ADVERTISEMENTS:
List of Pressure Measuring Devices.を掲載しました。 そして、そのデバイスは 1. バロメーター 2.ピエゾメーターまたは圧力管 3. マノメーター 4. ブルドン管 5． ダイアフラム圧力計 6. マイクロマノメーター(U字管) .
1. 気圧計
気圧計は大気圧を測定するための装置である。 図2.18は水銀気圧計で、長さ1mのガラス管の一端を閉じて完全に水銀で満たし、水銀の入ったボウルの中で倒立させたものである。 水銀が少量でもボウルに落ちると、管の上端が真空になります。
ボウルの中の水銀の表面に作用する大気圧は、管の中の水銀柱を支えることになる。 管の中の水銀柱の高さをボウルの中の水銀面から測ったものをhとする。
ADVERTISEMENTS:
大気圧強度Paとする
海面での水銀柱の高さは、およそ760mm水銀とする。
ADVERTISEMENTS:
海面での大気圧の頭=760 mm of mercury.
管内の水銀の上の空間には、水銀の蒸気が含まれます。
この空間をトリケッラ真空といいます。
注：
注意：
水銀は密度が高く（したがって短い管で済む）、蒸気圧が非常に低いので気圧計に理想的である。
気圧計の読みは、その場所の高度や天候に影響されます。 ある地点で記録された気圧計の読みは、その場所の気圧だけを示しています。
国際標準気圧は、水深10.325m、水銀760mmに対応する101.325kPaです。
i. アネロイド気圧計。
注意事項：
この装置は、強いバネで崩壊を防いだ部分的に真空にした段ボール箱で構成されています。 気圧の変化により箱の前面が内側または外側に変形し、バネの引っ張り力が大気の圧力による力にちょうど対抗できるようになっています。
この小さな変位が増幅され、校正された目盛りの上に設けられた指針を動かすのです。
ii. サイフォン式気圧計。
注意事項：
この器具は家庭用気圧計として便利に使用されます。 この装置は、ガラス管の下部をU字管状に曲げたものです。 U字管の開口端は大きくなっている。 この部分は、通常の気圧計のボウルや貯水池の代わりとなる。 水銀面には、小さな重量の鉄のブロックが、水銀の突き上げとカウンターウェイトによって支えられています。
鉄の塊と分銅は、滑車にかけられた紐で結ばれています。 気圧の変化でU字管開放端の水銀面が上下し、これがプーリーをある角度だけ回転させる。 プーリーに取り付けられた指針が円形の目盛りの上を移動し、そこから気圧を読み取ることができます。
2. ピエゾメータまたは圧力管。
ピエゾメータは、配管のどの部分でも流れる液体の静圧頭を測定するために使用される。 下端が開いた管で、管の内壁と同一平面に取り付けられている。 管の他端は大気に開放されている。 図2.21および図2.22に示す配置において、液体が管内を上昇する高さhは、管が配管に接続されているレベルAにおける圧力ヘッドを表します。
また、ピエゾメーターの形状を工夫してパイプに接続し、パイプの中心の高さでの圧力差を直接求めることも可能である。
ピエゾメーターの制限事項。
ピエゾメーターの使用には、次のような理由により制限がある。
(i)高い圧力を測定することは非常に困難であり、現実的でない。 特に比重の小さい液体では、ピエゾメータ内の液柱の高さが不都合なほど高くなり、非常に長いピエゾメータチューブが必要になる。
(ii) 負圧の場合、ピエゾメーターの管から容器内に空気が流入するため、ピエゾメーターは作動しない。
(iii) 管の直径が10mm以下の場合、毛細管現象が起こりやすい。
(iv) 連続的に起こるような急激な圧力の変化は、効果的に測定できない。 これは、ピエゾレベルの変化が急激な圧力変化に比べて遅れるためです。
ピエゾメータ管は、小さい負圧の測定には図2.23に示すような形がある。 この場合、管内の液体の自由表面は、圧力を測定する容器内のレベルAより低いレベルになる。 管内の自由液面がAよりh単位小さいとすると、Aにおける圧力ヘッド
= ha = -水の長さSh単位、
ここで、S – 液体の比重である。
3 マノメーター：
i. U字管式マノメーター(ダブルコラムマノメーター):
マノメーターは、異なる液体の柱を用いた圧力測定装置である。 圧力を測定する流体を被測定流体と呼び、もう一方の流体をマノメータ流体と呼びます。 マノメーター流体は、計量流体より密度が高いものと低いものがある。 気体だけでなく、液体の圧力測定にも使用されます。 マノメーターは、異なる流体が入ったU字型のチューブがつながっています。
マノメーターは、片方の縁が大気に開放されているとき、もう片方の縁に接続された流体の圧力を記録します。 両端が圧力源に接続されている場合、マノメータは2つの圧力源間の圧力差を記録する。 したがって、これらのマノメータは単純マノメータおよび差動マノメータと呼ばれる。
パイプ内の流体の圧力は、パイプ内の流体と混ざらない重い液体を入れたガラス製のU字管を用いて測定することができる。
パイプの中に水があり、測定液として水銀を使用するとする。 レベルEFは2つの液体の接触面に対応するとする。 パイプの中心をXとする。
ii. 倒立U字管式マノメータ。
マノメーターに軽い液体を使用することがある。 このような場合、倒立型マノメーターを使用します（図2.39）。
パイプA、Bにはそれぞれ比重Sa、Sbの液体が入っています。 このような配置では、A、B間の圧力差が小さくても、マノメータ液の大きな偏向が生じる。 したがって、正確に測定することができる。 w = 水の比重とする。
∴ AとBの液体の比重はそれぞれSawとSbwである。
負圧または吸引圧を測定する。
図2.43に圧力Paの水が入ったパイプAを示す。 このパイプは比重Sの重い液体（通常、水銀を測定液として使用する）の入ったU字管に接続されている。 図2.43は測定液の液面を示したものである。 マノメーターの読み値を y とする。 測定液の上面をパイプの中心から h 単位下とする。
iii. 高感度マノメーター。
シングルカラムマノメーター:
図2.55に示す単列式マノメーターは、通常のU字管式マノメーターを改良したものである。 このマノメータも2本の支柱を持ち、そのうちの1本は他の支柱に比べて非常に大きな面積を持っている。 大きい方の縁（ベイスンともいう）の面積は、もう一方の縁の面積の 100 倍にすることもできる。 マノメーターは、水銀のような重い液体でできています。 圧力を測定するパイプは、大きい方の縁に接続されています。
配管内の圧力変化は、水槽内のマノメータ液面の高さをごくわずかに変化させるだけである。 このレベルの変化は無視してもよい。 したがって、細い管内の読み取り値のみを測定することになります。 水槽の液面に対応した読み取りをする必要がないので、透明である必要はない。 通常は鉄でできています。 他方、細管は、より高感度にするために、垂直または傾斜していてもよい。
マノメータがパイプに接続されていないときの、洗面器と細管内のマノメータ液面をXXとする。 パイプをマノメータに接続した後、洗面器のマノメータ液面の低下を△h1とする。
h2＝細縁のマノメーター液面の上昇とする。
h1＝XXより上のパイプの中心の高さ。
A = 桝の断面積.
a = 狭い縁の断面積。
S = パイプの中の液体の比重。
Sm = マノメーターの中の液体の比重。
S’ = パイプ内の液体に対するマノメーター内の液体の比重。
iv. 傾斜管式マノメーター
これは単管式マノメーターを改良したものである。 この場合、マノメーターの管を傾斜させ、より感度を高くしている。 図2.56はこのタイプのマノメーターを示したものである。 この場合、細い管内の重い液体の変位が相対的に大きくなるので、より正確に読み取ることができる。
4. ブルドン管
この装置は、一端Aを閉じた楕円形の金属管からなり、他端Bは圧力を測定するゲージポイントに装着される。 流体が管内に入ると、管はまっすぐになる傾向がある。
ピニオン-セクターの配置により、チューブの小さな弾性変形は増幅されて指針に伝えられる。 指針は目盛りのついたダイヤルの上を移動する。 この装置は、既知のさまざまな圧力にかけることによって校正される。
ブルドン管は、蒸気ボイラーや水道管のような高圧だけでなく、負圧や真空圧の測定にも適している。 このように正圧と負圧を測定できるように工夫されたゲージを複合ゲージという。
5. ダイアフラム式圧力計。
ブルドン管と同じ原理である。 この場合、ブルドン管の代わりに波形のダイアフラムが設けられている。 この装置を任意のゲージポイントに装着すると、ダイアフラムは弾性変形を起こす。
この変形は指針に伝えられ、指針は圧力を示す目盛りの上を移動する。 この装置は、アネロイド気圧計と同じ原理で作動することに注目されたい。 この装置は、比較的低い圧力を測定するのに適していることがわかる。
6. マイクロマノメータ（U字管に端部を拡大したもの）。
U字管ゲージの感度を上げるため、図2.59に示すように端部を拡大したものを使用する。 このような配置をマイクロマノメータという。 この装置では2種類の混じりけのないマノメータ液が使用される。 2つのマノメータ液体の比重をs1、s2とすると（s1 > s2）、密度の高い方の液体がU字管の底に満たされることになります。
A＝拡大した各端部の面積
a＝ チューブの面積
2本の肢にかかる圧力が等しいとき、すなわちp1＝p2のとき、2液間の分離面をXXとする。
この状態で、軽い方のマノメータ液のヘッドをXXよりh上とする。 XXでの圧力は2つの肢で同じでなければならない。
px = s2wh
となる。