TGBL1116 Meteorológiai műszerek. A légnyomás mérése, megfigyelése. Légnyomás definíciója. A légnyomás mérése. Légnyomás mértékegységei

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "TGBL1116 Meteorológiai műszerek. A légnyomás mérése, megfigyelése. Légnyomás definíciója. A légnyomás mérése. Légnyomás mértékegységei"

Béla Tóth
7 évvel ezelőtt
Látták:

TGBL1116 Meteorológiai műszerek A légnyomás mérése, megfigyelése Bíróné Dr. Kircsi Andrea Egyetemi adjunktus DE Meteorológiai Tanszék Debrecen, 2009/2010 I.

felületegységre gyakorolt értéke a légnyomás. A légnyomás mértéke a magasság függvénye, ami annyit jelent, hogy a magassággal arányban csökken a felületegységre ható nyomóerő.

1 TGBL1116 Meteorológiai műszerek A légnyomás mérése, megfigyelése Bíróné Dr. Kircsi Andrea Egyetemi adjunktus DE Meteorológiai Tanszék Debrecen, 2009/2010 I. félév Légnyomás definíciója Nyomás:fizikai mennyiségként egységnyi felületre eső erőhatást adja meg p=f/a 1Pa=1N/m 2 A levegő tömege a nehézségi erő hatására nyomóerőt gyakorol a testekre, ennek felületegységre gyakorolt értéke a légnyomás. A légnyomás mértéke a magasság függvénye, ami annyit jelent, hogy a magassággal arányban csökken a felületegységre ható nyomóerő. p=h g, ahol h a légoszlop magassága, a levegő sűrűsége, g a nehézségi gyorsulás A légnyomás mérése Ha kb. 1m hosszú, egyik végén zárt üvegcsövet higannyal töltünk fel s nyitott végével lefelé fordítva higannyal telt edénybe állítjuk, azt tapasztaljuk, hogy a higany nem ömlik ki a csőből, hanem bizonyos magasságig továbbra is kitölti azt. Az edényben lévő higany minden A nagyságú keresztmetszetére a rá nehezedő légoszlop ugyanakkora nyomást gyakorol, mint az A keresztmetszetű, h magasságú higanyoszlop súlya. A súlyt megkapjuk, ha a csőben lévő higany tömegét megszorozzuk a rá ható nehézségi erővel, g-vel. Ha a higanyoszlop keresztmetszete A, a Hg sűrűsége, az egyensúlyt a F=Ah g egyenlet fejezi ki. Ebből a légnyomást megkapjuk, ha a nyomóerőt felületegységre vonatkoztatjuk. Barométer fejlődése Castellini tanítványa -Torricelli 1643-ban kísérletben bizonyítja a Hg, mint nagy fajsúlyú anyag használhatóságát a légnyomás mérésében Viviani barometer megszerkesztése Légnyomás mértékegységei 1Pa=1N/m 2 Normál nyomás: 1 atm=10 5 Pa=1013mbar 1bar=10 5 Pa=100000Pa=1000mbar =750Hgmm Normál légnyomáson 760mm magas higanyoszlop tart egyensúlyt 760Torr 1atm=101325Pa= mbar=760Hgmm=760Torr Kanadában és USA-ban higanyhüvelyk - inhg Egy a tengerszinttől a légkör tetejéig tartó 1 cm 2 -es levegőoszlop tömege körülbelül 1,037 kg. Egy 1 m 2 alapterületű oszlopra 100 KN (kilonewton) erő hat. 1

A légnyomás mérése Mért paraméterek Levegő aktuális nyomása tengerszintre átszámítva -izobár Légnyomás tendencia - izallobár: elmúlt 3 óra, vagy más időszak végéig tartó nyomás változás nagysága és

Standard nehézségi gyorsulás 45 szélességre számított g=9.80665m/s 2 Legfontosabb légköri paraméter, amely előrejelzést segíti pontos mérése kulcsfontosságú Mérési tartomány: 500-1080hPa 0.

2 A légnyomás mérése Mért paraméterek Levegő aktuális nyomása tengerszintre átszámítva -izobár Légnyomás tendencia - izallobár: elmúlt 3 óra, vagy más időszak végéig tartó nyomás változás nagysága és iránya Nyomástendencia szinoptikus jelei Hidegfront áthaladása az állomáson Frontálzóna megérkezése előtt Légnyomás mérése Normál /standard légköri nyomás: 0 C-on mért Tengerszintre átszámított Standard nehézségi gyorsulás 45 szélességre számított g= m/s 2 Legfontosabb légköri paraméter, amely előrejelzést segíti pontos mérése kulcsfontosságú Mérési tartomány: hPa 0.1hPa pontosság Szenzor idő konstansa: 20s Átlagolási idő: 1 min Nem csak az eszközre, hanem az elhelyezésre is vonatkozik kritérium Statika alapegyenlete A légnyomás magasság szerinti változásának törvényét tanulmányozva képzeljünk el egy egységnyi keresztmetszetű légoszlopot. E légoszlopban pedig egy végtelenül kicsiny dz magasságú darabot. Ebben a darabban lévő levegő súlyával fog csökkenni a légnyomás, ha dz magassággal emelkedünk. Nyilvánvaló, hogy a dz magasság-növekedéshez tartozó dp nyomáscsökkenés értéke egyenlő lesz a dz térfogategységben foglalt levegő tömegének a nehézségi gyorsulással való szorzatával. dp=-g dz Magasságmérés barométerrel Barometrikus magasságformula: csoportosítása 1. Folyadékbarométer Fuess, Fortin Higanyoszlop magasságának a változása 2. Aneroid barométerek, folyadék nélküli fémszelence alakváltozása - barográfok 3. Forrásponthőmérők, hipszométerek folyadékok forráspontja változik 4. Elektromos barométerek kvarckristály piezorezisztens tulajdonsága változik nyomás hatására 2

átmérője 6-8mm Hőmérsékleti korrekcióhoz hőmérő Megengedett hiba +-0,3mbar Nullpont Folyadékbarométerek korrekciói Különleges barométerek 1. Hőmérsékleti korrekció 0 C-ra számítják át 2.

3 csoportosítása - Folyadék Nyers barométer állás Hg oszlop magassága Fuess rendszerű állomásbarométer Nincs nullpont beállítás Kompenzációs a skála Nóniuszos csúszka segíti a leolvasást Hg cső átmérője 6-8mm Hőmérsékleti korrekcióhoz hőmérő Megengedett hiba +-0,3mbar Nullpont Folyadékbarométerek korrekciói Különleges barométerek 1. Hőmérsékleti korrekció 0 C-ra számítják át 2. Nehézségi korrekció 45 szélességre és tengerszintre számítják át 3. Hibaindexek 1. Kapilláris korrekció Hg-ba merülő kapilláriscsőnek szélesednie kell 2. Gőznyomás korrekció - párolgó Hg gőz nyomást gyakorol a Hg oszlopra Folyadékbarométerek Goethe barometer Csökkenő légnyomás a vihar, csapadék érkezését jelzi Kezdetleges módszer az időjárás előrejelzésére Folyadékbarométerek Fitzroy időjárás előrejelző eszköze 1850-es évekből Fitzroy viharbarométere Kombinált eszköz a hőmérséklet és a légnyomás együttes mérésére Brit szigeteken operatív módon használták Desztillált víz, etanol, potassium nitrát, ammónium-klorid és kámfor keveréke. 3

Elhelyezés - folyadékbarométer csoportosítása Aneroid Egyenletes hőmérsékletű hely Fix elhelyezés, függesztve Nincs kitéve az időjárás viszontagságainak Barométer leolvasásának időpontja a pontos

jpg csoportosítása Aneroid Berillium és réz ötvözetből készült fémszelence Vidie-féle doboz A szelence alakváltozása mutatja a nyomás változását folyamatosan - barográf csoportosítása - barográf

4 Elhelyezés - folyadékbarométer csoportosítása Aneroid Egyenletes hőmérsékletű hely Fix elhelyezés, függesztve Nincs kitéve az időjárás viszontagságainak Barométer leolvasásának időpontja a pontos terminusidő csoportosítása Aneroid Berillium és réz ötvözetből készült fémszelence Vidie-féle doboz A szelence alakváltozása mutatja a nyomás változását folyamatosan - barográf csoportosítása - barográf Barográfszalag heves vihar idején Forrásponthőmérő - hipszométer Elektromos barométerek Víz forráspontja csökken, ha csökken a légnyomás A magassággal csökken forráspont Pontos hőmérő Magasságmérés légnyomásmérés 4

Precision Air-Pressure Sensor Silicium resonator 35...1310 hpa Alkalmazható: 0 10.

5 Precision Air-Pressure Sensor Silicium resonator hpa Alkalmazható: m magasságtartomány C hőmérsékleti tartomány AIR-PRESSURE SENSOR Pressure-sensitive silicium diaphragm, capacitive hpa Altitude m temperatures C Cruise ships heliports professional meteorology e.g. at airports industrial applications development weather stations AIR-PRESSURE SENSOR Absolute pressure... is measured inside the cost effective, practical and robust standard housing. The technical design makes the measuring range changeover on site as well as the choice of the output signal possible. The universally applicable sensor is the proper solution for price conscious customers. It distinguishes itself by its low maintenance and easy operation. Piezo-resistive pressure measuring cell hpa switchable to hpa Altitude m temperatures C humidity % r. h. Digital Precision Air- Pressure Measuring Instrument Silicium resonator hpa / ± 0.02% FS ± 0.26 hpa Altitude m temperatures C 24 mértékegységben: mbar bar Pa hpa kpa M Pa kg/cm² kg/m² mmhg c mhg mhg mmh2o cmh2o mh 2O torr atm psi lb/ft² inh g inh2o fth2o m in Barograph - Drum recorder Set of aneroid capsules (nickel silver) 9-fold high-quality aged compensated Off the line and manipulation proof Wider drum (160 mm), high resolution Pressure measuring element with overload protection for transport to up to 2700 m altitude Highly precise and application oriented PRECISION METAL BAROMETER Aneroid capsule liquid thermometer t works reliably in altitudes between 0 and 500 m hpa C 5

Two tubular spirit levels, the stable cast foot with three point support as well as the movable zero point warrant easy set up and operation.

6 Micro manometer Lowest pressure triggers a precise display in the sensible liquid fine pressure measuring instrument. Overpressure, low pressure and differential pressure can be measured stationary as well as mobile. Two tubular spirit levels, the stable cast foot with three point support as well as the movable zero point warrant easy set up and operation. Analogous display of absolute and differential pressure Reference device Micro manometer Micro-pressure gauges are used to measure inert gases in the gauge, vacuum and differential pressure domain. These instruments have high measuring sensitivity and resolution (scale length up to 4000 mm). With the aid of the mirror ring and knife-edge pointer, measured values can be read accurately and free from parallax error. The micro-pressure gauges can be built into control panels, portable metal boxes or calibrators. Köszönöm a figyelmet! Bíróné Kircsi Andrea kircsia@delfin.klte.hu 6

Hasonló dokumentumok

TGBL1116 Meteorológiai műszerek. A légnyomás mérése, megfigyelése. Légnyomás definíciója. A légnyomás mérése. Légnyomás mértékegységei

TGBL1116 Meteorológiai műszerek A légnyomás mérése, megfigyelése Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék Debrecen, 2008/2009 II. félév Légnyomás definíciója Nyomás:fizikai mennyiségként