През седемнадесети век фактът, че въздухът има определено тегло, става известен и доказан на човечеството. Предположението за неговия натиск върху различни обекти беше доказано с помощта на специално устройство - барометър. Ще бъде обсъдено в тази статия.

Устройство, което определя налягането на въздуха

Първо, нека дадем определение. Барометърът е устройство за измерване на определено въздушно налягане върху обекти. Неговият изобретател е Е. Торичели. През 1644 г. барометърът е тръба, съдържаща живак и измервателна скала. В деня, когато барометърът беше тестван, нивото на живачен стълб беше 760 mm, което беше причина да се счита, че марката на това ниво е нормално налягане. Такива инструменти все още се използват от метеорологичните станции.

Два века по-късно, след изобретяването на живачния барометър, в резултат на много изследвания Люсиен Види конструира фундаментално нов тип без течност. Впоследствие наречен анероиден барометър. По време на своето съществуване анероидите придобиха голяма популярност сред много потребители, тъй като са малки по размер, леки и точни. В сравнение с живачните барометри, анероидите са напълно безопасни за използване.

Видове барометри

Mercury е устройство, което измерва налягането. Принципът на действие е движението на живака спрямо приложената скала.

Течност - устройство, с което се измерва нивото на налягане чрез балансиране на теглото на колона течност с атмосферното налягане.

Анероиден барометър - принципът на работа и показване на индикаторите се основава на промяна на размера на запечатан метална кутия, изпълнен с разреден въздух, под действието на повърхността му атмосферно налягане.

Електронното е модерен видустройство, което преобразува линейните индикатори на класически анероид в електронен сигнал. Обработените от микропроцесора сигнали се изобразяват на течнокристален екран.

Анероидният барометър е най-често срещаният от горните инструменти, поради своята малки размерии липса на течност в механизма. Нека го разгледаме по-подробно.

Структурата на атмосферния барометър

• Кръгла сребърно-никелова плоча.
• Кутия с оребрени основи.
• Предавателен механизъм.
• Възвратна пружина.
• Индексна стрелка.

Атмосферен барометър - принцип на действие

В сглобен вид анероидът представлява кутия с различни механизми. Когато от него се изпомпва определено количество въздух, се създава силен вакуум възвратна пружина, указателна стрелка и предавателен механизъм между тях. Под въздействието на налягането стените на „камерата под налягане“ се свиват или увеличават размера си и стрелката на индекса започва да се движи спрямо измервателната скала съответно в посока на увеличаване или намаляване на налягането. В покой иглата ще бъде на 760 mm.

Самозаписващ се барометър

Използва се за записване на метеорологични данни относно колебанията в атмосферното налягане. С други думи, това е подобрен анероиден барометър с добавен часовников механизъм към камерата под налягане, апарат, който държи градуирана хартия и задвижваща игла, която поставя линия с мастило върху хартията.

Изобразената „рисунка“ върху хартията на устройството се нарича барограма. По време на работа на барографа, в съответствие с часовите показатели, механизмът навива върху основата си специална хартия, по чиято повърхност се плъзга прикрепена стрелка с мастило и маркира индикаторите за отклонения в атмосферното налягане.

Индикаторите за несъответствия в налягането се записват непрекъснато. За метеоролозите това е основното документален фактпромени във времето в близко бъдеще. В зависимост от размера на барабана, продължителността на записа може да варира от няколко часа до една седмица. Специалният дизайн ви позволява да правите показания и да наблюдавате атмосферните показатели по всяко време.

Барометър на вашия телефон - какво е това?

Технологията не стои неподвижна и сега можете да измервате атмосферното налягане с помощта мобилно устройство. Много потребители на съвременни джаджи, изправени пред нова функция, се чудят: какво е барометър на телефона им? Модерна миниатюрна метеорологична станция позволява на потребителя на телефона постоянно да проверява по електронен път нивото на атмосферното налягане. Чрез проследяване на индикаторите за налягане за определено време можете да разберете дали се приближава циклон или антициклон. Тези показатели ще бъдат полезни за хора със свръхчувствителност към внезапни промениналягане.

Възможностите на мобилното устройство не спират дотук. В електронен вид той показва надморска височина, географска ширина и дължина, което от своя страна улеснява бързото търсене на устройството и определянето точно местоположениеместоположението му. Благодарение на GPS сателитипроцесът е бърз и точен. Мобилният барометър е точен алтиметър. Точността на определяне на местоположението на потребителя е намалена до радиус от 3 метра. Това са уредите, които използват алпинистите в планината. Но те придобиха голяма популярност в авиационния сектор.

Барометър, вграден в часовника

Появи се сравнително наскоро. Малцина знаят за какво е това устройство и повечето се чудят - барометър в часовник, какво е това?

Нека се опитаме да го разберем. Барометърът в някои видове часовници е представен в електронен или механична форма. Електронен изглед- не се различава от предоставянето на данни за атмосферното налягане и показването им на екрана, като на телефон. Часовник с механичен дисплей за налягане е съвършено точно мини-копие на анероид. Единствената разлика е в опростения мащаб на дисплея. Цената на часовниците с барометър е доста висока, но като правило те са удароустойчиви и водоустойчиви.

"Нестандартен барометър"

Благодарение на своите основатели се нарича Харвард. Икономическият барометър е в основата на формирането на иконометрията. Прогнозира промените в пазарните условия, динамиката на търсенето и предлагането и др. Харвардският барометър е описание на емпирични модели и екстраполации от последните месеци на наблюдение. Те се основават на изследване на динамиката на развитие на различни икономически показатели.

Прогнозата за развитие беше показана графично. Всяка крива линия, нанесена на графиката, показва един или друг индикатор. Например, крива "А" показва промени в средните обменни курсове (фондов пазар); крива “B” показва индекса на цените на едро и промените в търговския оборот (производството); крива “C” - отразява нарастването или спада на цената на ценните книжа на паричния пазар. IN перфектно състояниеграфика - индикаторите "А" и "С" трябва да съвпадат на нивото на максимума на първата единица и минимума на кривата на втората единица.

Благодарение на ръководството на W. Persons и W. Mitchell, САЩ използват този тип устройства до 1925 г. Барометърът на Харвард Мичъл е първият мощен регулатор и индикатор на факторите в национална икономикадържави. Като се има предвид популярността и ефективността на подобно изграждане и показване на факти, този метод е възприет от много страни по света. към земното кълбо. Но перспективата за развитие на много страни според това съотношение на показателите в икономиката не продължи дълго, защото преди и след Втората световна война - в процентте са станали без значение. Икономиките на всички страни, участвали във войната, бяха в пълен упадък и за да решат проблема със ставането от коленете си, всяка страна използва свои собствени методи за стабилизиране на собствената си парична валута. Старите методи за повишаване на показателите (излизане от кризата) изобщо не бяха използвани, но основите, поставени от Мичъл, се превърнаха в прецедент за световната икономика.

Манометър

Заслужава да се отбележи друго устройство, което също измерва налягането не на въздух, а на газове и течности - това устройство се нарича манометър. Тези две устройства са много взаимосвързани. Сумата от показанията на манометъра и барометъра е абсолютното налягане, което има по-висока стойност от атмосферното.

Заключение

IN модерен святБарометърът е един от основните инструменти на метеорологията. Маркираните индикатори на хартия помагат на много хора да научат за предстоящите промени в атмосферното налягане и съответно да се подготвят за тях. Това се отнася в по-голяма степен за пациентите с хипертония. Барометърът е незадължителен елемент в къщата, но като спомагателен елементили допълнение към интериора - желателно. Модерното рамкиране е така необходимото устройствопозволява да се впише във всеки интериорен дизайн.

Един от най-точните инструменти, използвани за измерване на атмосферното налягане метеорологични станции, е така нареченият барометър за чаша на станцията. Представлява стъклена тръба с дължина около 80 cm и напречно сечение 1 cm2. Горният му край е запечатан, а долният отворен край се спуска в чаша с живак. Тръбата е пълна с живак; в незапълнената част на тръбата има безвъздушно (или по-скоро изключително разредено) пространство.

За да предпазите тръбата от механични повредитя е затворена в метална рамка. Схематична диаграма на дизайна на барометър за морска чаша: от двете страни са направени два надлъжни прореза, един срещу друг, необходими за определяне на височината на живачната колона в тръбата. От лявата страна на предния прорез има скала: в стари барометри - в милиметри, в нови - в милибари. За отчитане на налягането по скала се използва подвижен пръстен с нониус. Нониусът се премества по слота с помощта на винт, разположен на правилната странарамки Преди броене долният разрез на нониуса се довежда до горната точка на видимия менискус на живака и след това налягането се отчита в десети: целите се броят по долния разрез на нониуса, а десетите - според деленията на нониуса (от 0 до 9). Десетите (mm или mb) се оценяват по делението на нониуса, което съвпада точно с всяко деление на скалата. За да може въздухът да влезе в чашата с живак, в нея се прави малък отвор, хлабаво затворен с винтова запушалка.

Барометърът на станцията се монтира в помещението на метеорологичната станция в специален шкаф във вертикално положение.

Морският живачен барометър, както подсказва името му, е предназначен за измерване на атмосферното налягане на морски кораби. По принцип той е конструиран по същия начин като барометъра на станцията и се различава от него по по-малкия си размер и по-тясната барометрична тръба с разширения в краищата. Стесняването на средната част на тръбата до дебелината на капиляра се прави, за да се намали флуктуацията на живака в тръбата по време на люлеенето на кораба и да се предпази от проникване въздушни мехурчетав живак. Чашата с живак е направена по-тясна, отколкото в барометъра на станцията. Това също значително елиминира влиянието на накланянето на кораба върху състоянието и показанията на барометъра.

Морски барометър е окачен на закрито на кораб с помощта на кардан.

Анероидният барометър или просто анероидът е прост и лесен за използване инструмент, широко използван за измерване на атмосферното налягане на кораби.

Принципът на работа на анероида се основава на измерване на степента на деформация на стените на куха плоска метална кутия под налягане под въздействието на атмосферно налягане.

Анероидната кутия, която е сензорната част на устройството, реагира много чувствително на промените в атмосферното налягане. Чувствителността на кутията под налягане се постига от факта, че въздухът в нея е много силно разреден. Когато налягането се увеличи, кутията се свива, а когато налягането намалява, тя се разширява. За да се избегне пълната деформация на кутията, която е възможна под въздействието на атмосферното налягане, към нея е прикрепена дъгообразна пружина, която чрез разтягане на кутията балансира атмосферното налягане, действащо върху нея.

Компресията и напрежението на кутията се предават на стрелката на барометъра чрез система от пръти и лостове. Анероидната скала е градуирана или в милиметри, или в милиметри живачен стълб. Анероидът се калибрира при условие, че температурата на кутията под налягане при всички стойности на налягането е 0°. Следователно, за да се определи корекцията за показанието на анероида, което зависи от температурата, при отчитане на налягането всеки път се определя температурата на самото устройство. Последният се определя от термометър, монтиран в дъговиден прорез на предната повърхност на анероида.

Анероидният механизъм е затворен в кръгла метална или пластмасова кутия, остъклена с предната страна. Устройството винаги се съхранява в специален калъф с отварящ се капак.

Анероидният барометър, в сравнение с живачния барометър, е по-малко точен инструмент, но е почти нечувствителен към люлеенето на кораба. Това го прави по-удобен за използване и съхранение в корабни условия. Основният недостатък на анероидите е постепенното намаляване на тяхната чувствителност и точност на индикацията поради остатъчната деформация на анероидната кутия и пружината, която се получава с течение на времето. За да се отстранят тези недостатъци, анероидите трябва периодично да се проверяват в специални институции на Хидрометеорологичната служба - в бюрото за проверка. Анероидите трябва да се проверяват на всеки шест месеца.

Барографът е проектиран да записва непрекъснато промените в атмосферното налягане. Структурата му е подобна на тази на термографа. Състои се също от две основни части: получаване и писане. Няколко (5-10) анеронови кутии, свързани помежду си с метални уплътнения, служат като приемник за налягане. За да се избегне пълната деформация на кутиите, която е възможна под въздействието на атмосферното налягане, във всяка от тях е вградена пружина тип пружина.

Частична пълна деформация под формата на малки вертикални измествания на цялата серия от напорни кутии, възникващи под въздействието на променящото се атмосферно налягане, се предава чрез система от лостове към стрелка, в края на която е монтирано перо.

Налягането се записва под формата на крива върху барабан, който се върти бавно с помощта на часовников механизъм. Върху барабана се поставя хартиена лента, маркирана с хоризонтални линии (налягане в mb) и вертикални дъги (време в часове и минути.

В зависимост от времето на пълно завъртане на барабана барорифите се делят на „дневни” и „седмични”.

С помощта на барограф можете да определите не само конкретната стойност на атмосферното налягане по всяко време, но и величината и характера на промяната му през всеки интервал от време.

Тъй като промяната в атмосферното налягане е много тясно свързана с текущото и предстоящото време, за да се предскаже при условия на плаване е важно да се знае не толкова абсолютната стойност на налягането, колкото величината и характера на промяната му през последните няколко часа .

Барографът на кораба е монтиран в на закритоот пружиниращи скоби или прикрепени към специален рафт или маса.

Устройството за измерване на налягането се нарича манометър.Манометрите могат да бъдат сифонили чашавидове

Сифонен тип манометър е U-образна стъклена тръба, пълна с вода или живак (Фигура 2.1).

Единият край на манометъра е запечатан и няма достъп на въздух; отворен край, свързан към атмосферен въздух. Разликата в нивата на течността в двете извивки на тръбата се калибрира в единици за налягане.

Манометър тип чаша съдържа вертикална стъклена тръба, запечатана отгоре и пълна с течност (фиг. 2.2).

Долният край на тръбата е потопен в резервоар, частично пълен с течност. Налягането, генерирано от колоната течност в тръбата, се балансира от атмосферното налягане. Високата точност на измерване на чашковия манометър (0,1 mm Hg) позволява да се използва като стандартно устройство за проверка на анероидни барометри и висотомери.

Ориз. 2.1. Сифонен манометър

Ориз. 2.2.

Живачен барометъре класически примерманометър тип чаша. Атмосферното налягане, измерено с живачен барометър, е равно на:

където е плътността на живака, 13600 kg/m3; ж- ускорение на свободно падане, m/s2; ч-височина на живачен стълб, m.

Външният вид на живачния манометър е показан на фиг. 2.3.

Барометърът съдържа стъклена тръба, пълна с живак и потопена в резервоар с живак.

Нивото на живак в резервоара се контролира с конусна кост.

Живачният манометър се характеризира с висока чувствителност. Точността на измерване на налягането на живачен барометър е 0,1 hPa. Недостатъкът му е токсичността на живака.

В съответствие с Директивата на Европейския съюз от 5 юни 2007 г. беше прието ограничение за продажбата на живак, което на практика спря производството на нови живачни барометри в Европа.

Съдържа анероидна капсула, състояща се от две тънки (0,2 mm дебелина) метални гофрирани мембрани (фиг. 2.4). В средата на капсулата въздухът се изпомпва (налягането е 10-2 hPa) или капсулата се пълни с инертен газ при налягане 65 mbar.

Предимството на анероидния барометър е неговата компактност, механична здравина и възможност за транспортиране. Тези устройства могат да се използват в системи за автоматично измерване на налягането, тъй като механичните движения на анероидните капсули могат лесно да бъдат преобразувани в електрически сигнал. Недостатъкът на анероидния барометър е, че точността на измерване е по-малка от тази на живачния барометър.

Ориз. 2.3. Живачен манометър

Ориз. 2.4.

Тръба на БурдонТова е плоска, изкривена тръба, която се изправя при промяна на атмосферното налягане (фиг. 2.5).

Тази елипсовидна тръба е чувствителният елемент тип деформация. Единият край на тръбата е отворен за записване на налягането и се измерва, а другият е здраво закрепен към тялото.

Определяне на налягането чрез деформация тръбна пружинае патентована през 1849 г. от френския часовникар Юджийн Бурдон, на чието име е кръстена тази лула

Тръбата на Бурдон се използва за измерване на налягане над 10-2 torr (приблизително 1 Pa); точността на измерване е ± 2%.

Ориз. 2.5. Тръба на Бурдон

Методи автоматизирано измерванеатмосферно налягане

Инструмент, използван за непрекъснато отчитане на въздушното налягане. Състои се от колона от анероидни кутии, свързани със самозаписваща се стрелка (фиг. 2.6).

Ориз. 2.6.

Всяка анероидна капсула се състои от две тънки (0,2 mm дебелина) метални гофрирани мембрани. Вътре в капсулата налягането на въздуха е 10"2 hPa. Понякога капсулата се пълни с инертен газ при налягане от 65 mbar. Броят на капсулите в модерни устройстваможе да достигне до 14. Мембраните са в напрегнато състояние поради гофрираната повърхност и действието на пружината.

Известно е, че собствената честота на опъната струна се увеличава с напрежение. Математически връзката между резонансната честота на струната и силата на опън на струната се определя от формулата:

Където Ф-основен резонансна честотаструни, Hz; Л- дължина на низа, m; Г сила на опъване на струната, Η; μ - маса на единица дължина на струната, kg/m.

Механичните движения на диафрагмата 1 на такова устройство под въздействието на променливо налягане се преобразуват в електромагнитни колебания на индуктора 2 поради движението на магнит С, свързан към проводник 4. Електромагнитните колебания се записват от записваща система 5 (фиг. 2.7) . За сензори от този тип се използват волфрам, индий или високоеластична стомана, както и сплави като Elinvar.

Ориз. 2.7.

Дизайнът на един от тези сензори е показан на фиг. 2.8. Увеличаването на натиска върху диафрагмата намалява напрежението върху жицата, което води до намаляване на резонансната честота.

Ориз. 2.8.

Състои се от тънка диафрагма, изработена от метал или кварц с разпръснато покритие метални повърхности. Диафрагмата образува два кондензатора с метални повърхности, които заедно с още два кондензатора C1 и C2 образуват електрически мост (фиг. 2.9).

Ориз. 2.9. Капацитивен сензор за налягане

Диафрагмата е подложена на атмосферно налягане от едната страна и опорно налягане от другата. Промените във външното налягане причиняват огъване на диафрагмата и съответните промени в капацитета на кондензаторите, образувани от диафрагмата и плочите, разположени от двете страни на диафрагмата. Тези промени в капацитета (който може да достигне няколко процента от първоначалния капацитет) водят до промяна в честотата на сигнала на записващата система, чиято скала е градуирана в единици налягане.

Капацитивните сензори за налягане се характеризират с висока чувствителност, малък размер и възможност за отчитане при температури до 250 ° C.

Това устройство, чието производство стана възможно благодарение на модерни технологии, се състои от две пластини от силициева сплав, свързани една с друга чрез слой от силициев диоксид (фиг. 2.10).

Силициевите сплави служат като кондензаторни пластини, в които дебелината на силициевия диоксид и съответно капацитетът на кондензатора зависи от приложеното атмосферно налягане.

Капацитетът на кондензатора C зависи от разстоянието дмежду плочите (), което от своя страна зависи от атмосферното налягане.

Ориз. 2.10.

Диапазон на измерване на налягането със сензор за барометрично налягане PTB210 от Vaisala (Финландия) - 500-1100 hPa; температурен диапазон от -40 ° C до + 60 ° C; обща точност ± 0,15 - 0,35 hPa; тегло 110 гр. размери 122 мм.

Пиезоелектричен сензор за налягане. Кристално вещество, при които при компресиране или разтягане в определени посоки възниква електрическа поляризация дори и при липса електрическо поле, са наречени П " езоелектрически камери.Феноменът на появата на заряди върху повърхността на пиезоелектрик под въздействието на механични деформации се нарича директен пиезоелектричен ефект,и появата на механични деформации под въздействието на електрическо поле - обратен пиезоелектричен ефект.Пиезоелектриците включват кварц, амониев дихидроген фосфат (ADP), литиев сулфат, Рошелска сол, бариев титанат и др.

Сума на таксата р, появяващ се на повърхността на кристала, се определя от израза:

Където Е- сила, приложена към кристала, N; R -налягане, N/m2; С- кристална повърхност, m2; к- пиезоелектрична константа, C/N.

Напрежението, което се измерва върху повърхностите на кристала поради пиезоелектричния ефект, се определя, както следва:

където U -напрежение, V; v е чувствителността на кристала, V-m/N; д-дебелина на кристала, m; Рналягане, N/m2.

пример

Кристалът на квариума е с дебелина 0,25 см. Определете напрежението, възникващо върху повърхностите на кристала поради действието на налягане от 345 N/m2, ако чувствителността на кристала е 0,055 V m N-1.

решение

Използвайки уравнения (2.4), получаваме:

тестова задача

Определете пиезоелектричната константа на кварца, ако под налягане от 345 N/m2 кристал с площ 1 cm2 създава заряд Cl.

отговор:

Схема пиезоелектричен сензорналяганията са показани на фиг. 2.11.

Ориз. 2.11.

Предимството на пиезоелектричните сензори е тяхната компактност, линейна зависимост електрически сигналот механично натоварване, способността да има висока стабилност по широк температурен диапазон(до 1000 ° C).

При хигиенните изследвания се използват два вида барометри:

- течни барометри;

- метални барометри - анероид.

Принципът на работа на различни модификации на течни барометри се основава на факта, че Атмосферно наляганебалансира колона течност с определена височина в тръба, запечатана в единия край (отгоре). По-малкото специфично теглотечност, толкова по-висока е колоната на последната, балансирана от атмосферното налягане.

Те са най-разпространени, тъй като високото специфично тегло на течния живак позволява да се направи устройството по-компактно, което се обяснява с балансирането на атмосферното налягане с по-нисък стълб живак в тръбата.

Използват се три системи живачни барометри:

- чаша;

- сифон;

- сифон-чаша.

Посочените системи от живачни барометри са представени схематично на фигура 35.

В някои модификации има две скали - в mm Hg. Изкуство. и мб. Десети от mm Hg. Изкуство. или mb се отчитат на подвижна скала - нониус. За да направите това, трябва да използвате винт, за да настроите нулевото деление на скалата на нониуса на една и съща линия с горната част на менискуса на живачната колона, да преброите броя на целите деления на милиметри живак на скалата на барометъра и брой десети от милиметър живачен стълб до първата маркировка нониусни везни, съвпадаща с делението на основната скала.

Пример. Нулево делениеНониусната скала е между 760 и 761 mm Hg. Изкуство. основна скала. Следователно броят на целите деления е 760 mm Hg. Изкуство. Към тази цифра е необходимо да добавите броя на десетите от милиметър живак, измерени по скала на нониус. Първото деление на основната скала съвпада с 4-то деление на нониусовата скала. Барометричното налягане е 760 + 0,4 = 760,4 mmHg. Изкуство.

По правило барометрите за чаши имат вграден термометър (живачен или алкохолен, в зависимост от очаквания диапазон на температурата на въздуха по време на изследването), тъй като за да се получи крайният резултат, е необходимо налягането да се доведе до стандартни условиятемпература (0°C) и барометрично налягане (760 mm Hg).

IN чаша експедиционни барометриПреди наблюдение първо използвайте специален винт, разположен в долната част на устройството, за да настроите нивото на живак в чашата на нула.

Барометри за сифони и сифонни чаши(Фигура 35). В тези барометри размерът на атмосферното налягане се измерва чрез разликата във височините на живачния стълб в дългите (запечатани) и късите (отворени) завои на тръбата. Този барометър ви позволява да измервате налягането с точност до 0,05 mmHg ул. С помощта на винт в долната част на инструментите нивото на живак в късия (отворен) завой на тръбата се довежда до нулева точка и след това се вземат показанията на барометъра.

Сифон-чаша инспектор барометър. Този уред има две скали: отляво в mb и отдясно в mmHg. Изкуство. За определяне на десети от mmHg. Изкуство. служи като нониус. Установените стойности на атмосферното налягане, както при работа с други течни барометри, трябва да бъдат доведени до 0 ° C с помощта на изчисления или специални таблици.

В метеорологичните станции се въвежда не само температурна корекция в показанията на барометъра, но и така наречената постоянна корекция: инструментална и гравитационна корекция.

Барометрите трябва да се инсталират далеч от или изолирани от източници на топлинно излъчване ( слънчева радиация, отоплителни уреди), а също и далече от врати и прозорци.

Метален анероиден барометър(Фигура 36). Това устройство е особено удобно при провеждане на изследвания в експедиционни условия. Този барометър обаче трябва да се калибрира спрямо по-точен живачен барометър преди употреба.

Ориз. 36.Анероиден барометър

Ориз. 37. Барограф

Принципът на дизайна и работата на анероидния барометър е много прост. Метална подложка (кутия) с гофрирани (за по-голяма еластичност) стени, от които е отстранен въздух до остатъчно налягане 50-60 mm Hg. чл., под въздействието на въздушното налягане променя обема си и в резултат на това се деформира. Деформацията се предава чрез система от лостове към стрелка, която показва атмосферното налягане върху циферблата. На циферблата на анероидния барометър е монтиран извит термометър поради необходимостта, както беше споменато по-горе, резултатите от измерването да се доведат до 0°C. Градуирането на циферблата може да бъде в mb или mmHg. Изкуство. Някои модификации на анероидния барометър имат две скали - както в mb, така и в mmHg. Изкуство.

Анероиден алтиметър (алтиметър).При измерване на надморската височина чрез нивото на атмосферното налягане съществува модел, според който има връзка между атмосферното налягане и надморската височина, която е много близка до линейната. Тоест, когато се издигнете на височина, атмосферното налягане намалява пропорционално.

Този уред е предназначен за измерване на атмосферното налягане на височина и има две скали. Един от тях показва стойности на налягането в mm Hg. Изкуство. или mb, от друга - височина в метри. На самолетизползват се висотомери с циферблат, на който по скала се определя височината на полета.

Барограф (барометър-рекордер).Това устройство е предназначено за непрекъснато отчитане на атмосферното налягане. В хигиенната практика се използват метални (анероидни) барографи (Фигура 37). Под влияние на промените в атмосферното налягане, пакет от анероидни кутии, свързани заедно, в резултат на деформация, засяга системата от лостове и чрез тях специална писалка със специално незасъхващо мастило. С увеличаване на атмосферното налягане анероидните кутии се компресират и лостът с перото се издига нагоре.

Когато налягането намалее, анероидните кутии се разширяват с помощта на пружини, поставени вътре в тях и писалката рисува линия надолу. Запис на налягането под формата на непрекъсната линия се изчертава с писалка върху градуирана линия в mmHg. Изкуство. или MB хартиена лента, поставена върху цилиндричен механично въртящ се барабан. Използват се барографи със седмично или дневно навиване с подходящи градуирани ленти в зависимост от целта, целите и характера на изследването. Барографите се произвеждат с електрическо задвижване, което върти барабана.

На практика обаче тази модификацияУстройството е по-малко удобно, тъй като използването му в експедиционни условия е ограничено. За да се елиминират температурните влияния върху показанията на барографа, в тях се вкарват биметални компенсатори, които автоматично коригират (коригират) движението на лостовете в зависимост от температурата на въздуха. Преди да започнете работа, лостът с писалката се монтира в начална позиция, съответстващо на времето, посочено на лентата, и на нивото на налягането, измерено с точен живачен барометър.

Мастилото за запис на барограми може да се приготви по следната рецепта:

Довеждане на обема на въздуха до нормални условия (760 mmHg, 0°C).Този аспект на измерването на барометричното налягане е много важен при измерване на концентрациите на замърсители във въздуха. Пренебрегването на този аспект може да доведе до значителни грешки в изчисленията на концентрацията вредни вещества, което може да достигне 30 процента или повече.

Довеждането на обема на въздуха до нормални условия се извършва по формулата:

(39)

Пример . За да се измери концентрацията на прах във въздуха, 200 литра въздух бяха прекарани през хартиен филтър с помощта на електрически аспиратор. Температурата на въздуха през периода на аспирация беше - +26 ° C, барометрично налягане - 752 mm Hg. Изкуство. Необходимо е обемът на въздуха да се доведе до нормални условия, тоест до 0 ° C и 760 mm Hg. Изкуство.

Заместваме стойностите на съответните параметри на примера във формулата X и изчисляваме необходимия обем въздух при нормални условия:

По този начин, когато се изчислява концентрацията на прах във въздуха, е необходимо да се вземе предвид обемът на въздуха от точно 180,69 л, а не 200 л.

За да опростите изчисленията на обема на въздуха при нормални условия, можете да използвате корекционни коефициенти за температура и налягане (Таблица 25) или изчислени готови стойности на формула 39 и (Таблица 26).

Основни термини и мерни единици

Атмосферно наляганее налягането на въздушен стълб, простиращ се от земята до горната граница на атмосферата на единица от земната повърхност.

Единици за налягане:

1 бар = 1 милион дина/cm2; 1/1000 bar = 10 mb

В системата SI 1Pa = 1N/m2 = 10-5 = 0,01 mb.

За практически цели се използват следните мерни единици:

1 hPa = 100 PA = 1 mb = 0,75 mmHg.

1 mmHg = 1,33 hPa

Налягане от 1012 hPa, съответстващо на маса на живачен стълб от 760 mm при t = 0ºС на ширина 45º и на морското равнище, се нарича нормално атмосферно налягане.

от вятърасе нарича хоризонталното движение на въздуха спрямо земната повърхност. Вятърът се характеризира със скорост и посока. Скоростта на вятъра се измерва в m/s, по-рядко в km/h или точки. Посоката на вятъра се определя от румба или азимута на точката на хоризонта, от която духа вятърът. При измерване на вятъра се използват 8 основни направления.

Анероиден барометър BAAM(Фигура 6.1) – използва се за измерване на атмосферното налягане в стационарни и експедиционни условия.

Приемната част на анероида е дебелостенна метална кутия, вътре в която въздухът е силно разреден. Когато налягането се увеличи, кутията се компресира, а когато намалее, тя се разтяга от пружина. Тези промени, използвайки система от лостове и верига, се предават на стрелка, движеща се по кръгла анероидна скала, разделена на 0,5 mmHg. На циферблата на анероида има термометър със скала 1ºC. Целият анероиден механизъм е затворен в пластмасова кутия.

Фигура 6.1 – Анероиден барометър BAMM

Измерване на наляганетопроизведени на място, където няма резки промени в температурата на въздуха. Чрез почукване на стъклото с пръст се отчита от позицията на края на стрелката спрямо скалата с точност до една десета от деленето (0,1 mmHg или 0,1 hPa). Температурната корекция се въвежда в показанията, като първо се измерва температурата по скалата на термометъра на устройството.

Барограф(Фигура 6.2) служи за непрекъснато записване на промените в атмосферното налягане.

Барографът е поставен в пластмасова кутия. Към долната рамка на корпуса е закрепена метална тапа, върху която е монтиран целият механизъм на устройството.

Чувствителният елемент на устройството е бар блок, който е свързан със стрелката на писалката чрез система от лостове. Позицията на подвижния винт, който има шарнир в скобата, се фокусира отгоре с винта, а отдолу с натискаща пружина. Маркировките върху барографската лента могат да се правят с натискане на бутон.

Фигура 6.2 – Барограф

Монтаж на устройствотосе извършва на отделен рафт на метеорологичната станция далеч от отоплителни уреди, прозоречни отвори и места, където директно слънчеви лъчи.

Обработка и монтаж на барографски лентисе извършва по същия начин, както при термограф. Барографските ленти са разположени на равни хоризонтални интервали на всеки 2 mb и маркирани на всеки 10 mb. По вертикалната времева скала разделенията между съседни дъги са 15 минути за дневно и 2 часа за седмично навиване на часовниковия механизъм.