DE581015C

DE581015C - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Fluessigkeitsinhalts in geschlossenen Behaeltern

Info

Publication number: DE581015C
Application number: DE1930581015D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-02-14
Filing date: 1930-02-11
Publication date: 1933-07-20

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsinhalts in geschlossenen Behältern Zur Messung des Flüssigkeitsinhalts in geschlossenen Behältern, insbesondere des Brennstoffvorrats in durch Brennkraftmaschinen betriebenen Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, sind Verfahren vorgeschlagen, bei denen der freie Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels um ein bestimmtes Maß geändert, entweder verkleinert oder vergrößert wird. Die Änderung, die dadurch der Druck der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels eingeschlossenen Luft erfährt, wird mittels eines Manometers gemessen und dient als Maß des Flüssigkeitsinhalts. Diese bekannten Verfahren und die zur Ausübung des Verfahrens angegebenen Geräte sind insofern mangelhaft, als die als Meßwert dienende Änderung des Druckes in dem abgeschlossenen Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, welche eintritt, wenn der Raum um ein bestimmtes Maß vergrößert oder verkleinert wird, von dem Anfangsdruck abhängt. Wird daher bei den bekannten Einrichtungen nicht für ganz sicheren Luftabschluß gesorgt, der kaum erreichbar ist, -so müssen durch den wechselnden Barometerstand Meßfehler auftreten. Schon die gewöhnlichen Schwankungen des Barometerstandes bedingen für Land- und Wasserfahrzeuge recht störende Meßfehler. Zum Gebrauch an Bord von Luftfahrzeugen sind die bekannten Einrichtungen aber ganz unbrauchbar oder nur mit umständlichen Sicherheitsvorrichtungen verwendbar, da sich der Luftdruck mit der Höhe sehr schnell ändert.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Fehlerquellen zu vermeiden und das Meßverfahren einfach und sicher anwendbar zu gestalten. Dies wird in der einfachsten Weise dadurch erreicht, daß diejenige Größe gemessen wird, um welche der freie Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels geändert werden muß, damit der Druck in dem geänderten freien Raum zu dem Druck in einem abgeschlossenen Hilfsraum in einer vorgesehenen Beziehung steht, vorzugsweise diesem Druck das Gleichgewicht hält. Dadurch wird ein Manometer als Anzeigegerät ganz vermieden, viehmehr benötigt eine zur Ausübung des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung nur ein Differentialmanometer; an welches beide Räume - der Raum in dem zu messenden Behälter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und der Hilfsraum - anzuschließen sind und an welchem abzulesen ist, ob der Druck in beiden Räumen der gleiche ist oder auch ob ein bestimmtes Druckverhältnis in den Räumen herrscht. Als Meßwert dient in einfachster Weise diejenige Größe, um welche der Raum in dem Behälter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zu vergrößern oder zu verkleinern ist. Zur Ausführung des neuen Verfahrens können Vorrichtungen der verschiedensten Art verwandt werden. Eine besonders einfache Meßvorrichtung ist in den Abbildungen dargestellt.
In Fig. z, 2 und 3 der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung in den drei in Betracht kommenden Stellungen der beweglichen Teile schematisch dargestellt, dabei bezeichnet V den Flüssigkeitsbehälter, V1 dessen freien Raum oberhalb der Flüssigkeit, der sich mit Hilfe eines in seiner Größe veränderlichen Raumes A vergrößern und verkleinern läßt, J den Raum, um welchen der Kolben in dem Zusatzraum A beim Druckausgleich gehoben wird, B den zur Herstellung des Vergleichsdruckes bestimmten Hilfsbehälter, h die Hubhöhe des Kolbens dieses Hilfsbehälters, S eine Teilung zur Ablesung eines Zeigers Z an der Kolbenstange von A und k, l Ventile für den Druckausgleich für beide Seiten des Flüssigkeitsmanometers D. Dieses kann durch einen anderen Druckunterschiedsmesser, z. B. Dosenmanometer mit Membran, ersetzt werden.
In der Ruhestellung (Fig. z) befindet sich der Kolben des Zusatzraumes A in der tiefsten, jener des Hilfsbehälters B in einer vorbestimmten Stellung; die Ventile k, l sind offen, und die Flüssigkeit im Manometer D steht bei 0-0.
Bei Benutzung der Vorrichtung wird zuerst nach Schließen der Ventile k, l in B durch Herausziehen des Kolbens um die Strecke h ein bestimmter Unterdruck hergestellt, der im Druckmesser D ersichtlich ist (Fig. 2) ; dann wird der Kolben von A so weit herausgezogen, daß der Druckmesser D wieder in die 0-0-Stellung gelangt, also Druckausgleich eingetreten ist (Fig.3). Nunmehr kann die Größe des freien Raumes V, im Flüssigkeitsbehälter V an jenem Teilstrich der Teilung S abgelesen werden, an welchem der Zeiger Z stehengeblieben ist. Der Unterschied aus dem Gesamtinhalt des Behälters V und der abgelesenen Zahl ergibt dann die Flüssigkeitsmenge.
Wird mit Überdruck gearbeitet, dann werden die Kolben von B und A aus ihren Ausgangsstellungen nach innen gedrückt.
Wird mit Po der ursprüngliche Druck in dem freien Raum Vi des Behälters einschließlich des Zusatzraumes A vor der Ausführung des Ausgleichshubes bezeichnet, welcher Druck meist der äußere Luftdruck sein wird, und mit p1 der Druck nach Ausführung des Ausgleichshubes im beschriebenen Beispiel ein Unterdruck, dann ist 1-,. # Po = (J -(- V,) = P1. Da das Verhältnis der Drucke unveränderlich ist, d. h. P1 = Po c (wobei c eine Konstante ist), so ergibt sich Die Konstante c kann aus den Abmessungen des Hilfsbehälters B ermittelt werden, dessen ursprünglicher Raum vor dem Kolben in und dessen Hubraum n ist. Es ist dann m ih, = (m + n) P, und, da p,. = c po, Diese Konstante, in die Formel für V, eingesetzt, ergibt Dasselbe Ergebnis wird bei Anwendung eines Überdruckes erzielt.
Der freie Raum V1 im Flüssigkeitsbehälter V ist demnach verhältnisgleich zu J und, da der Querschnitt des Hilfsbehälters A immer derselbe und bekannt ist, verhältnisgleich zu der jeweiligen Hubhöhe des Kolbens in A.

Claims

PATL:NTANsYILÜcIlr: z. Verfahren zur Messung des Flüssigkeitsinhalts in geschlossenen Behältern durch Feststellung des freien Raumes über der Flüssigkeit, gekennzeichnet durch die Messung der Änderung der Größe des freien Raumes (V1), die notwendig ist, damit der Druck in dem geänderten freien Raum zu einem Druck in einem abgeschlossenen Hilfsraum (B) in einer vorgegebenen Beziehung steht, vorzugsweise ihm das Gleichgewicht hält.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Messung die Drucke in dem Hilfsraum (B) und in dem freien Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) vor der Messung ausgeglichen werden und dann der Vergleichsdruck in dem Hilfsraum (B) durch bekannte oder meßbare Änderungen der Größe des vollkommen geschlossenen Hilfsraumes (B) hergestellt wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum in dem Behälter (V) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und der Hilfsraum (B) je an die eine Seite eines Differentialmanometers, vorzugsweise eines Flüssigkeitsmanometers, angeschlossen sind, welches auf den Druckunterschied in den beiden Räumen anspricht. .¢.
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zwei Ventile (k, l), mittels deren sich der freie Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) und der Hilfsraum (B) mit der Außenluft in Verbindung setzen lassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsraum (B) aus einem Zylinder mit beweglichem, luftdicht eingepaßtem Kolben besteht, so daß die Größe des Hilfsraumes (B) sich durch Verschieben des Kolbens in dem Zylinder ändern läßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kolben des Hilfsbehälters (B) ein fester Verschiebungsweg abgegrenzt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum oberhalb des höchsten Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) aus einem Zylinder (A) mit luftdicht eingepaßtem Kolben besteht, so daß die Größe des freien Raumes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter (V) sich durch Verschieben des Kolbens in dem Zylinder (A) ändern läßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zweckmäßig nach Flüssigkeitsinhalten des Behälters (V) geeichte Teilung (S), an der sich die Verschiebung des zu dem Behälter (V) gehörenden Kolbens ablesen läßt.