Wahadło kompensacyjne rtęciowe - jak to działa ?

[tarant 4606]

Poza grawitacją, temperaturą i siła ośrodkową trzeba chyba jeszcze brać pod uwagę napięcie powierzchniowe.

A co sie ma dziać   ?

 

Zobacz jak się układa poziom rtęci.

[kumite 154]

Jak widać, nie przekraczają połowy, jest dociążenie na zewnątrz, czyli jest dynamika. To nie termometr, w kapilarze widać, sądzę, że minimalny , nie mierzalny przyrost. Może podacie wymiar rurki, coś przeliczymy.

 

Na jednym przekracza połowę, na drugim nie, to które mądrzejsze ?

poza tym ciężarki są regulowane, kompensacja to pic, bajer full

 

pzdr

[tarant 4606]

Chodzi mi o ułożenie płaszczyzny "lustra" rtęci względem poziomu.

[kumite 154]

Poza tym dla rozszerzalności liniowej włosa jak wyliczyć ilość rtęci w zbiorniczku ? Włos , urwał się, nikt już dokładnie nie zawiesi drugiego idealnie tak samo jak poprzedni, teoria. Wszystko bierze w łeb. 

[Mariusz 109]

Za dużo parametrów  do ogarnięcia i ciągle przybywa  

Chyba nie dam rady tak "na kolanie".

[janekp 503]

Jeśli  ja  zle  kombinuje  to  w  tych  wahadłach tak  samo  nie  działa żadna kompensacja  ?

 

 

 

 

[tarant 4606]

Janek. Działa.

[kumite 154]

Jeśli  ja  zle  kombinuje  to  w  tych  wahadłach tak  samo  nie  działa żadna kompensacja  ?

 

Jak dobrze dobrane działa, tutaj podnoszenie się rtęci kompensuje wydłużenia pręta na której wisi zbiorniczek. Chodzi o zachowanie środka ciężkości układu,a zarazem środka wahania. Środek wahania jest pomiędzy środkiem ciężkości wahadła jako całość,a środkiem soczewki, czyli gdzieś tam między zbiorniczkami. Tylko tutaj jest wahadło wychylne,a tam jest wahadło obrotowe, gdzie pytałes o pionowe zbiorniczki, tam nic się n ie dzieje.

[tarant 4606]

Chyba że poziom rtęci podniesie się tak wysoko, że się wyleje

[kumite 154]

Chyba że poziom rtęci podniesie się tak wysoko, że się wyleje

 

Szczelnie zamknięte

[Mariusz 109]

Janku - musisz zwrócić uwagę na oś obrotu i w stosunku do niej zmianę rozmieszczenia masy.

Obrót w ostatnim twoim przykładzie jest w pionie, w wahadłach roczniaków w poziomie

[namor 101]

W wahadłach normalnych rurka z rtecią równoległa do pręta  może działać jako element kompensacyjy gdyż rtęc rozszerzajac sie przesuwa środek ciezkości wahadła i przy odpowiednim wyliczeniu może skompensować przesunięcie środka cieżkości spowodowanego wydłużeniem preta wahadła. Przy balansach wiszących (wahadłach torsyjnych) nie odgrywa znaczacej roli położenie środka cięzkości a moment bezwładności układu balansu( wraz z wszystkimi elementami na nim mocowanych). A że element masy wpływa na moment bezwładności balansu w kwadracie jego odległości (elementu) od osi obrotu tak że rurka pionowa z rtęcia nie da efektu kompemsacji gdyż podniesienie się słupka rtęci nie zmienia promienia środka ciężkości zmienionego na wysokość słupka rtęci. Dopiero ukośne położenie rurek daje efekt zmiany momentu bezwładności balansu gdyz po wydłużeniu się słupka rteci jego środek ciężkości przesunie się na zewnątrz słupka. Ma rację Mariusz że ważnym jest gdzie znajduje sie wierzchołek słupka rtęci. Jesli nie minie osi obrotu wtedy system ma właściwości tzw kompensacji ujemnej tzn że gdyby balans ze wzrostem temperatury miał tendencje zwalniac to takie położenie słupka rtęci kompensowałoby ta tendencję. Bo w takim przypadku środek ciężkości rtęci przybliża się do osi. Gdy słupki rtęci się skrzyżuja i miną oś obrotu to rozszerzajac sie zwiększą moment bezwładności balansu czyli powodować będą spowolnienie ruchu. 

A że wraz ze wzrostem temperatury zwykle zmniejsza sie  moduł sprężystości Yunga zawieszki , robi sie ona jakby słabsza i balans wiszący na niej spowolni swój ruch. Dla takiego więc przypadku powinien być zastosowany system pierwszy tzn taki gdy słupki rtęci się nie przecinają i są ich meniski oddalone od osi obrotu balansu. W przypadku zastosowania zawieszki z elinwaru który praktycznie nie zmienia modułu Yunga, stosowanie kompensacji tego rodzaju jest bezzasadne, może nawet popsuc dokładność chodu zegara. 

Ogólnie:- wydłużenie zawieszki od wzrostu temperatury praktycznie nie ma wpływu na okres balansu. Może mieć nieco większy wpływ zmiana srednicy balansu a najwiekszy zmiana modułu sprężystości zawieszki . Jak się ktoś uprze to może jeszcze wyliczać wplyw na okres balansu  zmian ciśnienia atmosferycznego, jego wilgotności a także zmiany natężenia pola magnetycznego ziemi. Ala tylko wtedy gdy lubi liczyć bo wynik po pierwsze będzie dosyć niepewny a poza tym okaże sie że ten wpływ jest tak mały że nie warty uwagi.

A co do kształtu meniska rtęci, to biorąc pod uwagę że rtęć nie zwilża szkła i ma menisk wypykły to w profilach ukośnych napiecie powierzchniowe rtęci spowoduje przyjęcie kształtu meniska  zbliżonego do elipsy. Taką ona ma urodę. Obserwuje się to dopiero w wiekszych przekrojach (vide elektryczne łączniki rtęciowe).

Gdyby ktoś chciał liczyć momenty bezwładności balansu to podstawowe wzory na życzenie przedstawię.

Pozdrawiam! Karol

[dziadek 1771]

Napisałem podobnego w treści posta do Kol.Karola, więc nie będziemy się dublować. 

[tarant 4606]

A gdzie są dostępne opisy DRGMS?

Poza tym:

Piotr and all, there "is" a complete listing of all horologically related DRP/DGMS/DRGM patents that was compiled in 2003 under Doug Stevenson's guidance by a group known as the DE.PAT PROJECT, sponsored by NAWCC 400-Day Chapter 168 and the NAWCC Library and Research Committee as well as a few private individuals. The 759 page listing consists of photocopies of all Deutsche Uhrmacher Zeitung patent listings as found in the "Patent News" section of their publications from 1877 through 1932. These include patent applications as well as patents granted, dates, and a brief description of the patent article or item. All the DRP listings can be found on the depatisnet site shown in Piotr's message, however the "only" existing descriptions of DGMS/DRGM patents is in this listing. Many are very brief and incomplete but with diligence and knowledge of efforts by a given patentee one can many times link the particular DRGM to a specific invention.

The title is "Patent-Nachrichten: Patent Listings in the Deutsche Uhrmacher Zeitung 1877-1932", and the original is in the NAWCC Library at Columbia, PA. Copies were also presented to Dr. Huber of the Deutsche Uhrenmuseum at Furtwangen, and to a few key participants including myself and of course Doug Stevenson. I do not believe this has yet been digitized but that would be a worthwhile project. If you need information about a particular DGMS/DRGM you can request the staff at NAWCC Library to find the listing for you and send you a photocopy or text copy.

[janekp 503]

No  coz  skoro  Karol  ,Dziadek  i  Mariusz  tak  napisali  to  przyjmuje  do  wiadomości.

Ten spis  patentow  z  Nawacu  to  jest  gdzies  pod  stolem dostępny ?Tez  nie  znalazłem opisu  działania  tej kompensacji  Hubera.

[kumite 154]

Moich uwag nie przyjmuj,  napisałem źle. pozdrawiam

piotr

[dziadek 1771]

A gdzie są dostępne opisy DRGMS?

 

Piotr, kilka lat temu była jakaś niewielka dyskusja na naszym forum na temat wahadeł kompensacyjnych i między innymi na temat tych rtęciowych i wtedy właśnie szperając w Internecie znalazłem albo na forum amerykańskim albo niemieckim link do strony na której było bardzo dokładnie opisane wahadło rtęciowe Hubera. Opis był bardzo szczegółowy i dotyczył głównie realnych możliwości kompensacji jakie można uzyskać w tym wahadle, jego zalety i wady i jaka ilość rtęci jest najbardziej optymalna dla starych włosów stalowych.  Po Twoim poście szukałem tego linku ale nie mogę go znależć, prawdopodobnie mam go na starym laptopie. Jak go odnajdę to dołączę go do tego tematu. 

[Tomasz ZZ 177]

W wahadłach normalnych rurka z rtecią równoległa do pręta  może działać jako element kompensacyjy gdyż rtęc rozszerzajac sie przesuwa środek ciezkości wahadła i przy odpowiednim wyliczeniu może skompensować przesunięcie środka cieżkości spowodowanego wydłużeniem preta wahadła. Przy balansach wiszących (wahadłach torsyjnych) nie odgrywa znaczacej roli położenie środka cięzkości a moment bezwładności układu balansu( wraz z wszystkimi elementami na nim mocowanych). A że element masy wpływa na moment bezwładności balansu w kwadracie jego odległości (elementu) od osi obrotu tak że rurka pionowa z rtęcia nie da efektu kompemsacji gdyż podniesienie się słupka rtęci nie zmienia promienia środka ciężkości zmienionego na wysokość słupka rtęci. Dopiero ukośne położenie rurek . . .

Ja nie jestem specjalistą, ale wydaje mi się że spłycił Pan konstrukcję wahadła kompensacyjnego rtęciowego to kawałka rurki częściowo napełnionej rtęcią gdzie na skutek rozszerzalności termicznej słup rtęci zwiększa swoją długość czym samoistnie zmienia parametry wahadła. Moim zdaniem tak jednak nie jest.Kilka postów wcześniej jeden z kolegów pokazał  cztery rodzaje wahadeł kompensacyjnych z czego dwa mają czynnik zmieniający położenie mas wahadła w postaci łuków blaszki bimetalowej - tutaj bimetal pod wpływem zmian temperatury powoduje większe lub mniejsze wychylenie ciężarków . Dwa pozostałe to wahadła kompensacyjne rtęciowe gdzie moim zdaniem rtęć spełnia taką samą rolę jak bimetal w poprzednich przykładach. Zamknięta w szklanym cylindrze rtęć rozszerzając się napiera na tłok przemieszczający ciężarek stanowiący część masy wahadła. To ta przesunięta masa powoduje zmianę właściwości ruchu wahadła. Jeżeli przyjrzysz się  przykładowi wahadła torsyjnego z pionowymi rurkami z rtęcią i zasugeruje ci że w dysku tegoż wahadła znajdują się dźwignie kątowe rozchylające ciężarki to może jednak takie ustawienie rurek z rtęcią będzie miało sens. Kolejny przykład to wahadło przedstawione przez Taranta tam rurki są ustawione pochyło ale zauważ, że nie  są one zakotwiczone na stałe tylko z możliwością przemieszczania się aby tłok mógł pracować. Ponadto gdyby przyjąć jednak , ze ja nie mam racji a tylko sama masa rozszerzającej się rtęci miała by zmieniać parametry wahadło  to należało by wziąć pod uwagę masę rtęci która w wahadle przecież nie zmienia się a jedynie pod wpływem temperatury zwiększa swoją objętość a tym samym zmniejsza gęstość - czyli nie jest to przemieszczenie masy całej rtęci tylko jej minimalnej części która moim zdaniem nie ma prawie żadnego znaczenia na właściwości pracy wahadła.   

[tarant 4606]

Nie masz racji. W tych wahadłach nie ma w fiolkach z rtęcią żadnych tłoków ani dźwigni przez nie poruszanych.

[namor 101]

Przy wyliczaniu momentu bezwładności bryły względem osi obrotu, dzieli sie tą bryłę na elementy proste i dla nich okresla się cząstkowe momenty a potem się to składa do kupy wg zasad. Przy rozważaniu bierze sie pod uwagę masę, położenie środka cięzkości względem osi obrotu. W rurce z rtęcią po zwiększeniu objętości, oczywiście masa rtęci sie nie zmieniła, ale zmieniło sie położenie środka ciężkości słupka rtęci a więc przy ukośnym położeniu rurki , zmienił się promień na którym środek cięzkości się znajduje. A że moment bezwładności (względem osi) jest w funkcji kwadratowej więc nie można tego wpływu zlekceważyć. Do wstępnego wyregulowania punktualności zegara służą zainstalowane mechanizmy przesuwania mas. Ale dla kompensacji zmian dokładności w funkcji temperatury wygodnie mieć taki zespół który automatycznie będzie korygował zmiany liczone w sekundach na dobę. I na tym się skupiali twórcy projektując takie kompensacje. A że nie każdemu to wychodziło to już inna sprawa.

Na wielu balansach widać że istnieje mozliwość zmiany pochylenia rurek. Przewidzieli to świadomi rzeczy konstruktorzy by móc regulowac stopień kompensacji. Gdy reakcja kompensatora jest większa niżby to wypadało dla utrzymania dokładności chodu, wtedy mówi się układ jest przekompensowany, jeśli zas poprawka jest zbyt mała  - jest niedokompensowany. Przy niedokompensowaniu rurki ustawia sie bardziej płasko, a gdy kompensacja jest zbyt dyża ustawia się bliżej pionu. Podobnym jest problem przy balansach kompensowanych przy pomocy ramion bimetalowych. Tam gdy kompensacja jest za duża najcięższe wkręty przenosi się bliżej ramienia balansu i odwrotnie przy niedokompensowaniu wkręca się najbliżej końca łuku wieńca balansu.

[tarant 4606]

Czyli przy zastosowaniu włosa Terwilligera należałoby te rurki ustawić maksymalnie w pionie.

[namor 101]

Logicznie. Tak!

[Mariusz 109]

Nie koniecznie  .

W poziomie ułożone i też by było dobrze .

A wszystko zależy od ilości rtęci.

 

" Na oko"  chyba jednak najlepiej ustawić max w poziomie... tam zakres regulacji jest bardzo ograniczony.

Kompensację przy wahadłach rtęciowych tak skonstruowanych, jak zrobił to Huber  byłbym skłonny uznać za symboliczną.

Nie wnikam ( nie liczę ) zmian, ale jeżeli wahadło rtęciowe Grivolas'a jest policzone dobrze lub choćby w miarę dobrze ( doświadczalnie ), to zmiany w układzie Hubera  są raczej  symboliczne/nieistotne