En manometer kan vara vilken anordning som helst som mäter tryck. Men om inte annat anges hänvisar termen ”manometer” oftast specifikt till ett U-format rör delvis fyllt med vätska. Du kan enkelt bygga den här typen av manometer som en del av ett laboratorieexperiment för att demonstrera effekten av lufttryck på en vätskekolonn.
En manometer är ett vetenskapligt instrument eller mätare som mäter tryck.
Bygga en manometer
En enkel manometer kan byggas genom att delvis fylla ett genomskinligt plaströr med en färgad vätska så att vätskenivån lätt kan observeras. Röret böjs sedan till en U-form och fixeras i upprätt läge. Vätskenivåerna i de två vertikala kolonnerna bör vara lika vid denna punkt, eftersom de för närvarande utsätts för samma tryck. Denna nivå är därför markerad och identifierad som nollpunkten för manometern.
Mätning av tryck
Manometern placeras mot en uppmätt skala för att tillåta eventuell höjdskillnad på de två kolumnerna. Denna höjdskillnad kan användas direkt för att göra relativa jämförelser mellan olika testtryck. Denna typ av manometer kan också användas för att beräkna det absoluta trycket när densiteten av vätskan i manometern är känd.
Hur det fungerar
Ena änden av röret är ansluten med en gastät tätning till en provtryckskälla. Den andra änden av röret lämnas öppen mot atmosfären och kommer därför att utsättas för ett tryck på cirka 1 atmosfär (atm). Om testtrycket är större än referenstrycket på 1 atm, pressas vätskan i testkolonnen ner i kolonnen. Detta gör att vätskan i referenskolumnen stiger lika mycket.
Beräkna trycket
Trycket som utövas av en vätskekolonn kan ges av ekvationen P = hgd. I denna ekvation är P det beräknade trycket, h är vätskans höjd, g är tyngdkraften och d är vätskans densitet. Eftersom manometern mäter en tryckskillnad snarare än ett absolut tryck, använder vi substitutionen P = Pa – P0. I denna substitution är Pa testtrycket och P0 är referenstrycket.
Exempel: Manometeranvändning
Antag att vätskan i manometern är kvicksilver och att vätskans höjd i referenskolumnen är 0,02 meter högre än vätskans höjd i testkolumnen. Använd 13 534 kilo per kubikmeter (kg/m3) för kvicksilverdensiteten och 9,8 meter per sekund i kvadrat (m/s2) för gravitationsacceleration. Du kan beräkna tryckskillnaden mellan de två kolumnerna som: hgp=0,02 gånger 9,8 gånger 13 534 = 2 653text{ kg/ms}^2
För tryckenheter kan du använda pascal, med cirka 101 325 pascal motsvarande 1 atm tryck. Tryckskillnaden i manometern är därför: P_a-P_0 =frac{2,653}{101,325}=0,026text{ atm}
Så, trycket i testkolumnen (Pa) är lika med: P_0+0,026 = 1 + 0,026 = 1,026text{ atm}
