DE2306062C3 - Gasdruckmeßgerät, insbesondere Luftbarometer oder Variometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasdruckmeßgerät, insbesondere Luflbarometer oder Variometer, mit einem ein Gas als Sensormedium enthaltenden Behälter, der über eine Öffnung in seiner Wandung mit einer Anzeigevorrichtung mit einem von zwei Seiten durch Druck beaufschlagbaren, beweglichen Element verbunden ist, das von einer Seite durch den Druck des Sensormediums beaufschlagt wird und dessen andere Seite der Druckbeaufschlagung durch das zu messende Gas außerhalb des Behälters aussetzbar ist. Die Anzeigevorrichtung besteht bei derartigen Gasdruckmeßgeräten meist entweder aus einer Kapillare, Röhre od. dgl. mit einem Flüssigkeitslropfen oder einer Flüssigkeitssäule als beweglichem Element oder aus einer die Behälteröffnung oder eine öffnung in einer daran angrenzenden Kammer verschließenden Membran mit Anzeigelement.

Luftbarometer dienen zur Messung und Anzeige des atmosphärischen Luftdruckes, während Variometer die Größe der Luftdruckänderung in der Zeiteinheit anzeigen. Bei Luftbarometern ist der Innenraum des gasgefüllten Behälters nur über einen Absperrhahn, der bei der Messung selbstverständlich geschlossen ist, unmittelbar mit der Außenatmosphäre in Verbindung zu bringen, wogegen beim Variometer der Behälterinnenraum über einen Strömungswiderstand, z. B. eine sehr enge Kapillare, ständig mit dem Behälteraußenraum Verbindung hat. Über den Strömungswiderstand erfolgt ein Druckausgleich zwischen Behälteraußen- und -innenraum, der sich jedoch in Abhängigkeit von der Größe des Strömungwiderstandes und der Luftdruckänderung über eine gewisse ZeiKhinzieht.

Infolge der Volumenänderung des im Behälter eingeschlossenen Gases in Abhängigkeit von der Temperatur ist die Anzeige von Gasdruckmeßgeräten der Art, auf welche sich die Erfindung bezieht, stark temperaturabhängig (ca. 2,6 mm Hg-Säule je "C Temperaturänderung, wenn der Druck des eingeschlossenen Gases 760 mm Hg bei 2O⁰C beträgt). Daher ist der Anwendungsbereich von Gasdruckmeßgeräten dieser Art bisher außerordentlich beschränkt geblieben, obwohl es sich hierbei um konstruktiv einfache und daher preiswerte Instrumente von großer Anzeigempfindlichkeit handelt: 10 mm Skalenteil je mm Hg Luftdruckänderung bei nur 10cm³ eingeschlossenem Gasvolumen sind für ein Luftbarometer leicht zu realisieren.

Bei Gasdruckinessern der Art, auf welche sich die Erfindung bezieht, wurde die Temperaturkompensation immer im Anzeigeteil vorgenommen, sei es durch manuell zu betätigende Vorrichtungen oder durch selbsttätig wirkende Kompcnsutionseinrichtungen. Die bekannten Einrichtungen bzw. Maßnahmen dieser Art sind in dem Abschnitt »Air Barometers and Related Apparatus« des Buches »The History of the Barometer« von W.E. K no wies, Middleton (Baltimore 1968), beschrieben. Die bekannten Vorrichtungen zur selbsttätigen Kompensation dor Temperaturabhängigkeit der

Anzeige beruhen zumeist auf dem Grundgedanken, die durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Druckunterschiede des Sensor-Gases durch die temperaturabhängige Höhe einer Flüssigkeitssäule zu kompensieren, die entweder als Druckanzeigelement innerhalb eines mit dem Eehälterinneren in Verbindung stehenden Kapillaren- oder Röhrensystems angeordnet ist oder einer solchen Anzeigesäule über- bzw. untergeschichtet ist und mit dem Gas im Behälter unmittelbar oder mittelbar über andere Flüssigkeitssäulen in Verbindung steht. Die Höhe dieser Kompensationsflüssigkeitss.äule in Abhängigkeit von der Temperatur wird unter Berücksichtigung des Wärmeausdehnungskoeffizienten der betreffenden Flüssigkeit so bemessen, daß sich die eine Verschiebung anstehenden Kräfte, die nur durch Temperaturänderung hervorgerufen sind, gegenseitig aufheben.

Die nach diesem Prinzip ausgebildeten Kompensationseinrichtungen an Luftbarometern sind platzraubend, kompliziert, beim Kippen instabil, und vor allem ist die richtige Kompensation von der richtigen Lage des instruments abhängig und der Kompensationsbereich beschränkt durch die Länge der für die Kompensation benötigten Flüssigkeitssäulen. Außerdem ist dieses Prinzip der Kompensation auf Variometer nicht anwendbar.

In der deutschen Patentschrift 4 70 962 ist für Druckmeßinstrumente, die die Anzeige mit Flüssigkeiten erzielen, wie z. B. Pyrometer und Kraftmesser der elastisch-hydraulischen Gruppe, vorgeschlagen worden, zum Zwecke der Kompensation der temperaturabhängigen Raumausdehnung der Anzeigeflüssigkeit in den diese enthaltenden Hohlraum einen Füllkörper geringer Wänneausdehnung einzulegen, dessen Größe so gewählt werden soll, daß bei Temperaturveränderung die Volumänderung der Flüssigkeit gleich dem Unterschied der Volumänderungen von Hohlraum-Mantelkörper und Füllkörper ist. Dieses Prinzip ist auf die Kompensation der temperaturbedingten Volumenänderungen von Gas als Sensormedium nicht anwendbar, da eine Verringerung der Masse des Sensormediums durch einen eingelegten Füllkörper eine entsprechende Verringerung der Anzeigegenauigkeit mit sich bringen würde, da die Meßgenauigkeit proportional zur Masse des Sensormediums ist. Das Gleiche gilt sinngemäß für die in der deutschen Patentschrift 6 88 097 in bezug auf einen Meinbrandruckmesser beschriebene Einrichtung zur Kompensation der temperaturabhängigen Volumenänderung einer als Druckübertragungsmedium verwendeten Flüssigkeit, die sich in einer Doppelkapsel befindet, welche aus zwei Membranen und einem massiven, eine Drosselstrecke aufweisenden Zwischenstück besteht und eine der Anzeige- oder Registriervorrichtung unmittelbar vorgeschaltete, auswechselbare Einheit bildet. Auch hierbei beruht die Temperaturkompensation auf dem Grundgedanken des Kleinhaltens des Volumens des der Kompensation zu unterwerfenden Mediums. Zu diesem Zweck soll das Volumen der in der Kapsel befindlichen Flüssigkeit gering gegenüber dem Volumen des die beiden Membranen trennenden Zwischenstücks sein. Weiterhin ist zur Verstärkung des Kompensationseffektes der Außenmantel der Kapsel von dem Zwischenstück getrennt, wobei beide Teile aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, und zwar vorzugsweise nach der Richtung hin, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenstücks niedriger ist als derjenige des Mantels. In diesem Fall soll durch richtige Abstimmung der Volumina des Flüssigkeitsraumes und des Zwischenstücks eine völlige oder nahezu völlige Temperaturkompensation erreichbar sein. Auch in diesem Fall steht der Grundgedanke des Klcinhaltens des Volumens, d. h. der Menge des Mediums, einer Übertragung des Kompensationsprinzips auf gasförmige Sensormedien in Gasdruckmeßgeräten der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, entgegen, weil bei diesen die Menge bzw. das Volumen des Sensormediums durch die erforderliche Meßgenauigkeit vorgegeben ist, die proportional zu dieser Menge bzw. diesem Volumen ist. Überdies wäre bei einem in einen Gasbehälter eingefügten Zwischenstück oder Einlegestück, das nicht mit dem Behältermantel und der Umgebungsluft Verbindung hat, dessen Temperatur keine von vornherein festliegende oder festzulegende Größe, so daß die beabsichtigte Abstimmung der Volumina von Flüssigkeitsraum und Zwischen- bzw. Einlegestück zwecks Erzielung einer Kompensation nicht durchführbar sein dürfte wegen Fehlens einer für die Vorausberechnung entscheidenden Bedingung, nämlich daß jeder Teil des Systems die gleiche Temperatur hat (vgl. deutsche Patentschrift 4 70 962, Zeilen 45 bis 49).

Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, eine platzsparende, bei Lageveränderungen stabile und technisch unkomplizierte Einrichtung für Gasdruckmeßgeräte der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher der Temperatureinfluß auf die Druckanzeige so weit zu kompensieren ist, daß er für den praktischen Gebrauch nicht mehr ins Gewicht fällt, und hierdurch einen großen Anwendungsbereich für Luftbarometer, Variometer u. dgl. Gasdruckmeßgeräte zu erschließen, sei es nun, daß sie als Zeigerinstrumente gebaut sind oder als Anzeigeelemente einen Flüssigkeitsfaden benutzen.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Gasdruckmeßgerät der eingangs erwähnten Art zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Sensor-Gasvolumens die Wandung des dieses enthaltenden Behälters teilweise aus einem Material mit höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht. Dabei ist dieser Behälterwandungsteil mit erhöhtem Wärmeausdehnungskoeffizienten so bemessen, daß bei Temperaturänderungen sich der Rauminhalt des Behälterinnenraumes in gleichem Sinn und Maß ändert wie das Volumen des im Behälter eingeschlossenen Gases, so daß der Druck in diesem Gas temperaturunabhängig ist.

Bei einer AusführungsiOrm eines Gasdruckmeßgerätes gemäß der Erfindung besteht der Gasbehälter aus einer Grund- und Deckplatte mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer diese Wandungen miteinander verbindenden und ihren Abstand voneinander bestimmenden Seitenwandung mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Diese Seitenwandung kann aus einem elastischen Schlauch bestehen.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform besteht der Gasbehälter aus einem Außenmantel mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einem in diesen unter Belassung eines vorzugsweise geringen Zwischenraumes einspringenden Innenmantel mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten; dabei ist der Zwischenraum zwischen Innenmantel und Außenmantel als Gasaufnahmeraum ausgebildet und mittels einer vorzugsweise elastischen Abdichtung gasdicht verschlossen. Der Inncninantel kann dabei durch ein Rohr oder einen Stab gebildet sein und der Außenmantel kann aus einem den Innenmantel ungebenden Rohr, Schlauch oder Becher bestehen, wobei die Abdichtung als Kreisring zwischen der Außenwandune des Innenman-

tels und der Innenwandung des Außenmantels angeordnet sein kann und mit öffnungen für einen Gasabsperrhahn und eine Verbindungsleitung zur Druckanzeigevorrichtung versehen sein kann. Um das Gerlt zu verkürzen, können mehrere Außenmäntel und/oder innenmäntel parallel zueinander angeordnet sein.

Die Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung mit verschiedenen beispielsweisen Ausführungen für ein Luftbarometer anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine beispielsweise Ausführungsform für ein temperaturkompensiertes Luftbarometer;

Fig.2 ist eine schematisierte Teildarsteliung einer Abwandlung;

Fig.3 veranschaulicht eine weitere abgewandelte Ausführungsformund

F i g. 4 bis 6 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen für Gasdruckmeßgeräte-Anzeigevorrichtungen.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform besteht der Gasbehälter im wesentlichen aus einer Grundplatte 10, einer Deckplatte 11 und einem mit diesen beiden Platten verbundenen, in sich geschlossenen Schlauch 13, welcher aus einem Material mit möglichst großem Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. PVC oder Polyäthylen mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 200 · 10"⁶) besteht, wogegen der Wärmeausdehnungskoeffizient der Grundplatte 10 möglichst klein sein soll. Eine Verbindungsleitung 14 verbindet den Innenraum 15 des Behälters mit einer Druckanzeigevorrichtung. Diese kann aus einer Kapillaren 16 bestehen, die durch einen Flüssigkeitstropfen 17 verschlossen ist und deren offenes Ende unmittelbar mit dem zu bestimmenden Gasdruck in Verbindung zu bringen ist. Ein Absperrhahn 18 dient zum Ein- und Auslassen von Gas in den Behälter bzw. aus dem Behälter.

Ändert sich die Temperatur, so hebt oder senkt sich aufgrund des großen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Schlauches 13 die Deckplatte 11 unter Vergrößerung ihres Abstandes von der Grundplatte 10. Dadurch wird das Volumen des Behälterinnenraumes 15 entsprechend verändert, und zwar aufgrund der Dimensionierung der Teile 10,11 und 13 unter Berücksichtigung der Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem solchen Maße, daß diese Volumenänderung der Volumenänderung des im Innenraum 15 eingeschlossenen Gases für die betreffende Temperaturänderung bei Konstanthaltung des Druckes entspricht, so daß der Gasdruck im Bchälterinneren von der Temperatur unbeeinflußt bleibt. Die für diesen Zweck zu verwendenden Abmessungen lassen sich experimentell ermitteln, ohne daß eingehende Berechnungen erforderlich wären.

Um das Gasvolumen zwecks optimaler Anzeigeempfindlichkeit möglichst groß halten zu können, kann der Schlauch 13 mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, die einen möglichst großen und temperaturunabhängigen Ausdehnungskoeffizienten hat.

Zusätzlich kann der Schlauch 13 an mindestens ein vollständig mit der Flüssigkeit gefülltes, allseits verschlossenes starres Gefäß mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten angeschlossen sein. Hierbei empfiehlt es sich, die Flüssigkcilsgcfäße zwecks möglichst gleichmäßigen Tcmperalurausglcichs in möglichst cnjicr räumlicher Verbindung mit dem Bchälierinncnraum 15 anzuordnen, also ;m der Hoden- oder Deckplatte anzubringen.

F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1, bei welcher der Schlauch 13 durch ein starres Gefäß 19 ersetzt ist, das mit einer Flüssigkeit

S gefüllt und mittels einer elastischen Membran 20 abgeschlossen ist. Durch die Volumänderung der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur ändert sich der Abstand zwischen Deckplatte 11 und Grundplatte 10, wobei die hierdurch hervorgerufene

ίο Volumänderung des Behälterinnenraumes 15 so bemessen ist, daß der Druck des Gases im Innenraum 15 praktisch konstant bleibt.

Die F i g. 3 zeigt eine konstruktiv besonders einfache: Ausführungsform. Bei dem dargestellten Barometer

befindet sich ein. einen einspringenden Teil der Behälterwandung bildendes Rohr oder Stabteil 1 mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem becherartigen Außenmantel 2 aus einem Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Als gasgefüllter Behälteriraum dient der Zwischenraum 3 zwischen Behälter-Innenmantel 1 und Behälter-Außenmantel 2; er ist mittels einer ringförmigen, elastischen Dichtung 4 abgedichtet, welche Öffnungen für einen Einlaßhahn 5 und eine Verbindungsleitung 6 zu einer Anzeigevorrichtung, die aus einer Kapillare 7 mit Flüssigkeitstropfen 8 besteht, freiläßt.

Bei Temperaturänderungen verändert sich der Rauminhalt des Behälter-Außenmanlels 2 stärker als derjenige des Behälter-Innenmantels 1, was eine Volumenänderung Δ Vdes Zwischenraumes 3 zur Folge hat. welche proportional der Temperaturänderung ist. Durch entsprechende Dimensionierung von innerem und äußerem Mantelteil 1 und 2 wird erreicht, daß die jeweilige Volumenänderung Δ Vdes Zwischenraumes 3

der Volumenänderung der im Raum 3 befindlichen Gasmenge entspricht, bei der deren Druck konstant bleibt.

Die Bedingungen, unter denen diese Kompensation eintritt, lassen sich rechnerisch wie folgt ermitteln:

Es sei

V₁ = 77 1* ■ L

das Außenvolumen des Innenmantcls 1,

V₂ = n & ■ L

das Innenvolumen des Außenmantels 2.

Bei der Temperatur Ti) (in Kelvin) seien diese Volumina gleich V_O| bzw. V₀₂. Der kubische Ausdehnungskoeffizient von Innenmäntel 1 und Außenmanlel 2 sei /J₁ und /J₂ und die jeweilige Temperatur sei T und 1= 7"- T₀. Dann gilt:

V₁= Voi(l+/?,/)·
V₂=V₀₂(I₊ZJ₂/).

Das eingeschlossene Gasvolumen ist
V = ^V2- V| bei der Temperatur 7]

0= V₀₂- V₀I bei der Temperatur T₀.
Einsetzen ergibt:

do Setzt man/J, = /J₂-(/J₂-/J,).socrhält man

fts Zur Abkürzung werde gesetzt

^;2 ■· ι'" Uh Ii_x)). also I' --- !„ (I λ ; f|.

oder umgeformt

V₀ =

T₀

V_Ok)/T_o

V₀JV₀

A Vr = A Vr(T₀),

V=Vr + AVr.

Für das Volumen eines eingeschlossenen idealen Gases gilt bei konstantem Druck:

derung von A Vr, nicht aber die relativ große von Vr berücksichtigt werden, da V« temperaturkompensiert ist. Entsprach dem Ausschlag Al des Tropfens aus der Ruhelage für 7" = T₀ das Volumen Δ Vr, so wird dieser nun so weit verschoben, bis er das Volumen

wobei V₀ das Volumen bei der Temperatur 70° Kelvin bedeutet. In guter Näherung gilt diese Beziehung innerhalb der Temperaturbereiche von Sommer und Winter auch für trockene Luft und vor allem für Helium.

Wird E so groß gewählt, daß ε ==rgilt, so bleibt der

.,■■.■·. ¹O

Druck des durch Außen- und Innenmantel 2 bzw. 1 eingeschlossenen Gases bei Temperaturänderungen konstant, womit die gewünschte Kompensation erreicht ι s ist. Es ist möglich, ε so groß wie angegeben zu wählen, weil Voi/V₀ und damit

(Vox/ V₀) · (JS₂-Pi)

genügend groß gemacht werden kann, dadurch daß Vo entsprechend klein gewählt wird.

Wenn eine Kapillare 7 mit Tropfen 8 als Anzeigevorrichtung benutzt wird, so muß deren Volumen mitberücksichtigt werden. Das in der Kapillare eingeschlossene Gasvolumen werde mit V* bezeichnet bzw. Ve* für die Temperatur T = T₀.

Dann gilt für konstanten Druck

v_ok) (1 + -^-

iV_R{T) = .1K,

('♦*)■

einnimmt. Wegen der Proportionalität von Ausschlag und Volumenänderung gilt für den entsprechenden Ausschlag AlZ(T) mit AI=A](T₀)

Bei Zimmertemperatur (20°
Temperaturfehler je ° C gleich

293,2° K) ist also der

Wenn zur Vereinfachung die Ausdehnung der Kapillaren unberücksichtigt bleibt. Temperaturkompensation ist in diesem Fall erreicht, wenn gilt:

35

40

Aus den schon erwähnten Gründen kann ε so groß gewählt werden. Wegen der Kapillarenausdehnung ist das benötigte ε sogar geringfügig kleiner.

Es sei nun untersucht, wie groß bei einem Gasdruckmeßgerät gemäß der Erfindung bei verschiedenen Drucken der noch verbleibende Temperaturfehler ist.

Es sei po der mittlere Luftdruck des Aufstellungsortes, T₀ die Temperatur, für welche die Skala geeicht ist. Der Stand des Tropfens für ρ = po und T-T₀ werde als Ruhelage, das entsprechende Gasvolumen mit Vr bezeichnet.

Die Temperaturkompensation (als ε) sei so groß gewählt, daß V_r kompensiert ist.

Zuerst ändere sich der Druck um Ap, also

ρ = p_o + Ap,
das Volumen ändere sich dann um

Die Vorzeichen von Ap und A Vr sind entgegengesetzt. Ändert sich jetzt die Temperatur 7; also T = T₁, ₊ t,so muß zwar die relativ kleine Volumenän-In mm Hg ausgedrückt: ist z. B. die Druckänderung
Ap = ± 22,5 mm Hg,

so ist der Anzeigefehler je °C « 0,077 mm Hg, also weniger als 3% des Fehlers von ca. 2,6 mm Hg ohne Temperaturkompensation. Ist Ap betragsmäßig kleiner (die obengenannte Abweichung vom Normaldruck ist selten), so ist auch der Temperüturfehler entsprechend kleiner.

Der den Behälter-Innenmantel 1 bildende Körper kann anstatt aus einem massiven Stab auch aus einem Hohlkörper bestehen. Um das Gerät in der Ausführung gemäß Fig.3 zu verkürzen, können mehrere Rohre bzw. Stäbe parallel geschaltet werden.

Auch kann als Anzeigevorrichtung statt einer Kapillare mit Flüssigkeitstropfen beispielsweise die in Fig.4 gezeigte Vorrichtung benutzt werden, die aus einer z. B. an die Verbindungsleitung 14 der Vorrichtung nach F i g. 1 angeschlossen, U-förmig gebogenen Kapillare 21 mit einem offenen Flüssigkeitsbehälter 22 an ihrem Ende besteht, in der eine Flüssigkeitssäule als Anzeigeelement wirkt. Die Anzeigeempfindlichkeit wird bei noch so großen Gasvolumina durch das spezifische Gewicht der Anzeigesäule begrenzt. Ein übliches Verfahren, um dies zu verhindern, besteht darin, die Flüssigkeitssäule im rechten Kapillarenteil mit einer zweiten, mit ihr nicht mischbaren Flüssigkeit von fast gleichem spezifischem Gewicht zu überschichten.

Eine einfachere Lösung ist in F i g. 5 dargestellt. Hierbei besteht die Anzeigevorrichtung aus einer in etwa spiralig gebogenen Kapillare 23 mit den geradlinig verlaufenden Zweigen 23a, 23fcund 23c. Die Zweige 23a und 23c haben gleichen Querschnitt, während der Querschnitt des Zweiges 236 für die Funktion nicht wesentlich ist. Die Kapillare 23 ist mit Flüssigkeit gefüllt, deren beide Oberflächen sich in den Zweigen 23a und 23c stets in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag bewegen, so daß nur der Differenzdruck der Säule von der Höhe Λ, — Λ2 verbleibt, was der Wirkung eines Tropfens der Länge Ai-Zi₂ entspricht. Wenn h\ - h₂ gewählt wird, übt die Flüssigkeit in der Kapillare 23 gar keinen Druck auf das im Innenraum 15 des Behälters eingeschlossene Gas aus. Auch wird die Anzeige durch Drehungen oder Schwenkungen des Instrumentes nur geringfügig beeinflußt, und zwar um so weniger, je kleiner der Abstand der Flüssigkeitsoberflächen ist.

Druckschwankungen infolge temperaturabhängiger

Ausdehnung der Flüssigkeit in der Kapillare 23 können durch Vergrößerung des Quotienten Δ VIA T kompensiert werden. Öder es kann eine Vorrichtung gemäß Fig. \ oder 3 entsprechender Größe an den Kapillarenzweig üb mittels einer der Leitung 14 (Fig. 1) entsprechenden Verbindung angeschlossen werden und vollständig mit Flüssigkeit gefüllt werden. Die Kapillaren können auch zwecks Kompensation bzw. Verringerung des Temperatureinflusses aus einem Material mit hohem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt sein.

Es können auch in die Kapillarenzweige 23a und 23c unterschiedliche Flüssigkeiten eingefüllt sein, die untereinander nicht mischbar sind und deren Grenzschicht bei entsprechender Dimensionierung dieser Kapillarenzweige im Zweig 236 liegt. Um ein Auslaufen der Flüssigkeit aus der Kapillaren 23a zu verhindern, kann in diesen Kapiliarenzweig eine Flüssigkeit eingefüllt werden, welche die Kapillarenwandung nicht benetzt.

Die Anzeigeempfindlichkeit einer Vorrichtung nach F i g. 5 beträgt ebenso wie die einer Kapillare mit Flüssigkeitstropfen

V 1

— · — mm

Skalenteile je mm Hg Druckänderung, wobei V das eingeschlossene Gasvolumen in mm³, q die Querschnittsfläche der Anzeigekapillare in mm² und ρ der Druck des eingeschlossenen Gases in mm Hg bedeuten.

Da auch bei konstanter Temperatur der Quotient — nicht konstant ist (bei Luftdruckerhöhung vergrößert sich ρ und wird V verkleinert), ist die Anzeigeskala nur annähernd linear. Sie kann variiert, insbesondere linearisiert werden, indem der Querschnitt q der Anzeigekapillare mit der Höhe variiert wird, wobei bei der Anordnung nach F i g. 5 auch der Querschnitt des Kapillarenzweiges 23a in derselben Weise variiert werden muß.

Die Barometerausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 können ebenso wie andere Ausführungsformen

ίο auch als Zeigerinstrumente ausgebildet werden. Zu diesem Zweck wird z. B. das Barometer nach F i g. 1 mittels der Leitung 14 an eine Kammer 24 angeschlossen (F i g. 6), die durch eine elastische Membran 26 verschlossen ist und deren Bewegungen mittels einer Zeigerübertragung 25 auf einen Zeiger übertragen werden können. Diese Membran 26 kann aber auch unmittelbar an der Bodenplatte 10 der Vorrichtung nach F i g. 1 oder 2 angebracht sein, wie ebenfalls in F i g. 6 angedeutet ist.

Eine Höhenkorrektur kann bei den Barometern gemäß der Erfindung in bekannter Weise durch Veränderung der eingeschlossenen Gasmenge unter Verwendung der barometrischen Höhenformel erfolgen.

Eine einfache Ausführungsform eines temperaturkompensierten Variometers ergibt sich z. B. dadurch, daß bei der Ausführung nach F i g. 4 der Hahn 18 durch einen Strömungswiderstand (sehr enge Kapillare) ersetzt wird. Allgemein kann ein Luftvariometer dadurch temperaturkompensiert werden, daß das eingeschlossene Lüftvolumen nach dem in Fig.; bis 3 beschriebenen Prinzip temperaturkompensiert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Gasdruckmeßgerät, insbesondere Luftbarometer oder Variometer, mit einem ein Gas als Sensormedium enthaltenden Behälter, der über eine öffnung in seiner Wandung mit einer Anzeigevorrichtung mit einem von zwei Seiten durch Druck beaufschlagbaren, beweglichen Element verbunden ist, das von einer Seite durch den Druck des Sensormediums beaufschlagt wird und dessen andere Seite der Druckbeaufschlagung durch das zu messende Gas außerhalb des Behälters aussetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit des Gasvolumens die Wandung des Gasbehälters teilweise aus einem Material mit höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.

2. Gasdruckmeßgeräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasbi-hälter aus einer Grundplatte (10), einer Deckplatte (11) und einer diese beiden Platten miteinander verbindenden und ihren Abstand voneinander bestimmenden Seitenwandung (13) mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt ist.

3. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung aus einem elastischen Schlauch (13) besteht.

4. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung aus einem mit einer (Wärmeausdehnungs-) Flüssigkeit gefüllten, starren Behälter (19) besteht, der durch eine elastische Membrane (20) verschlossen ist.

5. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (13) mit einer Flüssigkeit mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefüllt ist.

6. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (13) an einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter angeschlossen ist.

7. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasbehälter aus einem Außenmantel (2) mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einem in diesen unter Belassung eines vorzugsweise geringen Zwischenraums einspringenden Innenmantel (1) mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, daß der Zwischenraum zwischen Innenmantel (1) und Außenmantel (2) als Gasaufnahmeraum ausgebildet und mittels einer vorzugsweise elastischen Abdichtung (4) gasdicht verschlossen ist.

8. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Außenmäntel (2) und/oder Innenmäntel (1) parallel zueinander angeordnet sind.

9. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel (1) durch ein Rohr oder einen Stab mit rundem oder eckigem Querschnitt gebildet ist.

10. Gasdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (2) aus einem beispielsweise elastischen Rohr, Schlauch oder Becher mit rundem oder eckigem Querschnitt besteht.

11. Gasdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (4) als Ring zwischen der Innenwandung des Außenmantels (2) und der Außenwandung des

Innenmantels (1) angeordnet ist.

12. Gasdruckmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung (4) mit öffnungen für einen Gasabsperrhahn und eine Verbindungsleitung zur Druckanzeigevorrichtung versehen ist.