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Anemometer [5]

[34] Anemometer. Die Firma Georg Rosenmüller in Dresden-Neustadt baut neuerdings Anemometer zum Einbau und Anschluß an das Ende einer Rohrleitung zur Messung der in Rohrleitungen fließenden Luft- oder Gasmengen (Fig. 1 u. 2).

Durch schlanke konische Düsen wird die Rohrleitung zunächst auf den lichten Durchmesser des Anemometers gebracht. Die Anemometermeßkammer selbst liegt in einem besonderen Gehäuse und kann nach Abheben des Deckels leicht herausgenommen werden, das Meßgehäuse selbst dagegen bleibt mit der Leitung fest verschraubt. Durch eine geeignete, stromlinienförmige Gestaltung des Mittelteils der Anemometermeßkammer ist für einen möglichst gleichförmigen Gasdurchgang und geringste Druckdifferenz vor und hinter der Meßkammer gesorgt. Um auch von einem entfernt liegenden Orte aus die Tätigkeit des Meßinstrumentes überwachen zu können, wird dasselbe auch mit elektrischer Fernanzeige und Fernregistrierung ausgerüstet.

Die Firma R. Fueß in Berlin-Steglitz bringt neuerdings ein hochempfindliches Anemometer (D.R.P. Nr. 154420) zur Ausführung, das für Messungen schwacher Luftströme von niedriger Geschwindigkeit – 0,02 bis 10,0 m/Sek. – geeignet ist. Seine Empfindlichkeit ist gegenüber den bisher in Gebrauch befindlichen Anemometern eine wesentlich höhere. Die theoretische Grundlage desselben ist folgende:

Wird ein Flügelrad in Umdrehung versetzt, so sind hierbei selbst bei den feinstgebauten Instrumenten immer noch Reibungswiderstände (Zapfenreibung, Luftwiderstand) zu überwinden. Die hierbei zu leistende Arbeit muß naturgemäß vor dem zu messenden Luftstrom geleistet werden, geht also für die eigentliche Messung verloren. Sind diese Reibungswiderstände groß, so wird das Anemometer erst bei schon erheblicher Luftgeschwindigkeit »angehen« und die Erfahrung zeigt auch, daß die untere Meßgrenze bei gewöhnlichen Anemometern 0,3–0,5 m beträgt, d.h. das Flügelrad dreht sich erst, wenn die Luftgeschwindigkeit 0,3–0,5 m/Sek. beträgt bezw. überschreitet. Beseitigt man aber diese Reibungswiderstände teilweise, so läßt sich ein solches Anemometer auch zum Messen sehr kleiner Windgeschwindigkeiten benutzen. Diese Verringerung der Reibungswiderstände wird bei der Konstruktion nach Patent 154420 dadurch erreicht, daß dem Flügelrad durch einen gegen dasselbe gerichteten Luftstrom eine künstliche Umdrehung erteilt wird. Dadurch wird die Reibung der Ruhe (Trägheitsmoment) aufgehoben und es bleibt nur die Reibung der Bewegung, die nur einen sehr geringen hemmenden Einfluß auf das Flügelrad ausübt. Unter dem Gehäuse des Flügelrades F (Fig. 3 u. 4) ist eine Büchse angebracht, die ein Uhrwerk (Laufwerk) mit dem Ventilator V aufnimmt. Der von diesem erzeugte Luftstrom wird durch eine Bohrung im linken Achsenständer des Flügelrades gegen dasselbe geblasen. Durch eine Regulierschraube R (Fig. 3) kann dieser Luftstrom so eingestellt werden, daß das Flügelrad in vollkommen ruhiger Außenluft eine solche Geschwindigkeit erreicht, daß der Zeiger des Zahlenwerts Z in der Minute um 30 Intervalle vorangeht. Läßt man nun den Luftstrom, dessen Geschwindigkeit zu messen ist, in der Richtung des Pfeils & (Fig. 4) auf das Anemometer treffen, so wird dieser Luftstrom das sich drehende Flügelrad aufhalten, so daß der Zeiger sich in der Minute nicht mehr um 30, sondern etwa nur um 20 Intervalle (m/Sek.) fortbewegt. Die Geschwindigkeit des zu messenden Luftstromes ist demnach 30–20 = 10 m/Min, oder[34] 0,1667 m/Sek. Bringt man das Instrument in Luftströme von größerer Geschwindigkeit, so wird die Differenz immer größer werden, bis bei 30 m Geschwindigkeit in der Minute das Flügelrad stillstehen wird, da in diesem Fall die Wirkung zwischen dem künstlichen Antrieb und der verzögernden Wirkung des zu messenden Stromes gleichgroß ist, so daß eine Drehung des Flügelrades nicht mehr erfolgen kann. Will man jedoch Geschwindigkeiten von mehr als 30 m/Min. (0,5 m/Sek.) messen, so läßt man den zu messenden Luftstrom in der Richtung der Pfeile a a auf das Anemometer treffen, wobei jedoch das Uhrwerk und somit auch der Ventilator V im Gehäuse stillgesetzt ist. Die beiden Meßbereiche überdecken sich, indem das Meßbereich b von 0,02 bis 0,5 m/Sek., das Meßbereich a (ohne Hilfsluftstrom) von 0,4 bis 10 m/Sek. reicht.

Zur praktischen Aufzeichnung der Luftgeschwindigkeiten bei Kontaktanemometern durch nach bestimmten Zeitabschnitten (nach ca. 1 oder 10 Minuten) erfolgende Stromschlüsse wendet die Firma R. Fueß das Instrument Fig. 5, den Chronographen oder Zeitschreiber, an, dessen Schaubild Fig. 6 wiedergibt. Die Wirkungsweise desselben ist folgende:

Auf der Grundplatte B ist eine Metallsäule A befestigt, die als oberes Stützlager für die mit einem sägeschnittartigen Gewinde versehene Spindel H dient. Ueber die Schraubenspindel ist eine mit dem Träger D verbundene Muffe geschoben, die wiederum ihrerseits zwischen zwei kleinen Stützen eine in die Gewindegänge passende Sperrklinke aufnimmt. Der Träger D dient zur Aufnahme des Schreibsystems S. Ein kleiner Elektromagnet E, an dessen Anker die Schreibsender befestigt ist, und deren Bewegung nach unten durch den Eisenkern des Magneten, nach oben durch die Anschlagschraube C begrenzt wird, bildet mit zwei Polklemmen die elektrische Ausrüstung des Instrumentes. Ein in D sitzender und in die Nut N greifender Stift verhindert ein seitliches Drehen des Trägers D. Die zur Aufnahme des Papiers dienende Trommel U wird von einem Uhrwerk getrieben, das sich im Innern der Trommel befindet. Das am Boden der Trommel U beteiligte Zahnrad T steht im Eingriff mit dem an der Schraubenspindel H sitzenden Zahnrad R, so daß die Schraubenspindel an den Umdrehungen der Uhrtrommel teilnehmen muß. Das Uebersetzungsverhältnis zwischen T und R und die Ganghöhe der Spindel sind so gewählt, daß eine Umdrehung der Trommel[35] ein Niedersinken der Schreibsender um 4 mm zur Folge hat. Die Uhr macht pro Stunde eine volle Umdrehung; die Höhe der Trommel reicht für 24 Stunden aus. Nach Verlauf dieser Zeit wird ein neues Blatt Papier aufgespannt, und die Schreibsender durch Anheben des Trägers D in ihre Anfangsstellung gebracht, ohne daß man genötigt ist, Schrauben oder dergleichen zu lösen. Ebenso kann man auch die Schreibsender an jede andere Stelle der Uhrtrommel bringen. Zum Abheben der Schreibsender von der Papierfläche dient der Winkelhebel M. In der abgebildeten Form ist der Apparat mit einem Elektromagneten ausgerüstet; für besondere Fälle kann er mit einem zweiten Elektromagneten versehen werden. Da jede durch Spannbügel bewirkte Beteiligung des Papiers wegen der mehrmaligen Umdrehung der Trommel nicht verwendbar ist, so müssen die Papierblätter aufgeklebt werden, dieses geschieht dadurch, daß der gummierte Rand des Papiers angefeuchtet und über das andere Ende gelegt wird. Zwei Spitzen in der Trommel verhindern das Rutschen des Papiers. Eine in der Trommelwand vorgesehene Nut erleichtert das Ablösen des Papiers. Fig. 6 ist ein auf dem Chronographen erhaltenes Schaubild, welches in den Punktabständen auf den Querlinien ein Bild der Geschwindigkeitsänderungen ergibt.

v. Ihering.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6.