Барограф - Barograph
Барографа является барометром , который регистрирует барометрического давления с течением времени в графической форме. Этот прибор также используется для непрерывной регистрации атмосферного давления. Чувствительный к давлению элемент, частично откачанный металлический цилиндр, соединен с ручкой ручки таким образом, что вертикальное перемещение ручки пропорционально изменениям атмосферного давления.
Разработка
Александр Камминг , часовщик и механик, утверждает, что создал первый эффективный записывающий барограф в 1760-х годах с использованием анероидной ячейки. Камминг создал серию барометрических часов, в том числе для короля Георга III . Однако этот тип дизайна вышел из моды. Поскольку количество движения, которое может быть произведено одним анероидом, ничтожно, до семи анероидов (так называемых банок Види) часто складываются «последовательно», чтобы усилить их движение. Этот тип барографа был изобретен в 1844 году французом Люсьеном Види (1805–1866).
В таких барографах одна или несколько анероидных ячеек действуют через зубчатую передачу или рычажный механизм, приводя в движение записывающий рычаг, на крайнем конце которого имеется писец или ручка. Писец делает записи на копченой фольге, в то время как ручка делает записи на бумаге с помощью чернил, залитых пером. Записывающий материал закреплен на цилиндрическом барабане, который медленно вращается по часовой стрелке . Обычно барабан совершает один оборот в день, в неделю или в месяц, и скорость вращения часто может быть выбрана пользователем.
Также были изобретены различные другие типы барографов. Карл Крейл описал машину в 1843 году, основанную на сифонном барометре , где карандаш наносил карту через одинаковые интервалы. Фрэнсис Рональдс , почетный директор обсерватории Кью , создал первый успешный барограф с использованием фотографии в 1845 году. Изменение высоты ртути в барометре регистрировалось на постоянно движущейся светочувствительной поверхности. К 1847 году был также использован сложный механизм температурной компенсации. Барограф Рональдса в течение многих лет использовался Метеорологическим бюро Великобритании для помощи в прогнозировании погоды, а аппараты поставлялись в многочисленные обсерватории по всему миру.
Современное использование
Сегодня традиционные записывающие барографы для метеорологических целей обычно заменяются (хотя и не всеми) электронными метеорологическими приборами, которые используют компьютерные методы для регистрации атмосферного давления. Они не только дешевле, чем более ранние барографы, но также могут предлагать как большую длину записи, так и возможность выполнять дальнейший анализ собранных данных, включая автоматическое использование данных для прогнозирования погоды. Старые механические барографы высоко ценятся коллекционерами, так как они являются хорошими экспонатами, часто изготавливаемыми из высококачественной древесины и латуни.
Самый распространенный погодный барограф, который сегодня можно найти в домах и общественных зданиях, - это восьмидневный барограф. Некоторые важные производители барографов - это Negretti и Zambra , Short and Mason, а также Ричард Феррис и другие. Конец викторианской эпохи - начало 20 века обычно считается периодом расцвета производства барографов. В это время были внесены многие важные усовершенствования, в том числе улучшенная температурная компенсация и модификация ручки пера, чтобы позволить приложить меньший вес к бумаге, что позволяет лучше регистрировать небольшие изменения давления (то есть меньшее трение о перо). Морские барографы (используемые на судах) часто включают демпфирование . Это выравнивает движение корабля, чтобы можно было получить более стабильные показания, это может быть либо масляное демпфирование механизма, либо простые витые пружинные ножки на основании. Но новые твердотельные цифровые барографы полностью устраняют эту проблему, поскольку в них нет движущихся частей.
Использование в авиации
Поскольку атмосферное давление предсказуемо реагирует на изменения высоты, барографы могут использоваться для записи изменений высоты во время полета самолета. FAI требовала барографов для записи определенных задач и попыток, связанных с планерами . Постоянно меняющийся след указывал, что планер не приземлялся во время выполнения задания, в то время как измерения от откалиброванного следа можно было использовать для подтверждения выполнения заданий на высоту или установки рекордов. Примеры одобренных FAI планарных барографов включали механический барабанный барограф Replogle и электронный барограф EW (который может использоваться вместе с GPS ). Механические барографы в настоящее время обычно не используются для полетной документации, их заменили бортовые регистраторы GNSS .
Трехдневный барограф
Справа вверху от изображения трехдневного барографа можно увидеть серебряную ручку с накаткой . Это необходимо для настройки барографа так, чтобы он правильно отражал давление станции. Под ручкой еле виден небольшой серебряный поршень. Его нажимают каждые три часа, чтобы на бумаге оставалась отметка времени.
Линия между двумя из этих отметок называется «характеристикой барометрической тенденции» и используется синоптиками . Наблюдатель сначала отмечал, было ли давление ниже или выше, чем за три часа до этого. Затем будет выбран кодовый номер, который лучше всего представляет трехчасовую трассу. Есть девять возможных вариантов (от 0 до 8), и ни один код не имеет предпочтения перед другим. В случае графика на барографе можно выбрать один из двух кодов. 8 (постоянный, затем убывающий) или 6 (убывающий, затем устойчивый). Наблюдателю следует выбрать цифру 6, потому что она представляет последнюю часть кривой и, таким образом, наиболее репрезентативна для изменения давления.
В центре внизу находится анероид (большой круглый серебряный предмет). По мере увеличения давления анероид толкается вниз, заставляя руку подниматься и оставлять след на бумаге. По мере уменьшения давления пружина поднимает анероид, и рычаг опускается.
Через три дня барабан, к которому прикреплен график, снимается. В этот момент заводной двигатель заводится, и при необходимости можно внести коррективы для увеличения или уменьшения скорости и прикрепить новую диаграмму.