Manometry to narzędzia używane do pomiaru wielkości fizycznej zwanej ciśnieniem. Ciśnienie definiuje się jako iloraz między prostopadłą składową siły i powierzchnią, na którą działa, zdefiniowany za pomocą następującego równania:
P = F / A
Gdzie P to ciśnienie, a F to siła prostopadła do obszaru A. Jednostką ciśnienia w Międzynarodowym układzie jednostek jest paskal, w skrócie Pa. Ponieważ jest to mała jednostka dla często obsługiwanych ciśnień, wielokrotności paskali, jak kilogram, mega i giga są w powszechnym użyciu.
Do pomiaru ciśnienia stworzono wiele urządzeń, które można pogrupować w jedną z tych kategorii, zgodnie z zasadą fizyczną, z której korzystają:
Ciśnienie, wraz z temperaturą, jest jedną z najczęściej mierzonych wielkości na świecie. Wynika to z faktu, że płyny, czy to gazy, czy ciecze, wywierają nacisk na ścianki pojemników, które je zawierają, oraz na przedmioty znajdujące się wewnątrz..
Manometry są niezbędnymi przyrządami w różnych dziedzinach, z których najważniejsze to:
W badaniach klimatu pomiar ciśnienia jest bardzo ważny, ponieważ jest głównym wskaźnikiem klimatu: niskie ciśnienie wiąże się z deszczami i burzami, podczas gdy wysokie ciśnienie oznacza czyste niebo.
Z drugiej strony, we wszystkich procesach przemysłowych i metalurgicznych istnieje wiele płynów, które nieustannie wywierają nacisk na rury i zbiorniki, zarówno w spoczynku, jak i w ruchu. Stąd potrzeba ciągłego poznawania jego wartości, aby odpowiednio regulować te procesy..
Innym bardzo znanym przykładem jest sprawdzenie mocy samochodu, dla którego mierzony jest poziom kompresji w cylindrach silnika, czyli ciśnienie mierzone, gdy tłok znajduje się w punkcie minimalnej objętości. Ponadto opony muszą być napełnione do odpowiedniego ciśnienia, co jest sprawdzane za pomocą przenośnego manometru przeznaczonego do tego celu..
Ciśnienie krwi lub ciśnienie krwi jest wskaźnikiem ogólnego stanu zdrowia ludzi i jest rutynowym badaniem, które można łatwo wykonać za pomocą urządzenia zwanego mankiet do pomiaru ciśnienia krwi lub monitor ciśnienia krwi.
Manometr, którego należy użyć, zależy od mierzonej klasy ciśnienia:
W zależności od rodzaju mierzonego ciśnienia zaprojektowano różne przyrządy. Oto główne z nich:
Barometry mierzą ciśnienie atmosferyczne. Istnieje kilka typów, w zależności od mechanizmu czujnika.
Instrument ten został wynaleziony przez włoskiego fizyka Evangelistę Torricellego (1608-1647). Składa się z rury wypełnionej rtęcią odwróconej nad pojemnikiem, który jest również wypełniony rtęcią i otwarty do atmosfery..
Odwracając rurkę, rtęć opada, pozostawiając u góry przestrzeń, w której staje się prawie pusta, z wyjątkiem niewielkiej ilości oparów rtęci. Tam ciśnienie bezwzględne jest dość bliskie 0.
Siła wywierana przez powietrze na odsłoniętą część rtęci i ciężar słupa rtęci w rurze są zrównoważone, ponieważ cały zespół jest w spoczynku.
Teraz siła powietrza na powierzchnię rtęci jest wywierana przez ciśnienie, a to z kolei jest związane z wysokością słupa rtęci w rurze, wartością bliską 760 mm i równoważną 101325 Pa.
Ten barometr wykorzystuje wodę zamiast rtęci, ale słup cieczy jest dłuższy, ponieważ woda jest lżejsza: 10,3 m wysokości.
To urządzenie nie wykorzystuje cieczy, ale metalową komorę częściowo znajdującą się pod próżnią, która kurczy się lub rozszerza w zależności od ciśnienia, któremu jest poddane. Różnica ciśnień jest przenoszona przez sprężynę, której wydłużenie porusza pręt przymocowany do wskaźnika manometru. Ciśnienie odczytywane jest na wyświetlaczu wyposażonym w skalę.
Kiedy do instrumentu dodany jest jakiś system rejestrujący, taki jak papier i tusz lub wyświetlacz cyfrowy, wówczas instrument staje się barograf i pozwalają na wizualizację zmian ciśnienia atmosferycznego w postaci wykresu, przydatnego do przewidywania pogody.
Manometry zwykle mierzą ciśnienie względne, chociaż czasami mogą podawać odczyty bezwzględne.
Służy do pomiaru małych i umiarkowanych ciśnień względnych. Najprostszy składa się ze szklanej lub plastikowej rurki w kształcie litery U, wypełnionej płynem, takim jak rtęć, z jedną z gałęzi uszczelnioną lub otwartą do atmosfery, a drugą podłączoną do mierzonego ciśnienia..
Kiedy ciśnienie jest przyłożone na jednym końcu, rtęć unosi się w górę drugiej gałęzi, aż ciężar kolumny zrównoważy ciśnienie na końcu. Różnica między pierwotnym poziomem a nowym poziomem jest proporcjonalna do różnicy ciśnień między dwoma punktami.
Odmianą manometru w kształcie litery U jest manometr z pochyłą rurką, który służy do pomiaru niewielkich różnic ciśnień.
Ten typ manometru przenosi zmiany ciśnienia na stopniowaną skalę lub tarczę za pomocą pewnego mechanizmu. Może to być na przykład odkształcenie sprężyny lub rurki w kształcie litery C lub zwiniętej w spiralę, która ma tendencję do prostowania się, gdy nacisk jest przyłożony na jednym końcu lub do większego zginania, gdy maleje..
Rura nazywa się Rurka Bourdona, autorstwa Eugene'a Bourdona, francuskiego inżyniera, który wynalazł go w 1849 roku.
Odkształcenie rurki przesuwa ogranicznik wyposażony w układ mechaniczny z zębatkami, który przekształca ruch liniowy rurki w ruch obrotowy na drugim końcu, tam podłączona jest igła wskaźnikowa, którą można przesuwać na tarczy. Pozycja igły na stopniowanej skali na tarczy wskazuje wartość ciśnienia.
Powodują one różnicę ciśnień, która powoduje zmianę pewnych wielkości elektrycznych, takich jak na przykład rezystancja. Wspomnianą zmianę można przekształcić w prąd elektryczny, który jest proporcjonalny do różnicy ciśnień, a odczyt jest dokonywany na ekranie cyfrowym..
W manometrze tego typu elastyczne odkształcenie czujnika wykonanego z materiału przewodzącego powoduje zmianę jego rezystancji elektrycznej. Zmiana oporu jest związana ze zmianą ciśnienia. W ten sam sposób można zmieniać pojemność kondensatora lub indukcyjność cewki indukcyjnej.
Innym rodzajem czujnika jest czujnik typu piezoelektrycznego, taki jak kwarc lub turmalin, w którym zmiana ciśnienia na kryształ jednego z tych minerałów przekłada się na napięcie.
Jeszcze bez komentarzy