Manometer sind Werkzeuge zur Messung einer physikalischen Größe, die als Druck bezeichnet wird. Druck ist definiert als der Quotient zwischen der senkrechten Komponente der Kraft und der Fläche, auf die er wirkt, definiert durch die folgende Gleichung:
P = F / A.
Wobei P der Druck und F die Kraft senkrecht zur Fläche A ist. Die Druckeinheit im Internationalen Einheitensystem ist der Pascal, abgekürzt Pa. Da es sich um eine kleine Einheit für häufig gehandhabte Drücke handelt, sind Vielfache des Pascal wie Das Kilo, das Mega und das Giga sind weit verbreitet.
Zur Messung des Drucks wurde eine Vielzahl von Geräten erstellt, die nach dem physikalischen Prinzip, das sie verwenden, in eine dieser Kategorien eingeteilt werden können:
Der Druck ist neben der Temperatur eine der am häufigsten gemessenen Größen der Welt. Dies liegt an der Tatsache, dass Flüssigkeiten, seien es Gase oder Flüssigkeiten, Druck auf die Wände der Behälter, in denen sie enthalten sind, und auf die darin befindlichen Gegenstände ausüben..
Manometer sind in verschiedenen Bereichen unverzichtbare Instrumente. Die wichtigsten sind:
In Klimastudien ist die Messung des Drucks sehr wichtig, da sie ein Hauptindikator für das Klima ist: Niedrige Drücke sind mit Regen und Stürmen verbunden, während hohe Drücke einen klaren Himmel anzeigen.
Andererseits üben in allen industriellen und metallurgischen Prozessen zahlreiche Flüssigkeiten ständig Druck auf Rohre und Gefäße aus, unabhängig davon, ob sie sich in Ruhe oder in Bewegung befinden. Daher ist es notwendig, seinen Wert jederzeit zu kennen, um diese Prozesse richtig zu regulieren..
Ein weiteres sehr bekanntes Beispiel ist die Überprüfung der Fahrzeugleistung, bei der das Kompressionsniveau in den Motorzylindern gemessen wird. Dies ist der Druck, der gemessen wird, wenn sich der Kolben am Punkt des Mindestvolumens befindet. Außerdem müssen die Reifen mit einem ausreichenden Druck gefüllt werden, der mit einem für diesen Zweck entwickelten tragbaren Manometer überprüft wird..
Blutdruck oder Blutdruck ist ein Hinweis auf den allgemeinen Gesundheitszustand von Menschen und eine Routineuntersuchung, die leicht mit einem Gerät namens durchgeführt werden kann Blutdruckmanschette oder Blutdruckmonitor.
Das zu verwendende Manometer hängt von der zu messenden Druckklasse ab:
Abhängig von der Art des zu messenden Drucks wurden verschiedene Instrumente entwickelt. Dies sind die wichtigsten:
Barometer messen den atmosphärischen Druck. Abhängig vom Sensormechanismus gibt es verschiedene Typen.
Dieses Instrument wurde vom italienischen Physiker Evangelista Torricelli (1608-1647) erfunden. Es besteht aus einem mit Quecksilber gefüllten Rohr, das über einem Behälter umgedreht ist, der ebenfalls mit Quecksilber gefüllt und zur Atmosphäre hin offen ist..
Durch Umdrehen der Röhre sinkt das Quecksilber ab und lässt oben einen Raum frei, in dem es bis auf eine kleine Menge Quecksilberdampf fast leer wird. Dort liegt der absolute Druck ziemlich nahe bei 0.
Die von der Luft auf den freiliegenden Teil des Quecksilbers ausgeübte Kraft und das Gewicht der Quecksilbersäule im Rohr sind ausgeglichen, da die gesamte Baugruppe in Ruhe ist.
Nun wird die Kraft der Luft auf die Oberfläche des Quecksilbers durch Druck ausgeübt, und dies hängt wiederum mit der Höhe der Quecksilbersäule im Rohr zusammen, einem Wert nahe 760 mm und entspricht 101 325 Pa.
Dieses Barometer verwendet Wasser anstelle von Quecksilber, aber die Flüssigkeitssäule ist länger, da das Wasser leichter ist: 10,3 m hoch.
Diese Vorrichtung verwendet keine Flüssigkeit, sondern eine Metallkammer, die teilweise unter Vakuum steht und sich je nach dem Druck, dem sie ausgesetzt ist, zusammenzieht oder ausdehnt. Die Druckdifferenz wird von einer Feder übertragen, deren Dehnung eine an der Manometeranzeige befestigte Stange bewegt. Der Druck wird auf einem Display mit Waage abgelesen.
Wenn dem Instrument ein Aufzeichnungssystem wie Papier und Tinte oder eine Digitalanzeige hinzugefügt wird, ist das Instrument a Barograph und ermöglichen es Ihnen, die Schwankungen des Luftdrucks in Form eines Diagramms zu visualisieren, das zur Vorhersage des Wetters nützlich ist.
Manometer messen normalerweise den relativen Druck, obwohl sie manchmal absolute Messwerte liefern können.
Es wird verwendet, um kleine und moderate relative Drücke zu messen. Das einfachste besteht aus einem U-förmigen Glas- oder Kunststoffrohr, das mit Flüssigkeit wie Quecksilber gefüllt ist, wobei einer der Zweige zur Atmosphäre hin versiegelt oder offen ist und der andere mit dem zu messenden Druck verbunden ist..
Wenn an einem Ende Druck ausgeübt wird, steigt das Quecksilber am anderen Zweig an, bis das Gewicht der Säule den Druck am Ende ausgleicht. Die Differenz zwischen dem ursprünglichen und dem neuen Füllstand ist proportional zur Druckdifferenz zwischen den beiden Punkten.
Eine Variante des U-Rohr-Manometers ist das Schrägrohr-Manometer, mit dem kleine Druckunterschiede gemessen werden.
Diese Art von Manometer überträgt die Druckschwankungen über einen Mechanismus auf eine abgestufte Skala oder ein Messrad. Dies kann zum Beispiel die Verformung einer Feder oder eines Rohrs sein, das wie ein C geformt ist oder in eine Spirale gewickelt ist, die dazu neigt, sich zu richten, wenn an einem Ende Druck ausgeübt wird, oder sich stärker zu biegen, wenn er abnimmt..
Die Röhre heißt Bourdon Tube, von Eugene Bourdon, dem französischen Ingenieur, der es 1849 erfand.
Die Verformung des Rohrs bewegt einen Anschlag, der mit einem mechanischen System mit Zahnrädern versehen ist, das die lineare Bewegung des Rohrs in eine Rotationsbewegung am anderen Ende umwandelt. Dort ist eine Indikatornadel angeschlossen, die auf einem Zifferblatt bewegt werden kann. Die Position der Nadel auf der Messskala auf dem Zifferblatt zeigt den Druckwert an.
Sie bewirken, dass eine Druckdifferenz eine Änderung einer elektrischen Größe verursacht, wie z. B. des Widerstands. Diese Änderung kann in einen elektrischen Strom umgewandelt werden, der proportional zur Druckdifferenz ist, und die Ablesung erfolgt auf einem digitalen Bildschirm..
Bei einem solchen Manometer bewirkt die elastische Verformung des Sensors aus einem leitenden Material eine Änderung seines elektrischen Widerstands. Die Widerstandsänderung hängt mit der Druckänderung zusammen. Auf die gleiche Weise können Sie die Kapazität in einem Kondensator oder die Induktivität in einem Induktor variieren.
Eine andere Art von Sensor ist vom piezoelektrischen Typ, wie Quarz oder Turmalin, bei dem eine Änderung des Drucks auf einen Kristall eines dieser Mineralien in eine Spannung umgewandelt wird.
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