XVII.  Readman's patentirte Verbesserungen an Barometern.

Aus dem Mechanics' Magazine. Sept. 1842, S. 290.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Die Verbesserungen, welche den Gegenstand vorliegender Mittheilung bilden, sind auf folgende Betrachtungen gegründet. Bei dem gewöhnlichen Barometer ist der Druk der Queksilbersäule nebst dem atmosphärischen Druk auf die Oberfläche des in der Cisterne befindlichen Queksilbers, gleich dem atmosphärischen Druk gegen den äußeren Boden der Cisterne. Hieraus folgt, daß, wenn wir die Cisterne mit ihrem Inhalte auf eine Federwaage oder eine genau adjustirte Waage stellen, die Depression der Waage nur von dem Gewichte der Cisterne und ihres Inhaltes herrührt und von der barometrischen Säule unabhängig ist, indem das Gewicht der lezteren von dem atmosphärischen Druk auf den äußeren Boden der Cisterne äquilibrirt wird. Da jedoch das Queksilber in der Cisterne die Quelle ist, aus welcher die barometrische Säule sich erhebt und da die Quantität in der Cisterne je nach der Höhe dieser Säule vermehrt oder vermindert wird, so folgt ferner, daß mit dem Steigen oder Fallen der Barometersäule in Folge der Veränderungen des Luftdruks das Gewicht der Cisterne in gleichem Verhältnisse zu- oder abnehmen, und auch die Feder- oder andere Waage, worauf die Cisterne drükt, in gleichem Maaße steigen oder sinken muß. Sind wir im Stande zu ermitteln, wie viele Zoll oder Zolltheile innerhalb des Bereiches der Barometersäule liegen, was diese Zolle oder Zolltheile Queksilber wiegen, und um wie viele solcher Gewichte die Cisterne vermehrt werden müßte, um die Waage bis auf einen gewissen Grad niederzudrüken, so können wir auch an der Waage einen Zeiger anbringen, welcher die geringsten Aenderungen in der Höhe der Barometersäule sichtbar macht.

Diese Aufgabe nun hat Hr. Readman gelöst und dadurch drei längst bekannte, den gewöhnlichen Gefäßbarometern adhärirende Mängel beseitigt, nämlich: 1) die Schwierigkeit, den Einfluß des Temperaturwechsels auf die Queksilbersäule mit in Rechnung zu bringen; 2) den geringen Fallraum des Queksilbers; 3) den störenden Einfluß der Veränderlichkeit des Queksilberniveau's in der Cisterne.

Fig. 23 stellt einen nach diesem Princip construirten Radbarometer dar. a, b, c ist ein Queksilber enthaltender Cylinder, in dessen Queksilber ein zweiter Cylinder d, e schwimmt, welcher die Cisterne |69| des Barometers bildet. Das in dem Cylinder a, b, c enthaltene Queksilber vertritt die Stelle der oben erwähnten Federwaage. a² die Barometerröhre; f ein rings um den oberen Boden der Cisterne laufender messingener Kranz, an dessen untere Kante die hervorstehende kreisrunde Platte g gelöthet ist; h, i zwei senkrechte Stangen, welche in die Platte g geschraubt und oben durch ein Querstük k mit einander verbunden sind; l eine gezahnte Stange, die von der Mitte des Querstüks k in die Höhe geht; in diese Zahnstange greift ein Zahnrad m, an dessen Achse der Zeiger eines genau graduirten Zifferblattes befestigt ist; n, o Frictionsräder, die zu beiden Seiten des Kranzes g angebracht sind und längs des Gestelles r, s in Rinnen laufen; p eine dritte Frictionsrolle, gegen welche die Zahnstange l beim Steigen und Sinken sich lehnt. Um die Zahnstange in directer Richtung über dem Mittelpunkte der Cisterne zu erhalten, ist die Barometerröhre bei t ein wenig zur Seite gebogen. Die Wirkung ist nun folgende. In dem Maaße, als die Queksilbermenge in der Cisterne d, e zu- oder abnimmt, steigt oder sinkt die Cisterne in dem im äußeren Cylinder a, b, c enthaltenen Queksilber, und vermittelst der Stäbe h, i der Zahnstange und des Rades l, m wird dieses Steigen oder Fallen ganz genau auf den Zeiger übergetragen und durch dessen Spize angezeigt. Wünscht man dieses Instrument tragbar zu machen, so drükt man zunächst die Platte g auf den Cylinder a, b, c nieder, so daß sie den Dekel desselben bildet, dann neigt man das Instrument, bis sich die Barometerröhre a² ganz gefüllt hat. Hierauf macht man die Röhre a² von ihren Befestigungen los und drükt sie gegen den Boden der Cisterne, welcher mit einem Stük weichen Leders bedekt ist, endlich schiebt man den Stöpsel u an der Röhre a² hinab und verschließt die Mündung der Cisterne.

Durch Anbringung einer festen Scale an der Röhre a² können die geringsten Schwankungen im atmosphärischen Druke wahrnehmbar gemacht werden; denn außer der Verlängerung oder Verkürzung der Queksilbersäule in Folge der Veränderungen des Luftdruks zeigt eine solche Scale auch noch das Steigen oder Sinken der Cisterne an, dessen Betrag noch zu der Queksilbersäule in Rechnung gebracht werden kann. Angenommen, die leztere sinke von 31 auf 28 Zoll herab; wäre nun die Cisterne fest, so würde die Scale einen Fall von nur 3 Zoll anzeigen; da jedoch die Cisterne auf die oben beschriebene Weise im Queksilber schwimmt, und daher im Verhältnisse der Zu oder Abnahme ihrer Queksilbermenge steigt oder sinkt, so hat dadurch die Queksilbersäule noch einen weiteren Fall, und zwar in dem Verhältnisse der Depression, die durch jene drei in die Cisterne herabgesunkene Zolle Queksilber veranlaßt wird.

Um das Instrument zu graduiren, gibt der Patentträger folgende Anleitung. Gesezt, die Queksilbersäule spiele innerhalb der Gränze von 3 Zoll, so muß das Gewicht dieser 3 Zoll bestimmt und eine gleiche Quantität Queksilber aus der Cisterne genommen werden, wobei man vor und nach der Operation genau die Stellung der Zeigerspize markirt. Von der aus der Cisterne genommenen Portion nimmt man nun eine dem Ueberschuß der Säule über 28 Zoll gleiche Quantität Queksilber hinweg und gießt den Nest wieder in die Cisterne zurük. Wiegen z.B. jene 3 Zoll Queksilber 3 Unzen und die Cisterne steht auf 28 1/2 Zoll, so wären anstatt 3 Unzen nur 2 1/2 Unzen zurükzugießen, weil der Barometerstand die 28 Zoll um 1/2 Zoll überragt. Sobald das Queksilber wieder in die Cisterne stießt, kehrt auch die Zeigerspize in ihre ursprüngliche Lage wieder zurük. Der zwischen den beiden Punkten liegende Raum wird auf die gewöhnliche Weise eingetheilt.

Fig. 24 stellt eine andere gleichfalls sehr scharfsinnige Anordnung dar, bei welcher eine Art Schnellwaage mit dem Barometer in Verbindung gebracht ist. An den Boden des Gestelles oder Gehäuses, welches die Cisterne c, d enthält, ist ein metallener Cylinder a, b befestigt, der diese Cisterne theilweise umfaßt; der Durchmesser des Cylinders ist etwas größer als derjenige der Cisterne. Rings um den oberen Theil der Cisterne läuft ein metallener Kranz, welcher über die Seiten des Cylinders ein wenig hervorragt und nach Unten etwas verjüngt ist, um die Cisterne genau in der Mitte des Cylinders a, b zu erhalten. e, f ist ein um den Stüzpunkt h drehbarer Hebel mit einem verschiebbaren Gewichte g. Der kürzere Arm dieses Hebels endigt sich in eine Gabel (Fig. 25), deren beide Arme mit konischen Spizen versehen sind, welche in entsprechende, in dem Kranze der Cisterne befindliche Löcher treten. Um die Höhe der Säule zu ermitteln, wird der Hebel in horizontale Lage gebracht, indem man den kürzeren Arm aufwärts gegen das Visir l bewegt; zugleich erfaßt das gabelförmige Ende dieses Arms den Kranz der Cisterne, hebt dieselbe und hält sie vermittelst der in die Löcher des Kranzes eingetretenen Spizen immer in gleichem Abstande von dem Stüzpunkte. Hierauf bewegt man das Gewicht g gegen den Stüzpunkt hin und ermittelt auf diese Weise die Höhe der Queksilbersäule. Wenn der Hebel außer Gebrauch ist, so kann man ihn in eine senkrechte, im Gestell angebrachte Vertiefung umlegen.

Hr. Readman hat auch ein Mittel erfunden, den Barometerstand photographisch darzustellen. Er beschreibt dasselbe, wie folgt. Ich bringe an der Hinteren Seite der Cisterne oder Federwaage eine metallene Kreisscheibe von gleichem Durchmesser wie das Zifferblatt |71| an, welche an ihrer Vorderfläche mit photogenischem Papier überzogen ist, und lasse die Mittelpunkte beider Platten genau coincidiren. Zwischen dem Umfange des Zifferblattes und seinem eingetheilten Kreise ist ein ungefähr 1 1/2 Zoll breiter Saum gelassen. Quer über diesem Saume, direct über oder unter dem Centrum der Scheibe mache ich einen schmalen Schliz. Hinter dem Zifferblatte und vor diesem Schlize bringe ich einen Metallstreifen an, welcher an die Cisternen- oder Federwaage befestigt ist, deren unterer Theil, wenn die Queksilbersäule ihren höchsten Stand erreicht hat, sich mit dem oberen Ende des Schlizes in gleicher Höhe befindet. Da nun das Steigen oder Sinken der Cisterne oder Federwaage die Lange der auf das Photogenische Papier geworfenen Lichtlinie vermehrt oder vermindert, so wird sich, wenn man die registrirende Platte durch irgend ein geeignetes Mittel rotiren läßt, auf dem photogenischen Papier ein runder Saum bilden, dessen äußerer Rand die Schwankungen in dem Druk der Atmosphäre genau repräsentirt. Da sich jedoch diese Methode nur für die Tageszeit eignet, so treffe ich, wenn es sich darum handelt, die Registrirung Tag und Nacht fortzusezen, folgende Einrichtung. Ich befestige nämlich an die Cisterne oder Federwaage einen Bleistift, dessen Spize durch eine Feder leicht gegen eine gewöhnliche, über die registrirende Scheibe gespannte Papierfläche gedrükt wird. Läßt man nun die Scheibe langsam rotiren, so stellt der Bleistift das Steigen und Sinken der Queksilbersäule durch correspondirende Linien auf dem Papiere graphisch dar.