CXIII. Bericht uͤber einen von Hrn. Clegg erfundenen Gasmesser; von Hrn. Savary. Aus den Comptes rendus 1840, 2me Sem. No. 4. Savary's Bericht uͤber Clegg's Gasmesser. Es ist jezt eine wichtige Aufgabe, das von einer gewissen Anzahl von Brennern verzehrte Leuchtgas mit Genauigkeit messen zu können. Dazu genügt es keineswegs, die Dauer der Verbrennung zu bestimmen, weil der Consument die Flamme verlängern oder verkürzen kann, wonach der Gasverbrauch ein ganz verschiedener ist. Eine directe und scharfe Lösung der Aufgabe würde darin bestehen, daß man das unter einem gegebenen Druk ausströmende Gasvolum ausmittelt. Wir wollen hier keineswegs die bisher zu diesem Zwek ersonnenen und mehr oder weniger in Gebrauch gekommenen Apparate prüfen, sondern uns auf eine neue Methode beschränken, wobei das Gasvolum oder der Gasverbrauch zwar ganz indirect gemessen wird, welche aber sehr sinnreich und innerhalb gewisser Gränzen für die Praxis genau genug ist. Das Princip, worauf sich der neue Gasmesser gründet, besteht darin, eine fast constante Wärmequelle auf eine gegebene Portion des den Apparat durchstreichenden Gases wirken zu lassen und dann durch die Erhizung dieser Gasportion die Schwingungen eines besonders construirten Pendels zu veranlassen. Die Erfahrung zeigt, daß man die Anzahl der Schwingungen dem Gesammtverbrauche an Gas proportional machen kann. Es sind also zwei Hauptpunkte zu betrachten: einerseits die constante Wärmequelle und andererseitsandererseis der Pendel. Die Wärmequelle ist ein kleiner Strom des brennbaren Gases selbst, welcher durch ein Capillarloch austritt, wenn die Beleuchtung beginnen soll. Man zündet diesen Strom an und er gibt dann eine Flamme, ähnlich einem Nachtlämpchen. Die Flamme befindet sich an der Basis einer engen und langen metallenen Rauchröhre, welche sich dadurch erhizt; die Temperatur derselben muß fast ganz constant bleiben, und zwar ohne daß man sich darum zu bekümmern braucht. Je nachdem sich nun die Rauchröhre erhizt oder abkühlt, verlängert oder verkürzt sie sich. Ihr oberes Ende steigt oder fällt und mit ihm durch Beihülfe eines Hebels und Drahts steigt oder senkt sich auch ein kleiner Kegel, welcher mehr oder weniger in die untere Oeffnung der Speisungsröhre der Lampe eindringt und also diese Oeffnung verengert oder erweitert. Wenn die Temperatur der Rauchröhre zu stark ist, wird also die Flamme der Lampe kleiner, wenn sie aber zu schwach ist, augenbliklich größer werden. Der Temperaturgrad der Rauchröhre oder vielmehr ihr Ueberschuß an Temperatur gegen die äußere Luft wird also, wenn nicht unwandelbar, was unmöglich ist, doch innerhalb sehr enger Gränzen bleiben. Diese mittlere Temperatur hängt von demjenigen ab, welcher den Gasmesser regulirt; es hängt von ihm ab, daß bei derselben Länge der Rauchröhre der Kegel mehr oder weniger gehoben wird und die Röhre, welche die Lampe speist, mehr oder weniger offen ist. So viel über die constante Wärmequelle; wir wollen nun auf das Pendel übergehen. Dasselbe besteht aus zwei hohlen Glaskugeln von gleichem Durchmesser, welche durch eine in Form eines C gekrümmte Röhre mit einander verbunden sind. Man fängt damit an, so viel Alkohol einzufüllen, daß eine der Kugeln fast ganz gefüllt wird; hierauf schmilzt man die Oeffnung, durch welche der Alkohol eingegossen wurde, zu, so daß die äußere Luft mit dem Alkohol durchaus nicht in Berührung kommen kann. Die Röhre, welche die beiden Kugeln verbindet, ist in der Mitte ihrer Länge in einen Ring aus Weißblech gefaßt, der mit einem Blech aus demselben Metall zusammenhängt, welches wie ein Schirm quer zwischen den Kugeln liegt; an dieses Blech ist eine eiserne Achse gelöthet, welche horizontal auf Zapfen aufliegt, um die sich das ganze System frei drehen kann. Angenommen nun, die eine mit Alkohol gefüllte Kugel liege unter der Drehungsachse, die andere leere darüber und es werde auf irgend eine Art die untere Kugel erhizt, so wirb der sich bildende Dampf durch seine Elasticität die Flüssigkeit in die Verbindungsröhre hinauf treiben, daher sie in die obere Kugel überlauft; nachdem diese hinreichend angefüllt ist, befindet sich der Schwerpunkt des Systems über der horizontalen Achse in einer excentrischen Lage: es erfolgt daher wieder ein Umgießen, die Kugel, welche sich anfüllte, sinkt nach Unten, und diejenige, welche sich leerte, steigt hinauf; das Gleichgewicht stellt sich fast augenbliklich wieder her, und das Ganze ist wieder in der anfänglichen Lage. Nun wird man leicht das Spiel des Gasmessers begreifen. Das in ihn eindringende Gas zertheilt sich zwischen zwei Röhren; durch die erste gelangt es kalt an die Oberfläche der oberen Kugel des Pendels; durch die zweite kommt es warm an die Oberfläche der anderen Kugel, denn diese zweite Röhre umhüllt in einer gewissen Ausdehnung die metallene Rauchröhre, welche wir auf eine hohe Temperatur gebracht haben. So wird die obere Kugel beständig auf die Temperatur des zuströmenden Gases der äußeren Luft zurükgebracht, die untere Kugel aber auf eine höhere und constante Temperatur erwärmt. Es müssen folglich Umgießungen in regelmäßigen Zwischenräumen stattfinden; sind die Kugeln aber nicht ganz symmetrisch aufgehängt, so bemerkt man die Regelmäßigkeit nur von zwei zu zwei Schwingungen. Ist nun zu befürchten, daß das Spiel dieses Systems mit der Zeit in Unordnung kommen könnte, etwa durch eine größere Reibung der Drehungsachse auf ihren Lagern? Wir glauben nicht, denn das Gewicht der Flüssigkeit ist eine sehr große Kraft im Verhältniß zu dieser Reibung und die Dauer jeder Schaukelbewegung ist nur ein sehr kleiner Bruchtheil von dem Zeitraume, welchen die Flüssigkeit zum Uebergang von einer Kugel in die andere braucht. Der Regulator ist hier, wie man sieht, der Mechanismus, welcher den Temperaturüberschuß der erhizten Gasportion so ziemlich unwandelbar macht. Mittelst eines doppelten Sperrrades wird die Anzahl der Umgießungen durch Zeiger auf mehreren Zifferblättern angezeigt. Aus dem Vorhergehenden kann man schon ersehen, daß der neue Gasmesser des Hrn. Clegg, wenn er einmal für einen Gasstrom von gegebener Geschwindigkeit, welcher eine bestimmte Anzahl von Brennern speist, justirt ist, stets für einen ganz gleichen Strom denselben Gasverbrauch auch durch dieselbe Anzahl von Schwingungen anzeigt; durch die Zeit der Verbrennung allein würde man jedoch schon eben so viel wissen. Es ist mehr nöthig: bei gleichbleibender Anzahl der Brenner wird die Geschwindigkeit des Stromes in der gemeinschaftlichen, sie speisenden Röhre variiren, wenn man die Hohe der Flamme abändert; sie wird noch größere Veränderungen erleiden, wenn man bald nur einen Brenner, bald mehrere anzündet; sie wird für eine gleiche Flammenhöhe der Anzahl der angezündeten Brenner proportional seyn. Der einzige, an einer gemeinschaftlichen Speisungsröhre angebrachte Gasmesser muß also durch eine gleiche Anzahl von Schwingungen auch ein gleiches Volum verbrauchten Gases anzeigen, wie verschieden auch, wenigstens zwischen gewissen Gränzen, die Geschwindigkeit des Stromes seyn mag. Die Anzahl der Schwingungen muß dieser Geschwindigkeit proportional seyn und ihre Dauer in umgekehrtem Verhältnisse variiren. Ist es möglich dieses Resultat zu erreichen und können sich die verschiedenen Fehlerquellen, welche man leicht ausfindet, deren Einfluß aber sehr schwer abzuschäzen ist, unter allen Umständen genau genug compensiren? Dieses ist die ganze Frage, und ohne zu complicirte Reactionen zu analysiren, glaubten wir uns auf Versuche beschränken zu müssen, welche die Anwendung des Apparats zu rechtfertigen geeignet sind. Zuerst untersuchte man mit dem nächsten besten Gasmesser, welchen Einfluß die Geschwindigkeit des Stroms auf die Dauer der Schwingungen hat; man maß also diese Dauer, indem man die Anzahl der Brenner, welche der Gasmesser durch eine gemeinschaftliche Röhre speiste, abänderte und jedesmal die Flamme auf dieselbe Höhe zurükführte; dabei erhielt man folgende Resultate: Anzahl der Brenner.  Dauer von 20Schwingungen.  Product der Dauer indie Anzahl der Brenner.            1     24'  45''          24' 45''            2     16. 20          32. 40            3     11.   0          33.   0            4       8. 34          34. 16            5       7.  4          35. 20            6       6.  0          36.   0            7       5.  7          35. 49 Das Product jeder Dauer in die Anzahl der Brenner muß eine constante Zahl seyn, wenn dieselbe Menge Gas bei jeder Ausströmungsgeschwindigkeit eine gleiche Anzahl Schwingungen gibt. Für vier, fünf, sechs und sieben Brenner bleibt sich bei den angeführten Versuchen diese Zahl auch wirklich gleich; für drei Brenner ist aber die Abweichung schon merklich; nur das Product für einen einzigen Brenner weicht bedeutend von den anderen ab. Im Allgemeinen war also die Anzahl der Schwingungen ohne Rüksicht auf die Geschwindigkeit keineswegs den Gasvolumen proportional; sie weicht aber bei den vorhergehenden Versuchen zwischen gewissen Gränzen, nämlich zwischen Geschwindigkeiten, die von 4 bis 7 variiren, nur wenig ab. Man kann diese Gränzen noch weiter ausdehnen, so daß die Anzahl der Schwingungen, z.B. für einen Brenner und für sieben gleich wird, wenn in beiden Fällen ein gleiches Gasvolum durchgeht. Um diese Gleichförmigkeit zu erhalten, genügt es, die mittlere Temperatur der Rauchröhre variiren zu lassen, indem man die Länge des Drahts, welcher den Regulirkegel der Lampe hebt, verändert. Um sich hievon zu versichern, nahm man einen anderen Gasmesser und beobachtete nach einander für sieben Brenner und einen Brenner die Dauer von 20 Schwingungen; man fand diesesmal: Anzahl der Brenner.  Dauer von 20Schwingungen.  Product der Dauer indie Anzahl der Brenner.            1     27'   4''          27'   4''            7       5. 34          38. 58 Als man den Draht des Regulators um vier Schraubengänge verkürzte, gab der Versuch: Anzahl der Brenner.  Dauer von 20Schwingungen. Entsprechende Producte.            1     38' 41''           38' 41''            3     13. 31           40. 33            5       7. 48           39.   0            7       5. 51           40. 57 Hier differiren die Producte nur um ungefähr 1/20 ihres Werths, was durch die zufälligen Fehler des Apparats allein schon erklärlich ist. Man wollte sich nun auch noch überzeugen, ob durch das Spiel des Regulators der Punkt, für welchen der Gasmesser gehörig regulirt ist, in der einen oder anderen Richtung beträchtlich überschritten werden kann. Man fand für eine Stellung des Regulators, mit einem Gasmesser von anderen Dimensionen: Anzahl der Brenner.  Dauer von 20Schwingungen. Entsprechende Producte.            1      31' 20''            31' 2''            7        3. 35,6            27. 9 und als man dann den Draht des Regulators um 8 Millimeter verlängerte: Anzahl der Brenner.  Dauer von 20Schwingungen. Entsprechende Producte.            1      13'   1''            13' 1''            7        2. 35,4            20. 8 Eine so ziemlich in der Mitte liegende Stellung hätte also die Producte gleich gemacht. Diese Stellung läßt sich durch einige Versuche leicht herausfinden, es ist aber wohl zu beachten, daß bei sehr schwachen Geschwindigkeiten leichter Fehler vorkommen können, als bei rascher Strömung des Gases, weil im ersteren Falle die Temperaturveränderungen der Rauchröhre einen größeren Einfluß haben als im lezteren. Aus dem Vorhergehenden ersieht man hinreichend, wie ein Gasmesser regulirt, d.h. dahin gebracht werden kann, daß er eine constante Anzahl von Schwingungen macht, wenn ein gleiches Gasvolum hindurchgeht, von welcher Art auch die Geschwindigkeit des Stroms seyn mag. Dieß würde aber nicht genügen, um mehrere Gasmesser mit einander vergleichen zu können, d.h. damit die Anzahl der Schwingungen für ein und dasselbe Gasvolum bei allen Gasmessern gleich wird, nachdem man jeden derselben für sich regulirt hat. Diese Gleichförmigkeit ließe sich direct nur durch eine so genaue Ausführung jener Apparate erzielen, daß sie dadurch bedeutend kostspieliger würden. Glüklicherweise kann man sie aber selbst bei ziemlich grob gearbeiteten Apparaten durch einige Versuche und mittelst einer Einrichtung, die wir noch nicht erwähnt haben, erreichen. Leztere besteht dann, daß die Röhre, welche das kalte Gas der oberen Kugel des Pendels zuführt, sich gabelförmig theilt, ehe sie an dieser Kugel ausmündet; der Schenkel, welchen wir den Ableitungsschenkel nennen wollen, fährt direct zu den Brennern einen Theil des zuströmenden Gases, welcher also die Kammer des Gasmessers, worin das Pendel oscillirt, nicht mehr durchstreicht. Die Mündung dieses Ableitungsschenkels ist aber eine veränderliche; mittelst eines durch eine Schraube verstellbaren Schiebers kann man sie nämlich ganz öffnen oder verschließen. Ist sie verschlossen, so wirkt alles kalte Gas auf die obere Kugel, ist sie aber offen, so gelangt es nur zum Theil dorthin. Die Anzahl der Schwingungen hängt jedoch nicht weniger von der Erkaltung dieser Kugel als von der Temperaturerhöhung der unteren Kugel ab. Man hat also ein Mittel, um für alle Geschwindigkeiten des Gasstroms die Schwingungen eines schon für sich regulirten Gasmessers zu beschleunigen oder zu verzögern; dieses Mittel besteht darin, die Oeffnung der Ableitungsröhre zu vergrößern oder zu verengern. Folgende Zahlen zeigen, wie die Oeffnung dieser Röhre auf die Anzahl der Schwingungen influencirt. Verzehrtes Gas = 60 Liter: Textabbildung Bd. 77, S. 459 Anzahl der Brenner; Die Ableitungsröhre verschlossen; Zur Hälfte offen; Ganz offen; Dauer; Anzahl d. Schwingungen Man ersieht hieraus, wie dieses auch zu erwarten war, daß die Schwingungen um so langsamer werden, je mehr die Ableitungsröhre geöffnet wird; man sieht aber außerdem, daß für kleine Oeffnungen die demselben Gasverbrauch entsprechenden Schwingungen viel mehr abnehmen, wenn die Geschwindigkeit des Stroms rasch, als wenn sie schwach ist. Sobald die Röhre zur Hälfte und darüber geöffnet ist, bleibt die Abnahme der Schwingungszahlen bei jeder Geschwindigkeit des Stroms so ziemlich gleich. Wenn man in diesen lezteren Gränzen die Oeffnung der Ableitungsröhre gehörig abändert, so kann man also zwei für sich besonders regulirte Gasmesser unter sich vergleichbar machen, ohne daß sie dann aufhören, regulirt zu seyn. Da dieses jedoch nur zwischen gewissen Gränzen der Fall ist, so muß man, nachdem die Gasmesser für eine bestimmte Ausströmungsgeschwindigkeit des Gases vergleichbar gemacht worden sind, sich stets versichern, daß sie es auch noch für eine sehr verschiedene Geschwindigkeit sind. Wäre dem nicht so, so müßte man wieder den Regulator der Lampe etwas verstellen. Es ist sogar zwekmäßig, wenn man sich bei einem an seinem Plaze angebrachten und in Bezug auf die Consumtionsröhren regulirten Gasmesser überzeugt, daß seine Angaben für schwache und starke Geschwindigkeiten des Gasstroms wirklich dieselben sind. Man kann diese Rectification, wenigstens annähernd, immer auf die Art vornehmen, daß man das Licht einer gewissen Anzahl von Brennern gleich macht. Wir mußten uns versichern und haben uns auch überzeugt, daß eine Veränderung im Druk, die größer ist, als sie gewöhnlich stattfindet, nur einen sehr geringen Einfluß auf die Angaben des Gasmessers hat, obgleich die Wärmemittheilung durch die Gasarten von ihrer Elasticität abhängt. Auch haben wir gefunden, daß eine sehr starke Temperaturerhöhung des zuströmenden Gasts die Schwingungen nur sehr wenig modificirt; sie hängen fast nur von der Temperaturdifferenz der zwei inneren Ströme ab. Die angeführten Versuche können freilich nicht als vollkommen genügend betrachtet werden; sie wurden an verschiedenen Tagen und mit verschiedenen Gasmessern angestellt, immer um wieder andere Thatsachen zu constatiren; man hätte noch mehr Zeit aufwenden müssen, um die Resultate mit einander vergleichbarer zu machen, denn bei einem so complicirten Apparat reagiren alle Theile auf einander. Wenn wir nun eine Gränze für die Fehler des Apparates festsezen sollen, so glauben wir behaupten zu können, daß sie nicht ein Zehntel der gemessenen Gasquantität überschreiten können; in der Regel werden sie selbst diese Gränze nicht erreichen, besonders wenn die Brenner nicht zu oft ausgelöscht und wieder angezündet werden, denn in den ersten Minuten, vielleicht in der ersten Viertelstunde der Verbrennung, hat die Rauchröhre noch nicht die permanente Temperatur erreicht, welche sie dann beibehalten muß. Aus Allem geht hervor, daß Clegg's Gasmesser ein sehr sinnreiches, jedoch bei weitem nicht so complicirtes Instrument ist, als er es auf den ersten Blik zu seyn scheint. Er läßt sich leicht anbringen und man kann sich immer, ohne seine inneren Theile zu berühren, überzeugen, ob der die Temperaturen regulirende Apparat gehörig functionirt; diese Rectification muß aber auch gemacht werden und sich nicht nur auf die größte, sondern auch auf die kleinste Anzahl von Brennern, welche der Gasmesser zu speisen hat, erstreken; endlich darf ein solcher Gasmesser nie auf eine Anzahl von Brennern angewandt werden, welche die Gränzen, wofür er probirt wurde, übersteigt.