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(griech., Dasymeter, Dampfmesser), Apparat zur Messung des Druckes, welchen in einem abgesperrten
Raum befindliche Gase ausüben. Übergießt man in einer Flasche kohlensauren Kalk mit Salzsäure und versieht die Flasche mit einem
doppelt durchbohrten Kork und zwei Glasröhren, von denen die eine bis auf den Boden der Flasche, die andre aber nur bis unter
den Kork reicht, so wird durch letztere das sich entwickelnde Gas frei entweichen; sobald man dies aber
verhindert, wird die Flüssigkeit in der ersten Röhre steigen und zwar um so höher, je stärker der Druck ist, welchen das
in der Flasche befindliche Gas auf die Flüssigkeit ausübt.
Dies gerade Rohr (Sicherheitsröhre) ist das einfachste Manometer. Nun kann man aber auch das Rohr unter dem Kork
abschneiden und es mit einem zweiten ganz ebenso konstruierten Gefäß, in welchem sich Wasser oder Spiritus oder Quecksilber
befindet, in Verbindung setzen. Alsdann wird das in der ersten Flasche sich entwickelnde Gas mit gleichem Druck auch
auf die Flüssigkeit im zweiten Gefäß wirken und diese in dem geraden Rohr in die Höhe treiben, was auch dann geschehen wird,
wenn sich im ersten Gefäß kein Gas, sondern Dampf entwickelt, wenn also das erste Gefäß z. B. ein Dampfkessel ist.
Wasser wird durch den Druck einer Atmosphäre bekanntlich 10 m, Quecksilber aber nur 760 mm hoch gehoben,
und man wendet daher, wo man es mit starken Pressungen zu thun hat, Quecksilber an, damit man das Manometerrohr nicht zu lang
zu machen braucht. Um den Druck in Gasleitungen, Gebläsen u. dgl. zu messen, genügt ein Wassermanometer
(Windmesser). Ein großes Gefäßmanometer wie es für Dampfkessel mit geringem Druck gebraucht wurde, besteht
aus einem eisernen kastenförmigen Gefäß, durch dessen luftdicht schließenden Deckel zwei eiserne Röhren gehen.
Die eine Röhre ist gerade, etwa 4 m hoch und reicht bis auf den Boden des Gefäßes, die andre mündet im Deckel und kommuniziert
mit dem Dampfkessel. Das Gefäß ist mit Quecksilber gefüllt, welches durch den Dampfdruck im Manometerrohr
steigt. In letzterm befindet sich ein eiserner Schwimmer, der an einer seidenen Schnur befestigt ist, welche an der obern Mündung
des Rohrs über eine Rolle geht. Das herabhängende Ende der Schnur trägt einen Zeiger, welcher also, den
Schwankungen des Quecksilbers entsprechend, an
mehr
einer senkrechten Skala auf- und niedersteigt. Läßt man auf den einen Schenkel eines U-förmig gebogenen Rohrs den Dampfdruck
wirken, so treibt dieser in dem Rohr befindliches Quecksilber im andern Schenkel in die Höhe. Ein Schwimmer und Zeiger gibt auch
hier den Stand des Quecksilbers an (Hebermanometer). Verbietet der Raum, ein einfaches langes Manometerrohr
anzubringen, so kann man ein Rohr viermal hin- und herbiegen, so daß etwa vier U gebildet werden, welche in gleicher Lage
nebeneinander liegen und unter sich kommunizieren.
Man füllt dann die untere Hälfte der Röhre mit Quecksilber, die obere aber mit Wasser und läßt nur im letzten,
aufwärts gebogenen Schenkel die Luft direkt auf das Quecksilber wirken. Das andre Ende des Apparats steht mit dem Dampfkessel
in Verbindung, und es wird daher das Quecksilber im ersten, dritten, fünften und siebenten Schenkel niedergedrückt, im zweiten,
vierten, sechsten und achten aber steigen. Der achte Schenkel ist von Glas und mit einer Skala zum Ablesen
des Quecksilberstandes versehen.
Bei allen bisher geschilderten Manometern ist die atmosphärische Luft mit dem Quecksilber in Berührung; man hat aber auch
geschlossene Manometer, bei welchen das Quecksilber in eine oben geschlossene Röhre hineingetrieben und der Druck mithin durch die
Zusammenpressung der über dem Quecksilber befindlichen Luft gemessen wird (Kompressionsmanometer, Mariottesche
Röhre). Nach dem Mariotteschen Gesetz entspricht eine Zusammenpressung der Luft auf ½, ¼, 1/8 ihres ursprünglichen Volumens
einem Druck von 2, 4, 8 Atmosphären.
Ist das Rohr eines solchen Manometers cylindrisch, so werden natürlich die Abteilungen der Skala, welche gleichen Druckdifferenzen
entsprechen, nach obenhin sehr rasch abnehmen. Dies vermeidet das hyperbolische Manometer von
Delaveye, welches sich nach dem Ende zu immer mehr zusammenzieht und in eine Kugel ausläuft, so daß gleiche Veränderungen
in der Dampfspannung auch durch gleiche Veränderungen im Quecksilberstand angezeigt werden. Das Multiplikatormanometer von
Schinz zur Messung des Zugs besteht aus einem Blechkasten, in welchen sich eine Dille von oben nach unten
senkt, die am Boden dem im Kasten enthaltenen Wasser den Durchgang gestattet.
Auf dem Wasser in der Dille befindet sich ein Schwimmer, von welchem aus ein Seidenfaden über eine Rolle geht, an dessen anderm
Ende ein Gegengewicht befestigt ist. Die Rolle selbst wird die Bewegung des Schwimmers und seines Gegengewichts
mitmachen und ebenso ein Zeiger, welcher auf der die Rolle tragenden Achse befestigt ist. Das Ende des Zeigers bewegt sich
auf einem Gradbogen. Große Verbreitung haben in der neuern Zeit die Metallmanometer gefunden. Bei dem Manometer von Schäffer u. Budenberg
ist eine im Grundriß kreisförmige, wellenförmig gebogene Stahlscheibe zwischen den Flantschen eines
Gehäuses befestigt.
Gegen die auf ihrer untern Seite versilberte Platte wirkt das Gas, dessen Druck gemessen werden soll, und verursacht eine Formveränderung
der Platte, eine Bewegung derselben, die durch geeignete Mechanismen auf einen Zeiger übertragen wird. Läßt man in eine
an ihrem Ende hermetisch verschlossene, kreisförmig gebogene Röhre von dünnem Metallblech und elliptischem Querschnitt ein
Gas eintreten, dessen Spannung geringer ist als die der atmosphärischen Luft, so wird sich die Röhre mehr zusammenziehen, während
sie sich streckt, wenn man das in ihr enthaltene Gas komprimiert.
Hierauf beruht Bourdons Metallmanometer, bei
welchem die empfindliche Röhre in ihrer Mitte (wo der Dampf
eintritt) festgehalten wird, während beide Enden frei und durch Zugärmchen mit einem doppelarmigen Hebel in Verbindung gebracht
sind. Dieser Hebel ist mit einem Zahnbogen ausgerüstet, der in ein Getriebe faßt, an dessen Achse der Zeiger befestigt ist.
Ist die empfindliche Röhre luftleer gemacht, so gehorcht sie dem Druck der Atmosphäre und zeigt die Veränderungen
desselben an (Aneroidbarometer).
Die Metallmanometer leiden an dem gemeinsamen Übel aller Federn, daß sie mit der Zeit mehr oder weniger unrichtig werden,
ganz abgesehen davon, daß die meisten überdies Thermometer bilden, die eigentlich vor dem jedesmaligen
Gebrauch auf 0 eingestellt, überhaupt justiert werden müßten. Indessen gestaltet sich die Sache nicht so schlimm, wenn man
nur die Federmanometer mit möglichster Sorgfalt herstellt und mit einem sogen. Flantsch- oder Dreiwegehahn versieht, um Kontrollmanometer
ohne weiteres leicht anbringen zu können. Unter allen Umständen bleibt dann ein gutes Federmanometer
ein übersichtliches, für die gewöhnlichen Zwecke der Anwendung völlig brauchbares Instrument.
Um ein Lärmzeichen zu geben, wenn der Dampfdruck in einem Kessel eine gewisse Höhe erreicht, bringt Julian
in Basingstoke in dem Zifferblatt des den Dampfdruck angebenden Metallmanometers einen bogenförmigen, mit dem Teilkreis
des Manometers konzentrischen Schlitz an, in welchem sich eine mit dem Pole einer elektrischen Batterie zu verbindende
Kontaktschraube an der Stelle feststellen läßt, bis zu welcher der mit dem andern Batteriepol zu verbindende, den Druck angebende
Zeiger des Manometers sich höchstens bewegen soll.
Berührt der Zeiger die Kontaktschraube, so wird der Strom geschlossen und ein Läutewerk in Bewegung gesetzt. Dieses Lärmmanometer
ist schon mehrfach auf Schiffen verwendet worden, wo dann die Klingel in der Kajütte des Kapitäns, Ingenieurs
etc. angebracht ist, so daß diese stets von einer etwa eintretenden übermäßigen Dampfdrucksteigerung
im Kessel sofort benachrichtigt werden. Übrigens kann statt der Lärmklingel auch eine Lärmpfeife Verwendung finden.
Zur Messung von geringen Druckdifferenzen, wie sie bei Feuerungsanlagen, in Gas-, Schwefelsäurefabriken
etc. vorkommen, bedient man sich mit Vorteil der Differentialmanometer. Solche sind mit verschiedenen
Füllungen von Kretz, Seger und Arou und von Jörgensen angegeben. Ihr Differentialmanometer stellt eine U-förmige Röhre a
(Fig. 1) vor, deren senkrecht stehende Schenkel an ihren obern Enden Erweiterungen b tragen. Die Schenkel sind mit zwei
verschiedenen, miteinander nicht mischbaren Flüssigkeiten (z. B.
Öl und wässerigem Weingeist) derart gefüllt, daß die Berührungsstelle
c der Flüssigkeiten in den engen Teil des einen Schenkels fällt. Es sei nun angenommen, daß beide Flüssigkeiten ein spez. Gew.
= 1 haben und die Schenkel in den obern Teilen, in welchen die Oberflächen der Flüssigkeiten sich befinden,
20mal so großen Querschnitt als in ihrem untern Teil haben.
Lastet nun auf der Flüssigkeit in dem einen Schenkel ein Druck, welcher um 1 mm Wassersäule höher ist als der im andern Schenkel
herrschende Druck, so wird die Flüssigkeit in ersterm sinken, in letzterm steigen, bis Gleichgewicht hergestellt
ist, was eintritt, wenn die Differenz der Flüssigkeitshöhen 1 mm beträgt, also, vollkommen kongruente Schenkel vorausgesetzt,
wenn die erste Oberfläche 0,5 mm gesunken, die andre 0,5 mm gestiegen ist. Bei dieser Bewegung legen die Flüssigkeitsteilchen
in den untern engen Teilen einen 20mal so großen Weg (in senkrechter Richtung) zurück als in den obern
Teilen von 20fachem Querschnitt, also 20 × 0,5 = 10 mm. An dieser Bewegung nimmt auch die sichtbare Berührungsstelle c der
beiden Flüssigkeiten teil, sie schreitet also um 10 mm vor und bringt so die vorhandene Druckdifferenz in zehnfach vergrößertem
Maßstab zur Anschauung.
Die Anwendung zweier Flüssigkeiten von genau gleichem spezifischen Gewicht empfiehlt sich indessen nicht,
weil dann an der Berührungsstelle leicht Teile der einen Flüssigkeit in der andern schwimmen und eine genaue Ablesung verhindern.
Diesem Übelstand wird dadurch abgeholfen, daß man die eine Flüssigkeit ein wenig schwerer als die andre wählt. Dann wird
allerdings die Vervielfältigung der Druckhöhendifferenz des Ausschlags durch das Instrument verringert.
König, der sich mit der Verbesserung der Differentialmanometer beschäftigt hat, findet durch Rechnung und Versuche, daß,
während die Vervielfältigung der Druckhöhe bei Verwendung gleichschwerer Flüssigkeiten genau proportional dem Querschnittsverhältnis
ist, sie bei Verwendung ungleich schwerer Flüssigkeiten nur ein ganz bestimmtes Maß, und auch dies nur
dann erreichen kann, wenn der größere Rohrquerschnitt unendlich groß wird. So ist es z. B.
mit zwei Flüssigkeiten vom spezifischen Gewicht 0,9 und 0,8 nicht mehr möglich, eine zwölffache Vergrößerung
des Ausschlags zu erzielen, die äußerste Grenze ist vielmehr 10, und selbst diese ist praktisch nicht erreichbar,
weil man die weiten Rohrteile nicht unendlich weit machen kann.
Übrigens ist die Grenze des Ausschlags nicht von den spezifischen Gewichten der einzelnen Flüssigkeiten, sondern nur von deren
Differenz abhängig. Zur Erzielung eines einigermaßen erheblichen Ausschlags, selbst bei geringer Differenz der spezifischen
Gewichte der beiden Flüssigkeiten, ist ein ziemlich großes Verhältnis der Rohrquerschnitte erforderlich.
Sind z. B. die spez. Gew. = 0,9
und 0,86, also die Differenz nur 0,04, so muß für einen zehnfach vergrößerten Ausschlag der Querschnitt der weitern Rohrteile
beinahe 30mal so groß werden wie der der engern, bei einer Differenz der spez. Gew. von 0,07 aber gar ziemlich
60mal so groß. Der Gedanke lag daher nahe, den Maßstab für die Ablesung dadurch zu vergrößern, daß
man nicht nur die Steigung der Flüssigkeiten im einen, sondern
^[Abb.: Fig. 1. Differentialmanometer mit einer Trennungsfläche.]
mehr
auch die Senkung der Flüssigkeit im andern Schenkel zur Anschauung brächte. Das ist dadurch zu erreichen, daß man zunächst
von der schwerern Flüssigkeit in die untern kommunizierenden Röhrenteile so viel einfüllt, daß sie beiderseits bis zur
halben Höhe des engen Teils der beiden Schenkel heranreicht. Der übrige Teil der Röhren bis etwa zur
halben Höhe der weitern Rohrstücke wird mit der leichtern Flüssigkeit angefüllt
(Fig. 2). Bei einem derartig gefüllten
Instrument liest man auf der Skala die Summe der Ausschläge der beiden Trennungsflächen c und c1 ab, welche bei Anwendung
von Flüssigkeiten von gleichem spezifischen Gewicht gleich dem doppelten Ausschlag jeder einzelnen Trennungsfläche
sein würde, so daß hierdurch der Ablesungsmaßstab verdoppelt werden würde. Besitzen die beiden Flüssigkeiten jedoch ein
verschiedenes spezifisches Gewicht, wie es auch hier zu Erreichung bestimmt erkennbarer Trennungsflächen erforderlich ist,
so fällt die Vergrößerung des Ablesungsmaßstabes bedeutend geringer aus.
Bei den Differentialmanometern mit U-förmigem Rohr wird es unangenehm empfunden, daß die geringste Neigung
des Instruments eine Verschiebung der Gleichgewichtslage, bez. der Lage des Nullpunktes mit sich bringt. Besonders störend ist
dieser Umstand, wenn man behufs Ausführung von Messungen mit dem Instrument von einem Punkte zum andern geht und nicht überall
einen geeigneten festen Standort für das Manometer zur Hand hat. A. König konstruierte ein Differentialmanometer,
welches diesen Übelstand nicht hat
(Fig. 3). Die zwei erforderlichen Glasrohre liegen nicht nebeneinander,
sondern ineinander.
Das äußere (a) ist unten geschlossen, das innere (b) unten offen, so daß unten Flüssigkeit aus der einen Röhre in die
andre übertreten kann. Die Röhren sind oben weit, in einem längern mittlern Teil eng und erweitern sich
im untersten Teil wieder etwas. Das innere Rohr ist identisch mit dem einen Rohrschenkel der vorbeschriebenen Manometer, der Zwischenraum
zwischen dem innern und äußern Rohr mit dem andern Schenkel. Füllt man diesen Apparat in der Weise, daß über
der schwerern Flüssigkeit in beiden Räumen eine Säule der leichtern Flüssigkeit steht, so hat man ein Differentialmanometer,
dessen kommunizierende Gefäße konzentrisch angeordnet sind, deren Mittellinien mithin in eine Linie zusammenfallen. Infolgedessen
kann der Apparat unbeschadet der Genauigkeit der Ablesung einige Schwankungen vertragen und daher bei den Messungen frei in der
Hand gehalten werden.
^[Abb.: Fig. 2. Differentialmanometer mit zwei Trennungsflächen.]
(grch.), Instrumente zur Ermittelung des Druckes, unter welchem eine Flüssigkeit oder ein Gas steht. Man
kann alle in vier Klassen einteilen:
1) offene Quecksilbermanometer, bei welchen der Druck der Flüssigkeit oder des Gases in einer Röhre eine Quecksilbersäule
hebt, deren Höhe die Größe des Druckes angiebt;
2) geschlossene Quecksilber- oder Kompressionsmanometer, bei welchen eine kurze Quecksilbersäule den Druck auf einen abgeschlossenen
Raum atmosphärischer Luft überträgt, so daß aus der Volumverkleinerung der letztern ein Rückschluß auf die Größe des
Druckes gemacht werden kann;
3) Kolbenmanometer, bei welchen der Druck einen in seinem Cylinder verschiebbaren, durch Gewicht und
Feder belasteten Kolben bewegt;
4) Federmanometer, bei welchen die durch den Druck bewirkte Formveränderung einer gebogenen Röhre oder elastischen Metallplatte
zur Erkennung der Druckgröße dient. In der Praxis kommen nur noch die offenen Quecksilber- und die Federmanometer vor,