manometer อาจเป็นอุปกรณ์ใด ๆ ที่วัดความดัน อย่างไรก็ตาม เว้นแต่จะมีคุณสมบัติเป็นอย่างอื่น คำว่า "มาโนมิเตอร์" ส่วนใหญ่มักหมายถึงเฉพาะท่อรูปตัวยูที่เติมของเหลวบางส่วน คุณสามารถสร้างมาโนมิเตอร์ประเภทนี้ได้โดยง่ายโดยเป็นส่วนหนึ่งของการทดลองในห้องปฏิบัติการเพื่อแสดงผลกระทบของความดันอากาศต่อคอลัมน์ของเหลว
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
มาโนมิเตอร์เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์หรือเกจที่วัดความดัน
สร้างมาโนมิเตอร์
สามารถสร้างมาโนมิเตอร์แบบธรรมดาได้โดยการเติมของเหลวสีลงในหลอดพลาสติกบางส่วนเพื่อให้สังเกตระดับของเหลวได้ง่าย จากนั้นท่อจะโค้งงอเป็นรูปตัวยูและยึดในตำแหน่งตั้งตรง ระดับของของไหลในคอลัมน์แนวตั้งทั้งสองควรเท่ากัน ณ จุดนี้ เนื่องจากขณะนี้มีแรงดันเท่ากัน ระดับนี้จึงถูกทำเครื่องหมายและระบุว่าเป็นจุดศูนย์ของมาโนมิเตอร์
การวัดความดัน
มาโนมิเตอร์วางชิดกับมาตราส่วนที่วัดได้เพื่อให้ความสูงของทั้งสองคอลัมน์มีความแตกต่างกัน ค่าความแตกต่างของความสูงนี้สามารถใช้โดยตรงเพื่อทำการเปรียบเทียบสัมพัทธ์ระหว่างแรงกดในการทดสอบต่างๆ มาโนมิเตอร์ประเภทนี้ยังสามารถใช้ในการคำนวณความดันสัมบูรณ์เมื่อทราบความหนาแน่นของของเหลวในมาโนมิเตอร์
มันทำงานอย่างไร
ปลายด้านหนึ่งของท่อเชื่อมต่อด้วยซีลกันแก๊สกับแหล่งแรงดันทดสอบ ปลายอีกด้านของท่อเปิดออกสู่บรรยากาศและจะถูกกดทับด้วยแรงดันประมาณ 1 บรรยากาศ (atm) หากแรงดันทดสอบมากกว่าแรงดันอ้างอิง 1 atm ของเหลวในคอลัมน์ทดสอบจะถูกดันลงไปที่คอลัมน์ ทำให้ของเหลวในคอลัมน์อ้างอิงเพิ่มขึ้นในปริมาณที่เท่ากัน
การคำนวณความดัน
ความดันที่กระทำโดยคอลัมน์ของของไหลสามารถหาได้จากสมการ P = hgd ในสมการนี้ P คือความดันที่คำนวณได้ h คือความสูงของของเหลว g คือแรงโน้มถ่วงและ d คือความหนาแน่นของของเหลว เนื่องจากมาโนมิเตอร์วัดค่าความแตกต่างของแรงดันแทนที่จะเป็นแรงดันสัมบูรณ์ เราจึงใช้การแทนที่ P = Pa – P0 ในการแทนที่นี้ Pa คือแรงดันทดสอบและ P0 คือแรงดันอ้างอิง
ตัวอย่าง: การใช้มาโนมิเตอร์
สมมติว่าของไหลในมาโนมิเตอร์เป็นปรอท และความสูงของของไหลในคอลัมน์อ้างอิงสูงกว่าความสูงของของไหลในคอลัมน์ทดสอบ .02 เมตร ใช้ 13,534 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3) สำหรับความหนาแน่นของปรอทและ 9.8 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง (m/s2) เพื่อความเร่งของแรงโน้มถ่วง คุณสามารถคำนวณความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองคอลัมน์ดังนี้:
hgp=0.02\times 9.8\times 13,534 = 2,653\text{ kg/ms}^2
สำหรับหน่วยของความดัน คุณสามารถใช้ปาสกาลได้ โดยมีค่าประมาณ 101,325 ปาสกาล เท่ากับ 1 atm ของความดัน ค่าความต่างของแรงดันในมาโนมิเตอร์จึงเป็นดังนี้:
P_a-P_0=\frac{2,653}{101,325}=0.026\text{ atm}
ดังนั้น ความดันในคอลัมน์ทดสอบ (Pa) จะเท่ากับ:
P_0+0.026 = 1 + 0.026 = 1.026\ข้อความ{ atm}