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Einrichtung zur periodischen Messung von physikalischen oder chemischen
Größen, z. B. der Gaszusammensetzung bei Analysatoren, deren jeweiliger Wert periodisch
durch die Hochlage eines Schwimmers o. dgl. geäußert wird. Die Erfindung bezieht
sich auf Apparate zur Messung von physikalischen oder chemischen Größen, z. B. der
Gaszusammensetzung bei Analysatoren, welche periodisch arbeiten und bei welchen
eine Änderung der gemessenen Größe eine Änderung der Lage eines beweglichen Teiles,
z. B. eines Schwimmers, herbeiführt. Die jeweilige Lage dieses Schwimmers o. dgl.-
kann dann als Maß für den augenblicklichen Wert der gemessenen Größe dienen. Es
bestehen nun bereits Einrichtungen, die bei Anwendung von solchen Apparaten eine
Fernanzeige gestatten. Bei diesen- Einrichtungen wird ein periodisch sich bewegender
Teil angewendet, welcher im Verlaufe seiner Bewegung mit dem als Meßteil wirkenden
beweglichen Teil des Apparates derart zusammenwirkt, daß beim Zusammentreffen der
beiden Teile ein elektrischer Stromimpuls entsteht, welcher auf der Empfangsstelle
die Meßangabe vermittelt. Der Augenblick dieses Stromimpulses im Verlaufe der Bewegungsperiode
des periodisch bewegten -Teile hängt vom augenblicklichen. Wert der gemessenen Größe
ab. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art führt der periodisch sich bewegende
Teil eine Pendelbewegung, also keime zwangläufige Bewegung aus, was einerseits die
Genauigkeit und anderseits die Amvendungsmöglichkeit der bekannten Einrichtung beschränkt.
Die Erfindung besteht nun darin, daß der Schwimmer in seiner Höchstlage mechanisch,
z. B. durch die zu messende Gasmenge, eine bestimmte Zeit lang festgehalten wird,
innerhalb welcher der elektrische Stromimpuls durch eine vom Schwimmer o. dgl. bewegte
Kurvenform über Kontakte geschlossen wird, die in jeder Meßperiode einmal zwangläufig
gegen die Kurvenform bewegt werden, wodurch ein zur Empfangsstelle gesandter Stromstoß
ausgelöst wird, der dort in an sich bekannter Weise eine Anzeige oder Registrierung
elektromagnetisch herbeiführt.
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Die Einrichtung nasch der Erfindung eignet sich insbesondere für Apparate
zur selbsttätigen
Bestimmung einer Gaszusammen-e:-zung, die scgcnannten
Aralytatoren. In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführung eines solc ien Gasanalysators
schematisch dargestellt.
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2 ist ein mit Quecksilber gefülltes Gefäß, in welchem -ein Schwimmer
4 von einem Motor 14 unter Vermit;lung von Ge=rieben 12 und io und Zugs:angen 6
auf und ab bewegt wird. Das Gefäß 2 hängt mit kommunizierenden Gefäßen 16, 17 und
22 zusammen, in welche das durch die Bewegung des Schwimmers 4. steigende und sinkende
Quecksilber die zu analysierenden Rauchgase aus einer L°itung ig ansaug-. Zwischen
der Zuülirungslei:ung i g und dem als MeLteil dienenden Gefäß 17 ist ein
Rückschlagven.il 18 eingeschaltet, welches über ein zweites Rückschlagventil zo
mit einer Le'turg 25 vcrr-unden ist, die in d=ie ak:ive Flüssigkeit des Analysators
in einem geschlossenen Behälter 24 ausmündet. Die Leitung 25 ist durch eine Leitung
30 mit einem Gefäß 22 verbunden, von welchem eine etwas höher einmündende
Leitung --8 in den Gasraum des Behälters 24 führt. Der Gasraum des Behäl
ers 24 ist durch eine Leitung 26 mit dem Ga..rautn einer in einem Gefäß 32 angeordne:en
Meßglockc 34 verbunden, deren unterer Rand in die im Gefäß 32 befindliche Flüssigkeit
eintaucht. Die Glocke 34 ist unter Verminlung eines Zugorg,ancs auf einer Rolle
36 aufgehängt und durch ein in der Z°i@ltnung nicht dargestelltes G.egeng@wicht
ausgewogen.
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Mit der Rolle 36 ist eine Kurve 40 von genau bestimm:er Form verbunden.
Die den Schwimmer 4. antreibende Kurbelscheibe 8 trägt einen Nocken 42, welcher
einen einarmigen Hebel 46 en;gcgen dem Zug einer Feder 48 von einem Anschlag So
weg verschwenkt. Zur Verminderung der Reibung trägt der Hebelarm 46 :eine Gleitrolle
44. Am freien Ende besitzt der Hebel 46 einen Haken 52, der hinter einen Haken 54
eines einarmigen Hebels 56 greift, welcher durch eine Feder 35 in entgegengesetzter
Rich.ung als der Hebel 46 gezogen wird. Die Feder ;8 ist kräftiger als die Feder
35. Der Hezei 56 trägt einen kombinizrlen Konakt, welcher aus citier iso:i--r: ge:agcrten
Flach:eder r8, ei.icr übensolchen darunter:iegenden F:ac'h'eder 62 und einem Kontakt
64 besteht. Die Feder 62 trägt einen Kontak: 66, mit weichem ein von der Feder 58
getragener Anschlag 6D zu_ammenarbeitet. In der Ruhelage sind die Kontakte 6o, 66
unterbrochen und der Kontakt 64 geschlossen. Der Kontakt 64 ist durch eine nachgiebige
Zuleitung 68 mit dem einen Pol und die Feder 58 durch eine ähnliche nachgiebige
Zuleitung 68 über die Fernleitung 76 und einen Elektromagneten 94 mit dem anderen
Poi einer Stromquelle 7o verbunden. Di-- Fernleitung 76 führt zur Empfangssta:ion
E.
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Die Empfangsstation E besitzt einen mit dem Motor 14 der Sendestation
S synchron lausenden Motor 78, welcher unter Vermittlung einer Übersetzung So und
einer Ncc:;.cnscheihe 82 einen Registrierzeiger 86 pe:-_'odisch verschwenkt, derart,
daL# die B: wegurg des Zeigers 86 synchron mit der Bewegung des Hebels 56 der S°ndesta:ion
S erf o'_gt. Zur Verminderung der Reibung wirkt der Nocken 82 auf eine Gleitrol'e
84 des Zeigers 86 ein. Der Zeiger 86 bes:r;icht mit seinem eine Schreibfeder, einen
Blcis,ift oder eine mit einem Farbband lzusammenwirkeid° S-.)i ze tragenden Ende
88 d:,e ganze Brite eines ia bekannter Weise fortbewegen @cgi@iri°rba@-des 98. Den
Zeiger 86 übergreift ein ia einem Lager 96 gelagerter Klopfhebel gc, welcher
z. B. durch eine nicht darges:ehte Feder in gehobener Lage gehalten wi_-d und j
den Anker 92 dis E'.ek`.romagneten g4 träg.. Die Elektromagnete 94 sind durch die
Fernleitung 76 in den Stromkreis der Quel:e 70 eingeschaltet.
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Die beschriebene Einrich:ung wirk': w'e folgt: Der Schwimmer 4 wird
in bekannter Weise ununterbrochen periodisch auf und ab beweg:, während die Hebelarme
46 und 56 bloß während eines Bruchteiles dieser Bewegung eine Schw'ngbewegung ausführen.
her Zeiger 86 auf der Empfangssta,ion E bewegt :.ich ununterbrochen, auch während
de---- Rt:h;pausen der Hebelarme 46 und 56, so daß er z. B. fünfmal leer ausschwingt
und b:--i jeder sechsten, mit dem Hobel 56 gle-*chzeitig er15o'genden Schw:ngbewegurg.eine
Registrierurg ausführt.
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Während der Aufwärtsbewegung des Schwimmers 4 sinkt das Quecksilber
in den kommunizierenden Gefäßen 2, 16, 17 und 22. Das sich entleerende Gefäß 17
saugt dabei aus der Zuleitung i9 das frische Rauchgas ein, welches zum Schluß auch
in .einen Teil des Gefäßes 16 gelangt. In der tiefsten Lage reicht der (uecksilberspiegel
unter die Mündung des Rohres 3o. Beim darauf fo'.genden Senken des Schwimmers 4,
wird der Queck-Silberspiegel nach und nach gehoben und drängt die Rauchgase aus
dem Gefäß 16 über die Ventile 18 und 2o und, infolge des geringeren Widerstandes,
durch das Rohr 30 und den oberen freien Raum des Gefäßes 22 ins Freie hinaus. Dies
dauert so lange, bis das steigende Quecksilber die untere Mündung des Rohres 3o
schließt, wonach die Rauchgase gezwungen sind, durch das Rohr 25 in die aktive Flüssigkeit
im Behälter 24 zu i strömen. Das aus der Flüssigkeitentweichende
Gas
verdrängt aua dem Behälter 24 die Gase der vorlierigcn lNIe3sung und en-weiche du-:',
das noch freistehende Rohr 28 und das Gc fäß 22 ins Freie, so lange, bis das steigende
Quecksilber auch die Mündung des Rohres 28 abschließt. In diesem Augenblicke ist
noch das Gefäß 17 mi_ dem zu messenden Rauchgas gefüllt und es beginnt die eigentliche
Messung. Das aus dem Gefäß 17 nunmehr durch das ( uecksilber 'h-rau-z;gedrärgte
Rauchgas gelangt durch das Rohr 25 in d;e aktive Flüssigkeit des Behälters 24 und,
da der Behälter durch das im Rohre 28 befird'.ichc Quecksilber gesch=ossen ist,
muß das analysierte Gas durch das Rohr <6 unt°.r die Meßglocke 34 strömen, und
je rach der Menge de: durch di° Fiüs=igkci= im B:häiter 24 absorbierten Bes`andteile
der Rauchgase hebt es die Glocke 34 mehr oder weniger, so daß nach vollständigem
Ent:eeren de3 Ce_ä£es 17 die Glocke 34 eine Höhenlage einnimmt, welche von der Qualität
der Rauchgase abhängt. In dieser Lage verbleibt nun die Glocke 34 so lange, bis
bei der nächs`en Auwärtsb@-wegung des Schwimmers ¢ das Quecksilber das Rohr 28 wieder
freigibt, so daß das Gas aus der Glocke 3¢ durch das Rohr 26 über den Gasraum des
Behälters 2¢, das Rohr 28 und das Gefäß 22 ins Freie entweichen kann. Während der
Zeit, als die Glocke 34 in ihrer Meßlage verbleibt, erfolgt die Schwingbewegung
der Hebelarme 46 und 56.
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Je nach der Höhenlage der Glocke 34 wird die Kurve qo in eine bestimmte
Lage gebracht. Wenn nun durch den Nocken 42 der Hebel 46 verschwenkt wird und der
Hebel 56 dementsprechend dem Zug der Feder 35 folgen kann, so nähert sich der Anschlag
6o der Kurve q.o, bis er sie erreicht und durch dieselbe zurückgehalten wird. Info'.gedessen
nähert er sich nunmehr dem Kontakt 66 und schließt den elektrischen Stromkreis 7o,
68, 6¢, 62, 66, Co, z8, 68, 76, 9q., 76, 70. Im nächsten Augenblicke wird aber die-rer
Stromkreis durch AuseinanderreiP.en der Kontak:e 6:I wiF@der unterbrochen, so daß
die Stromquelle o bloß einen elektrischen Stromimpuls aussendet. Bei der Rückbewegung
der Hebelarme q.6, 56 kann der Stromimpuls durch einen z. B. durch den Motor 1 4.
oder 7 8 angetriebenen Stromunterbrecher ausgeschaltet werden.
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Durch den Stromimpuls werden auf der Empfangss'ation E die Elektromagne:e
94 erregt, so daf"; der Hebelarm So auf d°-jn Zeiger 86 klopft und die Eintragung
eines Punk:es auf dem Papier 98 herbeiführt. Die Lage di-ses Punktes in der Breitenrichtung
des Papiers hängt von der jeweiligen Höhenlage der Glocke 34 ab.
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Das Verhältnis zwi£chen den Eintragungen der Empfangsstation E und
den Lagen der Glocke 34 der Sendestation S bzw. der Caszusammensetzung kann einerseits
durch die Form der Kurve q.o und anderseits durch die Form des Nockens 42 beliebig
beein,-flußt werden, so daß auf dem Registrierpapier 98 die für den vorkommenden
praktischen Fall, z. B. zum Vergleich mit anderen Diagrammen, am besten geeigneten
Eintragungen erhalten werden können. Durch den zwangläufigen Antrieb der Hebelarme
46, 56 wird eine absolute Genauigkeit der Messung gewährleistet. Bei Meßapparaten,
bei welchen der Meßteil seine jeweilige Meßlage zu ba'_d wieder verlassen würde,
kann er in der Meßlage in irgendeiner geeigre:en Weise festgehalten werden.
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Im dargestellt°n Ausführungsbeispiel wurde die Einrichtung nach der
Erfindung a:s mit Hilfe von elektrischen Stromimpulsen wirkend dargestellt. Bei
geeigneter Abänderung können aber auch andere Hilfsenergien, z. B. Druckgas, Druckflüssigkeit,
Lichtenergie usw., angewendet werden.