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Druck-, Unterdruck-, Differenzdruck- oder Vakuummessgerät mit U-Rohr
Druckmessgeräte herkömmlicher Bauart bestehen meist aus mindestens einer, in der Regel jedoch aus mehreren miteinander verbundenen Röhren, die mit einer Messflüssigkeit gefüllt sind. Der Raum über der Messflüssigkeit in einer der Röhren wird dem zu messenden Druck ausgesetzt. Die einzelnen Röhren weisen verschiedenen Querschnitt auf und können wahlweise in den Druckmesskreis eingeschaltet werden. Eine der
Röhren enthält einen Schwimmer. Durch Einwirken des Messdruckes auf die Messflüssigkeit in der jeweiligen, für den Messbereich erforderlichen Röhre wird der Flüssigkeitsspiegel der Messflüssigkeit in dieser Röhre sowie in der den Schwimmer enthaltenden Röhre verändert.
Der Schwimmer führt zufolge der Än- derung der Höhe des Flüssigkeitsspiegels eine Bewegung (Hub) aus. Die jeweilige Höhe im Rohr, in welcher sich der Schwimmer befindet, steht dann in linearer Beziehung zu dem zu messenden Druck. Ist das Rohr aus durchsichtigem Material hergestellt und mit einer Längeneinteilung versehen, kann man die jeweilige Höhe direkt ablesen. Bei einer andern Ausführung wird die Schwimmerstellung mechanisch übertragen und angezeigt. Eine weitere Ausführung ist mit einem Schwimmer aus ferromagnetischem Material ausgestattet. Ein ausserhalb des Rohres angebrachter drehbar gelagerter Permanentmagnet, in dessen magnetischen Kreis der Schwimmer eingeschaltet ist, zeigt dessen jeweiligen Stand im Rohr direkt an.
Allen genannten Ausführungen ist jedoch gemeinsam, dass der Schwimmer vollkommen frei in der Messflüssigkeit schwimmt und daher der Hub, den der Schwimmer ausführt, eine lineare Funktion des Druckes ist. Für Zwecke der Geschwindigkeitsmessung durch Druckmessung ist jedoch eine nichtlineare Beziehung zwischen dem Druck und dem Anzeigewert wünschenswert.
Die Erfindung betrifft ein Druck-, Unterdruck-, Differenzdruck- oder Vakuummessgerät mit U-Rohr, bei dem ein Schenkel einen Schwimmer enthält und bei dem mit einfachen Mitteln eine nichtlineare Beziehung zwischen dem Messdruck und dem Anzeigewert erzielt ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer durch eine mechanische, elektromagnetische oder elektrodynamische Einrichtung entlastet ist, wodurch der Schwimmer einen gegenüber der Niveauänderung der Messflüssigkeit verschieden grossen Hub ausführt.
Durch die erfindungsgemässe Einrichtung zur Entlastung, die nach weiteren Merkmalen der Erfindung rein mechanisch oder elektromagnetisch wirken kann und deren jeweilige Kraft, mit der die Entlastung erfolgt, von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels der Messflüssigkeit abhängig ist, wird der Messdruck in eine nichtlineare, durch die Einrichtung bedingte Funktion umgeformt. Potenzbildung oder Radizierung des Messdruckes sind mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung auf einfache Art und Weise zu erzielen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung sind in Fig. l und Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine mechanische Entlastungseinrichtung. In einem mit Messflüssigkeit M gefüllten Messschenkel A schwimmt der Schwimmer S. Die Entlastungseinrichtung besteht aus einem Gewicht G, das über einen Hebel H, ein Zahnrad ZR und eine mit dem Zahnrad ZR in Eingriff stehende, mit dem Schwimmer S verbundene Zahnstange ZS wirkt. Bei steigendem Flüssigkeitsspiegel vergrössert sich das durch das Gewicht G und dessen waagrechten Abstand zur Zahnstange ZS bestimmte Drehmoment. Der Schwimmer S wird sich dadurch relativ zur Höhe des Flüssigkeitsspiegels aus der Messflüssigkeit M herausheben.
Fig. 2 stellt eine elektromagnetische Entlastungseinrichtung dar. Als Messflüssigkeit dient Quecksil-
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Pressure, negative pressure, differential pressure or vacuum measuring device with U-tube
Pressure gauges of conventional design usually consist of at least one, but usually of several interconnected tubes which are filled with a measuring liquid. The space above the measuring liquid in one of the tubes is exposed to the pressure to be measured. The individual tubes have different cross-sections and can optionally be switched into the pressure measuring circuit. One of the
Tubes contains a float. The action of the measuring pressure on the measuring liquid in the respective tube required for the measuring range changes the liquid level of the measuring liquid in this tube and in the tube containing the float.
The swimmer executes a movement (stroke) as a result of the change in the height of the liquid level. The respective height in the pipe at which the float is located is then linearly related to the pressure to be measured. If the tube is made of transparent material and provided with a length division, the respective height can be read off directly. In another version, the float position is transmitted mechanically and displayed. Another version is equipped with a float made of ferromagnetic material. A rotatably mounted permanent magnet mounted outside the pipe, in whose magnetic circuit the float is switched on, shows its current position in the pipe directly.
However, what all of the above versions have in common is that the float swims completely freely in the measuring liquid and therefore the stroke that the float performs is a linear function of the pressure. For the purpose of measuring speed by measuring pressure, however, a non-linear relationship between the pressure and the display value is desirable.
The invention relates to a pressure, negative pressure, differential pressure or vacuum measuring device with a U-tube, in which one leg contains a float and in which a non-linear relationship between the measured pressure and the display value is achieved with simple means.
The invention is characterized in that the load on the float is relieved by a mechanical, electromagnetic or electrodynamic device, as a result of which the float executes a stroke of different size compared to the change in level of the measuring liquid.
The device according to the invention for relief, which can act purely mechanically or electromagnetically according to further features of the invention and whose respective force with which the relief takes place depends on the height of the liquid level of the measuring liquid, the measuring pressure is converted into a non-linear, by the device conditional function transformed. Power formation or square root extraction of the measurement pressure can be achieved in a simple manner with the aid of the device according to the invention.
Exemplary embodiments of the device according to the invention are shown in FIG. 1 and FIG. 2 of the drawing. Fig. 1 shows a mechanical relief device. The float S swims in a measuring arm A filled with measuring liquid M. The relief device consists of a weight G which acts via a lever H, a gear ZR and a toothed rack ZS connected to the float S and engaging with the gear ZR. As the liquid level rises, the torque determined by the weight G and its horizontal distance from the rack ZS increases. The float S will thereby lift out of the measuring liquid M relative to the height of the liquid level.
Fig. 2 shows an electromagnetic relief device. The measuring fluid used is mercury
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