Barometer (Svenska)

VattenbarometrarRedigera

Konceptet att minskande atmosfärstryck förutsäger stormigt väder, postulerat av Lucien Vidi, ger den teoretiska grunden för en väderförutsägningsanordning som kallas ett ”väderglas” eller en ”Goethe-barometer” (uppkallad efter Johann Wolfgang von Goethe, den kända tyska författaren och polymathen som utvecklade en enkel men effektiv väderbollbarometer med de principer som utvecklats av Torricelli). Det franska namnet le baromètre Liègeois används av vissa engelsktalande. Detta namn återspeglar ursprunget till många tidiga väderglas – glasblåsarna i Liège, Belgien.

Väderbollbarometern består av en glasbehållare med en förseglad kropp, halvfylld med vatten. En smal pip ansluter till kroppen under vattennivån och stiger över vattennivån. Den smala pipen är öppen för atmosfären. När lufttrycket är lägre än det var en t den gången kroppen förseglades kommer vattennivån i pipen att stiga över vattennivån i kroppen; när lufttrycket är högre kommer vattennivån i pipen att sjunka under vattennivån i kroppen. En variation av denna typ av barometer kan enkelt göras hemma.

KvicksilverbarometrarRedigera

En kvicksilverbarometer har ett vertikalt glasrör stängt högst upp i en öppen kvicksilverfylld bassäng på botten. Kvicksilver i röret justerar sig tills dess vikt balanserar den atmosfäriska kraft som utövas på behållaren. Högt atmosfärstryck placerar mer kraft på behållaren, vilket tvingar kvicksilver högre i kolonnen. Lågt tryck gör att kvicksilver kan sjunka till en lägre nivå i kolonnen genom att sänka den kraft som placeras på behållaren. Eftersom högre temperaturnivåer runt instrumentet kommer att minska kvicksilverens densitet, justeras skalan för avläsning av kvicksilvers höjd för att kompensera för denna effekt. Röret måste vara minst lika långt som mängden som doppar i kvicksilver + huvudutrymme + kolumnens maximala längd.

Torricelli dokumenterade att kvicksilverhöjden i en barometer förändrades något varje dag och drog slutsatsen att detta berodde på det förändrade trycket i atmosfären. Han skrev: ”Vi lever nedsänkta vid botten av ett hav av elementär luft, vilket är okänt av obestridliga experiment att ha vikt”. Inspirerad av Torricelli fann Otto von Guericke den 5 december 1660 att lufttrycket var ovanligt lågt och förutspådde en storm som inträffade nästa dag.

Kvicksilverbarometerns design ger upphov till uttryck för atmosfärstryck i tum eller millimeter kvicksilver (mmHg). torr definierades ursprungligen som 1 mmHg. Trycket anges som kvicksilvers höjd i den vertikala kolonnen. Normalt mäts atmosfärstryck mellan 670 mm (26,5 tum) och 800 mm (31,5 tum) Hg. En atmosfär (1 atm) motsvarar 2960 centimeter kvicksilver.

Designändringar för att göra instrumentet mer känsligt, enklare att läsa och lättare att transportera resulterade i variationer som bassäng, sifon, hjul, cistern, Fortin, flera vikta, stereometriska och balanserade barometrar.

Den 5 juni 2007 antogs ett EU-direktiv för att begränsa försäljningen av kvicksilver och därmed effektivt avsluta produktionen av nya kvicksilverbarometrar eller reparera befintliga i Europa.

Fitzroy-barometerRedigera

Fitzroy-barometrar kombinerar standard kvicksilverbarometer med en termometer, samt en guide för hur man ska tolka tryckförändringar.

Fortin barometerRedigera

Fortin barometrar använder en kvicksilvercistern med variabel förskjutning, vanligtvis konstruerad med en tumskruv som trycker på en lädermembranbotten (V i diagrammet). Detta kompenserar för förskjutning av kvicksilver i kolonnen med varierande tryck. För att använda en Fortin-barometer sätts kvicksilvernivån till noll genom att använda tumskruven för att skapa en elfenbenspekare (O i diagrammet) bara vidröra kvicksilverytan. Trycket avläses sedan på kolumnen genom att justera vernierskalan så att kvicksilver bara rör vid siktlinjen vid Z. Vissa modeller använder också en ventil för att stänga cisternen, så att kvicksilverpelaren kan tvingas till toppen av kolonnen för transport . Detta förhindrar hammarskador på kolonnen under transport.

SympiesometerEdit

En Sympiesometer är en kompakt och lätt barometer som ofta användes på fartyg i början av 1800-talet. Känsligheten hos denna barometer användes också för att mäta höjd.

Sympiesometrar har två delar. Den ena är en traditionell kvicksilvertermometer som behövs för att beräkna expansion eller kontraktion av vätskan i barometern. Den andra är barometern, som består av ett J-format rör som är öppet i nedre änden och stängt högst upp, med små reservoarer i båda ändar av röret.

HjulbarometrarRedigera

En hjulbarometer använder ett ”J” -rör förseglat på toppen av den längre lemmen. Den kortare lemmen är öppen för atmosfären och flyter ovanpå kvicksilver finns en liten glasflotta. En fin silketråd är fäst vid flottören som passerar upp över ett hjul och sedan tillbaka till en motvikt (vanligtvis skyddad i ett annat rör). Ratten vänder spetsen på barometerns framsida. När atmosfärstrycket ökar kvicksilver rör sig från den korta till den långa delen, sjunker flottören och pekaren rör sig. När trycket ökar rör sig kvicksilveret bakåt, lyfter flottören och vrider ratten åt andra håll. jordbrukare och utbildade klasser i Storbritannien. Barometerns framsida var cirkulär med en enkel urtavla som pekade på en lättläsbar skala: ”Rain – Change – Dry” med ”Change” högst upp på ratten. Senare modeller lade till en barometrisk skala med finare grader ”Stormig (28 tum kvicksilver), Mycket regn (28,5), Regn (29), Förändring (29,5), Ganska (30), Ställ rätt (30,5), mycket torr (31) ”.

Natalo Aiano erkänns som en av de finaste tillverkarna av hjulbarometrar, en tidig pionjär i en våg av hantverksmässiga italienska instrument- och barometertillverkare som uppmuntrades att emigrera till Storbritannien. Han listade som arbetande i Holborn, London c.1785-1805. Från 1770 och framåt kom ett stort antal italienare till England för att de var skickliga glasblåsare eller instrumenttillverkare. 1840 var det rättvist att säga att italienarna dominerade industrin i England.

VakuumpumpoljebarometerRedigera

Använd vakuumpumpolja som arbetsvätska i en barometer har lett till skapandet av den nya ”världens högsta barometer” i februari 2013. Barometern vid Portland State University (PSU) använder dubbeldestillerad vakuumpumpolja och har en nominell höjd på cirka 12,4 m för oljekolonnhöjden. förväntade utflykter ligger inom intervallet på ± 0,4 m under ett år. Vakuumpumpolja har mycket låg ångtryck och den finns i en mängd densiteter. Vakuumolja med lägsta densitet valdes för PSU-barometern för att maximera oljekolonnhöjden.

Aneroidbarometrar Redigera

En aneroidbarometer är ett instrument som används för att mäta lufttryck som en metod som inte involverar vätska. Uppfunnen 1844 av den franska forskaren Lucien Vidi använder aneroidbarometern en liten, flexibel metallbox som kallas en aneroidcell (kapsel), som är tillverkad av en legering av beryllium och koppar. Den evakuerade kapseln (eller vanligtvis flera kapslar, staplade för att komplettera sina rörelser) förhindras från att kollapsa av en stark fjäder. Små förändringar i yttre lufttryck får cellen att expandera eller dra ihop sig. Denna expansion och kontraktion driver mekaniska spakar så att kapselns små rörelser förstärks och visas på framsidan av aneroidbarometern. Många modeller inkluderar en manuellt inställd nål som används för att markera den aktuella mätningen så att en förändring kan ses. Denna typ av barometer är vanlig i bostäder och fritidsbåtar. Det används också i meteorologi, mestadels i barografer och som ett tryckinstrument i radiosondes.

BarographsEdit

En barograf är en inspelning aneroid barometer där förändringarna i atmosfärstrycket registreras på ett pappersdiagram.

Principen för barografen är densamma som den för aneroidbarometern. Medan barometern visar trycket på en urtavla använder barografen lådans små rörelser för att överföra med ett spaksystem till en inspelningsarm som har sin yttersta ände antingen en skrivare eller en penna. En skrivare registrerar på rökt folie medan en penna registrerar på papper med hjälp av bläck, som hålls i en spets. Inspelningsmaterialet är monterat på en cylindrisk trumma som roteras långsamt av en klocka. Vanligtvis gör trumman en varv per dag, per vecka eller per månad och rotationshastigheten kan ofta väljas av användaren.

MEMS-barometrarRedigera

Mikroelektromekaniska system (eller MEMS) barometrar är extremt små enheter mellan 1 och 100 mikrometer i storlek (0,001 till 0,1 mm). De skapas via fotolitografi eller fotokemisk bearbetning. Typiska applikationer inkluderar miniatyriserade väderstationer, elektroniska barometrar och höjdmätare.

En barometer finns också i smartphones som Samsung Galaxy Nexus, Samsung Galaxy S3-S6, Motorola Xoom, Apple iPhone 6 och nyare iPhones, och Timex Expedition WS4 smartklocka, baserad på MEMS och piezoresistiv tryckavkänningsteknik. Inkludering av barometrar på smartphones var ursprungligen avsedd att ge ett snabbare GPS-lås. Tredjepartsforskare kunde dock inte bekräfta ytterligare GPS-noggrannhet eller låshastighet på grund av barometriska avläsningar. Forskarna föreslår att införandet av barometrar i smartphones kan ge en lösning för att bestämma användarens höjd, men föreslår också att flera fallgropar först måste övervinnas.

Mer ovanliga barometrarRedigera

Där finns många andra mer ovanliga typer av barometer. Från variationer på stormbarometern, som Collins Patentbordbarometer, till mer traditionellt utseende som Hookes Otheometer och Ross Sympiesometer. Vissa, såsom Shark Oil-barometern, fungerar bara i ett visst temperaturintervall, uppnått i varmare klimat.