До середины XIX века основным прибором для измерения атмосферного давления оставался ртутный барометр Торричелли. Несмотря на высокую точность, ртутные барометры были громоздкими, хрупкими стеклянными трубками с ядовитой жидкой ртутью, что делало их транспортировку в морских плаваниях и горных экспедициях чрезвычайно сложной. В 1844 году французский инженер-изобретатель Люсьен Види создал и запатентовал барометр-анероид («безжидкостный») — компактный прибор, фиксирующий давление с помощью деформации тонкостенной гофрированной металлической коробки с выкачанным воздухом.
Кинематика гофрированной коробки и системы рычагов
Главным элементом анероида Види стала герметичная мембранная коробка из тонкой латуни или меди. Изменения внешнего давления сжимают или расширяют коробку, а рычажная система передает это движение на стрелку циферблата.
Пошаговый процесс измерения давления анероидом
Процесс преобразования деформации мембраны в показания барометра происходит следующим образом:
- Изменение атмосферного давления: Рост атмосферного давления давит на внешние стенки герметичной коробки.
- Прогиб гофрированной металлической мембраны: Упругая стенка коробки прогибается внутрь против сопротивления стальной пружины.
- Передача усилия через рычажную передачу: Система микроскопических шарнирных рычагов усиливает малый прогиб мембраны.
- Поворот стрелки по шкале циферблата: Цепочка вращает ось со стрелкой, указывая точное давление в миллиметрах ртутного столба.
Сравнение типов метеорологических барометров
Изобретение Люсьена Види сделало барометры портативными, безопасными и доступными для каждого корабля, самолета и метеорологической станции.
| Параметр прибора | Ртутный жидкостный барометр Торричелли | Металлический барометр-анероид Види (1844) |
|---|---|---|
| Используемое рабочее тело | Токсичная жидкая ртуть в стеклянной трубке | Герметичная гофрированная металлическая коробка |
| Портативность и прочность | Хрупкий, требует вертикального крепления | Компактный, прочный, не боится тряски и наклонов |
| Экологическая безопасность | Высокий риск отравления парами ртути при бое | Абсолютно безопасен в любых условиях |
Совет от istoknews.com
Пользуясь настенным или судовым механическим анероидом, помните, что перед снятием точных показаний рекомендуется слегка постучать пальцем по стеклу прибора. Это снимает микроскопическое трение в рычажной передаче и позволяет стрелке занять точное положение. Читайте материалы из архива истории приборостроения на istoknews.com.