Barometru

Barometre de apăEdit

Conceptul că scăderea presiunii atmosferice prezice vremea furtunoasă, postulat de Lucien Vidi, oferă baza teoretică pentru un dispozitiv de predicție a vremii numit „sticlă meteo” sau „barometru Goethe” (numit pentru Johann Wolfgang von Goethe, renumitul scriitor și polimat german, care a dezvoltat un barometru simplu dar eficient cu bile meteo folosind principiile dezvoltate de Torricelli). Numele francez, le baromètre Liègeois, este folosit de unii vorbitori de limba engleză. Acest nume reflectă originile multor persoane ochelari de vreme timpurie – suflante de sticlă din Liège, Belgia.

Barometrul cu bile de vreme este format dintr-un recipient din sticlă cu un corp etanș, pe jumătate umplut cu apă. Un canal îngust se conectează la corp sub nivelul apei și se ridică deasupra nivelului apei. Canalul îngust este deschis către atmosferă. Când presiunea aerului este mai mică decât era t în momentul în care corpul a fost sigilat, nivelul apei din gura de scurgere va crește peste nivelul apei din corp; când presiunea aerului este mai mare, nivelul apei din gura de scurgere va scădea sub nivelul apei din corp. O variantă a acestui tip de barometru poate fi făcută cu ușurință acasă.

Barometre cu mercur Editați

Un barometru cu mercur are un tub vertical de sticlă închis în partea de sus, așezat într-un bazin deschis cu mercur. în partea de jos. Mercurul din tub se reglează până când greutatea acestuia echilibrează forța atmosferică exercitată asupra rezervorului. Presiunea atmosferică ridicată pune mai multă forță pe rezervor, forțând mercurul mai sus în coloană. Presiunea scăzută permite mercurului să scadă la un nivel inferior în coloană prin scăderea forței plasate pe rezervor. Deoarece nivelurile mai ridicate de temperatură din jurul instrumentului vor reduce densitatea mercurului, scara pentru citirea înălțimii mercurului este ajustată pentru a compensa acest efect. Tubul trebuie să fie cel puțin atât timp cât cantitatea de scufundare în mercur + spațiul capului + lungimea maximă a coloanei.

Torricelli a documentat că înălțimea mercurului dintr-un barometru s-a schimbat ușor fiecare ziua și a concluzionat că acest lucru se datorează presiunii în schimbare din atmosferă. El a scris: „Trăim scufundați în fundul unui ocean de aer elementar, care este cunoscut prin experimente incontestabile că are greutate”. Inspirat de Torricelli, la 5 decembrie 1660, Otto von Guericke a constatat că presiunea aerului era neobișnuit de scăzută și a prezis o furtună, care a avut loc a doua zi.

Proiectarea barometrului cu mercur dă naștere la expresia presiunii atmosferice în inci sau milimetri de mercur (mmHg). A torr a fost inițial definit ca 1 mmHg. Presiunea este cotată ca nivelul înălțimii mercurului în coloana verticală. De obicei, presiunea atmosferică este măsurată între 26,5 inci (670 mm) și 31,5 inci (800 mm) de Hg. O atmosferă (1 atm) este echivalentă cu 29,92 inci (760 mm) de mercur.

Schimbările de proiectare pentru a face instrumentul mai sensibil, mai ușor de citit și mai ușor de transportat au dus la variații precum bazinul, sifonul, roata, cisterna, Fortin, mai multe barometre pliate, stereometrice și de echilibru.

La 5 iunie 2007, a fost adoptată o directivă a Uniunii Europene pentru a restricționa vânzarea de mercur, punând astfel capăt efectiv producției de noi barometre de mercur sau reparării celor existente în Europa.

Barometrul FitzroyEdit

Barometrele Fitzroy combină barometrul standard cu mercur cu un termometru, precum și un ghid pentru interpretarea modificărilor de presiune.

Barometrul Fortin

Barometrele Fortin folosesc o cisternă cu mercur cu deplasare variabilă, construită de obicei cu o șurub un fund de membrană din piele (V în diagramă). Aceasta compensează deplasarea mercurului în coloană cu presiune variabilă. Pentru a utiliza un barometru Fortin, nivelul de mercur este setat la zero folosind șurubul pentru a face ca un indicator de fildeș (O în diagramă) să atingă doar suprafața mercurului. Presiunea este apoi citită pe coloană ajustând scara vernieră astfel încât mercurul să atingă linia de vedere la Z. Unele modele folosesc, de asemenea, o supapă pentru închiderea cisternei, permițând coloanei de mercur să fie forțată în partea de sus a coloanei pentru transport. . Acest lucru previne deteriorarea cu ciocanul de apă a coloanei în tranzit.

SympiesometerEdit

Un Sympiesometer este un barometru compact și ușor care a fost utilizat pe scară largă pe nave la începutul secolului al XIX-lea. Sensibilitatea acestui barometru a fost, de asemenea, utilizată pentru a măsura altitudinea.

Simpiesometrele au două părți. Unul este un termometru tradițional cu mercur, care este necesar pentru a calcula expansiunea sau contracția fluidului din barometru. Celălalt este barometrul, format dintr-un tub în formă de J deschis la capătul inferior și închis în partea superioară, cu mici rezervoare la ambele capete ale tubului.

Barometre de roți Editare

Un barometru cu roți folosește un tub „J” sigilat în partea superioară a membrului mai lung. Membrul mai scurt este deschis către atmosferă și plutind deasupra mercurului există un mic plutitor de sticlă. Un fir fin de mătase este atașat la plutitor care trece peste o roată și apoi înapoi la o contragreutate (de obicei protejată într-un alt tub). Roata întoarce punctul din fața barometrului. Pe măsură ce presiunea atmosferică crește, mercurul se deplasează de la membrul scurt la cel lung, plutitorul cade și indicatorul se mișcă. Când presiunea crește, mercurul se mișcă înapoi, ridicând plutitorul și rotind cadranul în sens invers.

În jurul anului 1810, barometrul roții, care putea fi citit de la o distanță mare, a devenit primul instrument practic și comercial favorizat de fermierilor și claselor educate din Marea Britanie. Fața barometrului era circulară, cu un cadran simplu care arăta spre o scară ușor de citit: „Ploaie – Schimbare – Uscare” cu „Schimbare” în partea de sus a cadranului. Modelele ulterioare au adăugat o scară barometrică cu gradări mai fine „Furtună (28 inci de mercur), Multă ploaie (28,5), Ploaie (29), Schimbare (29,5), Foarte (30), Set echitabil (30,5), foarte uscat (31) „.

Natalo Aiano este recunoscut ca fiind unul dintre cei mai buni producători de barometre pe roți, un pionier timpuriu într-un val de producători de instrumente și barometre italiene artizanale care au fost încurajați să emigreze în Marea Britanie. El a listat ca lucrând în Holborn, Londra c.1785-1805. Începând cu 1770, un număr mare de italieni au venit în Anglia, deoarece erau suflători de sticlă sau producători de instrumente. Până în 1840 era corect să spunem că italienii au dominat industria din Anglia.

Barometrul de ulei al pompei de vidEdit

Utilizarea uleiului pompei de vid ca fluid de lucru într-un barometru a condus la crearea al noului „World” s Tallest Barometer „din februarie 2013. Barometrul de la Portland State University (PSU) folosește ulei de pompă de vid dublu distilat și are o înălțime nominală de aproximativ 12,4 m pentru înălțimea coloanei de ulei; excursiile preconizate sunt în intervalul de ± 0,4 m pe parcursul unui an. Uleiul pompei de vid are o presiune de vapori foarte mică și este disponibil într-o gamă de densități; uleiul de vid cu cea mai mică densitate a fost ales pentru barometrul PSU pentru a maximiza înălțimea coloanei de ulei.

Barometre aneroideEdit

Un barometru aneroid este un instrument utilizat pentru măsurarea presiunii aerului ca metodă care nu implică lichid. Inventat în 1844 de omul de știință francez Lucien Vidi, barometrul aneroid folosește o cutie metalică mică, flexibilă, numită celulă aneroidă (capsulă), care este fabricată dintr-un aliaj de beriliu și cupru. Capsula evacuată (sau, de obicei, mai multe capsule, stivuite pentru a adăuga mișcările lor) este împiedicată să se prăbușească printr-un arc puternic. Micile modificări ale presiunii aerului extern determină extinderea sau contractarea celulei. Această expansiune și contracție antrenează pârghii mecanice astfel încât micile mișcări ale capsulei să fie amplificate și afișate pe fața barometrului aneroid. Multe modele includ un ac setat manual, care este utilizat pentru a marca măsurarea curentă, astfel încât să se poată vedea o schimbare. Acest tip de barometru este comun în case și în ambarcațiunile de agrement. Este, de asemenea, utilizat în meteorologie, mai ales în barografe și ca instrument de presiune în radiosonde.

BarographsEdit

Un barograf este un aneroid de înregistrare barometru unde modificările presiunii atmosferice sunt înregistrate pe o diagramă de hârtie.

Principiul barografului este același cu cel al barometrului aneroid. În timp ce barometrul afișează presiunea pe un cadran, barograful folosește micile mișcări ale cutiei pentru a transmite printr-un sistem de pârghii către un braț de înregistrare care are la capătul său extrem un scrib sau un stilou. Un scrib înregistrează pe folie afumată, în timp ce un stilou înregistrează pe hârtie folosind cerneală, ținută într-o plută. Materialul de înregistrare este montat pe un tambur cilindric care este rotit încet de un ceas. În mod obișnuit, tamburul face o revoluție pe zi, pe săptămână sau pe lună, iar rata de rotație poate fi adesea selectată de utilizator.

MEMS barometreEdit

Sistemele microelectromecanice (sau MEMS) barometrele sunt dispozitive extrem de mici cu dimensiuni cuprinse între 1 și 100 micrometri (0,001 până la 0,1 mm). Acestea sunt create prin fotolitografie sau prelucrare fotochimică. Aplicațiile tipice includ stații meteo miniaturizate, barometre electronice și altimetre.

Un barometru poate fi găsit și în smartphone-uri precum Samsung Galaxy Nexus, Samsung Galaxy S3-S6, Motorola Xoom, Apple iPhone 6 și iPhone-uri mai noi, și ceasul inteligent Timex Expedition WS4, bazat pe MEMS și tehnologii piezorezistive de detectare a presiunii. Includerea barometrelor pe smartphone-uri a fost inițial menită să ofere o blocare GPS mai rapidă. Cu toate acestea, cercetătorii terți nu au putut confirma precizia GPS suplimentară sau viteza de blocare din cauza citirilor barometrice. Cercetătorii sugerează că includerea barometrelor în smartphone-uri poate oferi o soluție pentru determinarea altitudinii utilizatorului, dar sugerează, de asemenea, că mai multe capcane trebuie mai întâi depășite.

Mai multe barometre neobișnuite

Timex Expedition WS4 în modul grafic barometric cu funcție de prognoză meteo.

Acolo sunt multe alte tipuri mai neobișnuite de barometru. De la variații ale barometrului furtunilor, cum ar fi Collins Patent Table Barometer, la modele cu aspect mai tradițional, cum ar fi Hookes Otheometer și Ross Sympiesometer. Unele, cum ar fi barometrul Shark Oil, funcționează numai într-un anumit interval de temperatură, atins în condiții climatice mai calde.