MKL1888:Tiefseethermometer

[912] Tiefseethermometer dienen zur Messung der Wassertemperatur in den Tiefen des Meeres. Dieselben müssen einesteils dem hohen Wasserdruck der Tiefe gewachsen sein, so daß sie infolge desselben weder zerbrochen noch zusammengepreßt werden und dadurch ein zu hoher Stand des Thermometers erzeugt wird, andernteils die in bestimmter Tiefe herrschende Temperatur fixieren, so daß die Thermometerangaben beim Passieren anders erwärmter Wasserschichten nicht geändert werden. Das erste derartige Thermometer (Maximum und Minimum) ist 1778 von Six konstruiert worden. Das Prinzip desselben ist bei dem noch jetzt gebräuchlichen Thermometer von Miller-Casella vertreten. Eine heberförmig gebogene Glasröhre (Fig. 1) läuft an beiden Enden in Erweiterungen aus, deren linke eine Alkoholflüssigkeit, deren rechte zum Teil dieselbe Flüssigkeit, zum Teil Dämpfe aus derselben enthält. Der mittlere Teil der heberförmigen Röhre nimmt einen Quecksilberfaden auf, über dem in beiden Schenkeln ein Indexstäbchen I liegt; dies Stäbchen besteht aus einer feinen Glasröhre mit eingeschlossenem Stahlstift und ist an seinen knopfartigen Enden mit elastischen Borsten versehen, welche gegen die innere Wandung der Glasröhre drücken, so daß das Stäbchen stehen bleibt, wenn es nicht von dem Quecksilberfaden vor sich hergeschoben wird. Nimmt die Temperatur zu, so dehnt sich der Alkohol im linken Gefäß aus, tritt bei dem linken Indexstäbchen vorbei (dasselbe bleibt stehen), schiebt jedoch den Quecksilberfaden vor sich her, und letzterer nimmt das rechte Indexstäbchen mit; bei Temperaturabnahme tritt der Alkohol links zurück, die Dämpfe rechts drücken, ohne die Lage des rechten Indexstäbchens zu beeinflussen, den Quecksilberfaden nach links, und dieser schiebt nun eventuell den

Fig. 1.

Tiefseethermometer von Miller-Casella.

linken Indexstab vor sich her. Das untere Ende des linken Indexstabes zeigt demnach die niedrigste, des rechten Indexes die höchste gemessene Temperatur an, welche an für beide Schenkel angebrachten Skalen abgelesen werden können. Nach den Ablesungen werden die Indexstäbe mittels eines Magneten wieder bis zu den Quecksilberkuppen verschoben. Zum Schutze gegen die Kompression ist die Thermometerröhre von einer zweiten starken, zum Teil mit Alkohol gefüllten Glasröhre umgeben und sodann auf einem Hartgummirahmen befestigt. Zum Gebrauch wird das Instrument in einen Kupfercylinder gesetzt, der, mit Löchern versehen, das Wasser frei durchströmen läßt, und mit der Lotleine in die Tiefe, dessen Temperatur gemessen werden soll, hinabgelassen. Das Instrument hat sich bei der Tiefseeforschung gut bewährt, besitzt jedoch den Mangel, daß es bei anormaler Temperaturverteilung, d. h. wenn unter einer kalten Wasserschicht wieder eine wärmere folgt, leicht falsche Angaben liefert, indem es, nur das Maximum und Minimum registrierend, in diesem Falle die Temperatur der kalten Schicht angibt.

Dieser Mangel wird bei dem Umkehrthermometer von Negretti-Zambra vermieden. Die Röhre dieses Quecksilberthermometers (Fig. 2, S. 913) ist unterhalb des cylinderförmigen Gefäßes verengert und mit einer S-förmigen Biegung versehen, in welcher letztern sich eine Erweiterung B befindet. Wird das Instrument schnell umgedreht, so reißt der Quecksilberfaden in der Biegung ab, und der abgerissene Faden fällt in das entgegengesetzte Ende der Röhre. Je höher die Temperatur, desto länger ist der abgerissene Faden, und eine an dem untern Teile der Röhre angebrachte Teilung gestattet hierdurch die im Moment des Umdrehens, resp. Abreißens des [913] Quecksilberfadens herrschende Temperatur abzulesen. Dehnt sich bei zunehmender Temperatur das Quecksilber im Gefäß wieder aus, so wird ein Herabfallen desselben durch Aufnahme von der Erweiterung bei B verhindert. Die Thermometerröhre ist zum Schutze gegen Druck in eine starke Glasröhre eingeschmolzen, die zur bessern Wärmeleitung in der Umgebung des Gefäßes mit Quecksilber gefüllt ist. Die Umkehrvorrichtung besteht in einem hölzernen Kasten, der ringsum mit einer Rinne versehen ist, in welcher sich Schrotkörner frei von dem obern Ende nach dem untern und umgekehrt bewegen können. Der Kasten wird zum Gebrauch mit dem Thermometer durch ein kurzes Tau an der Lotleine befestigt, beim Versenken des Lotes wird das freie Ende des Kastens durch den Wasserdruck nach oben gehalten, das Thermometer kehrt dabei das Gefäß nach

Fig. 2.	Fig. 3a. Fig. 3b.
Umkehrthermometer von Negretti-Zambra.	Umkehrthermometer für geringere Tiefen.

unten (Fig. 3a); wird die Leine wieder aufwärts gezogen, so nimmt der Kasten mit dem Thermometer die umgekehrte Lage an, der Quecksilberfaden reißt ab (Fig. 3b). Bei Tiefen über 2000 m ist der Holzrahmen dem Drucke des Wassers nicht mehr gewachsen, an Stelle desselben tritt ein Metallrahmen (Fig. 4 u. 5). In demselben ist das Thermometer L in Metallhülse um eine Achse H drehbar befestigt, und zwar beim Hinablassen in die Tiefe so, daß das Thermometergefäß nach unten gekehrt ist, der Schwerpunkt des Thermometers aber oberhalb der Achse H liegt, die Aufhängung also eine labile ist. Durch eine Schraubenspindel P, welche in den Kopf der Hülse eingreift, wird das Instrument in dieser Lage festgehalten. Mit der Spindel P steht ein Schraubenflügel C in Verbindung, dessen Achse sich im Lager D drehen kann; ein kleiner seitlicher Stift F greift zwischen die Vorsprünge einer am Rahmen befestigten Klampe M und begrenzt die Auf- und Abwärtsbewegung des Flügels und der Schraubenspindel. Ist der Apparat in die Tiefe hinabgelassen und wird nun wieder heraufgeholt, so dreht sich der Schraubenflügel C, und die Spindel P hebt sich aus der Thermometerhülse heraus, die letztere kippt mit dem Thermometer um (Fig. 5). Eine Feder K drückt einen Stift R in einen entsprechenden Schlitz der Hülse und verhindert weitere Bewegungen derselben.

Für Temperaturmessungen in geringen Tiefen, wie in der Ost- und Nordsee, haben in Hartgummihüllen

Fig. 4.	Fig. 5.
Umkehrthermometer für große Tiefen.

eingeschlossene Thermometer gute Dienste geleistet. Infolge des schlechten Wärmeleiters ändern sie sehr langsam die Temperatur, bedürfen allerdings längere Zeit, um die zu messende Temperatur anzunehmen, bewahren dieselbe aber auch während des Aufholens des Thermometers aus der Tiefe.