Barometer (Deutsch)

WasserbarometerEdit

Das von Lucien Vidi postulierte Konzept, dass der sinkende Luftdruck stürmisches Wetter vorhersagt, liefert die theoretische Grundlage für ein Wettervorhersagegerät, das als „Wetterglas“ oder „Goethe-Barometer“ (benannt nach) bezeichnet wird Johann Wolfgang von Goethe, der bekannte deutsche Schriftsteller und Polymath, der ein einfaches, aber effektives Wetterballbarometer nach den von Torricelli entwickelten Prinzipien entwickelte. Der französische Name le baromètre Liègeois wird von einigen englischsprachigen Personen verwendet. Dieser Name spiegelt die Ursprünge vieler wider Frühwettergläser – die Glasbläser von Lüttich, Belgien.

Das Wetterballbarometer besteht aus einem Glasbehälter mit einem versiegelten Körper, der zur Hälfte mit Wasser gefüllt ist. Ein schmaler Auslauf verbindet sich mit dem Körper unterhalb des Wasserspiegels und steigt über den Wasserspiegel. Der schmale Auslauf ist zur Atmosphäre hin offen. Wenn der Luftdruck niedriger ist als zuvor Wenn der Körper versiegelt wurde, steigt der Wasserstand im Auslauf über den Wasserspiegel im Körper. Wenn der Luftdruck höher ist, fällt der Wasserstand im Auslauf unter den Wasserstand im Körper. Eine Variation dieser Art von Barometer kann leicht zu Hause hergestellt werden.

QuecksilberbarometerEdit

Ein Quecksilberbarometer hat eine vertikale Glasröhre, die oben in einem offenen, mit Quecksilber gefüllten Becken geschlossen ist ganz unten. Quecksilber in der Röhre passt sich an, bis das Gewicht die auf das Reservoir ausgeübte atmosphärische Kraft ausgleicht. Hoher atmosphärischer Druck übt mehr Kraft auf das Reservoir aus und zwingt Quecksilber höher in die Säule. Durch niedrigen Druck kann das Quecksilber in der Säule auf ein niedrigeres Niveau fallen, indem die auf das Reservoir ausgeübte Kraft verringert wird. Da höhere Temperaturen um das Instrument herum die Dichte des Quecksilbers verringern, wird die Skala zum Ablesen der Höhe des Quecksilbers angepasst, um diesen Effekt auszugleichen. Das Rohr muss mindestens so lang sein wie die Menge, die in Quecksilber + Kopfraum + die maximale Länge der Säule eintaucht.

Torricelli dokumentierte, dass sich die Höhe des Quecksilbers in einem Barometer jeweils geringfügig änderte Tag und kam zu dem Schluss, dass dies auf den sich ändernden Druck in der Atmosphäre zurückzuführen ist. Er schrieb: „Wir leben untergetaucht am Boden eines Ozeans elementarer Luft, von dem durch unbestreitbare Experimente bekannt ist, dass er Gewicht hat.“ Inspiriert von Torricelli stellte Otto von Guericke am 5. Dezember 1660 fest, dass der Luftdruck ungewöhnlich niedrig war, und sagte einen Sturm voraus, der am nächsten Tag auftrat.

Das Design des Quecksilberbarometers führt zum Ausdruck des atmosphärischen Drucks in Zoll oder Millimetern Quecksilber (mmHg) Torr wurde ursprünglich als 1 mmHg definiert. Der Druck wird als Höhe der Quecksilberhöhe in der vertikalen Säule angegeben. Typischerweise wird der atmosphärische Druck zwischen 6,5 mm (26,5 Zoll) und 800 mm (31,5 Zoll) Hg gemessen. Eine Atmosphäre (1 atm) entspricht 760 mm (29,92 Zoll) Quecksilber.

Konstruktionsänderungen, die das Instrument empfindlicher, einfacher ablesbar und leichter zu transportieren machen, führten zu Variationen wie Becken, Siphon, Rad, Zisterne, Fortin, mehrfach gefaltete, stereometrische und Ausgleichsbarometer.

Am 5. Juni 2007 wurde eine Richtlinie der Europäischen Union erlassen, um den Verkauf von Quecksilber einzuschränken und damit die Produktion neuer Quecksilberbarometer oder die Reparatur bestehender Barometer effektiv zu beenden Europa.

Fitzroy-BarometerEdit

Fitzroy-Barometer kombinieren das Standard-Quecksilberbarometer mit einem Thermometer sowie eine Anleitung zur Interpretation von Druckänderungen.

Fortin-BarometerEdit

Fortin-Barometer verwenden eine Quecksilberzisterne mit variabler Verdrängung, die normalerweise mit einer Rändelschraube konstruiert ist ein Ledermembranboden (V in der Abbildung). Dies kompensiert die Verdrängung von Quecksilber in der Säule mit variierendem Druck. Um ein Fortin-Barometer zu verwenden, wird der Quecksilberpegel auf Null gesetzt, indem mit der Rändelschraube ein Elfenbeinzeiger (O im Diagramm) nur die Oberfläche des Quecksilbers berührt wird. Der Druck wird dann auf der Säule abgelesen, indem die Nonius-Skala so eingestellt wird, dass das Quecksilber gerade die Sichtlinie bei Z berührt. Einige Modelle verwenden auch ein Ventil zum Schließen der Zisterne, wodurch die Quecksilbersäule zum Transport auf den oberen Teil der Säule gedrückt werden kann . Dies verhindert eine Beschädigung der Säule durch Wasserschläge während des Transports.

SympiesometerEdit

Ein Sympiesometer ist ein kompaktes und leichtes Barometer, das im frühen 19. Jahrhundert auf Schiffen weit verbreitet war. Die Empfindlichkeit dieses Barometers wurde auch zur Messung der Höhe verwendet.

Sympiesometer bestehen aus zwei Teilen. Eines ist ein herkömmliches Quecksilberthermometer, das zur Berechnung der Ausdehnung oder Kontraktion der Flüssigkeit im Barometer benötigt wird. Das andere ist das Barometer, das aus einem J-förmigen Rohr besteht, das am unteren Ende offen und oben geschlossen ist, mit kleinen Behältern an beiden Enden des Rohrs.

RadbarometerEdit

Ein Radbarometer verwendet ein „J“ -Rohr, das oben am längeren Glied abgedichtet ist. Das kürzere Glied ist zur Atmosphäre hin offen und auf dem Quecksilber schwimmt ein kleiner Glasschwimmer. Am Schwimmer ist ein feiner Seidenfaden angebracht, der über ein Rad nach oben und dann wieder zu einem Gegengewicht (normalerweise in einem anderen Rohr geschützt) führt. Das Rad dreht den Punkt auf der Vorderseite des Barometers. Wenn der atmosphärische Druck zunimmt, bewegt sich das Quecksilber vom kurzen zum langen Glied, der Schwimmer fällt und der Zeiger bewegt sich. Wenn der Druck zunimmt, bewegt sich das Quecksilber zurück, hebt den Schwimmer an und dreht den Drehknopf in die andere Richtung.

Um 1810 wurde das Radbarometer, das aus großer Entfernung abgelesen werden konnte, das erste praktische und kommerzielle Instrument, das von bevorzugt wurde Landwirte und die gebildeten Klassen in Großbritannien. Das Gesicht des Barometers war kreisförmig mit einem einfachen Zifferblatt, das auf eine leicht lesbare Skala zeigte: „Regen – Wechsel – Trocken“ mit dem „Wechsel“ in der oberen Mitte des Zifferblatts. Spätere Modelle fügten eine barometrische Skala mit feineren Abstufungen hinzu: „Stürmisch (28 Zoll Quecksilber), viel Regen (28,5), Regen (29), Veränderung (29,5), Fair (30), Set Fair (30,5), sehr trocken (31). „.

Natalo Aiano gilt als einer der besten Hersteller von Radbarometern, ein früher Pionier in einer Welle handwerklicher italienischer Instrumenten- und Barometerhersteller, die ermutigt wurden, nach Großbritannien auszuwandern. Er wurde als in Holborn, London um 1785-1805 arbeitend aufgeführt. Ab 1770 kam eine große Anzahl von Italienern nach England, weil sie versierte Glasbläser oder Instrumentenbauer waren. Bis 1840 war es fair zu sagen, dass die Italiener die Industrie in England dominierten.

VakuumpumpenölbarometerEdit

Die Verwendung von Vakuumpumpenöl als Arbeitsmedium in einem Barometer hat zur Entstehung geführt Das Barometer der Portland State University (PSU) verwendet doppelt destilliertes Vakuumpumpenöl und hat eine Nennhöhe von ca. 12,4 m für die Ölsäulenhöhe. Die erwarteten Abweichungen liegen im Bereich Das Vakuumpumpenöl hat einen sehr niedrigen Dampfdruck und ist in verschiedenen Dichten erhältlich. Das Vakuumöl mit der niedrigsten Dichte wurde für das Netzteilbarometer ausgewählt, um die Höhe der Ölsäule zu maximieren.

AneroidbarometerEdit

Ein Aneroidbarometer ist ein Instrument zur Messung des Luftdrucks als Methode ohne Flüssigkeit. Das Aneroidbarometer wurde 1844 vom französischen Wissenschaftler Lucien Vidi erfunden und verwendet Eine kleine, flexible Metallbox, die als Aneroidzelle (Kapsel) bezeichnet wird und aus einer Legierung aus Beryllium und Kupfer besteht. Die evakuierte Kapsel (oder normalerweise mehrere Kapseln, die gestapelt sind, um ihre Bewegungen zu addieren) wird durch eine starke Feder am Zusammenfallen gehindert. Kleine Änderungen des Außenluftdrucks bewirken, dass sich die Zelle ausdehnt oder zusammenzieht. Diese Expansion und Kontraktion treibt mechanische Hebel an, so dass die winzigen Bewegungen der Kapsel verstärkt und auf der Vorderseite des Aneroidbarometers angezeigt werden. Viele Modelle enthalten eine manuell eingestellte Nadel, mit der die aktuelle Messung markiert wird, damit eine Änderung sichtbar wird. Diese Art von Barometer ist in Haushalten und in Freizeitbooten üblich. Es wird auch in der Meteorologie verwendet, hauptsächlich in Barographen und als Druckinstrument in Radiosonden.

BarographenEdit

Ein Barograph ist ein Aufzeichnungsaneroid Barometer, bei dem die Änderungen des atmosphärischen Drucks auf einer Papierkarte aufgezeichnet werden.

Das Prinzip des Barographen ist das gleiche wie das des Aneroidbarometers. Während das Barometer den Druck auf einem Zifferblatt anzeigt, verwendet der Barograph die kleinen Bewegungen der Box, um durch ein Hebelsystem auf einen Aufzeichnungsarm zu übertragen, der an seinem äußersten Ende entweder einen Schreiber oder einen Stift hat. Ein Schreiber zeichnet auf geräucherter Folie auf, während ein Stift mit Tinte in einer Feder auf Papier aufzeichnet. Das Aufzeichnungsmaterial ist auf einer zylindrischen Trommel montiert, die von einer Uhr langsam gedreht wird. Üblicherweise macht die Trommel eine Umdrehung pro Tag, pro Woche oder pro Monat und die Rotationsrate kann oft vom Benutzer ausgewählt werden.

MEMS-BarometerEdit

Barometer für mikroelektromechanische Systeme (oder MEMS) sind extrem kleine Geräte mit einer Größe zwischen 1 und 100 Mikrometern (0,001 bis 0,1 mm). Sie entstehen durch Fotolithografie oder photochemische Bearbeitung. Typische Anwendungen sind miniaturisierte Wetterstationen, elektronische Barometer und Höhenmesser.

Ein Barometer ist auch in Smartphones wie dem Samsung Galaxy Nexus, dem Samsung Galaxy S3-S6, dem Motorola Xoom, dem Apple iPhone 6 und neueren iPhones zu finden. und Timex Expedition WS4 Smartwatch, basierend auf MEMS und piezoresistiven Drucksensortechnologien. Die Aufnahme von Barometern in Smartphones sollte ursprünglich eine schnellere GPS-Sperre ermöglichen. Forscher von Drittanbietern konnten jedoch aufgrund barometrischer Messwerte keine zusätzliche GPS-Genauigkeit oder Sperrgeschwindigkeit bestätigen. Die Forscher schlagen vor, dass die Aufnahme von Barometern in Smartphones eine Lösung zur Bestimmung der Höhe eines Benutzers darstellen könnte, schlagen aber auch vor, dass zunächst mehrere Fallstricke überwunden werden müssen.

Ungewöhnlichere BarometerEdit

Dort Es gibt viele andere ungewöhnlichere Arten von Barometern. Von Variationen des Sturmbarometers wie dem Collins Patent Table Barometer bis zu traditionelleren Designs wie dem Hookeschen Otheometer und dem Ross Sympiesometer. Einige, wie das Shark Oil-Barometer, arbeiten nur in einem bestimmten Temperaturbereich, der in wärmeren Klimazonen erreicht wird.