Milyen műszerek szükségesek a légköri nyomás méréséhez. Levegőparaméterek mérésére szolgáló készülékek. Magasság beállítása

Az egyik legpontosabb műszer a légköri nyomás mérésére minden meteorológiai állomáson az úgynevezett állomáscsésze barométer. Ez egy körülbelül 80 cm hosszú, 1 cm2 keresztmetszetű üvegcső. Felső vége le van zárva, az alsó nyitott vége pedig higannyal ellátott csészébe süllyesztve. A cső tele van higannyal; a cső kitöltetlen részében - levegőtlen (pontosabban rendkívül ritka) tér.

Hogy megvédje a csövet a mechanikai sérülés be van zárva fémkeret. A tengeri csésze barométer sematikus diagramja: mindkét oldalon két hosszanti rés van kialakítva, egymással szemben, amelyek szükségesek a csőben lévő higanyoszlop magasságának meghatározásához. Az elülső nyílás bal oldalán egy skála van felhelyezve: régi barométerben milliméterben, újban millibarban. A mérleg nyomásának leolvasásához egy mozgatható nóniuszos gyűrűt használnak. A nóniusz mozgatása a rés mentén a rajta található csavar segítségével történik jobb oldal keretek. A számlálás előtt a nóniusz alsó metszését a higany látható meniszkuszának felső pontjára hozzuk, majd a nyomást tizedekkel leolvassuk: az egész számokat a nóniusz alsó vágásából, a tizedeket pedig a nóniusz osztásaiból számoljuk. (0-tól 9-ig). A tizedeket (mm vagy mb) a nóniusz osztása alapján ítélik meg, amely pontosan egybeesik a skála bármely osztásával. Hogy a higannyal a levegő bejusson a csészébe, egy kis lyukat készítettek benne, csavaros kupakkal lazán lezárva.

Az állomás csésze barométer a meteorológiai állomásban egy speciális szekrényben van felszerelve, függőleges helyzetben.

A tengeri higanybarométert, ahogy a neve is sugallja, mérésre tervezték légköri nyomás tengeri hajókon. Elvileg úgy van elrendezve, mint az állomási csésze barométer, és kisebb méretekben és keskenyebb, a végén kinyúlós barométercsőben különbözik tőle. A cső középső részének szűkítése a kapilláris vastagságára azért történik, hogy csökkentsék a higany ingadozását a csőben az ér mozgása során, és megakadályozzák a légbuborékok behatolását a higanyba. A higanypohár keskenyebb, mint az állomási barométerben. Nagyrészt kiküszöböli a hajó mozgásának a barométer állapotára és leolvasására gyakorolt ​​hatását is.

A tengeri barométer egy hajón van felfüggesztve, zárt térben kardánra.

Az aneroid barométer vagy egyszerűen aneroid egy egyszerű és könnyen használható műszer, amelyet széles körben használnak a hajók légköri nyomásának mérésére.

Az aneroid működési elve egy üreges lapos fém nyomódoboz falainak deformációs fokának légköri nyomáson történő mérésén alapul.

Az aneroid doboz, mint a készülék fogadó része, nagyon érzékeny a légköri nyomás változásaira. A nyomódoboz érzékenysége azáltal érhető el, hogy a benne lévő levegő nagyon erősen kiürül. Amikor a nyomás nő, a doboz összehúzódik, ha csökken, akkor kitágul. A doboz légköri nyomás hatására lehetséges teljes deformációjának elkerülésére egy íves rugót rögzítenek rá, amely a doboz megfeszítésével kiegyenlíti a rá ható légköri nyomást.

A doboz összenyomódása és feszültsége egy rudak és karok rendszerén keresztül jut el a barométer mutatójához. Az aneroid skála vagy milliméterben vagy higanymilliméterben van beosztva. Az aneroidot azzal a feltétellel kalibráltuk, hogy a nyomódoboz hőmérséklete minden nyomáson 0°. Ezért az aneroid leolvasásának korrekciójának meghatározása érdekében, amely a hőmérséklettől függ, magának az eszköznek a hőmérsékletét minden alkalommal meghatározzák a nyomás leolvasásakor. Ez utóbbit az aneroid elülső felületén lévő íves résbe szerelt hőmérő határozza meg.

Az aneroid mechanizmus egy kerek fém vagy műanyag dobozba van zárva, elülső oldalán üvegezett. A készüléket mindig speciális, nyitható fedéllel ellátott tokban tároljuk.

Az aneroid barométer a higanybarométerhez képest kevésbé pontos műszer, de szinte érzéketlen az ér mozgására. Ez kényelmesebbé teszi a fedélzeten való használatát és tárolását. Az aneroidok fő hátránya az érzékenységük és a jelzés pontosságának fokozatos csökkenése az anerondia doboz és a rugó idővel fellépő visszamaradó deformációja miatt. E hiányosságok kiküszöbölése érdekében az aneroidokat rendszeresen ellenőrizni kell a Hidrometeorológiai Szolgálat speciális intézményeiben - az ellenőrző irodában. Az aneroidok ellenőrzését félévente kell elvégezni.

A barográf a légköri nyomás változásainak folyamatos rögzítésére szolgál. Készüléke hasonló a termográféhoz. Ez is két fő részből áll: az észlelésből és az írásból. Több (5-10) anerontális doboz, amelyek fémtávtartókkal vannak összekötve, nyomásfogadóként szolgál. A dobozok légköri nyomás hatására bekövetkező teljes deformációjának elkerülése érdekében mindegyikbe rugós rugót építenek be.

A változó légköri nyomás hatására a nyomástartó dobozok teljes sorozatának kis függőleges elmozdulásai formájában bekövetkező részleges teljes deformáció egy karrendszeren keresztül egy nyílra kerül, amelynek végére egy toll van felszerelve.

A nyomás görbe formájában történő rögzítése egy óramű segítségével lassan forgó dobon történik. Egy papírszalagot helyeznek a dobra, amelyet vízszintes vonalak (nyomás mb-ban) és függőleges ívek (idő órákban és percekben) határolnak.

A dob teljes fordulatának idejétől függően a baroriffok "napi" és "heti".

A barográf segítségével nemcsak a légköri nyomás fajlagos értéke bármikor meghatározható, hanem bármely időintervallumban bekövetkező változásának nagysága és jellege is.

Mivel a légköri nyomás változása nagyon szorosan összefügg a jelenlegi és a közelgő időjárással, a vitorlázási körülmények közötti előrejelzéshez nem annyira a nyomás abszolút értékét, mint inkább az elmúlt időszakban bekövetkezett változásának nagyságát és jellegét kell ismerni. pár óra.

A hajón lévő barográf rugós merevítőkből beltérben van felszerelve, vagy speciális polcra vagy asztalra rögzítve.

Eszköz a légköri nyomás ingadozásának elszámolására. Bolygónk föld feletti rétegének vastagsága több tíz kilométer. A benne lévő kevert gázok koncentrációját kis tömeg jellemzi, de ilyen jelentős térfogatban jelentős terhelést gyakorol a felületre. Valójában az ember ritkán érzi ezt, mivel alkalmazkodóképessége van ennek a tényezőnek a hatásaihoz. Ez az érték azonban meglehetősen reálisan mérhető.

A legegyszerűbb eszközök működési elve

A légköri nyomás (BP) legegyszerűbb mérésére szolgáló eszköz egy vékony falú üvegcsőből és higanytöltőanyagból álló egyszerű eszköz. Az ilyen eszközök egyik szabványos mérete: 1 milliméter vastag és száz centiméter hosszú cső.

Ha a tartályt zárt végével felfelé, nyitott részével lefelé fordítja, akkor bizonyos mennyiségű higany távozik, és egy bizonyos rész benne marad. A folyékony fémtartalom addig csökken, amíg a belső és külső nyomás stabilizálódik.

Aneroid és higanyos készülék

Aneroid barométer, mi ez? Ennek az eszköznek a működési elve figyelembe veszi a rezgéseket egy kerek fémházon keresztül, hullámos falakkal, amelyből a levegőt kiszivattyúzzák.

A doboz rugalmas oldalfalai a nyomás növekedésével meggörbülnek, csökkenéssel kidudorodnak. Egy speciális mechanizmussal a munkakamrák a nyíllal vannak összekötve. A légköri nyomás értékét jelzi higanymilliméterben osztott skálán.

A légköri nyomás mérésére szolgáló műszer egy higannyal töltött U-alakú hajlított üveglombik. A jelzéseket a lombik kinagyított és kis szegmensében lévő tartalom közötti különbség határozza meg.

A barográfok segítségével a vérnyomás változásait egy működő dob típusú egységben elhelyezett szalagra rögzítik. A mért értékeket milliméterben (Hgmm) vagy millibarban (mbar) kell rögzíteni.

Barográf

A következő egy oszlopdiagram. A kérdésre - barométer, mi ez ebben a konfigurációban, akkor válaszolhat - ez egy felvevő egység a légköri nyomás állandó rögzítésére. Hatása a vérnyomás ingadozásán alapul. Ennek eredményeként a deformációt a rendszer átviszi a készülékre. Amikor a leolvasások növekednek, a dobozok összenyomódnak, a tollal ellátott kar felfelé megy, és nyomáscsökkenés esetén a vezérlőrugó hatására a kamrák kiszélesednek, és a rögzítő meghúzza az alsó vonalat. A rögzített nyomásértékeket egy speciális beosztású papírszalagon vonják le, amelyet egy forgó dobra helyeznek.

A leolvasások pontosságát befolyásoló hőmérséklet-ingadozások kiküszöbölése érdekében bimetál kondenzátorokat szerelnek az eszközökbe. A lámpatesteket a fűtőberendezésektől távol kell felszerelni, és védeni kell a közvetlen behatásoktól. napsugarak. A tekercselési mechanizmust napi vagy heti rendszerre tervezték.

Használati jellemzők

A barométer állásait a változás figyelembevételével rögzítjük éghajlati viszonyok különböző régiókban, hiszen a légnyomás változó érték, ami az iskolai természetrajzi órák óta ismert.

Jó, meleg és nyugodt időben a fali vagy asztali barométer magas értékeket mutat. Ennek megfelelően az adatok csökkenésével ben hamar hideg idő vagy eső várható.

A házban elhelyezett készülék pontosan ugyanúgy működik, mint a kerítésekkel, falakkal és kerítésekkel nem határolt térben. Az épület magassága némileg módosítja a készülék leolvasását, mivel a nyomás a 9. emeleten alacsonyabb lesz, és magasabb, mint ugyanannak az épületnek az alsó szintjein.

Magasság beállítása

Minél nagyobb az emelkedés, annál alacsonyabb a légköri oszlop nyomása. A feltárt mintát a repülési magasságot meghatározó repülőgép-műszerekben használják. Az ilyen eszközöket magasságmérőknek nevezik.

Természetesen az első, nem egészen tökéletes készülékek eredményei jelentősen eltértek az időjárási tényezőktől, mert a negatív időjárási viszonyok nyomáseséssel jártak, illetve a készülék leolvasása a valós jelnél objektíve nagyobb adatokat emelt ki. A helyes leolvasáshoz a kimenő paraméterek beállítása szükséges. A modern magasságmérők működési elve más - nem használnak légköri nyomást a magasság mérésére.

Hogyan kell használni?

A barométerrel és más típusú eszközökkel ellátott óra kerek vagy ovális skálájú mutatóeszköz, amelyen felosztások vannak. A mérési értéket higanymilliméterben kell megadni.

750-760 Hgmm értékeknél. Művészet. a jövőben egy csodálatos szép nap várható, ami nem zavarja a sétát, kirándulást a természetbe, nyaralót. Ha a barométer 750 alá süllyed, akkor további esésre van lehetőség, ami azt jelenti, hogy zord időre, hirtelen befutó hidegre és heves csapadékra kell számítanunk.

A vérnyomás monitorozása létfontosságú azok számára, akik magas vérnyomásban szenvednek. A mutató kritikus változásának időszakaiban az ilyen emberek egészségi állapota romlik. Az időjárás változásairól való tájékoztatás elengedhetetlen számukra a gyógyszer időben történő bevétele, munkaképességük és egészségi állapotuk megőrzése miatt.

Modern példányok

Jelenleg a leggyakrabban használt barométerek csésze típusú vagy szifon típusúak. A kompenzált skálával felszerelt álló eszközökben a légköri nyomást közvetlenül az üvegtartályban lévő higany helyzetéből számítják ki.

Az expedíciós mintáknál a megfigyelések megkezdése előtt a csészében lévő higanyszintet előzetesen korrigálják a nulla jelnél az állítócsavar segítségével. A szifoncsészes készülékekben a vérnyomás értékét az oszlop magasságkülönbségével mérik egy hosszú és nyitott szakaszon. Egy ilyen készülék ötszázados pontossággal számolja a leolvasásokat. Az oszlop tizedeinek meghatározásához mozgatható fémsablont használnak.

A légköri nyomás kapott számszerű eredményeit egy speciális táblázat szerint adjuk meg nulla Celsius fokig. A leolvasott hőmérséklet-módosítások meglehetősen jelentősek lehetnek. A barométerek típusától függetlenül hőforrásoktól (kályhák, fűtőtestek, közvetlen napfény), valamint ajtó- és ablaknyílásoktól távol helyezik el őket.

Sajátosságok

A szóban forgó eszköz kényelmes és kompakt kivitelben használható. Például egy barométerrel ellátott óra a következő funkciókkal rendelkezik:

• Vízálló, 50-100 méterig.
• Ütésállóság és mechanikai igénybevétel, ami fontos a halászok, vadászok és az extrém kikapcsolódás szerelmesei számára.
• A barométer lehetővé teszi a légköri nyomás és általában az időjárás változásainak előrejelzését.
• Ezen kívül hőmérővel, háttérvilágítással, iránytűvel és akár navigátorral is felszerelhető az óra, ami jelentősen megkönnyíti az ismeretlen területen való tartózkodást.

Arra a kérdésre, hogy "Barométer, mi az?" Határozottan válaszolhat - a készülék különösen fontos az utazók, halászok, vadászok és tengerészek számára. Ezenkívül ez a háztartási használat lehetővé teszi az időjárási ingadozások meglehetősen pontos előrejelzését, ami fontos a szív- és érrendszeri és idegrendszeri betegségekben szenvedők számára.

A 10 km magas légoszlop súlyának a földfelszín egységére ható erejét légköri nyomásnak nevezzük. Az SI rendszerben a nyomás mértékegysége Pascal (Pa)

Az 1 Pa azonban nagyon kicsi nyomásérték, ezért a légköri nyomás mérésénél több mértékegységet használnak: kPa = 1000 Pa és MPa = 10 6 Pa = 1000 kPa.

A Pascal mellett nem szisztémás mértékegységeket is használnak a légköri nyomás mérésére - higany (víz) oszlop és oszlopok milliméterei, ill.

1 bar = 101,3 kPa = 760 mm. rt. Művészet.,

Ezt jelenti a tengerszinti légköri nyomás.

A légköri nyomás mérésére szolgáló műszert barométernek nevezzük. A legelterjedtebb típus a fém aneroid barométer, melynek felépítését az ábra mutatja. 1.2. Az aneroid alapja egy hengeres kamra NAK NEK ahonnan a levegőt evakuálták. A kamra hermetikusan lezárt vékony hullámos (hullámos) membránnal M. Hogy a légköri nyomás ne ellaposítsa a membránt, azt T rugóval van összekötve P a készülék testéhez rögzítve. A rugóhoz rögzítve a nyíl alsó vége rögzített TÓL TŐL, amely egy tengely körül foroghat RÓL RŐL. A műszer leolvasásának mérésére skálát használnak. W. Amikor a légköri nyomás megváltozik, a membrán befelé vagy kifelé hajlik, és elmozdítja a nyilat a skála mentén, megmutatva a nyomásértéket (az aneroid barométer skáláját a higanybarométer leolvasása alapján kalibrálják és ellenőrzik).

Rizs. 1,2- kördiagramm fémbarométer

DE a neroidok nagyon könnyen használhatók, tartósak, kis méretűek, de kevésbé pontosak, mint a higanybarométerek. Az aneroid barométer megjelenése az ábrán látható. 1.3.

Rizs. 1.3– Fémbarométer

A barometrikus képlet szerint

(1.5)

vagyis a légköri nyomás értéke a Föld felszíne feletti magasságtól függ, ezért az aneroid barométer skálája méterben osztható a magassági nyomáseloszlás szerint. Az aneroidot, amelynek van egy skálája, amellyel meghatározhatja a Föld feletti emelkedés magasságát, magasságmérőnek (magasságmérőnek) nevezik. Széles körben használják a repülésben, ejtőernyőzésben, hegymászásban.

1.4. A levegő páratartalmának mérésére szolgáló eszközök és módszerek

A légköri levegő mindig tartalmaz bizonyos mennyiségű vízgőzt, ezért valójában száraz levegő és vízgőz mechanikus keveréke, amely megfelel az ideális gázok törvényeinek. A levegő páratartalom mértékének jellemzésére abszolút ill relatív páratartalom.

Abszolút nedvesség- az 1 m 3 levegőben lévő vízgőz mennyiségét kg / m 3 -ben (g / cm 3) mérik.

Relatív páratartalom- a levegő tényleges sűrűségének (nyomásának) aránya az adott hőmérsékleten lehetséges maximumhoz:

(1.6)

A relatív páratartalom százalékban van kifejezve, és az egyik fő meteorológiai mennyiség. A levegő páratartalmának meghatározásához pszichrometriás és hajhigrométereket használnak.

Háztartási pszichrométer hőmérséklet és páratartalom mérésére szolgál. Két hőmérőből áll (1.4. ábra, de), és a jobb oldali hőmérő tartályát egy vízzel megnedvesített ruhába csomagoljuk. A bal oldali hőmérő száraz, és a levegő hőmérsékletének mérésére szolgál. A jobb és bal oldali hőmérő leolvasása egyszerre szolgálja a levegő relatív páratartalmának kiszámítását.

NAK NEK
a hőmérő labdát borító ruhadarabnak tisztának kell lennie, ha szennyezett, cserélje ki egy újra. Állandó használat mellett az anyagot kéthetente cserélni kell.

A készülék közelében ne legyenek olyan tárgyak, amelyek hőmérséklete eltér a levegő hőmérsékletétől, ami befolyásolhatja a készülék leolvasását.

A páratartalom meghatározása pszichometrikus táblázatok és grafikonok segítségével történik ( mellékletek AÉs BAN BEN), a meghatározási eljárást az 1. laboratóriumi munka tartalmazza.

Rizs. 1.4– Páratartalom mérő műszerek:de - háztartási pszichométer; b - haj higrométer

Haj higrométer(1.4. ábra, b) a levegő relatív páratartalmának mérésére is szolgál. A készülék működése a zsírmentes tulajdonságon alapul emberi haj változtassa a hosszát a környező levegő relatív páratartalmának változásával. A hajhigrométer fő célja a páratartalom mérése fagyos időkben, amikor a páratartalmat nem pszichrométer határozza meg. Mivel azonban a higrométer-leolvasások korrekciókat igényelnek, amelyeket pszichrométerrel való összehasonlítással kapunk, a higrométeres megfigyeléseket egész évben végezzük. Ha a leolvasás során kiderül, hogy a nyíl vége túlmutat a századik osztáson, akkor hozzávetőlegesen meg kell becsülni, hogy milyen osztásban lett volna a nyíl, ha a skálát 110-el meghosszabbítják, és fel kell írni az „extrapolált” értéket. olvasás. A levegő hőmérsékletét a pszichrométer száraz gömbje méri.

Eszközök ellenőrzés hőmérséklet és páratartalom levegő paraméterei:

hőmérők– hőmérséklet mérésére szolgál;

barométerek- nyomás mérésére szolgál;

szélmérők– szélsebesség mérésére szolgál;

pszichrométerek, higrométerek, nedvességmérők– páratartalom mérésére szolgál;

termográfok, barográfok, higrográfok– a megfelelő paraméterek időbeli változásának rögzítésére szolgálnak.

Skála mérőeszköz, jelek és számok halmaza az eszköz leolvasó eszközén, amely megfelel a mért érték egymást követő értékeinek. Minimális a készülék felosztásának része - felosztás értéke.

A következő típusokat használják hőmérők:

gázhőmérő- a művelet a nyomás vagy a gáz térfogatának hőmérséklettől való függésén alapul.

folyadék hőmérő– a hatás a folyadék hőtágulásán alapul. Az alkalmazási hőmérséklettől függően etil-alkohollal (-80 °C és +80 °C között), higannyal (-35 °C és +750 °C között) és egyéb folyadékokkal töltik fel.

fém hőmérő- a hatás a bimetál lemez konfigurációjának változásán alapul, amikor melegítik a fémek hőtágulási különbsége miatt. Bimetál lemez - hegesztett vagy szegecselt két különböző fém szalagjaiból, eltérő hőtágulású.

ellenállás hőmérő- az akció a fémek és félvezetők elektromos ellenállásának hőmérséklet hatására bekövetkező változásán alapul.

Termoelektromos hőmérő– a művelet a hőelemben lévő elektromotoros erő változásán alapul. Hőelem két különböző vezetékből vagy félvezetőből áll, amelyek sorba vannak kapcsolva (forrasztva).

A következő típusokat használják területmérők:

BAN BEN higany (folyékony) a barométer légköri nyomását a higanyoszlop magasságával mérik egy felül lezárt csőben, amelyet nyitott véggel leeresztenek egy higanyt tartalmazó edénybe. Higany barométerek- a legpontosabb műszerek, fel vannak szerelve meteorológiai állomásokés ellenőrzik más típusú barométerek működését.

aneroid- barométer, amelyben a légköri nyomást egy rugalmas fémdoboz deformációjának nagyságával mérik, amelyből a levegőt kiszivattyúzzák. Amikor a nyomás megváltozik, a doboz összehúzódik vagy kitágul, és a kapcsolódó tű a skála mentén mozog, jelezve a nyomást.

Hipsotermométer (termobarométer) - légköri nyomás mérésére szolgáló eszköz, amely azon alapul, hogy a nyomás változásával a víz forráspontja is változik. Expedíciós körülmények között használják a hegyekben.

Szélsebesség szélmérővel mérve.

Szélmérő, a szélsebességet és a gázáramlást (néha a szélirányt is - anemorumbométer) egy forgó lemezjátszó fordulatszámával mérő készülék.

Mérőeszközök páratartalom levegőnek van egy közös neve nedvességmérők.

nedvességmérő- gázok, folyadékok és szilárd (beleértve a porhanyós) testek páratartalmát mérő készülék. Vannak nedvességmérők: higroszkópos, elektrokémiai (gázokhoz és folyadékokhoz), higrometriás és pszichrometriás (gázokhoz), kapacitív és konduktometrikus (folyadékokhoz és szilárd anyagokhoz), valamint a mágneses magrezonancia jelenségén alapuló nedvességmérők.

A levegő páratartalma főként a következő műszerekkel mérik.

Higrométer- a levegő páratartalmának meghatározására szolgáló készülék. A legelterjedtebb a pszichrométer és a hajhigrométer, amely a levegő relatív páratartalmát a zsírmentes emberi hajszál hosszának a levegő páratartalmától függő változásával méri.

Nedvességmérő- léghőmérséklet és páratartalom mérésére szolgáló készülék, amely két hőmérőből áll, amelyek közül az egyik ("nedves") nedves kambriumba csomagolt tartályral rendelkezik. A hőmérsékletet "száraz" hőmérő határozza meg, a páratartalmat pedig a száraz és a nedves izzók közötti különbség.