Tlakové meradlá

Aneroidný barometer

Čo sú tlakové metre?

Tlakové metre sú nástroje používané na meranie fyzickej veľkosti nazývanej tlak. Tlak je definovaný ako kvocient medzi kolmou zložkou sily a oblasťou, na ktorej pôsobí, je definovaná prostredníctvom nasledujúcej rovnice:

P = f/a

Kde p je tlak a f je sila kolmá na oblasť a. Jednotou medzinárodného systému jednotiek je Pascal, skrátená PA. Rovnako ako malá jednotka na tlaky, ktoré sa často zaobchádza, násobky Pascalu, ako sú kilo, mega a giga, sú predĺžené.

Na meranie tlaku bolo vytvorených veľa zariadení, ktoré môžu byť zoskupené do ktorejkoľvek z týchto kategórií podľa fyzického princípu, ktorý používajú:

• Na základe mechanických princípov, ako je deformácia spôsobená silou.
• Tie, ktoré využívajú elektrické princípy, ktoré premieňajú silu na elektrický prúd.

Kde sa používajú tlakové metre?

Tlak je spolu s teplotou jednou z veľkostí, ktoré sa najviac meria na celom svete. Dôvodom je, že tekutiny, či už plyny alebo kvapaliny, vyvíjajú tlak na steny nádob, ktoré ich obsahujú a na predmetoch vo vnútri.

Tlakové metre sú základnými nástrojmi v rôznych oblastiach, ktoré sú hlavnými:

• Prírodné vedy, ako sú geovedy a v lekárskych, klimatologických a environmentálnych štúdiách.
• Rôzne priemyselné procesy: farmaceuti, potraviny, metalurgické a automobily, okrem iného.

V klimatických štúdiách je miera tlaku veľmi dôležitá, pretože ide o hlavný indikátor podnebia: Nízke tlaky sú spojené s dažďami a búrkami, zatiaľ čo vysoké tlaky naznačujú jasné oblohy.

Na druhej strane, vo všetkých priemyselných a metalurgických procesoch je veľa tekutín cvičených nepretržite v potrubiach a nádobách, či už sú v pokoji alebo sa pohybujú. Preto je potrebné poznať svoju hodnotu vždy, aby sa tieto procesy riadne regulovali.

Môže vám slúžiť: Vy Canis Majoris: Objav, charakteristiky, štruktúra, školenie a vývoj

Ďalším veľmi známym príkladom je kontrola automobilového výkonu, pre ktorú sa úroveň kompresie meria v motorických valcoch, čo je nameraný tlak, keď je piest v bode minimálneho objemu. Podobne musia byť pneumatiky vyplnené pri správnom tlaku, ktorý sa kontroluje prenosným meračom navrhnutým na tento účel.

Krvný tlak alebo krvný tlak je svedectvom o všeobecnom zdravotnom stave ľudí a je to bežné vyšetrenie, ktoré sa ľahko praktizuje so zariadením nazývaným manžeta krvného tlaku ani Tenisometer.

Tlakové triedy

Tlakový merač, ktorý sa má použiť, závisí od triedy tlaku, ktorú chcete zmerať:

• Absolútny tlak, Je to ten, ktorý sa meria s ohľadom na absolútnu prázdnotu a je vždy pozitívny. Atmosférický tlak je absolútny a jeho štandardná hodnota na hladine mora je 101325 PA. Meria sa s barometrom, takže sa tiež nazýva barometrický tlak.
• Relatívny tlak, Meria sa, pokiaľ ide o referenčný tlak, ktorým je atmosférický tlak. Jeho hodnota môže byť kladná alebo negatívna. Prístroj na meranie je tlakom.

Typy tlakových metre

Podľa typu tlaku, ktorý sa má merať, boli navrhnuté rôzne nástroje. Toto sú hlavné:

Barometre

Barometre merajú atmosférický tlak. Existuje niekoľko typov podľa mechanizmu senzora.

• Ortuťový barometer

Tento nástroj bol vynájdený talianskym evanjelistom fyzikom Torricelli (1608-1647). Skladá sa z trubice plnej ortuti investovanej do nádoby, ktorá je tiež plná ortuti a otvorená atmosfére.

Pri investovaní do skúmavky zostupuje ortuť a ponecháva priestor v hornej časti, kde je takmer prázdny, s výnimkou malého množstva ortuťovej pary. Tam je absolútny tlak dosť blízko 0.

Sila vyvíjaná vzduchom na exponovanej časti ortuti a hmotnosť ortuťového stĺpca v trubici sú vyvážené, pretože celá sada je v pokoji.

Môže vám slúžiť: tepelná rovnováha: rovnice, aplikácie, cvičenia

Sila vzduchu na povrchu ortuti sa však vyvíja tlakom, a to zase súvisí s výškou ortuťového stĺpca v trubici, hodnota blízko 760 mm a ekvivalent k 101325 PA.

• Vodný barometer

Tento barometer používa vodu namiesto ortuti, ale kvapalný stĺpec je dlhší, pretože voda je ľahšia: 10.3 m vysoká.

• Aneroidný barometer

Aneroidný barometer, prístroj používaný na meranie atmosférického tlaku

Toto zariadenie nepoužíva kvapalinu, ale kovová komora čiastočne vo vákuu, ktoré sa sťahuje alebo rozširuje podľa tlaku, na ktorý je vystavený.  Rozdiel tlaku sa prenáša pružinou, ktorej predĺženie pohybuje tyč pripevnenú k indikátoru merača. Tlak sa načíta na obrazovke vybavenej stupnicou.

Ak sa do prístroja pridá registrátorový systém nejakého druhu, napríklad papier a atrament alebo digitálna obrazovka, potom je prístroj barograf a umožniť vizualizovať vo forme grafu variácie atmosférického tlaku, užitočné na predpovedanie klímy.

Tlakové meradlá

Manometre zvyčajne merajú relatívny tlak, aj keď niekedy môžu poskytnúť absolútne hodnoty.

• U -tube tlakomer

Slúži na meranie malých a miernych relatívnych tlakov. Najjednoduchšie pozostáva zo sklenenej alebo plastovej trubice, plnej tekutiny, ako je ortuť, s jednou z vetiev zapečatených alebo otvorených do atmosféry a druhá spojená s tlakom, ktorý sa má merať.

Keď sa uplatňuje jeden z koncov, ortuť stúpa cez druhú vetvu, až kým hmotnosť stĺpca nevyváži koniec konca. Rozdiel medzi pôvodnou úrovňou a novou úrovňou je úmerný rozdielu tlaku medzi týmito dvoma bodmi.

Variant tlakového rozchodu U U je skloní trubica, ktorý sa používa na meranie malých tlakových rozdielov.

• Tlakomer

Pracovník plynovej rafinérie, ktorý kontroluje nanometre, relatívny tlakový merač častého používania vo všetkých priemyselných procesoch

Tento typ tlakového rozchodu prenáša variácie tlaku na stupnicu alebo pokrytie pomocou určitého mechanizmu. Môže to byť napríklad deformácia pružiny alebo špirálovej trubice C alebo -tvare, ktorá má tendenciu narovnať sa, keď je tlak aplikovaný jedným koncom alebo krivuje viac, ak klesá.

Môže vám slúžiť: relatívna chyba: vzorce, ako sa vypočítajú, cvičenia

Trubica sa volá Bourdonová trubica, Eugene Bourdon, francúzsky inžinier, ktorý ho vynašiel v roku 1849.

Deformácia trubice presunie hornú časť s mechanickým systémom s prevodom, ktorý premieňa lineárny pohyb skúmavky na jednu z rotácií na druhej, je pripojená indikátorová ihla, ktorú je možné posúvať na kryte. Poloha ihly na stupnici krytu označuje hodnotu tlaku.

• Digitálny tlakomer

Urobte rozdiel tlaku variáciou v určitej elektrickej veľkosti, napríklad odporu, napríklad odporu. Táto variácia sa môže stať elektrickým prúdom, ktorý je úmerný rozdielu tlaku a čítanie sa vykonáva na digitálnej obrazovke.

V takom tlakomerovom obryse vyvoláva elastická deformácia senzora vyrobeného z vodivého materiálu zmenu v oblasti elektrického odporu. Zmena odporu súvisí so zmenou tlaku. Rovnakým spôsobom sa môže kapacita v kondenzátore alebo indukčnosti u induktora meniť.

Ďalšou triedou senzorov je piezoelektrický typ, ako je kremeň alebo turmalín, v ktorom sa zmena tlaku na kryštáli niektorých z týchto minerálov premieta do napätia.

Odkazy

1. Cimbala, C. 2006. Mechanika tekutín, základov a aplikácií. MC. Graw Hill.
2. Alonso Gamero University Institute. Laboratórium chemického procesu: Manometria. Sprievodca laboratóriou jednotných operácií i.
3. Mott, r.  2006. Tekutina. 4. Vydanie. Pearson Vzdelanie. 
4. Univerzita Buenos Aires. Meranie tlaku. Zdroj: Subjekty.FI.Uba.ar.