On yedinci yüzyılda havanın belli bir ağırlığa sahip olduğu insanlık tarafından biliniyor ve kanıtlanıyor. Çeşitli nesneler üzerindeki basıncının varsayımı, özel bir cihaz olan bir barometre kullanılarak kanıtlandı. Bu makalede tartışılacaktır.

Hava basıncını belirleyen cihaz

Öncelikle bir tanım verelim. Barometre, nesneler üzerindeki belirli bir hava basıncını ölçen bir cihazdır. Mucidi E. Torricelli'ydi. 1644'te barometre cıva içeren bir tüp ve bir ölçüm ölçeğiydi. Barometrenin test edildiği gün civa seviyesi 760 mm'deydi, bu da bu seviyedeki işaretin normal basınç olarak değerlendirilmesine neden oldu. Bu tür aletler halen meteoroloji istasyonları tarafından kullanılmaktadır.

İki yüzyıl sonra, cıva barometresinin icadından sonra, birçok çalışmanın sonucunda Lucien Vidy, temelde yeni, sıvı içermeyen bir tip üretti. Daha sonra aneroid barometresi olarak adlandırıldı. Aneroidler, var oldukları süre boyunca boyutları küçük, hafif ve hassas oldukları için birçok kullanıcı arasında büyük popülerlik kazanmıştır. Cıva barometreleriyle karşılaştırıldığında aneroidlerin kullanımı tamamen güvenlidir.

Barometre türleri

Cıva basıncı ölçen bir cihazdır. Çalışma prensibi, cıvanın uygulanan ölçeğe göre hareketidir.

Sıvı - bir sıvı sütununun ağırlığının atmosferik basınçla dengelenmesiyle basınç seviyesinin ölçüldüğü bir cihaz.

Aneroid barometre - göstergelerin çalışma ve görüntülenme prensibi, mühürlü bir barometrenin boyutunun değiştirilmesine dayanmaktadır. metal kutu yüzeyindeki atmosferik basıncın etkisi altında, seyreltilmiş hava ile doldurulmuş.

Elektronik modern görünüm klasik bir aneroidin doğrusal göstergelerini elektronik sinyale dönüştüren bir cihaz. Mikroişlemci tarafından işlenen sinyaller sıvı kristal ekranda görüntülenir.

Aneroid barometre, yukarıdaki enstrümanlar arasında en yaygın olanıdır. küçük boyutlar ve mekanizmada sıvı eksikliği. Gelin buna daha detaylı bakalım.

Atmosfer barometresinin yapısı

• Yuvarlak gümüş-nikel plaka.
• Nervürlü tabanlı kutu.
• İletim mekanizması.
• Yayı geri getirin.
• Dizin oku.

Atmosfer barometresi - çalışma prensibi

Aneroid monte edildiğinde bir kutuya dönüşür. çeşitli mekanizmalar. Belli bir miktar hava dışarı pompalandığında güçlü bir vakum oluşturur. geri dönüş yayı, indeks oku ve aralarındaki aktarım mekanizması. Basıncın etkisi altında, "basınç odasının" duvarları daralır veya boyutları artar ve indeks oku, ölçüm ölçeğine göre sırasıyla artan veya azalan basınç yönünde hareket etmeye başlar. Dinlenme halindeyken iğne 760 mm'de olacaktır.

Kendi kendini kaydeden barometre

Atmosfer basıncındaki dalgalanmalara ilişkin meteorolojik verileri kaydetmek için kullanılır. Başka bir deyişle, bu, basınç odasına bir saat mekanizması, dereceli kağıdı tutan bir aparat ve kağıda mürekkep çizgisi uygulayan bir tahrik iğnesinin eklenmesiyle geliştirilmiş bir aneroid barometredir.

Cihazın kağıdı üzerinde gösterilen "çizim" barogram olarak adlandırılır. Barografın çalışması sırasında, saatlik göstergelere uygun olarak mekanizma, yüzeyi boyunca mürekkepli bir okun kaydığı ve atmosferik basınçtaki sapma göstergelerini işaretlediği özel bir kağıdı tabanına sarar.

Basınç farklılıklarının göstergeleri sürekli olarak kaydedilir. Meteorologlar için bu esastır. belgesel gerçeği yakın gelecekte hava değişiklikleri. Tamburun boyutuna bağlı olarak kayıt süresi birkaç saatten bir haftaya kadar değişebilir. Özel tasarım okuma yapmanızı ve izlemenizi sağlar atmosferik göstergelerİstediğin zaman.

Telefonunuzdaki barometre - nedir bu?

Teknoloji durmuyor ve artık atmosfer basıncını aşağıdakileri kullanarak ölçebilirsiniz: mobil cihaz. Yeni bir işlevle karşı karşıya kalan birçok modern cihaz kullanıcısı merak ediyor: Telefonlarındaki barometre nedir? Modern bir minyatür hava durumu istasyonu, telefon kullanıcısının atmosferik basınç seviyesini sürekli olarak elektronik olarak kontrol etmesine olanak tanır. Belirli bir süre boyunca basınç göstergelerini takip ederek bir siklonun veya antisiklon'un yaklaşıp yaklaşmadığını öğrenebilirsiniz. Bu göstergeler aşırı duyarlılığı olan kişiler için yararlı olacaktır. ani değişiklikler basınç.

Bir mobil cihazın yetenekleri burada bitmiyor. Elektronik biçimde rakımı, coğrafi genişliği ve boylamı gösterir, bu da cihazın hızlı aranmasını ve belirlenmesini kolaylaştırır. tam konum onun konumu. Sayesinde GPS uyduları süreç hızlı ve doğrudur. Mobil barometre doğru bir altimetredir. Kullanıcının konumunu belirleme doğruluğu 3 metrelik bir yarıçapa düşürülür. Bunlar dağcıların dağlarda kullandıkları aletlerdir. Ancak havacılık sektöründe büyük bir popülerlik kazandılar.

Saatin içine yerleştirilmiş barometre

Nispeten yakın zamanda ortaya çıktı. Çok az kişi bu cihazın ne işe yaradığını biliyor ve çoğu merak ediyor - saatteki barometre, nedir bu?

Hadi anlamaya çalışalım. Belirli saat türlerindeki barometre elektronik veya mekanik form. Elektronik görünüm- Atmosfer basıncı verilerini sağlayıp telefondaki gibi ekranda göstermekten hiçbir farkı yok. Mekanik basınç göstergesine sahip bir saat, bir aneroidin kusursuz biçimde doğru bir mini kopyasıdır. Tek fark basitleştirilmiş ekran ölçeğindedir. Barometre saatlerinin maliyeti oldukça yüksektir, ancak kural olarak darbeye dayanıklı ve su geçirmezdirler.

"Standart dışı barometre"

Kurucuları sayesinde Harvard adını almıştır. Ekonomik barometre ekonometrinin oluşumunun temelini oluşturur. Piyasa koşullarındaki, arz ve talep dinamiklerindeki vb. değişiklikleri tahmin eder. Harvard Barometresi, son aylarda yapılan gözlemlerden elde edilen ampirik kalıpların ve tahminlerin bir açıklamasıdır. Çeşitli ekonomik göstergelerin gelişim dinamikleri üzerine yapılan bir çalışmaya dayanmaktadırlar.

Gelişim tahmini grafiksel olarak gösterildi. Grafikte çizilen her eğri çizgi bir veya başka bir göstergeyi gösteriyordu. Örneğin, “A” eğrisi ortalama döviz kurlarındaki (borsa) değişiklikleri gösteriyordu; “B” eğrisi toptan satış fiyatları endeksini ve ticari cirodaki (üretim) değişiklikleri gösteriyordu; “C” eğrisi - para piyasasında menkul kıymetlerin fiyatındaki artışı veya düşüşü yansıtıyordu. İÇİNDE mükemmel durum grafikler - “A” ve “C” göstergeleri, birinci birimin maksimumu ve ikinci birimin eğrisinin minimum seviyesinde çakışmalıdır.

W. Persons ve W. Mitchell'in liderliği sayesinde Amerika Birleşik Devletleri 1925 yılına kadar bu tür cihazları kullandı. Harvard Mitchell Barometresi, faktörlerin ilk güçlü düzenleyicisi ve göstergesidir. ulusal ekonomiülkeler. Bu tür inşa ve gerçeklerin sergilenmesinin popülaritesi ve etkinliği göz önüne alındığında, bu yöntem dünya çapında birçok ülke tarafından benimsenmiştir. dünyaya. Ancak birçok ülkenin ekonomideki göstergelerin bu oranına göre gelişme beklentisi uzun sürmedi, çünkü İkinci Dünya Savaşı öncesi ve sonrası - yüzde artık önemsiz hale geldiler. Savaşa katılan tüm ülkelerin ekonomileri tam bir gerileme içindeydi ve dizlerinden kalkma sorununu çözmek için her ülke kendi para birimini istikrara kavuşturmak için kendi yöntemlerini kullandı. Eski gösterge yükseltme (krizden çıkış) yöntemleri hiç kullanılmadı ancak Mitchell'in attığı temeller dünya ekonomisine emsal oldu.

Basınç ölçer

Havanın değil gazların ve sıvıların basıncını da ölçen başka bir cihaza dikkat etmek önemlidir - bu cihaza basınç göstergesi denir. Bu iki cihaz birbirine çok bağlıdır. Manometre ve barometre okumalarının toplamı, atmosferik basınçtan daha yüksek bir değere sahip olan mutlak basıncı oluşturur.

Çözüm

İÇİNDE modern dünya Barometre meteorolojinin ana araçlarından biridir. Kağıt üzerinde işaretlenen göstergeler, birçok insanın atmosferik basınçta yaklaşan değişiklikleri öğrenmesine ve buna göre bunlara hazırlanmasına yardımcı olur. Bu daha çok hipertansif hastalar için geçerlidir. Barometre evde isteğe bağlı bir öğedir, ancak yardımcı eleman veya iç mekana ek olarak - arzu edilir. Modern çerçeveleme öyle gerekli cihaz herhangi bir iç tasarıma sığmasını sağlar.

Hijyenik çalışmalarda iki tip kullanılır barometreler:

- sıvı barometreler;

- metal barometreler - aneroid.

Sıvı barometrelerin çeşitli modifikasyonlarının çalışma prensibi şuna dayanmaktadır: Atmosfer basıncı bir ucu (üst) kapalı bir tüp içindeki belirli bir yükseklikteki sıvı sütununu dengeler. Daha az spesifik yer çekimi sıvı, atmosferik basınçla dengelenen ikincisinin sütunu ne kadar yüksek olursa.

Sıvı cıvanın yüksek özgül ağırlığı, cihazı daha kompakt hale getirmeyi mümkün kıldığından, bunlar en yaygın olanıdır; bu, atmosferik basıncın tüpteki daha düşük bir cıva sütunu ile dengelenmesiyle açıklanmaktadır.

Üç cıva barometre sistemi kullanılır:

- bardak;

- sifon;

- sifon kabı.

Belirtilen cıva barometre sistemleri Şekil 35'te şematik olarak sunulmaktadır.

Bazı modifikasyonlarda mmHg cinsinden iki ölçek vardır. Sanat. ve mb. mm Hg'nin onda biri. Sanat. veya mb hareketli bir ölçekte sayılır - verniye. Bunu yapmak için, verniye ölçeğinin sıfır bölümünü cıva sütununun menisküsünün üst kısmı ile aynı çizgiye ayarlamak için bir vida kullanmanız, barometre ölçeğinde milimetrelik cıvanın tüm bölümlerinin sayısını saymanız ve ilk işarete kadar milimetrenin onda biri kadar cıva sürmeli terazi, ana ölçeğin bölünmesiyle çakışıyor.

Örnek. Sıfır bölümü Vernier ölçeği 760 ila 761 mm Hg arasındadır. Sanat. ana ölçek. Bu nedenle tam bölünme sayısı 760 mm Hg'dir. Sanat. Bu rakama, verniye ölçeğinde ölçülen milimetrenin onda birini cıva eklemek gerekir. Ana skalanın ilk bölümü verniye skalasının 4. bölümü ile örtüşmektedir. Barometrik basınç 760 + 0,4 = 760,4 mmHg'dir. Sanat.

Kural olarak, fincan barometrelerinde yerleşik bir termometre bulunur (araştırma sırasında beklenen hava sıcaklığı aralığına bağlı olarak cıva veya alkol), çünkü nihai sonucu elde etmek için basıncı standart koşullar sıcaklık (0°C) ve barometrik basınç (760 mm Hg).

İÇİNDE fincan seferi barometreleri Gözlem yapmadan önce, öncelikle cihazın alt kısmında bulunan özel bir vidayı kullanarak kaptaki cıva seviyesini sıfıra ayarlayın.

Sifon ve sifon fincan barometreleri(Şekil 35). Bu barometrelerde atmosferik basınç miktarı, tüpün uzun (kapalı) ve kısa (açık) kıvrımlarındaki cıva sütununun yükseklikleri arasındaki farkla ölçülür. Bu barometre, basıncı 0,05 doğrulukla ölçmenizi sağlar mmHg st. Aletlerin alt kısmında bulunan bir vida kullanılarak tüpün kısa (açık) kıvrımındaki cıva seviyesi sıfır noktasına getirilir ve ardından barometre okumaları alınır.

Sifon kabı müfettiş barometresi. Bu cihazın iki ölçeği vardır: solda mb cinsinden ve sağda mmHg cinsinden. Sanat. mmHg'nin onda birini belirlemek için. Sanat. verniye görevi görür. Bulunan atmosferik basınç değerleri, diğer sıvı barometrelerle çalışırken olduğu gibi, hesaplamalar veya özel tablolar kullanılarak 0°C'ye getirilmelidir.

Açık hava istasyonları Barometre okumalarına yalnızca bir sıcaklık düzeltmesi dahil edilmez, aynı zamanda sabit düzeltme adı verilen bir düzeltme de uygulanır: aletsel ve yerçekimi düzeltmesi.

Barometreler termal radyasyon kaynaklarından (güneş radyasyonu, ısıtma cihazları) ve ayrıca kapı ve pencerelerden uzakta.

Metal aneroid barometre(Şekil 36). Bu cihaz özellikle keşif koşullarında araştırma yaparken kullanışlıdır. Ancak bu barometrenin kullanımdan önce daha doğru bir cıva barometresine göre kalibre edilmesi gerekir.

Pirinç. 36.Aneroid barometre

Pirinç. 37. Barograf

Aneroid barometrenin tasarım ve çalışma prensibi çok basittir. Havanın 50-60 mm Hg'lik bir artık basınca kadar çıkarıldığı, oluklu (daha fazla esneklik için) duvarlara sahip metal bir ped (kutu). Art., hava basıncının etkisi altında hacmini değiştirir ve bunun sonucunda deforme olur. Deformasyon, bir kaldıraç sistemi aracılığıyla kadran üzerindeki atmosferik basıncı gösteren bir oka iletilir. Yukarıda bahsedildiği gibi ölçüm sonuçlarının 0°C'ye getirilmesi ihtiyacından dolayı aneroid barometrenin kadranına kavisli bir termometre monte edilmiştir. Kadran derecelendirmesi mb veya mmHg cinsinden olabilir. Sanat. Aneroid barometrenin bazı modifikasyonlarında hem mb hem de mmHg cinsinden iki ölçek bulunur. Sanat.

Aneroid altimetre (altimetre). Yüksekliğin atmosferik basınç seviyesine göre ölçülmesinde, hava basıncı ile yükseklik arasında doğrusala çok yakın bir ilişkinin bulunduğu bir model vardır. Yani yüksekliğe çıkıldıkça atmosfer basıncı da orantılı olarak azalır.

Bu cihaz, atmosfer basıncını yüksekte ölçmek için tasarlanmıştır ve iki ölçeğe sahiptir. Bunlardan biri basınç değerlerini mm Hg cinsinden gösteriyor. Sanat. veya mb, diğer taraftan metre cinsinden yükseklik. Açık uçak altimetreler, uçuş yüksekliğinin bir ölçekte belirlendiği bir kadranla birlikte kullanılır.

Barograf (barometre-kaydedici). Bu cihaz atmosferik basıncın sürekli kaydedilmesi için tasarlanmıştır. Hijyenik uygulamada metal (aneroid) barograflar kullanılmaktadır (Şekil 37). Atmosfer basıncındaki değişikliklerin etkisi altında, deformasyon sonucu birbirine bağlanan bir aneroid kutu paketi, kol sistemini ve bunlar aracılığıyla kurumayan özel mürekkepli özel bir kalemi etkiler. Atmosfer basıncı arttıkça aneroid kutular sıkışır ve tüylü kaldıraç yukarı doğru yükselir.

Basınç azaldığında aneroid kutular içlerine yerleştirilen yaylar yardımıyla genişler ve kalem aşağıya doğru bir çizgi çizer. Dereceli bir çizgi üzerine kalemle mmHg cinsinden sürekli bir çizgi şeklinde bir basınç kaydı çizilir. Sanat. veya silindirik mekanik olarak dönen bir tambur üzerine yerleştirilen MB kağıt bant. Araştırmanın amacına, hedeflerine ve niteliğine bağlı olarak uygun kademeli bantlarla haftalık veya günlük sargılı barograflar kullanılır. Barograflar, tamburu döndüren elektrikli bir tahrikle üretilir.

Ancak pratikte bu değişiklik Sefer koşullarında kullanımı sınırlı olduğundan cihaz daha az kullanışlıdır. Barograf okumaları üzerindeki sıcaklık etkilerini ortadan kaldırmak için, hava sıcaklığına bağlı olarak kolların hareketini otomatik olarak düzelten (düzelten) bimetalik kompansatörler yerleştirilir. Çalışmaya başlamadan önce kalemli kol, ilk pozisyon, bantta belirtilen zamana ve doğru bir cıva barometresi tarafından ölçülen basınç seviyesine karşılık gelir.

Barogramları kaydetmek için mürekkep aşağıdaki tarife göre hazırlanabilir:

Hava hacminin normal koşullara (760 mmHg, 0°C) getirilmesi. Barometrik basınç ölçümünün bu yönü, havadaki kirletici madde konsantrasyonlarını ölçerken çok önemlidir. Bu hususun göz ardı edilmesi konsantrasyon hesaplamalarında önemli hatalara yol açabilir. zararlı maddeler yüzde 30 veya daha fazlasına ulaşabiliyor.

Hava hacminin normal koşullara getirilmesi aşağıdaki formüle göre gerçekleştirilir:

(39)

Örnek . Havadaki toz konsantrasyonunu ölçmek için elektrikli aspiratör kullanılarak kağıt filtreden 200 litre hava geçirildi. Aspirasyon süresi boyunca hava sıcaklığı - +26 idi ° C, barometrik basınç - 752 mm Hg. Sanat. Hava hacminin normal şartlara yani 0°C ve 760 mm Hg'ye getirilmesi gerekmektedir. Sanat.

Örneğin karşılık gelen parametrelerinin değerlerini formül X'e yerleştiririz ve gerekli hava hacmini hesaplarız. normal koşullar:

Bu nedenle havadaki toz konsantrasyonunu hesaplarken hava hacminin tam olarak 180,69 olduğunu hesaba katmak gerekir. ben 200 değil ben.

Normal koşullar altında hava hacmi hesaplamalarını basitleştirmek için sıcaklık ve basınç düzeltme faktörlerini (Tablo 25) veya formül 39 ve (Tablo 26)'nın hesaplanmış hazır değerlerini kullanabilirsiniz.

Atmosfer basıncını ölçmek için aletler

Atmosfer basıncı barometreler kullanılarak ölçülür. Οʜᴎ var Merkür e ve aneroidler.

Cıva barometreleri Temel olarak dengeler olup, tüm atmosfer boyunca uzanan tek bir kesite sahip bir hava sütununun basıncı, havanın dışarı pompalandığı bir cam tüp içindeki cıva sütununu eşitler.

Cam tüpe, basınç değerinin okunduğu (mm Hg veya mb) bir ölçek takılmıştır.Cıva barometreleri sıcaklık için düzeltme gerektirir (değişimleri cıva sütununun yüksekliğini etkiler). Tipik olarak, barometre okumaları 0 o C'lik bir cıva sıcaklığına göre yapılır. Aynı zamanda, yerçekimine bağlı olarak bir düzeltme uygulanır. coğrafi enlem(kutupta yer çekimi kuvveti en fazla, ekvatorda ise en azdır). Barometre okumaları genellikle 45° enlemindeki normal yerçekimine dayanır. Barometrenin imalatı sırasında meydana gelen aletsel bir düzeltme de vardır. Tüm düzeltmeler genellikle her barometre için meteoroloji istasyonunda bulunan özel tablolarda özetlenir.

Cıva barometresine bir örnek sabit fincan barometresi.

Aneroid barometreleröncelikle basıncı ölçmek için tasarlanmıştır saha koşulları. Aneroiddeki atmosferik basınç alıcısı, havanın dışarı pompalandığı metal dalgalı silindirik bir kutudur. Kutu bir ucundan (alttan) sabit bir tabana, üst kısmına ise bir yay tutturulmuştur. Atmosfer basıncı arttığında kutu büzülür ve azaldığında bir yayın etkisi altında düzleşir. Bu değişiklikler, milimetre cıva veya milibar cinsinden basınca karşılık gelen bölümlerle işaretlenmiş bir ölçek boyunca hareket eden bir kaldıraç sistemi aracılığıyla ibreye iletilir.

İç mekana bir aneroid barometre monte edilmiştir. Bir termometre ile donatılmıştır. Aneroid barometre okumaları sıcaklık düzeltmesi gerektirir (0 o C'ye ayarlanır). Aynı zamanda ölçek ve ek düzeltmeler de getirildi. Tüm değişiklikler cihazın sertifikasında (sertifikasında) verilmektedir.

İçin sürekli kayıt atmosferik basınç ve değişiklikleri, bir cihaz (kaydedici) kullanılır barograf. Bir alıcı parçadan (birkaç aneroid kutu), bir verici cihazdan (tüylü bir kaldıraç sistemi) ve üzerine bir bandın yerleştirildiği saat mekanizmalı bir tamburdan oluşur; dikey olarak zamanı gösteren çizgilerle, yatay olarak ise zamanı gösteren çizgilerle grafiklendirilmiştir. basınç miktarı.

barograflar var Günlük ödenek Ve haftalık saat mekanizmasını kurma.

Atmosfer basıncı arttıkça aneroid kapsüller büzülür ve kalemin tambur üzerine çizdiği çizgi yükselir. Basınç azaldığında ise tam tersi bir olay meydana gelir. Bant üzerindeki basınç ilerlemesinin grafiksel gösterimi kullanılarak basınç eğilimi belirlenir.

Barograf iç mekana monte edilir ve atmosferik basıncın ilerleyişini görsel ve sürekli olarak izlemenizi sağlayan en gösterge cihazlardan biridir. Basınç değişimi hava değişikliklerinin işaretlerinden biridir (basınçtaki bir azalma, bir siklonun yaklaştığını gösterir - nispeten kötü hava koşullarına sahip bir alan, basınçtaki bir artış, bir antisiklonun - nispeten iyi hava koşullarına sahip bir bölgeye yaklaştığını gösterir).

Barograf ve barometrenin yokluğunda, basınçtaki değişiklikler (azalması veya artması), her uçakta bulunan barometrik altimetre okumalarıyla değerlendirilebilir. Cihazın çalışma prensibi, cihazın gövdesine yerleştirilmiş bir aneroid kutunun kullanıldığı atmosferik basıncın ölçülmesine dayanmaktadır.

Atmosfer basıncını ölçmek için aletler - kavram ve türleri. "Atmosfer basıncını ölçmek için kullanılan aletler" kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri 2017, 2018.

Basıncı ölçen cihaza denir basınç ölçer. Basınç göstergeleri olabilir sifon veya götürülmüş türleri

Sifon tipi basınç göstergesi, su veya cıva ile doldurulmuş U şeklinde bir cam tüptür (Şekil 2.1).

Manometrenin uçlarından biri yalıtılmıştır ve hava erişimi yoktur; açık ucu bağlı atmosferik hava. Borunun iki kıvrımındaki sıvı seviyelerindeki fark, basınç birimleriyle kalibre edilir.

Bardak tipi bir basınç göstergesi, üst kısmı kapalı ve sıvıyla doldurulmuş dikey bir cam tüp içerir (Şekil 2.2).

Tüpün alt ucu kısmen sıvıyla dolu bir hazneye daldırılır. Tüpteki sıvı sütununun ürettiği basınç, atmosfer basıncıyla dengelenir. Kap tipi basınç göstergesinin (0,1 mm Hg) yüksek ölçüm doğruluğu, aneroid barometreleri ve altimetreleri kontrol etmek için standart bir cihaz olarak kullanılmasına olanak tanır.

Pirinç. 2.1. Sifon tipi basınç göstergesi

Pirinç. 2.2.

Cıva barometresi dır-dir klasik örnek fincan tipi basınç göstergesi. Cıva barometresi ile ölçülen atmosfer basıncı şuna eşittir:

cıvanın yoğunluğu nerede, 13600 kg/m3; G- serbest düşme ivmesi, m/s2; H- cıva sütununun yüksekliği, m.

Cıva manometresinin görünümü Şekil 2'de gösterilmektedir. 2.3.

Barometre, cıva ile doldurulmuş ve bir cıva rezervuarına batırılmış bir cam tüp içerir.

Rezervuardaki cıva seviyesi bir koni kemiği kullanılarak kontrol edilir.

Cıva manometresi yüksek hassasiyet ile karakterize edilir. Cıva barometresinin basınç ölçüm doğruluğu 0,1 hPa'dır. Dezavantajı ise cıvanın zehirliliğidir.

5 Haziran 2007 tarihli Avrupa Birliği Direktifi uyarınca, cıva satışına ilişkin bir kısıtlama kabul edilerek Avrupa'da yeni cıva barometrelerinin üretimi fiilen durduruldu.

İki ince (0,2 mm kalınlığında) metal oluklu membrandan oluşan bir aneroid kapsül içerir (Şekil 2.4). Kapsülün ortasından hava dışarı pompalanır (basınç 10-2 hPa'dır) veya kapsül 65 mbar basınçtaki inert gazla doldurulur.

Aneroid barometrenin avantajı kompaktlığı, mekanik gücü ve taşınabilirliğidir. Bu cihazlar, aneroid kapsüllerin mekanik hareketleri kolaylıkla elektrik sinyaline dönüştürülebildiğinden otomatik basınç ölçüm sistemlerinde kullanılabilir. Aneroid barometrenin dezavantajı ölçüm doğruluğunun cıva barometresinden daha az olmasıdır.

Pirinç. 2.3. Cıva manometresi

Pirinç. 2.4.

Burdon tüpü Atmosfer basıncı değiştiğinde düzleşen düz, çarpık bir tüptür (Şekil 2.5).

Bu eliptik tüp algılama elemanıdır deformasyon türü. Borunun bir ucu basıncı kaydetmek için açık olup ölçülür, diğer ucu ise gövdeye sıkı bir şekilde tutturulmuştur.

Deformasyon yoluyla basıncın belirlenmesi boru şeklinde yay 1849 yılında bu boruya adını veren Fransız saat ustası Eugene Bourdon tarafından patenti alınmıştır.

Bourdon tüpü 10-2 torr'u (yaklaşık 1 Pa) aşan basınçları ölçmek için kullanılır; ölçüm doğruluğu ± %2'dir.

Pirinç. 2.5. Burdon tüpü

Yöntemler otomatik ölçüm atmosferik basınç

Hava basıncını sürekli olarak kaydetmek için kullanılan bir alet. Kendi kendini kaydeden bir oka bağlı aneroid kutularından oluşan bir sütundan oluşur (Şekil 2.6).

Pirinç. 2.6.

Her aneroid kapsül iki ince (0,2 mm kalınlığında) metal oluklu membrandan oluşur. Kapsül içindeki hava basıncı 10"2 hPa'dır. Bazen kapsül 65 mbar basınçtaki inert gazla doldurulur. Kapsül içindeki kapsül sayısı modern cihazlar 14'e ulaşabilir. Oluklu yüzey ve yayın hareketi nedeniyle membranlar gergin durumdadır.

Gerilmiş bir ipin doğal frekansının gerilim arttıkça arttığı bilinmektedir. Matematiksel olarak ipin rezonans frekansı ile ipin gerilme kuvveti arasındaki ilişki aşağıdaki formülle belirlenir:

Nerede F- ana rezonans frekansı dizeler, Hz; L- dizi uzunluğu, m; Г ip gerginlik kuvveti, Η; μ - ipin birim uzunluğu başına kütle, kg/m.

Böyle bir cihazın diyaframının (1) değişken basıncın etkisi altındaki mekanik hareketleri, kabloya (4) bağlı mıknatıs C'nin hareketi nedeniyle indüktörün (2) elektromanyetik salınımlarına dönüştürülür. Elektromanyetik salınımlar, kayıt sistemi (5) tarafından kaydedilir (Şekil 2.7) . Bu tip sensörler için tungsten, indiyum veya yüksek elastik çeliğin yanı sıra Elinvar gibi alaşımlar kullanılır.

Pirinç. 2.7.

Bu sensörlerden birinin tasarımı Şekil 2'de gösterilmektedir. 2.8. Diyaframa uygulanan basıncın arttırılması tel üzerindeki gerilimi azaltır, bu da rezonans frekansının düşmesine neden olur.

Pirinç. 2.8.

Püskürtülmüş metal yüzeylere sahip metal veya kuvarstan yapılmış ince bir diyaframdan oluşur. Diyafram, iki kapasitör C1 ve C2 ile birlikte bir elektrik köprüsü oluşturan metal yüzeyli iki kapasitör oluşturur (Şekil 2.9).

Pirinç. 2.9. Kapasitif basınç sensörü

Diyaframın bir tarafı atmosferik basınca, diğer tarafı ise destek basıncına tabidir. Dış basınçtaki değişiklikler diyaframın bükülmesine ve buna bağlı olarak diyaframın ve diyaframın her iki yanında bulunan plakaların oluşturduğu kapasitörlerin kapasitansında değişikliklere neden olur. Kapasitedeki bu değişiklikler (başlangıç ​​kapasitesinin yüzde birkaçına ulaşabilen), ölçeği basınç birimleriyle derecelendirilen kayıt sistemi sinyalinin frekansında bir değişikliğe yol açar.

Kapasitif basınç sensörleri, yüksek hassasiyet, küçük boyut ve 250 ° C'ye kadar sıcaklıklarda okuma sağlama yeteneği ile karakterize edilir.

Üretimi mümkün olan bu cihaz sayesinde modern teknolojiler, bir silikon dioksit tabakası ile birbirine bağlanan iki silikon alaşımlı levhadan oluşur (Şekil 2.10).

Silikon alaşımları, silikon dioksit kalınlığının ve buna bağlı olarak kapasitörün kapasitansının uygulanan atmosferik basınca bağlı olduğu kapasitör plakaları görevi görür.

Kapasitör C'nin kapasitansı mesafeye bağlıdır D plakalar () arasında, bu da atmosferik basınca bağlıdır.

Pirinç. 2.10.

Vaisala'dan (Finlandiya) barometrik basınç sensörü PTB210 ile basınç ölçüm aralığı - 500-1100 hPa; -40 ° C ila + 60 ° C arası sıcaklık aralığı; genel doğruluk ± 0,15 - 0,35 hPa; ağırlık 110 g boyutlar 122 mm.

Piezoelektrik basınç sensörü. Kristal madde belirli yönlerde sıkıştırıldığında veya gerildiğinde, yokluğunda bile elektriksel polarizasyonun meydana geldiği Elektrik alanı, arandı P " ezoelektrikler. Mekanik deformasyonların etkisi altında bir piezoelektriğin yüzeyinde yüklerin ortaya çıkması olgusuna denir. doğrudan piezoelektrik etki, ve bir elektrik alanının etkisi altında mekanik deformasyonların ortaya çıkması - ters piezoelektrik etki. Piezoelektrikler arasında kuvars, amonyum dihidrojen fosfat (ADP), lityum sülfat, Rochelle tuzu, baryum titanat vb. bulunur.

Ücret tutarı Q Kristalin yüzeyinde görünen şu ifadeyle belirlenir:

Nerede F- kristale uygulanan kuvvet, N; R - basınç, N/m2; S- kristal yüzey alanı, m2; k- piezoelektrik sabiti, C/N.

Piezoelektrik etki nedeniyle kristalin yüzeylerinde ölçülen voltaj şu şekilde tanımlanır:

Neredesin - voltaj, V; v kristalin duyarlılığıdır, V-m/N; D- kristal kalınlığı, m; R basınç, N/m2.

örnek

Kuaryum kristalinin kalınlığı 0,25 cm'dir.Kristalin duyarlılığı 0,055 V m N-1 ise, 345 N/m2'lik basınç etkisi nedeniyle kristalin yüzeylerinde oluşan gerilimi belirleyin.

çözüm

Denklemleri (2.4) kullanarak şunu elde ederiz:

test görevi

345 N/m2 basınç altında alanı 1 cm2 olan bir kristal Cl yükü oluşturuyorsa kuvarsın piezoelektrik sabitini belirleyin.

cevap:

Şema piezoelektrik sensör basınçlar şekil 1'de gösterilmektedir. 2.11.

Pirinç. 2.11.

Piezoelektrik sensörlerin avantajı kompakt olmalarıdır. doğrusal bağımlılık elektrik sinyali Mekanik yükten geniş bir alanda yüksek stabiliteye sahip olma yeteneği sıcaklık aralığı(1000°C'ye kadar).

Atmosfer basıncı birimleri

Tablo 24

Barometrik Basınç Birim Oranı

Tablo 23 ve 24'te verilen ölçü birimlerinden Rusya'da en yaygın olanları mm. rt. Sanat. Ve MB. Yeniden hesaplamaların rahatlığı için gerekli durumlarda aşağıdaki oranı kullanabilirsiniz:

760 mmHg Sanat.= 1013MB= 101300Pa(36)

Daha kolay yol:

MB = mm. rt. Madde(37)

mmHg Sanat. = mb(38)

Atmosfer basıncını ölçmek için aletler.

Hijyenik çalışmalarda iki tip kullanılır barometreler:

sıvı barometreler;

metal barometreler – aneroid.

Sıvı barometrelerin çeşitli modifikasyonlarının çalışma prensibi, atmosferik basıncın, bir ucu (üst) kapalı bir tüp içindeki belirli bir yükseklikteki sıvı sütununu dengelemesi gerçeğine dayanmaktadır. Sıvının özgül ağırlığı ne kadar düşük olursa, atmosferik basınçla dengelenen ikincisinin sütunu o kadar yüksek olur.

En yaygın olanı cıva barometreleri sıvı cıvanın yüksek özgül ağırlığı, cihazı daha kompakt hale getirmeyi mümkün kıldığından, bu, atmosferik basıncın tüpteki daha düşük bir cıva sütunu ile dengelenmesiyle açıklanmaktadır.

Üç cıva barometre sistemi kullanılır:

fincan şeklinde;

sifon;

sifon kabı.

Belirtilen cıva barometre sistemleri Şekil 35'te şematik olarak sunulmaktadır.

Bazı modifikasyonlarda mm Hg cinsinden iki ölçek vardır. Sanat. ve mb. mm Hg'nin onda biri. Sanat. veya mb hareketli bir ölçekte sayılır - verniye. Bunu yapmak için, verniye ölçeğinin sıfır bölümünü cıva sütununun menisküsünün üst kısmı ile aynı çizgiye ayarlamak için bir vida kullanmanız, barometre ölçeğinde milimetrelik cıvanın tüm bölümlerinin sayısını saymanız ve ana ölçeğin bölünmesiyle çakışan verniye ölçeğinin ilk işaretine kadar milimetrenin onda biri kadar cıva.

Örnek. Verniye ölçeğinin sıfır bölümü 760 ila 761 mmHg arasındadır. Sanat. ana ölçek. Bu nedenle tam bölünme sayısı 760 mm Hg'dir. Sanat. Bu rakama, verniye ölçeğinde ölçülen milimetrenin onda birini cıva eklemek gerekir. Ana skalanın ilk bölümü verniye skalasının 4. bölümü ile örtüşmektedir. Barometrik basınç 760 + 0,4 = 760,4 mmHg'dir. Sanat.

Kural olarak, fincan barometrelerinde yerleşik bir termometre bulunur (araştırma sırasında beklenen hava sıcaklığı aralığına bağlı olarak cıva veya alkol), çünkü nihai sonucu elde etmek için basıncı standart seviyeye getirmek için özel hesaplamalar kullanmak gerekir. sıcaklık (0°C) ve barometrik basınç (760 mm Hg. Art.) koşulları.

İÇİNDE fincan seferi barometreleri Gözlem yapmadan önce, öncelikle cihazın alt kısmında bulunan özel bir vidayı kullanarak kaptaki cıva seviyesini sıfıra ayarlayın.

Sifon ve sifon fincan barometreleri (Şekil 35). Bu barometrelerde atmosferik basınç miktarı, tüpün uzun (kapalı) ve kısa (açık) kıvrımlarındaki cıva sütununun yükseklikleri arasındaki farkla ölçülür. Bu barometre, basıncı 0,05 doğrulukla ölçmenizi sağlar mmHg st. Aletlerin alt kısmında bulunan bir vida kullanılarak tüpün kısa (açık) kıvrımındaki cıva seviyesi sıfır noktasına getirilir ve ardından barometre okumaları alınır.

Sifon kabı müfettiş barometresi. Bu cihazın iki ölçeği vardır: solda mb cinsinden ve sağda mmHg cinsinden. Sanat. mmHg'nin onda birini belirlemek için. Sanat. verniye görevi görür. Bulunan atmosferik basınç değerleri, diğer sıvı barometrelerle çalışırken olduğu gibi, hesaplamalar veya özel tablolar kullanılarak 0°C'ye getirilmelidir.

Meteoroloji istasyonlarında, barometre okumalarına yalnızca sıcaklık düzeltmesi değil, aynı zamanda sabit düzeltme adı verilen bir düzeltme de uygulanır: aletsel ve yerçekimi düzeltmesi.

Barometreler, termal radyasyon kaynaklarından (güneş radyasyonu, ısıtma cihazları) ve ayrıca kapı ve pencerelerden uzağa kurulmalı veya izole edilmelidir.

Metal aneroid barometre (Şekil 36). Bu cihaz özellikle keşif koşullarında araştırma yaparken kullanışlıdır. Ancak bu barometrenin kullanımdan önce daha doğru bir cıva barometresine göre kalibre edilmesi gerekir.

Aneroid barometrenin tasarım ve çalışma prensibi çok basittir. Havanın 50-60 mm Hg'lik bir artık basınca kadar çıkarıldığı, oluklu (daha fazla esneklik için) duvarlara sahip metal bir ped (kutu). Art., hava basıncının etkisi altında hacmini değiştirir ve bunun sonucunda deforme olur. Deformasyon, bir kaldıraç sistemi aracılığıyla kadran üzerindeki atmosferik basıncı gösteren bir oka iletilir. Yukarıda bahsedildiği gibi ölçüm sonuçlarının 0°C'ye getirilmesi ihtiyacından dolayı aneroid barometrenin kadranına kavisli bir termometre monte edilmiştir. Kadran derecelendirmesi mb veya mmHg cinsinden olabilir. Sanat. Aneroid barometrenin bazı modifikasyonlarında hem mb hem de mmHg cinsinden iki ölçek bulunur. Sanat.

Aneroid altimetre (altimetre). Yüksekliğin atmosferik basınç seviyesine göre ölçülmesinde, hava basıncı ile yükseklik arasında doğrusala çok yakın bir ilişkinin bulunduğu bir model vardır. Yani yüksekliğe çıkıldıkça atmosfer basıncı da orantılı olarak azalır.

Bu cihaz, atmosfer basıncını yüksekte ölçmek için tasarlanmıştır ve iki ölçeğe sahiptir. Bunlardan biri basınç değerlerini mm Hg cinsinden gösteriyor. Sanat. veya mb, diğer taraftan metre cinsinden yükseklik. Uçaklarda, uçuş yüksekliğinin bir ölçekte belirlendiği bir kadrana sahip altimetreler kullanılır.

Barograf (barometre-kaydedici). Bu cihaz atmosferik basıncın sürekli kaydedilmesi için tasarlanmıştır. Hijyenik uygulamada metal (aneroid) barograflar kullanılmaktadır (Şekil 37). Atmosfer basıncındaki değişikliklerin etkisi altında, deformasyon sonucu birbirine bağlanan bir aneroid kutu paketi, kol sistemini ve bunlar aracılığıyla kurumayan özel mürekkepli özel bir kalemi etkiler. Atmosfer basıncı arttıkça aneroid kutular sıkışır ve tüylü kaldıraç yukarı doğru yükselir. Basınç azaldığında aneroid kutular içlerine yerleştirilen yaylar yardımıyla genişler ve kalem aşağıya doğru bir çizgi çizer. Dereceli bir çizgi üzerine kalemle mmHg cinsinden sürekli bir çizgi şeklinde bir basınç kaydı çizilir. Sanat. veya silindirik mekanik olarak dönen bir tambur üzerine yerleştirilen MB kağıt bant. Araştırmanın amacına, hedeflerine ve niteliğine bağlı olarak uygun kademeli bantlarla haftalık veya günlük sargılı barograflar kullanılır. Barograflar, tamburu döndüren elektrikli bir tahrikle üretilir. Bununla birlikte, pratikte, cihazın bu modifikasyonu, seferi koşullarda kullanımı sınırlı olduğundan daha az kullanışlıdır. Barograf okumaları üzerindeki sıcaklık etkilerini ortadan kaldırmak için, hava sıcaklığına bağlı olarak kolların hareketini otomatik olarak düzelten (düzelten) bimetalik kompansatörler yerleştirilir. Çalışmaya başlamadan önce kalemli kol, özel bir vida kullanılarak bant üzerinde belirtilen süreye ve doğru bir cıva barometresi tarafından ölçülen basınç seviyesine karşılık gelen başlangıç ​​konumuna ayarlanır.

Barogramları kaydetmek için mürekkep aşağıdaki tarife göre hazırlanabilir:

Hava hacminin normal koşullara getirilmesi (760 mmHg, 0 İLE). Barometrik basınç ölçümünün bu yönü, havadaki kirletici madde konsantrasyonlarını ölçerken çok önemlidir. Bu hususun göz ardı edilmesi, yüzde 30 veya daha fazlasına ulaşabilen zararlı madde konsantrasyonlarının hesaplanmasında önemli hatalara yol açabilir.

Hava hacminin normal koşullara getirilmesi aşağıdaki formüle göre gerçekleştirilir:

Örnek. Havadaki toz konsantrasyonunu ölçmek için elektrikli aspiratör kullanılarak kağıt filtreden 200 litre hava geçirildi. Aspirasyon süresi boyunca hava sıcaklığı - +26 idi  C, barometrik basınç - 752 mm Hg. Sanat. Hava hacminin normal şartlara yani 0°C ve 760 mm Hg'ye getirilmesi gerekmektedir. Sanat.

Örneğin karşılık gelen parametrelerinin değerlerini X formülüne koyarız ve normal koşullar altında gerekli hava hacmini hesaplarız:

Bu nedenle havadaki toz konsantrasyonunu hesaplarken hava hacminin tam olarak 180,69 olduğunu hesaba katmak gerekir. ben 200 değil ben.

Normal koşullar altında hava hacmi hesaplamalarını basitleştirmek için sıcaklık ve basınç düzeltme faktörlerini (Tablo 25) veya formül 39 ve (Tablo 26)'dan hesaplanan hazır değerleri kullanabilirsiniz.

Tablo 25

Hava hacmini normal koşullara getirmek için sıcaklık ve basınç düzeltme faktörleri

(sıcaklık 0 Ö

Tablo 25'in sonu

Tablo 26

Hava hacimlerini normal koşullara getirme katsayıları

(sıcaklık 0 Ö C, barometrik basınç 760 mm Hg. Sanat.)