БАРОМЕТР СТАНЦИОННЫЙ ЧАШЕЧНЫЙ

Станционный чашечный барометр (рис.5.1) состоит из прямой запаянной сверху стеклянной трубки 6, заполненной очищенной ртутью. Нижний открытый конец трубки при помощи шайбы-втулки 10 с винтовой нарезкой укреплен в крышке пластмассовой или чугунной чашки 9. Эта чашка состоит их трех свинчивающихся частей: нижней, средней и верхней. Средняя часть 11 имеет перегородку (диафрагму) с несколькими отверстиями. Диафрагма исключает резкие колебания ртути в чашке (при перевозке), при которых в барометрическую трубку может проникнуть воздух. Уровень ртути в чашке находится несколько выше перегородки. Чтобы находящаяся в чашке ртуть сообщалась с наружным воздухом (в противном случае барометр не будет реагировать на изменение атмосферного давления), в верхней части чашки сделано небольшое отверстие, закрываемое винтом 8, отвернутом при рабочем состоянии барометра на 2-3 оборота.

Стеклянная барометрическая трубка имеет длину около 80 см и внутренний диаметр около 7,3 мм. В верхней части трубки над ртутью имеется вакуум - крайне разреженное (безвоздушное) пространство (давление не более 10 гПа). Благодаря этому, под действием давления, которое оказывает воздух на свободную поверхность ртути в чашке, ртуть вытесняется из нее в трубку и поднимается до определенной высоты, при которой вес ртутного столба оказывается равным атмосферному давлению. Трубка помещена в металлическую оправу 4, привинченную к чашке барометра.

Оправа барометра предохраняет стеклянную трубку от повреждений и, кроме того, служит опорой ряду приспособлений, необходимых для измерения высоты ртутного столба. На верхний конец оправы навинчен колпачок с кольцом 1 для крепления прибора.

В верхней части оправы 4 сделана сквозная вертикальная прорезь, позволяющая наблюдать за положением верхнего уровня (мениска) ртути в стеклянной трубке. На левой части оправы находится кольцо с укрепленным на нем нониусом 2, с помощью которого и определяется высота ртутного столба.

 

 

Нониус представляет собой передвижную вспомогательную шкалу, с помощью которой проводится отсчет десятых долей делений основной шкалы барометра. Нулевое деление нониуса совпадает с нижним его срезом, служащим для наводки на мениск ртутного столба. При выполнении измерений визирная линия должна проходить через нуль нониуса и касаться вершины мениска ртути. Перемещение нониуса по вертикали вдоль шкалы барометра осуществляется с помощью кремальеры 5. Шкала барометра градуирована в гектопаскалях или в миллиметрах ртутного столба.

Для предохранения шкалы от загрязнения верхняя часть оправы защищена стеклянной или целлулоидной трубкой 3.

В средней части оправы 4 сделана вторая прорезь, в которую вставлен термометр 7, с помощью которого определяют температуру барометра. Цена деления термометра при барометре или термометра атташе 1°С.

Нуль шкалы барометра должен совпадать с уровнем ртути в трубке. Однако при колебаниях давления этот уровень меняется. Для исключения связанных с этим ошибок в чашечном барометре применяется компенсированная шкала. Расчет ее сделан на основании следующих соображений. Изменение уровня ртути зависит от соотношения площадей барометрической трубки и чашки. Это соотношение при изготовлении барометра делается равным 1:50. Если ртуть в трубке при повышении давления поднимется на 1гПа, то уровень ртути в чашке опустится на 1/50гПа. Следовательно, каждое деление шкалы должно быть уменьшено на 1/50, т.е. на
0,02гПа. У станционных барометров со шкалой в гектопаскалях длина деления равна 0,735мм, а с миллиметровой шкалой –
0,98 мм.

Ртутный барометр устанавливается в служебном помещении метеорологической станции на капитальной стене в особом трехгранном шкафчике (рис. 5.2), боковые стенки которого в то же время являются створками. При наблюдениях створки широко открываются и не мешают наводке нониуса и проведению отсчета.

 

В шкафчике барометр подвешивают за кольцо к специальному крюку с гайкой, прилагаемых к барометру. Барометр не должен подвергаться резким колебаниям температуры, поэтому шкафчик с барометром нельзя помещать вблизи обогревательных систем и других источников тепла, оконных проемов и дверей, его следует предохранять от попадания прямых солнечных лучей. Чашка барометра должна находиться на высоте 70-75см над полом, чтобы наблюдатель мог свободно отсчитать показания барометра. Чтобы мениск ртути в барометрической трубке был хорошо виден, на задней стенке шкафчика, против прорези в оправе, наклеивается чистый лист белой бумаги. С этой же целью в заднюю стенку шкафчика вставляется матовое стекло, освещаемое небольшой электрической лампочкой, помещенной между шкафчиком и стеной комнаты.

 

Измерения по станционному барометру проводятся в следующем порядке:

1. Открывают шкаф и включают освещение.

2. Отсчитывают температуру по термометру при барометре с точностью до десятых долей градуса.

3. Слегка постукивают пальцем по оправе барометра, препятствуя сцеплению ртути со стенками трубки и придавая мениску ртути в барометрической трубке нормальную форму (ртутный столбик должен быть выпуклым).

4. Подводят нониус сверху до момента кажущегося касания его срезов вершины мениска ртути в барометрической трубке (по краям должны оставаться небольшие просветы). При этом глаз должен находиться на визирной линии, проходящей через нуль нониуса и задний срез кольца нониуса.

5. Отсчитывают показания барометра. Целые деления по шкале, а десятые доли - по номеру деления нониуса, который совпадает с одним из делений шкалы. Результаты измерений записывают в книжку КМ-1.