DE77091A - Verfahren und Apparat zum Bestimmen von Temperaturen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT..

KLASSE 42: Instrumente.

(V. St. A.).

Durch das vorliegende Verfahren wird die genaue und ununterbrochene Bestimmung hoher Temperaturen bezweckt. Dasselbe ist auf dem Gesetze des Durchganges von Gasen durch kleine Oeffnungen unter beständigem Druck gegründet.

Beim Durchtreiben von Gas oder Luft (oder auch eines flüssigen Körpers) durch zwei auf einander folgende Oeffnungen wird nämlich die zwischen denselben befindliche Luft oder das Gas gleiche Spannung beibehalten, so lange der Wärmegrad des durchziehenden Gases an beiden Oeffnungen derselbe bleibt, während bei einer Temperaturänderung an einer Oeffnung eine Spannungsänderung der zwischen den Oeffnungen befindlichen Luft oder des Gases eintritt. Läfst man daher das Gas, indem es eine Oeffnung durchzieht, die Temperatur annehmen, welche gemessen werden soll, während es an der anderen Oeffnung seine ursprüngliche Temperatur unverändert beibehält, so dient der dabei auftretende Spannungswechsel des zwischengelegenen Gases als Mafsstab für den Wärmegrad der eintretenden Luft und somit für die zu messende Temperatur.

Dieses Verfahren kann auf verschiedene Weise zur Ausführung gebracht werden. Der in der Zeichnung dargestellte Apparat dient zur Ausführung des Verfahrens.

Das Ende A¹ des Rohres A A² reicht in den Raum oder den Behälter hinein oder ist mit den Vorrichtungen (wie z. B. mit Heifsluftgebläsen, wie sie für Hochöfen jetzt allgemein angewendet werden, oder mit Glühofen), deren Temperatur gemessen werden soll, in zweckentsprechender Weise verbunden.

Zu diesem Zweck ist das innerö Ende A¹ des genannten Rohres geschlossen und zweckmäfsig umgebogen oder erweitert. Das andere Ende ragt aus dem Raum oder Behälter heraus und besitzt eine Oeffnung A², durch welche der zu erwärmende flüssige oder gasförmige Körper eintreten kann. Innerhalb dieses Rohres ist ein engeres Rohr α α¹ derart angeordnet, dafs um letztgenanntes Rohr ein freier Raum verbleibt. Das Ende dieses Rohres, welches bis an das geschlossene Ende des äufseren Rohres reicht, besitzt eine kleine Oeffnung a\ während das andere Ende durch das äufsere Rohr an einer Stelle durchragt, welche nicht mehr in dem Raum, dessen Temperatur bestimmt werden soll, liegt. An diesem Ende des Rohres α¹ α ist ein schraubenförmig gewundenes Rohr b b^J b'² angeschlossen, dessen anderes Ende b² mit T-Stücken CC¹C^ und d d¹ <i² verbunden ist. An der Vereinigungsstelle c und d dieser T-Stücke ist ein Diaphragma oder eine dünne Scheibe zwischengeschaltet, welche eine Oeffnung besitzt, ähnlich der Oeffnung a^l innerhalb des äufseren, die Wärme übertragenden Rohres. Die T-Stücke sind mit ihren lothrechten Schenkeln c² und d² an Barometerrohre f und e angeschlossen, welche in

eine geeignete Flüssigkeit im Behälter F eintauchen, der bei i mit der atmosphärischen Luft in Verbindung steht.

An dem Rohr f kann eine geeignete Eintheilung y¹ angebracht werden, an welcher man-Wärmegrade unmittelbar abliest; jedoch kann man sich zu diesem Zweck auch jedes anderen Vacuummeters bedienen, welcher mit geeigneter Eintheilung ausgerüstet ist.

Das Gefäfs C ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche stets auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird; zweckmäfsig bedient man sich des Wassers, welches auf dem Kochpunkt oder auf dem Gefrierpunkt gehalten wird. Durch diese Flüssigkeit wird das schraubenförmig gewundene Rohr, welches die Verlängerung des Rohres α α¹ bildet, geführt.

Die Wirkungsweise dieses Apparates ist folgende:

Das die Wärme empfangende Rohr, welches bei A² offen ist, nimmt hier zu erwärmende Luft auf. Das Rohrende d¹ ist mit einem Luftsauger in Verbindung gebracht, durch welchen eine theilweise Luftleere von gleichmäfsiger Spannung in dem Rohr e erzeugt wird, welche an dem Streifen oder der Eintheilung e¹ abgelesen werden kann. Die in dem angewärmten Rohr A A¹ befindliche mitangewärmte Luft wird durch die Oeffnung a^l in das innere Rohr α gesaugt und durchzieht die schraubenförmige Verlängerung b¹, welche jede geeignete Gestalt oder Construction haben kann, um genügende Berührungsfläche zur Sicherstellung einer unveränderlichen Temperatur darbieten zu können. Aus dem Rohr b^l wird die Luft durch die Oeffnung c von dem an d¹ angeschlossenen Luftsauger abgesaugt. So lange die bei a¹ eindringende Luft gleiche Temperatur mit der bei c durchtretenden Luft hat, wird die Spannung der zwischen den beiden Oeffnungen a^l und c befindlichen Luft unverändert bleiben, wie an der Eintheilung f¹ und am Rohr_/ersichtlich sein wird. Wird das Ende A¹ des luftaufnehmenden Rohres angewärmt, so wird die. bei a^l eindringende Luft gleichfalls auf denselben Wärmegrad der Rohrwandung gebracht; auf dem Wege durch die Kühlschlange b^l nimmt jedoch die Luft wieder eine bestimmte niedrigere Temperatur an. Es tritt also ein Unterschied in den Wärmegraden der in dem Rohr α b^l befindlichen Luft an der Eintritts- und Austrittsstelle auf, welcher Unterschied durch die bei A^] herrschende Temperatur bedingt wird. Infolge dessen verändert sich auch die Spannung in diesem Rohr α b\ welche an dem Rohr ff^l abgelesen werden kann und als Mafsstab für die Temperatur bei A¹ dient. Aendert sich die Temperatur an irgend einer Oeffnung α^λ oder c, so wird auch der Durchzug der Luft oder des Gases durch diese Oeffnung entsprechend geändert werden. In entsprechendem Mafse ändert sich auch die Spannung des Gases oder der Luft im Rohr, wodurch die Säule im Innern des Rohres f sich hebt oder fällt.

Der Apparat kann seinem besonderen Verwendungszweck angepafst bezw. entsprechend abgeändert werden. Die Höhe des mefsbaren Wärmegrades findet nur eine Begrenzung in dem Material, aus welchem der Apparat gefertigt werden kann, insofern dieses Material unter dem in Frage kommenden Wärmegrade nicht leidet.

Bezüglich des Messens oder Anzeigens der Temperatur wird darauf aufmerksam gemacht, dafs sich an dem Apparat kein Thermometerrohr befindet; auch ist es nicht unumgänglich erforderlich, sich Quecksilberrohre zu bedienen. Der Apparat bedarf nur einer einfachen Art Vacuummesser, falls er durch Saugen bethätigt wird, oder eines Druckanzeigers, falls der Apparat unter Druck arbeitet. Hierzu kann auch gewünschtenfalls eine Quecksilber- oder eine Flüssigkeitssäule oder ein Federmano- oder Vacuummeter beliebiger Bauart Anwendung finden.

Bei dem Apparat ist es wichtig, dafs die durch die Oeffnung c dringende Luft stets auf gleicher Temperatur gehalten wird, aus welchem Grunde die Luft durch das Kühlrohr b^l geleitet wird, während sie mit der zu messenden Temperatur bei a¹ bezüglich ihrer Wärme schwanken kann.

Bei Temperaturgleichheit der bei α¹ eintretenden und bei c austretenden Luft wird die bei f^l ablesbare Spannung der im Rohr befindlichen durchziehenden Luft durch Reibung an den Oeffnungen erzeugt. Wird die Luft bei a¹ erwärmt, so vergröfsert sich ihr Volumen verhältnifsmäfsig, so dafs durch das Loch a¹ nicht so viel Luft eindringen kann. Bei der darauf folgenden Kühlung, ehe sie bei c austritt, wird die Luft wieder ihr Volumen verringern, und nur geringere Luftmengen können bei c austreten; infolge dessen wird der Sauger auf den Raum zwischen den Oeffnungen stärker einwirken. Die Säule im· Rohr/ zeigt durch Steigen den Spannungswechsel an, so dafs die Temperatur bei a^x an der Eintheilung unmittelbar abgelesen oder durch Rechnung bestimmt werden kann.

Anstatt Luft durch die Rohre α b^x durchziehen zu lassen, kann man sich auch jedes anderen geeigneten Gases oder auch Flüssigkeiten bedienen; so z. B. kann auch geschmolzenes Metall oder Glas oder geschmolzene Schlacke oder anderes Material Verwendung finden, in welches das Rohr α α¹ eintaucht.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zum Bestimmen von Temperaturen, darin bestehend, Flüssigkeit, Luft

   oder Gas durch ein Rohr oder eine - Kammer zu leiten, welche mit einer kleinen Einlafs- und einer kleinen Auslafsöffnung versehen ist und zwar derart, dafs die auf die zu messende Temperatur gebrachte Flüssigkeit durch die Einlafsöffnung mit dieser Temperatur eintritt, beim Durchziehen durch das Rohr oder die Kammer veranlafst wird, eine bestimmte und stets gleiche Temperatur anzunehmen, wobei eine Spannungsveränderung im Innern des Rohres zwischen den beiden Oeffnungen eintritt, je nach der Höhe der zu messenden Temperatur, welche Spannungsveränderung als Mafsstab der zu messenden und zu bestimmenden Temperatur dient.
   2. Apparat zur Ausführung des unter Anspruch ι. angegebenen Verfahrens, bestehend aus einem mit zwei Oeffnungen ausgerüsteten Rohr, dessen mit der einen Oeffnung versehenes Ende in einer Kammer liegt, die mit der atmosphärischen Luft in Verbindung steht und in den Raum oder in die Masse hineinragt, deren Temperatur gemessen werden soll, während die andere Oeffnung an einer Stelle liegt, wo eine bestimmte und stets gleiche Temperatur aufrecht gehalten wird, bei welcher Anordnung die Luft durch die erstgenannte Oeffnung mit der zu messenden Temperatur eindringt und mit einer bestimmten, stets gleichen Temperatur durch die andere Oeffnung entweicht, wodurch im Rohr zwischen den Oeffnungen eine Spannungsveränderung erzielt wird, welche als Mafsstab für die zu messende Temperatur dient und an einem Manometer oder einer sonstigen Anzeigevorrichtung abgelesen werden kann.

   3. Eine Ausführungsform des unter Anspruch 2. angegebenen Apparates, gekennzeichnet durch ein Gaszuführungsrohr (A), dessen Ende (A'¹) in den Raum, dessen innere Temperatur gemessen werden soll, hineinragt, und welches Rohr (A) das unter Anspruch 2. genannte Rohr (a) umschliefst, derart, dafs das dem Rohr (a) durch das Rohr (A) zugeführte Gas oder die Flüssigkeit auf die Temperatur gebracht wird, welche gemessen werden soll.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.