Manometry

Barometr aneroidowy

Jakie są mierniki ciśnienia?

Mierniki ciśnienia są narzędziami stosowanymi do pomiaru wielkości fizycznej zwanej ciśnieniem. Ciśnienie jest definiowane jako iloraz między prostopadłym składnikiem siły a obszarem, na którym działa, definiuje się przez następujące równanie:

P = f/a

Gdzie p jest ciśnieniem, a f jest siłą prostopadłą do obszaru a. Jednością międzynarodowego systemu jednostek jest Pascal, skrócony PA. Podobnie jak niewielka jednostka do często obsługiwanych ciśnień, wielokrotności Pascal, takie jak Kilo, Mega i Giga, są dłuższe.

Aby zmierzyć presję, utworzono wiele urządzeń, które można pogrupować w dowolną z tych kategorii, zgodnie z fizyczną zasadą, z której korzystają:

• Na podstawie zasad mechanicznych, takich jak deformacja spowodowana siłą.
• Te, które wykorzystują zasady elektryczne, które przekształcają siłę w prąd elektryczny.

Gdzie są stosowane mierniki ciśnienia?

Ciśnienie jest, wraz z temperaturą, jedną z wielkości, które są najbardziej mierzone na całym świecie. Wynika to z faktu, że płyny, niezależnie od tego, czy gazy, czy cieczy, wywierają ciśnienie na ścianach pojemników, które je zawierają i na obiekty wewnątrz.

Mierniki ciśnienia są niezbędnymi instrumentami w różnych obszarach, ponieważ są głównymi:

• Nauki przyrodnicze, takie jak geoscencje oraz w badaniach medycznych, klimatologicznych i środowiskowych.
• Różnorodne procesy przemysłowe: farmaceuci, żywność, metalurgiczna i motoryzacyjna, między innymi.

W badaniach klimatycznych miara ciśnienia jest bardzo ważna, ponieważ jest to główny wskaźnik klimatu: niskie ciśnienia są związane z deszczami i burzami, podczas gdy wysokie ciśnienia wskazują na czyste niebo.

Z drugiej strony, we wszystkich procesach przemysłowych i metalurgicznych istnieje wiele płynów w sposób ciągły w rurach i pojemnikach, niezależnie od tego, czy są w spoczynku, czy poruszają się. Stąd potrzeba znania jej wartości przez cały czas, aby właściwie uregulować te procesy.

Może ci służyć: vy canis majoris: odkrycie, cechy, struktura, szkolenie i ewolucja

Kolejnym bardzo znanym przykładem jest sprawdzenie energii motoryzacyjnej, dla której poziom kompresji jest mierzony w cylindrach silnikowych, czyli zmierzone ciśnienie, gdy tłok znajduje się w punkcie minimalnej objętości. Podobnie opony muszą być wypełnione pod odpowiednim ciśnieniem, który jest sprawdzany za pomocą przenośnego miernika zaprojektowanego do tego celu.

Ciśnienie krwi lub ciśnienie krwi wskazuje ogólny stan zdrowia ludzi i jest rutynowym badaniem, które można łatwo praktykować za pomocą urządzenia o nazwie Mankiet ciśnienia krwi albo Tensjometr.

Zajęcia ciśnienia

Miernik ciśnienia, który należy zastosować, zależy od klasy ciśnienia, którą chcesz zmierzyć:

• Presja bezwzględna, Jest to ten, który jest mierzony w odniesieniu do bezwzględnej pustki i jest zawsze pozytywny. Ciśnienie atmosferyczne jest bezwzględne, a jego standardowa wartość na poziomie morza wynosi 101325 PA. Jest mierzony za pomocą barometru, więc jest również nazywany ciśnienie barometryczne.
• Presja względna, Jest mierzony w odniesieniu do ciśnienia odniesienia, którym jest ciśnienie atmosferyczne. Jego wartość może być dodatnia lub ujemna. Instrument do pomiaru jest manometrem.

Rodzaje mierników ciśnienia

Zgodnie z rodzajem ciśnienia, który należy mierzyć, zaprojektowano różne instrumenty. To są główne:

Barometry

Barometry mierzą ciśnienie atmosferyczne. Według mechanizmu czujnika istnieje kilka rodzajów.

• Barometr rtęci

Instrument ten został wynaleziony przez włoskiego ewangelistycznego fizyka Torricelli (1608-1647). Składa się z rurki pełnej rtęci zainwestowanej w pojemnik, który jest również pełen rtęci i otwarty na atmosferę.

Podczas inwestowania rurki rtęć schodzi, pozostawiając przestrzeń w górnej części, gdzie jest prawie pusta, z wyjątkiem niewielkiej ilości pary rtęciowej. Tam ciśnienie bezwzględne jest dość blisko 0.

Siła wywierana przez powietrze na odsłoniętą część rtęci i ciężar kolumny rtęci w rurce są zrównoważone, ponieważ cały zestaw jest w spoczynku.

Może ci służyć: Bilans termiczny: równania, zastosowania, ćwiczenia

Jednak siła powietrza na powierzchni rtęci jest wywierana przez ciśnienie, a to z kolei jest związane z wysokością kolumny rtęci w rurce, wartością zbliżoną do 760 mm i równoważną 101325 Pa.

• Barometr wodny

Ten barometr wykorzystuje wodę zamiast rtęci, ale ciecz jest dłuższa, ponieważ woda jest lżejsza: 10.3 m wysokości.

• Barometr aneroidowy

Barometr aneroidowy, przyrząd używany do pomiaru ciśnienia atmosferycznego

To urządzenie nie wykorzystuje cieczy, ale komora metalowa częściowo w próżni, która kurczy się lub rozszerza w zależności od ciśnienia, na które jest poddawane.  Różnica ciśnienia jest przenoszona przez sprężynę, której wydłużenie przesuwa pręt przymocowany do wskaźnika miernika. Ciśnienie jest odczytywane na ekranie dostarczonym ze skalą.

Gdy do instrumentu dodaje się system rejestratora, taki jak papier i atrament lub ekran cyfrowy barograf i pozwolić na wizualizację w postaci wykresu odmiany ciśnienia atmosferycznego, przydatne do przewidywania klimatu.

Manometry

Manometry zwykle mierzą presję względną, chociaż czasami mogą dawać bezwzględne odczyty.

• U -Tube Wskaźnik ciśnienia

Służy do pomiaru małych i umiarkowanych nacisków względnych. Najprostsze składa się z szklanej lub plastikowej rurki, pełnej płynu, takiego jak rtęć, z jedną z gałęzi uszczelnionej lub otwartą dla atmosfery, a drugą podłączoną do ciśnienia, które należy zmierzyć.

Po zastosowaniu jednego z końców rtęć wznosi się przez drugą gałąź, aż ciężar kolumny równoważy koniec końca. Różnica między pierwotnym poziomem a nowym poziomem jest proporcjonalna do różnicy ciśnienia między dwoma punktami.

Wariant manometru ci ciśnienia jest nachylonym manomem ciśnienia, który służy do pomiaru małych różnic ciśnienia.

• Pokrycie wskaźnika ciśnienia

Pracownik rafinerii gazowej sprawdzający nanometry, względny miernik ciśnienia o częstym stosowaniu we wszystkich procesach przemysłowych

Ten typ miernika ciśnienia przenosi zmiany ciśnienia do stopniowej skali lub pokrycia, poprzez pewien mechanizm. Może to być na przykład deformacja sprężyny lub spiralnej rurki w kształcie c lub rurki, która ma tendencję do wyprostowania się po wywieraniu ciśnienia przez jeden koniec lub w celu dalszego zakrętu, jeśli maleje.

Może ci służyć: błąd względny: wzory, jak się obliczane, ćwiczenia

Rurka nazywa się Rurka Bourdona, Autor: Eugene Bourdon, francuski inżynier, który wynalazł go w 1849 roku.

Deformacja rurki przesuwa górę dostarczoną z układem mechanicznym z przekładniami, które przekształca ruch liniowy rurki w obrót na drugim, jest podłączona igła wskaźnikowa, którą można przesunąć na osłonie. Położenie igły na stopniowej skali pokrycia wskazuje na wartość ciśnienia.

• Cyfrowy manometra

Zrób różnicę ciśnienia zmienność pewnej wielkości elektrycznej, takiej jak na przykład rezystancja. Ta zmiana może stać się prądem elektrycznym proporcjonalnym do różnicy ciśnienia, a odczyt jest wykonywany na ekranie cyfrowym.

W takim wskaźniku ciśnienia deformacja elastyczna czujnika wykonanego z materiału przewodzącego powoduje zmianę oporności elektrycznej. Zmiana oporu jest związana ze zmianą ciśnienia. W ten sam sposób może być zróżnicowana pojemność w kondensatorze lub indukcyjności w indukcyjnym.

Inną klasą czujników jest typ piezoelektryczny, taki jak kwarc lub turmalin, w którym zmiana ciśnienia na kryształ niektórych z tych minerałów przekłada się na napięcie.

Bibliografia

1. Cimbala, c. 2006. Mechanika płynów, podstaw i zastosowań. MC. Graw Hill.
2. Alonso Gamero University Institute. Laboratorium procesu chemicznego: manometria. Przewodnik laboratorium operacyjnego jednolitego.
3. Mott, r.  2006. Mechanika płynów. 4. Wydanie. Edukacja Pearsona. 
4. Uniwersytet Buenos Aires. Pomiar ciśnienia. Źródło: tematy.fi.UBA.ar.