbares Zeigerinstrument, ein Potentiometer oder ein anderes die Drehwinkelstellungen des Übertragungsorgans an gebendes Instrument sein kann. Ein Querbolzen 22 verbindet dazu das Übertragungsrohr drehsicher mit dem Meßinstrument, das beispielsweise von einer Konsole 23 getragen auf einem Randflansch 24 des Meßgefäßes 3 gelagert ist. Um die Lamellenwendel 12 bei Veränderung der Eintauchtiefe des Schwimmkörpers 6 in Drehung zu versetzen, wird sie durch eine Schlitzplatte 27 geführt, deren Führungsschlitz 28 gegen Drehung gesichert ist. Dazu wird die Schlitzplatte von gegenüberliegenden Stützstäben 29 getragen, die auf einem Niveauschwimmer 30 aus einem Hohlkasten 31 mit einer zentralen Durchfüh rung 32 für den Schwimmkörperschaft 7 abgestützt sind. Dieser Niveauschwimmer liegt auf der Flüssigkeits oberfläche 4 frei schwimmend auf. Da das Meßgefäß im Querschnitt unrund, beispielsweise quadratisch ausge bildet ist (Fig. 3) und auch der Niveauschwimmerhohlkasten dieser Querschnittsform angepaßt ist, kann er nur seine Höhenlage verändern und dadurch entspre chend seiner Aufgabe sich dem jeweiligen Flüssigkeits stand im Meßgefäß anpassen. Dadurch wird auch die Schlitzplatte in ihrer Höhenlage in Übereinstimmung mit dem Flüssigkeitsstand in Vertikalrichtung verscho ben, unabhängig davon, ob sich der Flüssigkeitsspiegel, z. B. infolge Entnahme, Auffüllen oder Verdunstung der Zellenflüssigkeit, verändert. Der Niveauschwimmer ist auch so ausgebildet, daß er möglichst wenig in die Flüssigkeit eintaucht und daher auch seine Eintauchtiefe in bezug auf die Flüssigkeitsdichte vernachlässigt werden kann. Dem Niveauschwimmer 30 ist also die Schlitzplatte 27 und mit ihr eine Bezugseinrichtung 35 zugeordnet, die den für die Bestimmung der Meßwerte maßgeblichen Bezugspunkt von der Flüssigkeitsoberfläche 4 in eine höhere Lage verlegt.The measuring device shown shows a ver with a battery cell 1 by means of connection openings 2 connected measuring vessel 3 , the same level filled with the liquid speed of the battery cell and the surface is designated by 4. A hydrometer 5 with its float 6 is immersed in this liquid. His shaft 7 protrudes with its upper end 8 in its greatest immersion depth ( Fig. 1) on the liquid mirror 4 also. On top of this sits a plug-on foot 10, formed by radial ribs 9 , of a shaft attachment 11 in the form of a lamellar coil 12 , at the end 13 of which laterally projecting sliding pins 14 are provided, which engage in longitudinal guides 17 of a transmission tube 16 as transmission element 15 and can be displaced therein. The transmission tube is thus set in rotation by the lamella helix, on the other hand it can accommodate the height adjustments of the lamella helix and thus the float 6 . In a tube head 18 of the transmission tube, an axis of rotation 20 of a measuring instrument 21 engages ( FIG. 2), which can be a readable pointer instrument, a potentiometer or another which gives the rotational angle positions of the transmission element to the instrument. For this purpose, a cross bolt 22 connects the transmission tube in a rotationally secure manner to the measuring instrument, which, for example, is supported by a bracket 23 and is mounted on an edge flange 24 of the measuring vessel 3 . In order to set the lamella coil 12 in rotation when the immersion depth of the floating body 6 changes, it is guided through a slotted plate 27 , the guide slot 28 of which is secured against rotation. For this purpose, the slotted plate is carried by opposite support rods 29 , which are supported on a level float 30 from a hollow box 31 with a central passage 32 for the float body 7 . This level float is floating on the liquid surface 4 . Since the measuring vessel is out of round in cross-section, for example, is square ( Fig. 3) and the level float hollow box is adapted to this cross-sectional shape, it can only change its height and accordingly adjust its task to the respective liquid in the measuring vessel. As a result, the slotted plate is ben in its vertical position in accordance with the liquid level in the vertical direction, regardless of whether the liquid level, for. B. changed due to removal, filling or evaporation of the cell fluid. The level float is also designed so that it is immersed as little as possible in the liquid and therefore its immersion depth can also be neglected in relation to the liquid density. The level float 30 is thus assigned the slotted plate 27 and with it a reference device 35 , which moves the reference point, which is decisive for the determination of the measured values, from the liquid surface 4 to a higher position.
Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann wie folgt zum Einsatz kommen. In Fig. 1 befindet sich der Schwimmkör per 6 in einer leichten Flüssigkeit, z. B. seiner tief sten Stellung, was bedeutet, daß die Zellenflüssigkeit die geringste mögliche Dichte aufweist. Erhöht sich im Laufe der Zeit die Flüssigkeitsdichte, dann steigt der Schwimmkörper hoch, bis er unter Umständen seine höchste Stellung (Fig. 4) erreicht. Mit ihm wird auch die Lamellenwendel 12 angehoben und durch die Schlitz platte 27 in Drehung versetzt. Das gegen eine Vertikal bewegung fixierte Übertragungsrohr 16 dreht sich eben falls mit und betätigt hierdurch das Meßinstrument 21, z. B. ein Zeigerinstrument, dessen Zeiger die zutreffende Dichtezahl angibt. Der Schwimmkörper bzw. dessen Auf trieb ist so ausgelegt, daß er bei der der jeweiligen Flüssigkeit entsprechenden größten Flüssigkeitsdichte noch unterhalb des Niveauschwimmers 30 verbleibt (Fig. 4). In dieser Hochstellung ist auch die Lamellenwendel 12 durch die Schlitzplatte 27 geschoben und unter Drehung in entsprechendem Ausmaß in das Übertragungsrohr (Fig. 5) eingedrungen. Die Wendelung und die gesamte Wendellänge der Lamellenwendel werden ebenfalls so ausgebildet, daß damit der gesamte für eine bestimmte Flüssigkeit zutreffende Höhenbereich sowie auch die für das einzu setzende Meßinstrument notwendigen Drehbewegungen abgedeckt sind. Somit ermöglicht der Niveauschwimmer 30, daß oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche eine Bezugs einrichtung 35, z. B. eine Schlitzplatte 27 für Dreh bewegungen, zum unmittelbaren oder mittelbaren Ablesen oder zur Fernübertragung der Dichtegrade und damit für eine kontinuierliche Überwachung einer Flüssigkeit geschaffen werden kann. The measuring device according to the invention can be used as follows. In Fig. 1, the float by 6 is in a light liquid, e.g. B. its deepest position, which means that the cell fluid has the lowest possible density. If the liquid density increases over time, the float rises until it may reach its highest position ( Fig. 4). With it, the lamella coil 12 is raised and through the slot plate 27 rotated. The fixed against a vertical movement transmission tube 16 just rotates with and thereby actuates the measuring instrument 21 , z. B. a pointer instrument whose pointer indicates the applicable density number. The float or its drive is designed so that it remains below the level float 30 at the greatest liquid density corresponding to the respective liquid ( FIG. 4). In this high position, the lamella coil 12 is also pushed through the slotted plate 27 and penetrated into the transmission tube ( FIG. 5) to a corresponding extent. The helix and the entire helix length of the lamellar helix are also designed so that the entire height range applicable to a specific liquid and also the rotary movements necessary for the measuring instrument to be used are covered. Thus, the level float 30 allows a reference device 35 , for. B. a slotted plate 27 for rotary movements, for direct or indirect reading or for remote transmission of the degrees of density and thus for continuous monitoring of a liquid can be created.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das Meßgefäß auch einen anderen als quadratischen Querschnitt aufweisen und auch direkt in eine Batteriezelle eingesetzt sein. Der Niveauschwimmer braucht in seiner Querschnittsform dann nicht der Meßgefäß-Form angepaßt zu sein, wenn zusätzlich am Gefäß angreifende Fortsätze ihn gegen Drehung sichern. Der Schwimmkörperschaft-Aufsatz kann beispielsweise auch eine Schaftverlängerung oder ein Aufsetzstab mit entsprechend hochgesetzter Dichtegrad- Skala sein, wenn nur ein erleichtertes Ablesen erreicht werden soll. Aber auch die Umwandlung in eine Dreh bewegung läßt sich ebenfalls auf andere Weise als durch eine Lamellenwendel erreichen. Beispielsweise könnte eine in ein Zahnrad eingreifende Zahnstange diese Aufgabe erfüllen.The invention is not based on the illustrated embodiment limited. So can the measuring vessel too have a cross-section other than square and also be inserted directly into a battery cell. The level float needs in its cross-sectional shape then not to be adapted to the shape of the measuring vessel, if additional projections attacking the vessel against him Secure rotation. The floating body attachment can for example a shaft extension or a Attachment rod with a correspondingly high density Be a scale if only easier reading is achieved shall be. But also the conversion into a shoot movement can also be done in a different way than reach through a lamella spiral. For example could be a rack engaging a gear accomplish this task.
Claims (10)
- a) der Schwimmkörper (6) mit Schaft (7) in ein mit der zu prüfenden Flüssigkeit gefülltes Meßgefäß (3), das mit der Zellenflüssigkeit in Verbindung steht, frei schwimmend eingesetzt ist,
- b) auf der Oberfläche der Prüfflüssigkeit im Meßgefäß ein Niveauschwimmer (30) vorgesehen ist, der eine Durchführung (32) für den Schwimmkörperschaft (7) aufweist,
- c) auf diesem Niveauschwimmer in vorbestimmter Höhe eine Bezugseinrichtung (35) für die Meßwertebestimmung abgestützt ist und
- d) ein über diese Bezugseinrichtung hinausragender Schaft-Aufsatz (11) zum Ablesen bzw. Übertragen der vom Schwimmkörper (6) eingestellten Dichtegrade aus gebildet ist.
- a) the floating body ( 6 ) with shaft ( 7 ) is inserted into a measuring vessel ( 3 ) which is filled with the liquid to be tested and which is in connection with the cell liquid, is freely floating,
- b) a level float ( 30 ) is provided on the surface of the test liquid in the measuring vessel and has a passage ( 32 ) for the float body ( 7 ),
- c) a reference device ( 35 ) for the measurement value determination is supported on this level float at a predetermined height and
- d) a shaft attachment ( 11 ) projecting beyond this reference device is formed for reading or transmitting the density degrees set by the floating body ( 6 ).
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