بارومتر (فشارسنج)چیست؟

فشارسنج یک ابزار علمی مورد استفاده در هواشناسی برای اندازه گیری فشار جو است. گرایش فشار می تواند تغییرات کوتاه مدت در آب و هوا را پیش بینی. اندازه گیری های متعدد از فشار هوا در تجزیه و تحلیل سطح آب و هوا استفاده می شود برای کمک به پیدا کردن فرورفتگی های سطحی، سیستم های فشار بالا، و مرزهای پیشانی.

تاریخچه

barometer history

در اگرچه ایوانگلیستا Torricelli جهان با ابداع شاخص در سال 1643 اعتبار شده است، [1] [2] [3] اسناد تاریخی نیز نشان می دهد گاسپارو Berti، ریاضیدان و منجم ایتالیایی، ناخواسته فشارسنج آب زمانی بین 1640 و 1643 ساخته شده است. [1] [ 4] دانشمند و فیلسوف فرانسوی رنه دکارت طراحی یک آزمایش برای تعیین فشار جوی به عنوان اوایل به عنوان 1631، توصیف، اما هیچ مدرکی وجود ندارد که او ساخته شده است یک شاخص که در آن زمان کار وجود دارد. [1]

Old barometers

در 27 ژوئیه 1630، جیووانی باتیستا Baliani نوشت: نامه ای به گالیلئو گالیله توضیح آزمایش او ساخته شده بود که در آن یک لوله یا سیفون رد، به رهبری بیش از یک تپه ای در مورد بیست و یک متر ارتفاع، موفق به کار است. گالیله با توضیح این پدیده به او پیشنهاد کرد که این قدرت از خلاء است که برگزار می شود آب بود، و در یک ارتفاع خاص، میزان آب به سادگی بیش از حد شد و این نیرو می تواند هر نگه ندارد، مانند بند ناف است که می تواند وزن بسیار پشتیبانی می کند. [5] [6] این بیان دیگری از نظریه ترسناک vacui (“ماهیت نفرت دارد خلاء”)، که قدمت آن به ارسطو، که گالیله به عنوان resistenza دل vacuo بیان بود.

ایده های گالیله رم در دسامبر 1638 در Discorsi خود رسیده است. Raffaele Magiotti و گاسپارو Berti با این ایده ها به کار می برد، بسیار هیجان زده شدند، و تصمیم گرفت به دنبال یک راه بهتر را به تلاش برای تولید یک خلاء در مقایسه با لوله یا سیفون رد شده است. Magiotti ابداع این آزمایش، زمانی بین 1639 و 1641، Berti با Magiotti، Athanasius Kircher و نیکولو Zucchi در حال حاضر آن را انجام. [6]

Aneroid_barometer

چهار حساب از آزمایش Berti وجود داشته باشد، اما یک مدل ساده از آزمایش خود را شامل پر کردن با آب یک لوله بلند است که هر دو طرف وصل بود، و سپس لوله را در یک حوضه در حال حاضر پر از آب ایستاده است. انتهای لوله، باز شده بود و آب که در داخل آن بوده است به حوضه ریخت. با این حال، تنها بخشی از آب در لوله جریان خارج، و سطح آب در داخل لوله در یک سطح دقیق ماند، که رخ داده است به 10.3 متر، ارتفاع Baliani و گالیله مشاهده کرده بود که با لوله یا سیفون رد محدود شد. آنچه در مورد این آزمایش بسیار مهم بود این بود که آب را کاهش فضای بالای آن در لوله که تا به حال تا به حال هیچ تماسی متوسط ​​با هوا به پر کردن ترک کرده بودند. این به نظر می رسد نشان می دهد که احتمال از خلاء موجود در فضای بالای آب است. [6]

Torricelli، دوست و شاگرد گالیله، جرأت در کل مسئله را از زاویه های مختلف. در نامه ای به میکل آنژ ریچی در سال 1644 مورد آزمایش با فشارسنج آب، او نوشت:

بسیاری گفته اند که خلاء وجود ندارد، دیگران که آن را به رغم از مخالفت از طبیعت و با مشکل وجود داشته باشد، من از هیچ کس که گفته است که آن را بدون مشکل و بدون مقاومت از طبیعت وجود دارد. من استدلال کردم در نتیجه: اگر می توان یک علت آشکار است که از آن مقاومت را می توان مشتق شده است که به احساس اگر ما سعی می کنیم برای ایجاد یک خلاء وجود دارد، به نظر من احمقانه است که سعی کنید نسبت به خلاء آن دسته از عملیات که به دنبال آشکارا از برخی علل دیگر و این کار را با ساخت برخی از محاسبات بسیار آسان می کند، که من پیدا کردم که علت تعیین شده توسط من (که شده است، وزن از جو) باید به خودی خود به تنهایی به ارائه یک مقاومت بیشتری نسبت به زمانی که ما سعی می کنیم به تولید یک خلاء [7. ]

به طور سنتی تصور می شد (به خصوص Aristotelians) که هوا وزن جانبی ندارد: است که، است که کیلومتر از هوا بالاتر از سطح هر وزن بالاتر از بدن اعمال نمی شده است. حتی گالیله وزنی از هوا به عنوان یک حقیقت ساده را پذیرفته است. Torricelli سوال که فرض است، و به جای آن پیشنهاد کرد که هوا وزن، و دوم (و نه جذب نیروی خلا) است که (و یا به جای، تحت فشار قرار دادند) تا ستون آب برگزار می شود. او فکر کرد که سطح آب باقی ماند در (C. 10.3 متر) بازتابی از نیروی وزن هوا را با فشار دادن آن (به طور خاص، هل دادن در آب در حوضه و در نتیجه محدود کردن چقدر آب می تواند از لوله به داخل آن سقوط بود ). به عبارت دیگر، او را به فشارسنج را به عنوان یک تعادل، ابزار برای اندازه گیری (به عنوان مخالف صرفا به عنوان یک ابزار برای ایجاد یک خلاء) مشاهده می شود، و چون او اولین بار آن را در این راه مشاهده بود، او در نظر گرفته شده است که به طور سنتی مخترع بارومتر (به این معنا که ما در استفاده از این اصطلاح در حال حاضر). [6]

Torricelli از آنجا که از شایعات در گردش در محله ایتالیایی سخن چینی یا شایعات Torricelli، که شامل است که او در برخی از جادوگری و سحر مشغول بود، متوجه او تا به حال به نگه داشتن راز آزمایش خود را برای جلوگیری از خطر دستگیر شدن. او نیاز به استفاده از یک مایع است که از آب سنگین تر بود، و از ارتباط قبلی و پیشنهادات خود را توسط گالیله، او با استفاده از جیوه استنباط می شود، یک لوله کوتاه می تواند مورد استفاده قرار گیرد. با عطارد، پس از آن به نام “سیماب (quicksilver)” است، که حدود 14 بار سنگین تر از آب، یک لوله تنها 80 سانتی متر در حال حاضر مورد نیاز بود، 10.5 متر نیست. [8]

بلز پاسکال همراه با پیر پتی، 1646، و تکرار کرده بود کامل آزمایش Torricelli پس از شنیدن در مورد آن را از مارین مرسن، که خودش را نشان داده است این آزمایش توسط Torricelli بود به سمت پایان 1644. پاسکال بیشتر ابداع پژوهش به آزمون گزاره ارسطویی که در آن بخارات از مایع که فضا در یک فشارسنج پر بود. تجربه او در مقایسه با آب با شراب، و از دومی بیشتر “spiritous” در نظر گرفته شد، انتظار می رود Aristotelians شراب به ایستادن پایین تر (از آنجا که بیشتر بخارات به معنی بیشتر به پایین می راند و در ستون مایع). پاسکال انجام آزمایش عمومی، دعوت از Aristotelians به پیش بینی نتیجه از قبل است. Aristotelians شراب را پیش بینی می ایستادن کمتر است. این [6] نیست.

با این حال، پاسکال رفت و حتی بیشتر به آزمون تئوری مکانیکی. اگر، به عنوان مظنون به توسط فیلسوفان مکانیکی مانند Torricelli و پاسکال، هوا وزن لترال، وزن هوا کمتر خواهد بود در ارتفاعات بالاتر است. بنابراین، پاسکال نوشت و به برادرش در قانون، فلورین Perier، زندگی می کردند که در نزدیکی یک کوه به نام د Puy گنبد، درخواست او را به انجام یک آزمایش بسیار مهم است. بود Perier را به یک شاخص تا د گنبد Puy و اندازه گیری در طول راه از ارتفاع ستون جیوه است. او سپس به آن را نسبت به اندازه گیری های گرفته شده در پای کوه برای دیدن اگر آن اندازه گیری گرفته شده بالاتر بود در واقع کوچکتر است. در سپتامبر 1648، Perier با دقت و دقت انجام آزمایش، و نشان داد که پیش بینی پاسکال درست بوده است. فشارسنج جیوه ایستاده بود پایین تر یکی از بالاتر رفت. [6]

انواع
آب مبتنی بر فشارسنجها

این مفهوم است که کاهش فشار اتمسفری پیش بینی آب و هوای طوفانی، به فرض توسط Lucien Vidie، فراهم می کند که مبنای نظری برای دستگاه پیش بینی آب و هوا به نام “طوفان شیشه ای” یا “فشارسنج گوته” (به نام یوهان ولفگانگ فون گوته، نویسنده و دانشمند مشهور آلمانی که ساده و در عین حال موثر آب و هوا فشارسنج توپ با استفاده از اصول توسعه یافته توسط Torricelli).

آب و هوا فشارسنج توپ متشکل از ظروف شیشه ای با بدن مهر و موم شده، نصف با آب پر شده است. باریک فواره زدن اب به بدن زیر سطح آب متصل و بالاتر از سطح آب بالا می رود. باریک فواره زدن اب به جو باز است. هنگامی که فشار هوا کمتر از آن را در بدن مهر و موم شده بود، سطح آب در فواره زدن اب بالاتر از سطح آب در بدن افزایش یابد، هنگامی که فشار هوا بالاتر است، سطح آب در فواره زدن اب در زیر قطره سطح آب در بدن است. تنوع این نوع فشارسنج را می توان به راحتی در خانه ساخته شده است. [9]
فشارسنج جیوه

فشارسنج جیوه دارای یک لوله شیشه ای با ارتفاع حداقل 84 سانتی متر، در یک انتهای آن بسته است، با باز کردن مخزن پر از جیوه در این پایگاه. وزن از جیوه باعث ایجاد خلا در بالای لوله است. جیوه در لوله را تنظیم تا وزن ستون جیوه اتمسفر نیروی اعمال شده بر روی مخزن توازن است. فشار اتمسفر بالا نیروی بیشتر در مورد مخزن، مجبور جیوه بالاتر در ستون است. کم فشار جیوه اجازه می دهد تا به یک سطح پایین تر در ستون با کاهش نیروی قرار داده شده بر روی مخزن کاهش است. از آنجا که درجه حرارت بالاتر در دستگاه چگالی جیوه را کاهش می دهد مقیاس برای خواندن ارتفاع جیوه تنظیم شده برای جبران این اثر است.

Torricelli مستند که ارتفاع جیوه در فشارسنج تغییر کمی هر روز و به این نتیجه رسیدند که این با توجه به تغییر فشار در جو [1] او نوشت: “زندگی می کنیم در ته اقیانوسی از هوا ابتدایی غوطه ور، که توسط آزمایش بدون چون و چرا به وزن “شناخته شده است.

طراحی فشارسنج جیوه افزایش می دهد به بیان از فشار اتمسفر در اینچ یا میلی متر و یا فوت (تور): فشار به عنوان سطح از ارتفاع جیوه در ستون عمودی ذکر شده است. به طور معمول، فشار اتمسفر، بین 26.5-31.5 inHg اندازه گیری شده است. یک اتمسفر (1 اتمسفر) است معادل به میلیمتر 760 از جیوه است.

طراحی و تغییر به ابزار حساس تر، ساده تر برای خواندن و آسان تر در تغییرات مانند حوضه، لوله یا سیفون رد، چرخ، مخزن، Fortin، در چند تاشو، بسهولت قابل، و تعادل فشارسنجها های حمل و نقل منجر شده است. فشارسنجها Fitzroy ترکیب استاندارد با فشارسنج جیوه یک دماسنج، همچنین به عنوان یک راهنمای چگونه به تفسیر تغییرات فشار است. Fortin فشارسنجها استفاده از یک متغیر جابه جایی جیوه مخزن، معمولا با اشکلک شست فشار پایین دیافراگم چرم ساخته شده است. این جبران برای جابه جایی جیوه در ستون با فشار متفاوت است. برای استفاده از یک فشارسنج Fortin، سطح جیوه را به سطح صفر قبل از فشار بر روی ستون خوانده است. برخی از مدل ها نیز از یک شیر برای بسته شدن مخزن، قادر به ستون جیوه به به بالای ستون برای حمل و نقل مجبور. این امر مانع از آب چکش صدمه به ستون در حمل و نقل است.

در تاریخ 5 ژوئن سال 2007، یک رهنمود اتحادیه اروپا برای محدود کردن فروش جیوه، در نتیجه پایان دادن به تولید فشار سنج جیوه جدید در اروپا به طور موثر به تصویب رسید.

فشارسنجها Aneroid
همچنین نگاه کنید به: Barograph
فشارسنج aneroid قدیمی
فشارسنج aneroid مدرن

فشارسنج aneroid، در سال 1843 توسط دانشمند فرانسوی لوسین Vidie اختراع کوچک، با استفاده از یک جعبه فلزی قابل انعطاف به نام سلول aneroid (کپسول) است، که از آلیاژ بریلیم و مس است. [10] کپسول تخلیه (یا معمولا کپسول) ساخته شده است از سقوط یک فنر قوی جلوگیری می شود. تغییرات کوچک در فشار هوای خارجی باعث می شود که سلول در حال گسترش است و یا در حال انقباض. این انبساط و انقباض درایوهای مکانیکی اهرم به طوری که جنبش های کوچکی از کپسول تقویت شده و نمایش داده شده بر روی چهره شاخص aneroid. در بسیاری از مدلها عبارتند از: سوزن دستی استفاده شده است که علامت اندازه گیری تا یک تغییر دیده می شود. علاوه بر این، ساز و ساخته شده است عمدا “سفت” به طوری که با بهره برداری از فشارسنج نشان می دهد که آیا فشار در حال افزایش است و یا در حال سقوط به عنوان حرکت اشاره گر است.
Barographs

barograph، که ثبت یک گراف برخی از فشار اتمسفر است، با استفاده از یک مکانیزم فشارسنج aneroid به حرکت سوزن بر روی یک فویل دودی و یا حرکت قلم بر کاغذ، که هر دوی آنها به درام منتقل شده توسط کوکی متصل است. [11]
غیر معمول فشارسنجها
: تراوین کهکشان دارای بارومتر ساخته شده در [12]

هستند بسیاری از انواع دیگر غیر معمول از شاخص وجود دارد. از تغییرات در فشارسنج طوفان، مانند ثبت اختراع جدول بارومتر کالینز، به طرح های سنتی تر به دنبال مانند Otheometer هوک و Sympiesometer راس. برخی، مانند بارومتر روغن کوسه، [13] کار فقط در محدوده درجه حرارت خاصی، به دست آمده در آب و هوای گرمتر

مکان های غیر معمول از یک فشارسنج، محل سکونت خود را در گوشی های هوشمند جدید سامسونگ کهکشان  :: تراوین [14] است که شامل به ارائه سریع تر قفل GPS است. [15]

نرم افزار
همچنین نگاه کنید به تجزیه و تحلیل: سطح آب و هوا و پیش بینی آب و هوا
دیجیتال فشارسنج نموداری.
Barograph با استفاده از پنج انباشته سلول های شاخص aneroid.

با استفاده از فشار هوا و گرایش فشار (تغییر فشار در طول زمان) شده است در پیش بینی وضع هوا از اواخر قرن 19th استفاده می شود. [16] هنگامی که در ترکیب با مشاهدات باد استفاده می شود، منطقی دقیق پیش بینی های کوتاه مدت را می توان ساخته شده است. [17 ] قرائت همزمان هوا را از سراسر شبکه ای از ایستگاه های آب و هوا اجازه می دهد نقشه فشار هوا تولید می شود، که شکل اول نقشه آب و هوا مدرن بودند که در قرن 19th ساخته شده است. Isobars، خطوط فشار برابر، زمانی که در چنین یک نقشه کشیده می شود، یک نقشه کانتور نشان دادن مناطق از فشار بالا و پایین می دهد. [18] های محلی اعمال بالا فشار اتمسفر به عنوان یک مانع برای نزدیک شدن به سیستم آب و هوا، انحراف البته آنها. آسانسور جوی همگرایی باد در سطح پایین را در سطح ایجاد می شود کم به ارمغان می آورد ابرها و به طور بالقوه بارش است. [19] تغییر در فشار بزرگتر، به خصوص اگر بیش از 3.5 HPA، بزرگتر تغییر در آب و هوا می توان انتظار داشت. اگر افت فشار سریع است، یک سیستم کم فشار نزدیک است، و احتمال بارش باران وجود دارد. افزایش فشار سریع، از جمله در پی یک جبهه سرد، با بهبود شرایط آب و هوا، از جمله پاکسازی آسمان همراه است. [20]
غرامت
درجه حرارت

چگالی عطارد را با دما تغییر کند، بنابراین خواندن باید برای تنظیم درجه حرارت از ابزار است. برای این منظور یک دماسنج جیوه است که معمولا بر روی دستگاه نصب شده است. جبران درجه حرارت از یک فشارسنج aneroid از جمله یک عنصر دو فلز در ارتباط مکانیکی انجام شده است. فشارسنجها Aneroid فروخته شده را برای استفاده داخلی به طور معمول جبران خسارت ندارد.
ارتفاع

همانطور که فشار هوا در ارتفاعات بالاتر از سطح دریا (و افزایش پایین تر از سطح دریا) کاهش ارزش واقعی ساز خواهد بود، وابسته به محل آن است. این فشار معادل فشار سطح دریا برای اهداف گزارش و تنظیم ارتفاع سنج هواپیما (به عنوان هواپیما ممکن است در بین مناطق مختلف به علت فشار نرمال اتمسفر به وجود سیستم های آب و هوایی پرواز) تبدیل شده است. فشارسنجها Aneroid مکانیکی برای تنظیم ارتفاع است که اجازه می دهد تا معادل فشار سطح دریا به خواندن به طور مستقیم و بدون تنظیم بیشتر در صورتی که دستگاه به ارتفاع های مختلف منتقل شده است.

!آیا این مطلب مفید بود؟ به اشتراک بگذارید