Titel: | Beschreibung des 300 m hohen Eiffelthurm-Manometers mit freier Luft. |
Fundstelle: | Band 281, Jahrgang 1891, S. 207 |
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Beschreibung des 300 m hohen
Eiffelthurm-Manometers mit freier Luft.Vgl. 1890 276 335.
Beschreibung des 300 m hohen Eiffelthurm-Manometers mit freier
Luft.
Nach L. Cailletet's Mittheilung in den Comptes rendus, 1891 Bd. 112 S. 764, bietet der
Eiffelthurm ausnahmsweise vortheilhafte Bedingungen zur Installation eines 300 m
hohen Manometers mit freier Luft dar, dessen sämmtliche mit dem Thurm selbst
verbundene Organe der ganzen Länge nach dem Beobachter zugänglich sind. Da eine
Glasröhre den durch ein solches Manometer gemessenen Druck von 400 at nicht
aushalten würde, so wählte man statt ihrer eine Röhre aus weichem Stahl von 4,5 mm
lichtem Durchmesser, welche sich aus einem am Fusse des Thurmes angebrachten
Quecksilberbehälter erhebt, Mittels einer Druckpumpe kann man Wasser auf das
Quecksilber pressen und dieses allmählich bis zur Thurmspitze hinauftreiben. Weil
aber wegen Undurchsichtigkeit der Röhre das Quecksilberniveau nicht direkt abgelesen
werden kann, so sind an der Röhre von 3 zu 3 m Hähne mit conischer Schraube
angebracht, deren jeder eine seitlich angeordnete senkrechte Glasröhre von etwas
mehr als 3 m Höhe absperrt. Durch Oeffnen eines solchen Hahnes setzt man das Innere
der Stahlröhre mit der Glasröhre in Verbindung, in welche alsdann das Quecksilber
dringen kann. Die Quecksilberhöhe wird an einer hinter dieser Röhre angebrachten
graduirten Scala abgelesen. Als Material der letzteren wurde gefirnisstes Holz gewählt, da das
Holz bekanntlich selbst unter sehr verschiedenen atmosphärischen Einflüssen in der
Richtung seiner Fasern nur ganz unerhebliche Veränderungen erleidet. Zur Sicherung
ihrer Stabilität sind die Scalen genau senkrecht an Holzträger befestigt, die
ihrerseits an die Metalltheile des Thurmes geschraubt sind.
Um in einem gegebenen Momente über einen bestimmten Druck zu verfügen, öffnet der
Beobachter denjenigen Hahn, welcher die dem Drucke entsprechende Theilung enthält,
und lässt unten das Druckwerk in Thätigkeit setzen. Wenn das Quecksilber an dem
geöffneten Hahn ankommt, so steigt es in der seitlichen Glasröhre genau wie in der
Stahlröhre. Der Beobachter stellt es alsdann auf den gewünschten Theilstrich ein,
indem er die Druckpumpe ganz langsam arbeiten lässt. Sollte das gesuchte Niveau
überschritten werden, so lässt er eine gewisse Quantität Wasser durch einen in der
Nähe der Pumpe angebrachten Hahn abfliessen. Das entweichende Wasser dringt in eine
senkrechte graduirte Glasröhre und zeigt in dieser die correspondirende Senkung der
Quecksilbersäule an. Dieses geschieht in dem am Fusse des Thurmes eingerichteten
Laboratorium durch Vermittelung eines Telephons, welches der Beobachter mit sich
führt und bei jedem Hahn mit dieser Station in Verbindung setzen kann. In der Nähe
der Druckpumpe befindet sich ein mit dem zusammen zu pressenden Stoffe in Verbindung
stehendes Metallmanometer von grossen Dimensionen, mit einer Theilung in
Atmosphären. Eine zweite Theilung entspricht den Ordnungsnummern der verschiedenen
Hähne. Somit weiss man im Voraus, in welche Glasröhre das Quecksilber unter einem
gegebenen Drucke steigen muss, welcher Hahn also zu öffnen ist. Sollte aus irgend
einer Ursache das Quecksilber den höchsten Punkt einer der Glasröhren übersteigen,
so fliesst es in eine eiserne Röhre über, die es an den Fuss des Apparates
zurückführt.
Die Neigung der Thurmpfeiler hat eine durchgängig senkrechte Führung der Stahlröhre
nicht erlaubt. Von der Basis bis zur ersten Plattform, d.h. bis zu einer Höhe von
ungefähr 60 m, ist sie an eine der schrägen Schienen des Aufzugs befestigt. Eine
eiserne Treppe folgt ihr der ganzen Länge nach. Zwischen der ersten und zweiten
Plattform, gleichfalls eine Höhe von ungefähr 60 m, schliesst sich das Manometer der
Wendeltreppe an. Da diese aus mehreren senkrechten Abtheilungen besteht, die wegen
der schrägen Lage des Pfeilers nicht direkt über einander liegen, so musste man hier
der Manometerröhre selbst eine entsprechende Neigung geben. Von der zweiten
Plattform bis zur Spitze schliesst sie sich wieder der senkrechten Wendeltreppe
an.
Die Beobachtung des Manometerstandes vom Fusse des Thurmes bis zur Spitze hat somit,
wie man sieht, keine Schwierigkeit. Um die Gradtheilungen derjenigen Glasröhren,
welche nicht senkrecht über einander liegen, in Uebereinstimmung zu bringen, wurde
auf folgende Weise verfahren. Zunächst wurde der Manometerröhre entlang eine Anzahl
von Fixpunkten markirt und die Höhe derselben über einem an der Basis des
Quecksilberbehälters gravirten Strich mittels eines Nivellirfernrohres bestimmt. Zur
Vereinigung zweier auf einander folgender graduirter Scalen bediente man sich zweier
mit Wasser gefüllter und durch eine Kautschukröhre mit einander verbundener Gefässe.
In der auf den höchsten Punkt der einen Scala eingestellten wagerechten Ebene
beider Niveaus wurde der tiefste Punkt der folgenden Scala markirt. Dieses
Nivellement, von dessen Genauigkeit die Präcision der Messung zum grossen Theil
abhängt, wurde durch Anlegen einer Stahlschiene an den tiefsten und höchsten Punkt
zweier auf einander folgender Scalen controlirt. Eine Röhrenlibelle diente zur
Bestätigung der vollkommenen Horizontalität der Verbindungslinie. Ausserdem dienten
die oben erwähnten Fixpunkte selbst bei Einrichtung der Scalen der Reihe nach zur
Controle. Um endlich jede Ungewissheit zu beseitigen, soll diese Graduirung
demnächst noch einer trigonometrischen Probe unterworfen werden.
Die genaue Berechnung des Druckes nach Messung der Quecksilbersäule verlangt für
jeden Versuch eine gewisse Anzahl von Correctionen, welche von der Kenntniss
mehrerer Elemente abhängen. Jede Temperaturänderung hat eine Aenderung der
Dichtigkeit des Quecksilbers zur Folge; sie ändert ferner die Höhe des Thurmes,
folglich auch die der Manometerröhre. Eine einfache Rechnung zeigt, dass eine
Temperaturänderung um 30° diese Höhe beinahe um 1 dcm, d.h. um 1/3000 ihres
Betrages ändert. Wichtiger ist die Correction wegen der veränderlichen Dichtigkeit
des Quecksilbers; sie würde ungefähr 1/200 für jene 30° betragen. Zu der für diese doppelte
Beeinflussung nothwendigen Messung der mittleren Temperatur dient die Aenderung des
elektrischen Widerstandes, welche der Telephondraht auf dem ganzen Wege der
Quecksilbersäule unter ihrem Einflüsse erleidet. Die auf jeder Plattform
aufgestellten registrirenden Thermometer geben ausserdem für jeden Versuch eine
öfters genügende Anzeige. Die übrigen bei den vorzunehmenden Correctionen in
Betracht kommenden Elemente sind: die Zusammendrückbarkeit des Quecksilbers, die
Verminderung des atmosphärischen Druckes nach Maassgabe des Steigens der
Quecksilbersäule in der Manometerröhre, die Aenderung des Quecksilberniveaus in dem
unteren Behälter u.s.w.
Das Laboratorium, welches sämmtliches Zubehör des Manometers enthält, befindet sich
im westlichen Pfeiler des Eiffelthurms, wo die Untersuchungen über die Spannung der
Dämpfe und die Zusammendrückbarkeit der Gase im Werke sind.