تعرف على شرح تركيب المانومتر

جهاز يستخدم لقياس ضغط الغاز أو البخار هناك عدة أنواع من مقاييس الضغط يتكون أبسط نوع منه من أنبوب على شكل حرف لاتيني (U) بطرفين مفتوحين

المانومتر  أو ما يسمى مقياس الضغط ، ميزان الضغط هو جهاز يستخدم في قياس ضغط البخار والغاز والماء ،  المانومتر يأخذ شكل الحرف اللاتيني ( u ) ، وعند القياس إذا كان ضغط الغاز أكبر من الضغط الجوي ، يرتفع السائل داخل المكان المعرض للهواء ، ويمكن قياس الفروق بين الارتفاع لإيجاد ضغط السائل ، وفي التقرير التالي نقدم لكم شرح تركيب المانومتر . [1]

شرح تركيب المانومتر 

تتعدد أجهزة  المانومتر ، ويعتبر أقرب نوع منها هو الشكل الذي يأخذ الحرف اللاتيني u ، وتكون نهايته مفتوحة ،  ومنها المانومتر المائي و المانومتر الزئبقي ، حيث يحتوي الأنبوب على سائل الزئبق والذي يملأ قاع الأنبوب ، ويرتفع السائل داخل الأنبوب ، ويقوم الشخص الذي يستخدم الجهاز بتوصيل أحد ذراعي المانومتر بالغاز المراد قياسه ، وتظل الذراع الأخرى مفتوحة في الغلاف الجوي ، وهذه الطريقة يتم فيها تعرض السائل ضغط الغاز داخل أحد الذراعين وإلى الغلاف الجوي من الناحية الأخرى .

وإذا كان ضغط الغاز أكبر من الضغط الجوي يقوم السائل بالارتفاع داخل الذراع المفتوحة أو المعرضة للهواء ، كما يمكن قياس الفروق بين الارتفاع لإيجاد ضغط السائل ، والذي يساوي ناتج ضرب الفروق بين الارتفاعين في كمية السائل ، ويصبح ضغط الغاز مساوياً لحاصل جمع السائل والضغط الجوي.

وفي بعض المانومترات ، يتم إفراغ الهواء من إحدى أذرع الأنبوبة ويتم إغلاق الذراع الأخرى ، وهذه العملية يتم فيها التخلص من الحاجات إلى التعديلات عن التغير في الضغط الجوي .

والفروق بين مستويات السائل في الأذرع ، يقوم بتوضيحها ضغط الغاز ، ويتم قياس ضغط الغاز بوحدات تقابل ارتفاع السائل .

ويعمل المانومتر بطريقة ربط زنبرك إلى مؤشر يمكنه التحرك امام مقياس مدرج ، ويظهر في قراءات الضغط التي تقع عليه ،  ويستخدم المانومتر الفيزيائيين والأطباء في أجهزة قياس ضغط الدم .

انواع المانومتر 

تتعدد أنواع مقاييس الضغط ، حيث يتم استخدام المانومتر السائل لقياس ضغط عمود السائل ، ويوجد أجهزة الربيع القادرة على قياس القوة المطبقة ، وفي هذه يتم قياس الضغط بالتوازن مع قوة تشوه الربيع .

ويعتبر الأقل شعبية في المانومتر هو ضغط المكبس ، حيث يقابل الضغط التي يتم قياسه من قبل مكبس الجهاز .[2]

• مانومتر المائي ويكون السائل المستخدم فضغط ، جوي
• يه الماء .
• مانومتر زئبقي ويكون السائل المستخدم هو الزئبق .

ووفقا لظروف الاستخدام ، يمكن تصنيع بعض الأجهزة التالية :

• التقنية والتي تستخدم للأغراض العامة للأجهزة .
• السيطرة والتي صممت للتحقق من المعدات المثبتة .
• ونموذج لأدوات القياس والاختبارات ، والتي تتطلب زيادة الدقة .

ويمكننا تقسيم المانومترات إلى حساسية العنصر ودرجة الدقة ، وعلى سبيل المثال ، ووفقاً لوحدات الدقة ، المانومتر هي : 0.15 ، 0.25 ، 0.4 ، 0.6 ، 1 ، 1.5 ، 2.5 ، 4. هنا يحدد الرقم دقة الجهاز ، وكلما كان أقل ، كلما كان الجهاز أفضل .

وتكون المانومترات مخصصة لقياس الضغط الزائد ، ويستند مبدأ القياس المانومترات على استخدام زنبرك خاص ، ويتأثر تحت تأثير الضغط ، و يمكننا تحديد قيمة تشوه عنصر الاستشعار بواسطة جهاز القراءة ، والذي يحتوي على مقياس تدريجي ،  ويعتبر العنصر الحساس في المانومترات ، هو أنبوب بوردون .

ويوجد بعض العناصر الأخرى ، هو الغشاء المموج المسطح الشكل ، شكله ربيع أنبوبي ، ومتعدد الأدوار ، يأخذ شكل هارمونيكا ، ولكن فعاليتها متساوية .

ويعتبر الأكثر شيوعاً هو مقياس المانومترات ، والتي تستخدم لنشاط قياس الضغط في نطاق  0.6-1600 kgf / cm2.

وكما ذكرنا أن المانومترات تتركب من أنبوبة زجاجية الشكل ، يوجد بها نسبة من سائل الزئبق أو الماء ، ذو كثافة محددة ، وتتصل إحدى شعبتيه بمستودع الغاز والمراد قياس الضغط فيه ، وتكون الأخرى معرضة للهواء ، وتكمن فكرة عمله عندما نقوم بالضغط على جميع النقاط الواقعة في مستوى أفقي  محدد ومعين ، في وجود سائل متجانس يكون متساوياً ، ونقوم باستخدامها عند قياس ضغط غاز محبوس ، وقياس الفروق بين ضغط غاز محبوس والضغط الجوي .

مثال على المانومترات 

نقدم لكم مثال على كيفية استخدام المانومترات وحسابها :

احسب الضغط الناشئ عن غاز عند توصيله بـ مانومتر بوحدات cm Hg ، bar إذا كان سطح الزئبق في الفرع الخالص منخفض عن الفرع المتصل بالمستودع بمقدار 20 cm :

وتكون الإجابة :

P = Pa – h = 76 – 20 = 56 cm Hg

=(56 × 1.013) / 76 = 0.7464 bar

العلاقة بين البارومتر والمانومتر

يخلط الجميع بين البارومتر و المانومترات ، ولكن يوجد فروق بينهما وهي :

المانومتر هو جهاز يتم استخدامه في قياس ضغط البخار أو الغاز أو الماء ، وتتعدد أنواع المانومترات ، منها الشكل اللاتيني ذو النهاية المفتوحة ، ويحتوي على سائل وهو الزئبق الذي يمتلئ في القاع ، ويرتفع داخل ذراع الأنبوب ، ويقوم الشخص الذي يستخدم المانومتر بتوصيل أحد الذراعين بالغاز المراد قياسها .

البارومتر هو جهاز لقياس الضغط الجوي ، و تستخدمه مراكز الأرصاد الجوية حتى لمعرفة التغير في ضغط الهواء ، والتي تعني أنه سوف يحدث تغييرات في ضغط الهواء  ، ويستخدم البارومتر لقياس الارتفاعات  المختلفة ، حيث تقل نسبة الضغط الجوي ، كلما زاد الارتفاع .

ويقوم البارومتر لقياس الضغط الجوي بالمليمتر الزئبقي ، أو وحدة القياس التي تسمى البار ،  والتي تنقسم إلى مليبار ، ويعتبر البار وحدة ضغط في النظام المتري ، وعند المقارنة بين قياسات الضغط المأخوذة عند الارتفاعات ، يقوم العلماء بتحويل القياسات إلى القيمة التي تساوي الصفر المئوي .