DE846466C - Waage, insbesondere fuer Differenzwaegungen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 14. AUGUST 1952

R 5153 IXb 142 f

Bei vielen Laboratoriumsuntersuchungen kommt es darauf an. Substanzen vor und nach bestimmten Veränderungen zu wägen und diese Wägungen zueinander in Beziehung zu setzen. So wird z. B. bekanntlich zur Bestimmung des Wassergehaltes einer Substanz in der Regel ein bestimmtes Quantum derselben abgewogen, durch Erhitzen unter geeigneten Bedingungen das Wasser daraus verdunstet und schließlich durch Zurückwägen der getrockneten Substanz der Wasserverlust festgestellt; dieser auf ioo Teile der ursprünglichen Substanz umgerechnet, ergibt den gesuchten (prozentualen) Wassergehalt. Vielfach ist es hierbei, insbesondere wenn es sich um technische Untersuchungen handelt, üblich, stets ein gleichbleibendes, dezimales Gewicht der zu untersuchenden Substanz anzuwenden, so daß die nachfolgende Berechnung auf diese Weise vereinfacht wird oder bei geeigneter Anordnung der Waage der (auf Prozent umgerechnete) Wasser- bzw. Trockensubstanzgehalt unmittelbar an dieser abgelesen werden kann.

So pflegt man z. B. zur Bestimmung des Wassergehaltes von Butter io,oog von dieser abzuwägen und zum Zurückwägen der entwässerten Probe eine Waage zu benutzen, deren Reiterlineal von ο bis 2O in Vio °/o eingeteilt ist. Entspricht die Teilungslänge des Lineals dem Abstand der beiden Schneiden für die Waagschalen einer gleicharmigen Balkenwaage, so verwendet man zum Zurückwägen.

d. h. zur Ermittlung des Wasserverlustes, einen 1,00g schweren Reiter; eine Versetzung desselben von der Kulimarke bis zur Marke 20 der Teilung entspricht dann einer Gewichtsänderung um 2,00 g = 20,0 °/o der eingewogenen Butter, und bei einer Einteilung in 200 Teile entspricht eine Versetzung des Reiters um je einen Teilstrich V10 °/o Änderung des Wassergehaltes. An der Teilung des Lineals bzw. analoger Organe (Trommel einer Kettenwaage od. dgl.) läßt sich daher der Wassergehalt bequem auf V10 °/o genau ablesen — immer aber unter der Voraussetzung, daß die Einwaage genau 10,00 g l>etrug.

Das Abwägen einer schmierigklebrigen Substanz, wie sie in der Butter od. dgl. gegeben ist, mit der erforderlichen Genauigkeit stellt nun aber eine ziemlich schwierige und zeitraubende Arbeit dar, was sich insbesondere dann sehr störend bemerkbar macht, wenn es sich darum handelt, rasch ao zu dem Ergebnis der Untersuchung zu gelangen. Dies ist in der Praxis häufig notwendig, abgesehen davon, daß die Butter auch bei gewöhnlicher Temperatur in kurzer Zeit merkliche Mengen Wasser verliert, was l>ei längerer Dauer des Einwägens zu Ungenauigkeiten bzw. Fehlern im Ergebnis der Untersuchung führt. Es kommt daher häufig vor, daß das Korrigieren der einzuwägenden Menge vorzeitig abgebrochen wird, bevor das genaue Gewicht erreicht ist. In diesem Fall gibt dann aber die Ungenauigkeit der Einwaage Anlaß zu Fehlern im Resultat.

Zweckmäßiger wäre es aus diesem Grund, auf eine genaue Einwaage zu verzichten, sich mit der rascher zu ermittelnden genauen Feststellung des (in einer annähernd gegebenen Größe) eingebrachten Gewichtes zu begnügen und, wie eingangs erwähnt, aus diesem und dem beim Zurückwägen ermittelten Gewicht den prozentualen Wassergehalt zu berechnen. Um diese, der Praxis unerwünschte Rechnung zu ersparen, wurden auch schon vereinfachende Hilfsmittel (Rechenschieber, Rechentafeln, Diagramme u. dgl.) in Vorschlag gebracht, die sich aber nicht in größerem Umfang einzuführen vermochten. Die Praxis ist an eine direkte Ablesung des Wassergehaltes an der Waage gewöhnt und wünscht eine solche, wobei es offen bleiben möge, ob sie sich der dadurch bedingten Unsicherheit bzw. Ungenauigkeit des Ergebnisses bewußt ist oder nicht.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Waage, mit deren Hilfe es ermöglicht wird, eine nur annähernd genaue Menge der zu untersuchenden Substanz einzuwägen und bei der Rückvvägung trotzdem die genaue, auf Prozent umgerechnete Gewichtsveränderung bzw. den gesuchten Gehalt der Substanz an bestimmten Stoffen, z. B. an Wasser- bzw. Trockensubstanz, direkt an der Waage abzulesen. Das Prinzip der Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles für die Butterwasserbestimmung erläutert werden: Der Wassergehalt der Butter bewegt sich etwa zwischen 10 und 20⁰/o. Für die Untersuchung sollen annähernd 10 g (praktisch etwa 9,5 bis ^I0>5 S) Butter eingewogen werden. Dies gelingt sehr leicht, indem man die zu untersuchende Probe mittels eines Probelöffels oder Probestechers entnimmt, welcher diese Menge faßt.

Zur Ausführung der Untersuchung diene eine Neigungswaage (an sich bekannter Konstruktion), deren Zeigerausschlag eine Gewichtsänderung bis + 1,00 g anzeigt, ablesbar auf V100 g genau. An Stelle einer feststehenden Skala, ül>er welcher der Zeiger der Waage spielt, ist nun nach der Erfindung ein quer zum Ausschlag des Zeigers auf dessen Spitze einstellbares Diagramm an der Waage angeordnet, das entsprechend der jeweiligen Einwaage so verschoben wird, daß an der Stelle, an welcher der Zeiger beim Zurückwägen der entwässerten Probe stehenbleibt, der prozentuale Wassergehalt der Butter abgelesen werden kann.

Die Ausbildung des Diagramms ist beispielsweise in der Zeichnung veranschaulicht, seine Berechnung nachstehend wiedergegeben.

Die Butterprobe wird in einem tarierten Becher zuerst auf die linke Waagschale gebracht; auf die rechte Waagschale wird nel>en dem Tariergewicht für den Becher ein io-g-Stück aufgelegt. Die Differenz gegenüber 10,00 g (bis ± 0,50 g) bzw. das wirkliche Gewicht der Butterprobe wird bei der Normalstellung des Diagramms (Bogenlinie 10,0) abgelesen. Nach dem Entwässern der Prol>e wird der Becher mit der wasserfreien Butter jedoch auf die rechte Waagschale gesetzt; auf die linke aber kommt neben dem Tariergewicht für den Becher ein Gewichtsstück von 8,50 g (entsprechend 85,0⁰Zo Trockensubstanz bzw. 15,0% Wassergehalt 1>ei 10,00 g Einwaage). Dann wird das Diagramm senkrecht nach oben bzw. unten verschoben, bis die der jeweiligen Einwaage entsprechende Bogenlinie (Bezeichnung am Rande des Diagramms) an der Stelle liegt, an welcher zuerst die 10,0-Linie stand (feststehende Marke).

An der Stelle, an welcher der Zeiger auf der betreffenden Bogenlinie stehenbleibt, ist an Hand der schräg von oben nach unten verlaufenden Linien des Diagramms der prozentuale Wassergehalt der Butter unmittelbar abzulesen.

Für die Berechnung des Diagramms seien folgende auf 15% Wassergehalt bezogene Fälle betrachtet:

Fall I Einwaage genau 10,00 g

1. Gewichtsverlust bei 10,0% Wassergehalt 1,00 g, Trockenrückstand 9,00 g = (8,50 + 0,50) g: Der Zeiger schlägt nach links aus — entsprechend einer Überbelastung der Waage auf der rechten Seite um 0,50 g. An dieser Stelle muß die Bogenlinie 10,0 die von oben nach unten führende Linie α des Diagramms schneiden, welche 10,0% Wassergehalt darstellt.

2. Gewichtsverlust bei 15,0¹Vo Wassergehalt 1,50 g Trockenrückstand 8,50 g = (8,50 ± 0,00) g: Der Zeiger steht in der Mitte der Skala bzw. der Bogenlinie 10,0; Schnittpunkt mit der von oben nach unten führenden Linie /> des Diagramms i*5 (15,0% Wassergehalt).

3· Gewichtsverlust bei 20⁰Zo Wassergehalt 2,00 g, Trockenrückstand 8,00 g = (8,50 —0,50) g. Der Zeiger schlägt nach rechts aus entsprechend einer Überlastung auf der linken Seite um 0.50 g Schnittpunkt mit der von oben nach unten führenden Linie c des Diagramms (20,0% Wassergehalt).

!'"all 11 Einwaage 9.50g

1. Gewichtsverlust bei 10.0⁰Zo Wassergehalt °»95 S· Troekenrückstand 8,55 g = (8,50 + o,o5)g:

Der Zeiger schlägt nach links aus entsprechend einer Oberbelastung der Waage auf der rechten Seite um 0,05 g. An (lieser Stelle muß die Bogenlinie 9,5, die von olx'ii nach unten führende Linie α des Diagramms schneiden, welche 10,0⁰Zo Wassergehalt darstellt.

2. Gewichtsverlust bei 15.0⁰Zo Wassergehalt 1,425 g, Troekenrückstand 8,075 K = (⁽^·5^Ο

— 0,425) g: Der Zeiger schlägt nach rechts aus entsprechend einer Überbelastung auf der linken Seite um 0.425 g. Schnittpunkt mit der von oben nach unten führenden Linie h des Diagramms (15,0⁰Zo Wassergehalt).

3. Gewichtsverlust bei 20,0⁰Zo Wassergehalt 1,900 g. Troekenrückstand 7.60 g = (8.50

— 0,90) g: Der Zeiger schlägt nach rechts aus entsprechend einer Überlastung auf der linken Seite um 0,90 g. Schnittpunkt mit der von oben nach unten führenden Linie c des Diagramms (2o,oⁿZo Wassergehalt).

Fall III Einwaage 10.50g

[. Gewichtsverlust 1κ·ΐ io.oVo Wassergehalt 1,50g, Troekenrückstand 9,45 g = (8,50 + 0,95) g:

Der Zeiger schlägt nach links aus entsprechend einer Überbelastung auf der rechten Seite um 0,95 g. An dieser Stelle muß die Bogenlinie 10,5 die von oben nach unten führende Linie α des Diagramms schneiden, welche io.o°/o Wassergehalt darstellt.

2. Gewichtsverlust bei 15,0⁰Zo Wassergehalt 1,575 K· Troekenrückstand 8,925 g = (8,50 + 0,425) g: Der Zeiger schlägt nach links aus entsprechend einer Überbelastung auf der rechten Seite um 0,425 g. Schnittpunkt mit der von oben nach unten führenden Linie /1 des Diagramms (r5,0⁰Zo Wassergehalt).

3. Gewichtsverlust 1km 20,0⁰Zo Wassergehalt 2, rog, Troekenrückstand 8,40g = (8,50—0,10) g:

Der Zeiger schlägt nach rechts aus entsprechend einer Ül>erbelastung auf der linken Seite um 0,10 g. Schnittpunkt mit der Bogenlinie 10,5 mit der von olxiii nach unten führenden Linie c (20,0⁰Zo Wassergehalt).

Ganz analog ergeben sich die Werte für die dazwischenliegenden Linien von '/10⁰Zo zu Vio°/o Wassergehalt bzw. Vioo g zu V100 g Einwaage.

Bei der Einwaage über 10 g läßt sich an dem gleichen Diagramm auch noch ein Wassergehalt üIxt 20⁰Zo, bei einer Einwaage von ro g ein solcher unter 1 ⁰Zo ablesen (s. Abbildung).

In Wirklichkeit braucht nun natürlich das Diagramm und dementsprechend der Ausschlag des Zeigers bzw. der Xeigung der Waage nicht so groß zu sein wie etwa in der Abbildung. Da die Ausschlage l>ei einer kleinen Gewichtsveränderung sehr exakt definiert sind, läßt sich ein sehr viel kleinerer Ausschlag bzw. ein sehr viel kleineres, etwa auf photographischem Wege erzeugtes Diagramm verwenden, das dann optisch mittels einer Lupe, einer Projektionsvorrichtung od. dgl., auf eine für die Ablesung günstige Größe vergrößert wird.

Die Verschiebung des Diagramms in vertikaler Richtung kann beispielsweise durch einen Zahntrieb od. dgl. geschehen, wobei die Feineinstellung auf gleiche Weise zu beobachten ist wie die Einstellung des Zeigers auf dem Diagramm, -oder es kann die der jeweiligen Einwaage entsprechende Einstellung des Diagrammblattes an einer Skala des Antriebsrades des Zahntriebes abgelesen werden od. dgl.

Gegebenenfalls kann ferner außer dem Diagramm auf dem verstellbaren Blatt eine gesonderte Skala für die Benutzung der Waage für gewöhnliche Wägungen angebracht sein. Dies erscheint insbesondere zweckmäßig, wenn die Waage mit Hilfe einer Vorrichtung, welche eine Verlagerung des Balkenschwerpunktes gestattet, auf zwei verschiedene Empfindlichkeiten eingestellt werden kann, wobei dann einem gleichen Zeigerausschlag eine verschiedene Gewichtsänderung zugeordnet ist.

Die Möglichkeit, eine derartige Waage nicht nur für Differenzwägungen, sondern auch für irgendwelche gewöhnliche Wägungen zu benutzen, stellt einen praktischen Vorteil dar, der in der Vielseitigkeit der Verwendbarkeit eines derartigen Gerätes

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Waage, insl>esondere für Differenzwägungen, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Skalen für den Zeiger einer Neigungswaage, die bei nacheinanderfolgenden Wägungen gegenüber dem Zeiger in Ablesestellung gebracht werden können und derart ausgebildet sind, daß auf eine vorhergehende Wägung liezogene Werte daran abzulesen sind.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- no zeichnet, daß die Skalen, kontinuierlich ineinander übergehend, in Form eines Diagramms aufgezeichnet sind, das an Stelle einer feststehenden Skala quer zum Ausschlag des Zeigers auf dessen Spitze einstellbar an der Waage angeordnet ist.

3. Waage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Skalen- bzw. Diagrammblatt oder das zu seiner Bewegung dienende Organ (Triebrad eines Zahntriebes od. dgl.) mit Marken versehen ist, mit deren Hilfe die jeweilige Einstellung auf die vorhergehende Wägung vorgenommen werden kann, auf welche Bezug zu nehmen ist.

4. Waage nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für größere Ge-

wichtsbereiche, außer der Verschiebung des ander bezogenen Skalen bzw. dem entsprechen-Skalen- bzw. Diagrammblattes Zusatzgewichte, den Diagramm noch davon unabhängige Skalen z. B. für die Butterwasserbestimmung, vor- , für eine anderweitige Bedeutung des Zeigergesehen sind. j ausschlages angebracht bzw. einstellbar sind,

5. Waage nach Anspruch 1 und folgenden, , z. B. für die Verwendung der Waage mit ver-

dadurch gekennzeichnet, daß außer den aufein- j änderter Empfindlichkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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