Аппарат измеряющий давление как называется. Тонометр: виды, принцип работы и как правильно измерять давление — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое тонометр и как он работает. Какие бывают виды тонометров. Как правильно измерять артериальное давление тонометром. На что обратить внимание при выборе тонометра.

Содержание

Что такое тонометр и для чего он нужен

Тонометр — это медицинский прибор для измерения артериального давления. Он позволяет определить систолическое (верхнее) и диастолическое (нижнее) давление крови в артериях.

Регулярное измерение артериального давления необходимо для:

Диагностики гипертонии и гипотонии
Контроля эффективности лечения сердечно-сосудистых заболеваний
Профилактики осложнений при повышенном давлении
Оценки общего состояния сердечно-сосудистой системы

Измерение давления с помощью тонометра — простая и безболезненная процедура, которую можно проводить самостоятельно в домашних условиях.

Виды тонометров

Существует несколько основных видов тонометров:

Механические тонометры

Механические (анероидные) тонометры состоят из манжеты, груши для нагнетания воздуха и манометра со шкалой. Давление измеряется вручную с помощью фонендоскопа. Преимущества: надежность, долгий срок службы. Недостатки: необходимы навыки использования.

Полуавтоматические тонометры

В полуавтоматических тонометрах манжета надувается вручную, а измерение и вывод результатов происходит автоматически. Преимущества: простота использования, невысокая цена. Недостатки: нужно самостоятельно накачивать манжету.

Автоматические тонометры

Автоматические тонометры самостоятельно накачивают манжету и проводят измерение. Бывают на плечо и на запястье. Преимущества: максимальная простота использования. Недостатки: более высокая цена, зависимость от элементов питания.

Как правильно измерять давление тонометром

Для получения точных результатов важно соблюдать правила измерения артериального давления:

Не принимайте пищу, кофе и не курите за 30 минут до измерения
Отдохните 5-10 минут перед процедурой
Сядьте удобно, расслабьтесь, не скрещивайте ноги
Наложите манжету на 2-3 см выше локтевого сгиба
Во время измерения не двигайтесь и не разговаривайте
Проводите измерение 2-3 раза с интервалом 1-2 минуты
Записывайте результаты для отслеживания динамики

Соблюдение этих простых правил поможет получить максимально точные показатели артериального давления.

На что обратить внимание при выборе тонометра

При выборе тонометра следует учитывать следующие факторы:

Тип прибора (механический, полуавтоматический, автоматический)
Точность измерений (погрешность не более 3 мм рт.ст.)
Размер манжеты (должна соответствовать обхвату руки)
Наличие памяти для хранения результатов измерений

Возможность подключения к компьютеру для анализа данных
Простота использования и понятность инструкции
Надежность и репутация производителя

Проконсультируйтесь с врачом, чтобы выбрать оптимальный для вас тонометр с учетом состояния здоровья и индивидуальных особенностей.

Суточное мониторирование артериального давления

Суточное мониторирование артериального давления (СМАД) — это метод длительного измерения давления в течение 24-48 часов. Он позволяет:

Оценить колебания давления в течение суток
Выявить скрытую гипертонию
Определить эффективность лечения
Подобрать оптимальную схему приема препаратов

СМАД проводится с помощью специального портативного аппарата, который автоматически измеряет давление через заданные промежутки времени. Это позволяет получить более полную картину состояния сердечно-сосудистой системы.

Нормы артериального давления

Нормальным считается артериальное давление в пределах:

Систолическое (верхнее) — 100-139 мм рт.ст.
Диастолическое (нижнее) — 60-89 мм рт.ст.

Оптимальным является давление 120/80 мм рт.ст. Однако нормы могут отличаться в зависимости от возраста, пола и состояния здоровья. Какое давление считается нормальным для вас, должен определить врач.

Когда необходимо обратиться к врачу

Обратитесь к врачу, если при измерении давления вы обнаружили:

Стабильно повышенное давление (выше 140/90 мм рт.ст.)
Пониженное давление (ниже 90/60 мм рт.ст.)
Большую разницу между верхним и нижним давлением
Резкие скачки давления
Появление симптомов: головная боль, головокружение, тошнота

Своевременное обращение к специалисту поможет выявить проблемы на ранней стадии и предотвратить серьезные осложнения.

Аппараты и приборы для измерения артериального давления человека

Каждый человек, придя к терапевту, сталкивается с плановым измерением внутрисосудистых значений. Если при этом выявляют гипертонию или гипотонию, потребуется регулярно следить за внутрисосудистыми показателями, возможно, госпитализироваться, чтобы узнать все особенности заболевания. Также стоит приобрести прибор для измерения давления человека, позволяющий узнать состояние сосудов в комфортной обстановке, и суметь предупредить тяжелые приступы.

На первичном приеме у специалиста проводят пациенту первое измерение артериальных показателей, используя для этого механический, полуавтоматический или автоматический прибор для измерения артериального давления – тонометр.

Учитывая, что восстановление внутрисосудистого напряжения может занять годы, больному потребуется приобрести собственный аппарат для измерения артериального давления, чтобы вовремя установить причину плохого самочувствия и принять медикаменты.

Тонометр – современный медицинский аппарат, использующийся для неинвазивного измерения артериального давления (устройствоне вызывает болевых ощущений и не нарушает целостность кожного покрова при исследовании).

Благодаря данному оборудованию можно безболезненно, быстрои без помощи медицинского персонала осуществлять контроль артериального давления, избегать осложнений, к которым может привести гипотония или гипертония.

Аппараты для измерения артериального давления неинвазивным способом разделяются на несколько видов, это значительно упрощает их эксплуатацию. Сегодня пользуется спросом наполовину автоматический и автоматический аппарат для мониторинга артериального давления, однако механическийтоже не уступает своему усовершенствованному аналогу. Рассмотрим все особенности и преимущества измеряющих давление аппаратов: какой из них лучше? Важно определиться, как выбрать прибор, выполняющий высокорезультативное измерение артериального давления.

Содержание статьи

Механические аппараты
- Ртутный механический тонометр
Полуавтоматические устройства
Автоматические приборы
- Плечевой тонометр
- Запястной тонометр
- Пальцевой тонометр
Рекомендации по технологии внутрисосудистого измерения
Как правильно подобрать тонометр

Механические аппараты

Механический прибор для измерения артериального давления носит это название, ведь позволяет мерить давление, независимо от внешних факторов.

Главное, чтобы человек был в силах накачать манжету и оценить результат. Данное оборудование состоит из манжеты для измерения артериального давления, манометра (для измерения давления воздуха внутри манжеты) и груши.

Механический аппарат для неинвазивного измерения артериального давления (также именуемый, как сфигмоманометр) используется следующим образом:

Манжеты для измерения артериального давления надевают на руку, как можно выше к плечу и фиксируют специальной липучкой.
На уши надевают фонендоскоп, подобный терапевтическому прибору, предназначенному для прослушивания грудной клетки. Другой его конец кладут на внутреннюю часть локтевого изгиба и слегка прижимают.
Далее манжета для руки накачивается при помощи груши. Только после этого подводятся итоги и оценка артериального давления.

Чтобы узнать точные внутрисосудистые результаты, потребуется положить манометр для измерения перед собой, и накачивать грушу, пока пульс не перестанет прослушиваться фонендоскопом. Затем следует нащупать на груше небольшое колесико и провернуть его. В результате, манжета для измерения будет медленно сдуваться, а человеку потребуется хорошо прислушиваться к фонендоскопу.

В момент, когда прибор для измерения кровяного давления начнет громко пульсировать в ушах – он будет свидетельствовать о результатах систолических показателей, а на каких значениях затихнет – говорит о диастолических.

В целом, это очень популярный прибор измерения давления, но он требует специальных навыков и знаний, которыми владеет не каждый больной. Такие тонометры регулярно используются в поликлиниках.

В пенсионном возрасте измерить артериальное давление механическим устройством (без посторонней помощи) становится трудней. Если человек ранее не сталкивался с таким оборудованием, не понимает суть его работы, то вряд ли он сможет в старости научиться самостоятельно считывать информацию с манометра. Также в старости начинает слабеть слух – это вторая причина, по которой данная методика исследования тоже становится недоступна людям преклонного возраста.

В результате, чтобы регулярно осуществлять механическим тонометром измерения давления у человека пожилого возраста, потребуется помощь близких. В случае, если пенсионер не имеет наследников или они редко посещают его, рекомендуется использовать усовершенствованные альтернативные устройства.

Ртутный механический тонометр

Также существует тонометр, осуществляющий измерение артериального давления при помощи ртути. Он имеет вместо манометра ртутный экран, которым и измеряют давление человека (оценивают результаты). Учитывая появление усовершенствованных аппаратов от давления, этот измеритель является не совсем удобным при эксплуатации, ведь не подлежит транспортировке.

По сути, этот измеритель давления на руку (ртутный тонометр) тоже имеет манжет. Работает аналогично современному механическому сфигмоманометру, но для его применения человеку потребуется сидеть за столом и смотреть на ртутный датчик. Во время оценки результата, ртутный столб будет находиться перед глазами, поэтому считывание информации не затруднит больного.

Полуавтоматические устройства

Полуавтоматический измеритель артериального давления является упрощенным оборудованием, позволяющим померить давление любому человеку, независимо от образования и умственного развития. Полуавтоматические приборы продаются в аптеках по умеренной цене. Для использования данного аппарата потребуется:

Надеть манжет для измерения, немного выше локтя (ближе к плечу), зафиксировать его.
Затем нажать кнопку на оборудовании.
Накачать манжет для измерения давления воздуха вручную, используя грушу.

В итоге, измерение давления у человека становится намного проще, ведь полуавтоматический измеритель артериального давления сам спускает манжет, и показывает уже готовые результаты.

Недостаток этого измерителя артериального давления заключается в потребности использования батареек или подключения к электросети (в зависимости от выбранного вами производителя и модели тонометра). Батарейки требуют постоянных финансовых расходов, но по-другому устройство не будет функционировать, тогда такой контроль внутрисосудистого напряжения становится дорогостоящим в использовании.

При покупке тонометра, требующего подключение к сети, измерение давления у человека вне дома станет невозможным.

Однако некоторые приборы для измерения артериального давления имеют специальный адаптер для тонометра, позволяющий переключать питание с батареи на электросеть, и наоборот.

Благодаря такому приспособлению можно измерять давление где угодно.

Автоматические приборы

Автоматический аппарат, измеряющий артериальное давление у человека, прост в использовании, поэтому им сможет пользоваться даже ребенок. В комплекте с данным тонометром идет инструкция, объясняющая, как определить артериальное давление. Также на некоторых тонометрах имеется адаптер для изменения питания и специальная таблица, подсказывающая, как узнать, не покинуло ли внутрисосудистое напряжение нормальные рамки.

Измерительные функции такого устройства дополняют возможности полуавтоматических приборов, поэтому он самый точный и лучший среди всех аналогичных устройств.

Данный аппарат имеет манжеты для измерения артериального давления и электрический монитор, позволяющий измерить давление, нажимая всего одну кнопку.

Этот тип тонометров разделяется на несколько разновидностей:

Плечевой.
Пальцевой.
Запястной.

Неважно, чем измеряется давление, а именно – каким автоматическим прибором. Цель каждого из них звучит одинаково – предоставить самые точные результаты. Любой автоматический электронный прибор, измеряющий давление самостоятельно, накачивает манжету для измерения давления воздуха. Она располагается на плече, пальце или запястье (в зависимости от выбора медицинского оборудования, предназначенного для фиксации внутрисосудистых показателей). Далее устройство спускает манжету, и показывает больному готовый результат.

Каждый из этих тонометров имеет адаптер для подключения к электросети, поэтому приобретая данные измерители давления, можно применять их как в поездке, дома, так и на курорте.

Плечевой тонометр

При гипертонии и гипотонии, других болезнях сосудисто-сердечной системы, характеризующихся повышением внутрисосудистого давления, лучше использовать аппараты для измерения давления плечевого типа. При этом подвергаются измерению крупные артерии, что позволяет узнать самый точный результат среди всех видов автоматических измерителей.

Запястной тонометр

Аппарат для измерения давления на запястье чаще всего применяется для контроля функциональности сосудистой системы у спортсменов. Такой прибор от давления называется браслет от гипертонии (или гипотонии, в зависимости от проблем больного).

Также измеритель давления на запястье позволяет проводить суточное измерение, чтобы проверить, как себя ведет сосудистая система на протяжении всего дня (при выполнении физических нагрузок и отдыха). Рекомендуется дополнительно измерять давление плечевым тонометром, ведь при исследовании может быть небольшая погрешность.

Чтобы применить браслет для измерения давления, потребуется надеть манжет на запястье, выбрать нужный режим и немного подождать, пока устройство измеряет внутрисосудистые значения. Учитывая, что измеритель давления на запястье компактен и легок в применении, им регулярно измеряют артериальное давление у людей, имеющих большие физические нагрузки или высокую активность, провоцирующую увеличение напряжения внутри сосудов.

Пальцевой тонометр

Пальцевые тонометры мало востребованы, ведь даже первое измерение данным устройством может показывать большую погрешность. Когда меряют давление у человека этим способом, подвергаются исследованию тонкие сосуды пальца. В итоге может быть недостаточно интенсивности кровотока в исследуемой области, и результаты будут ошибочными.

Автоматический или полуавтоматический аппарат для измерения давления на запястье, пальце или плече имеет адаптер для подключения к электричеству. Также пациент может самостоятельно мерить давление и дожидаться определения внутрисосудистых показателей, получая уже готовый результат. Это общее преимущество использования именно современных тонометров.

Как правильно подобрать тонометр

Этой темой интересуются многие люди, приобретая тонометр для своих родных или собственного использования. Самый верный способ определиться с покупкой – обратиться к лечащему врачу. Он расскажет: как выбрать прибор, обладающий нужной точностью, или скажет, чем меряют давление у них в клинике, как называется прибор для измерения давления человека, используемый при обследовании больных.

Это позволит не ошибиться с выбором, и получить результаты, аналогичные врачебному осмотру.

Но, если вы не хотите прибегать к помощи медицинского персонала, следует отталкиваться от следующих нюансов:

Модель и популярность производителя тонометра говорят о качестве товара. Следует приобретать прибор для измерения давления на запястье, плече или пальце, у изготовителей, проверенных временем.
Правильно выбирать размеры манжета. Размеры плечевого устройства бывают: менее 22 см., и достигающие 45 см. в диаметре. Потребуется заранее измерить свой бицепс, и спрашивать в аптеке прибор для измерения кровяного давления с соответсвтующим манжетом.
Перед покупкой нужно включить приборы измерения, попробовать оценить текущие внутрисосудистые значения. Если буквы будут слишком мелкими или бледными, это может свидетельствовать о неисправности устройства. После приобретения такого товара потребуется поверка качества. При этом приборы для измерения давления человека заберут на экспертизу, а в это время вы не сможете контролировать здоровье и можете допустить гипертонический/гипотонический приступ.

Купив тонометр, человеку становится доступно медицинское обследование в любое время. Однако потребуется тщательно ухаживать за ним, чтобы оно служило как можно дольше.

Следовательно, столкнувшись с внутрисосудистыми нарушениями, обязательно нужно приобрести тонометр, и использовать его не реже 5 раз в сутки (чтобы избежать осложнений). Отталкиваясь от вышеописанных рекомендаций по выбору устройства, вы сможете купить качественный тонометр. Он поможет контролировать напряжение внутри сосудов на протяжении многих лет.

Суточное мониторирование артериального давления (СМАД) Холтер

Суточное мониторирование артериального давления (СМАД)

Метод исследования, позволяющий зарегистрировать и оценить суточную динамику артериального давления в привычных для пациента условиях работы и отдыха. С помощью этой методики можно подобрать индивидуальную антигипертензивную терапию с учетом суточного колебания артериального давления.

Прибор измеряет Ваше артериальное давление, надувая надетую на плечо манжету и затем, постепенно спуская из нее воздух, также как Вам измеряет давление доктор. Измерения происходят автоматически через определенный интервал времени. Днем через каждые 30 мин, ночью — 60 мин.

Суточное мониторирование ЭКГ по Холтеру

Позволяет выявить любые нарушения ритма сердца, эпизоды ишемии миокарда при физических нагрузках и в покое, оценить эффективность лечения. Метод абсолютно безвреден, не имеет противопоказаний, не требует специальной подготовки. Вам необходимо проведение этой методики, если Вас беспокоят сердцебиения, перебои в работе сердца, эпизоды потери сознания, периодические боли в сердце.

Многих беспокоят боли в сердце, перебои в работе сердца, повышение артериального давления. Часто эти жалобы возникают во время ходьбы, вечером или в период сна. Врач кардиолог делает электрокардиограмму, но очень часто кардиограмма не показывает каких-либо существенных изменений. Почему это происходит?

Электрокардиограмма, снятая на приёме у врача, позволяет оценить работу сердца лишь в покое, и продолжительность записи составляет 5-10 секунд, поэтому ЭКГ может не показать возможных серьёзных и опасных нарушений в работе сердца.

В этих случаях на помощь пациенту и врачу приходит современный метод диагностики сердечно-сосудистых заболеваний – холтеровское мониторирование. Непрерывная регистрация ЭКГ (холтеровское мониторирование) в течение 24 часов позволяет оценить работу сердца в полном объёме.

Методика высоко информативна и абсолютно безопасна для пациента.

Для того чтобы результаты исследования смогли дать полную информацию лечащему врачу необходимо ВАШЕ АКТИВНОЕ СОДЕЙСТВИЕ.

В течение всех суток заполняйте, пожалуйста, ДНЕВНИК ПАЦИЕНТА:

БЕЗ ТЩАТЕЛЬНО ЗАПОЛНЕННОГО ДНЕВНИКА, С УКАЗАНИЕМ ВСЕХ МОМЕНТОВ АКТИВНОСТИ, ВРЕМЕНИ ПРИНЯТИЯ ЛЕКАРСТВ И ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПОЛНОЦЕННАЯ РАСШИФРОВКА ДАННЫХ МОНИТОРИРОВАНИЯ НЕВОЗМОЖНА.

Помимо заполнения дневника большое значение для достижения хороших результатов имеет правильное поведение пациента во время мониторирования, для чего нужно соблюдать нижеприведенные правила.

Во время измерения АД рука с пневмоманжетой должна быть расположена вдоль туловища и расслаблена (при ходьбе остановиться и опустить руку).
Исключаются интенсивные физические нагрузки, упражнения и обследования (УЗИ, рентгенологические, МРТ, физиолечение, так как электромагнитное поле, исходящее от оборудования, может нарушить нормальную работу данного устройства).
Не желательно вождение автомобиля
Не желательно пользоваться такими бытовыми приборами как: пылесос, фен, микроволновая печь, электробритва;
Нежелательно близкое расположение к регистратору портативного телефона и других радиопередающих устройств (вызывают сбои в работе аппарата).
Не разрешается проходить через рамки металлодетектора, магнитные турникеты.
Не допускать попадания жидкости внутрь устройства (исключить водные процедуры и физиопроцедуры).
Во время мониторирования пациент ведет подробный дневник, в котором отражаются его действия и самочувствие (в т.ч. и в ночные часы, которые можно отразить, в утреннее время после пробуждения).
Соблюдение режима отдыха и сна.
Не желательно смотреть на показания прибора, так как это провоцирует тревожную реакцию, что может привести к завышению результатов.

Тепловые жидкостиПедиа | Измерение давления и контрольно-измерительные приборы

Из Thermal-FluidsPedia

Перейти к: навигация, поиск

Конструкция манометра с трубкой Бурдона, элементы конструкции выполнены из латуни

Цифровой датчик давления воздуха

Компактный цифровой датчик барометрического давления

Многие были разработаны методы измерения давления и вакуума. Приборы, используемые для измерения давления, называются манометрами или вакуумметрами.

Манометр также может относиться к прибору для измерения давления, обычно ограниченному измерением давления, близкого к атмосферному. Термин манометр часто используется для обозначения гидростатических приборов столба жидкости.

Вакуумметр используется для измерения давления в вакууме — которое далее делится на две подкатегории: высокий и низкий вакуум (а иногда и сверхвысокий вакуум). Применимый диапазон давления многих методов, используемых для измерения вакуума, перекрывается. Следовательно, комбинируя несколько разных типов манометров, можно непрерывно измерять давление в системе от 10 мбар до 10 ^-11 мбар.

Датчик давления измеряет давление, обычно газов или жидкостей. Давление — это выражение силы, необходимой для того, чтобы остановить расширение жидкости, и обычно выражается в виде силы на единицу площади. Датчик давления обычно действует как преобразователь; он генерирует сигнал в зависимости от приложенного давления. Для целей данной статьи такой сигнал является электрическим.

Датчики давления используются для управления и контроля в тысячах повседневных приложений. Датчики давления также можно использовать для косвенного измерения других переменных, таких как расход жидкости/газа, скорость, уровень воды и высота над уровнем моря. Датчики давления также могут называться датчиками давления, датчиками давления, датчиками давления, индикаторами давления и пьезометрами, манометрами и другими названиями.

Датчики давления могут сильно различаться по технологии, конструкции, характеристикам, пригодности для применения и стоимости. По самым скромным оценкам, во всем мире может существовать более 50 технологий и не менее 300 компаний, производящих датчики давления.

Существует также категория датчиков давления, которые предназначены для измерения в динамическом режиме для регистрации очень быстрых изменений давления. Примером применения датчика этого типа может быть измерение давления сгорания в цилиндре двигателя или в газовой турбине. Эти датчики обычно изготавливаются из пьезоэлектрических материалов, таких как кварц.

Содержимое

1 Типы измерения давления
2 шт.
3 Статическое и динамическое давление
4 Механические инструменты
- 4.1 Гидростатический
- 4.2 Поршень
- 4.3 Столб жидкости
- Манометр Маклеода 4,4
- 4,5 Анероид
- 4,6 Бурдон
- 4.7 Мембрана
5 Технология измерения давления
6 Каталожные номера
7 Внешние ссылки

Типы измерения давления

кремниевые пьезорезистивные датчики давления

Датчики давления можно классифицировать по диапазонам измеряемого давления, диапазону рабочей температуры и, что наиболее важно, по типу измеряемого давления. По типу давления датчики давления можно разделить на пять категорий:

Датчик абсолютного давления

Этот датчик измеряет давление относительно идеального вакуумного давления (0 фунтов на квадратный дюйм или отсутствие давления). Атмосферное давление составляет 101,325 кПа (14,7 фунтов на квадратный дюйм) на уровне моря по отношению к вакууму.

Датчик избыточного давления

Этот датчик используется в различных приложениях, поскольку его можно откалибровать для измерения давления относительно заданного атмосферного давления в заданном месте. Датчик давления в шинах является примером индикации манометрического давления. Когда манометр показывает 0 фунтов на квадратный дюйм, в шине действительно 14,7 фунтов на квадратный дюйм (атмосферное давление).

Датчик давления вакуума

Этот датчик используется для измерения давления ниже атмосферного в заданном месте. Это может вызвать некоторую путаницу, поскольку в промышленности датчик вакуума может относиться к датчику, который относится либо к атмосферному давлению (т. е. измеряет отрицательное манометрическое давление), либо к абсолютному вакууму.

Датчик перепада давления

Этот датчик измеряет разницу между двумя или более значениями давления, поступающими на вход датчика, например, измеряет падение давления на масляном фильтре. Дифференциальное давление также используется для измерения расхода или уровня в сосудах под давлением.

Герметичный датчик давления

Этот датчик аналогичен датчику избыточного давления, за исключением того, что он предварительно откалиброван производителями для измерения давления относительно давления на уровне моря.

Units

pascal
(Pa)

bar
(bar)

technical atmosphere
(at)

atmosphere
(atm)

torr
(Torr)

pound-force на
квадратных дюймов (psi)

1 Pa

≡ 1 N/m ²

10 ⁻⁵

1.0197×10 ⁻⁵

9.8692×10 ⁻⁶

7.5006×10 ⁻³

145.04×10 ⁻⁶

1 bar

100,000

≡ 106 dyn/cm ²

0197

0.98692

750.06

14.5037744

1 на

98,066,5

0,980665

≡ 1 кг/см ²

0,96784

735.56

14,2323333333344

735,56

14,23233333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333н3н3н3н3н

1 атм

101 325

1,01325

1,0332

≡ 1 атм

760

14,696

1 Торр

133,322

1,3332 × 10 ⁻³

1,3595 × 10 ⁻³

1,3158 × 100017 −3

1158 × 100017 −3

113158 × 100017 −3

13158 дет ≈ 1 мм рт. Ст.0017 −3

68,046 × 10 ⁻³

51,715

≡ 1 фунт/в ²

9004.

метр (Н·м-2 или кг·м-1·с-2). Это специальное название единицы было добавлено в 1971 году; до этого давление в системе СИ выражалось в таких единицах, как Н/м². Если указано, ноль указывается в скобках после единицы измерения, например, 101 кПа (абс.). Фунт на квадратный дюйм (psi) по-прежнему широко используется в США и Канаде, особенно для автомобилей. К единице psi часто добавляется буква, обозначающая нулевое значение измерения; psia для абсолютного значения, psig для избыточного давления, psid для дифференциала, хотя NIST (NIST) не одобряет эту практику.

Поскольку когда-то давление обычно измерялось по его способности вытеснять столб жидкости в манометре, давление часто выражается в виде глубины конкретной жидкости (например, в дюймах водяного столба). Наиболее распространены ртуть (Hg) и вода; вода нетоксична и легкодоступна, а плотность ртути позволяет использовать более короткий столб (и, следовательно, манометр меньшего размера) для измерения заданного давления.

Плотность жидкости и местная гравитация могут варьироваться от одного показания к другому в зависимости от местных факторов, поэтому высота столба жидкости не определяет точно давление. Когда сегодня цитируются «миллиметры ртутного столба» или «дюймы ртутного столба», эти единицы не основаны на физическом ртутном столбе; скорее, им были даны точные определения, которые можно выразить в единицах СИ. Единицы на водной основе обычно предполагают одно из старых определений килограмма как веса литра воды.

Хотя эти манометрические единицы больше не пользуются популярностью у специалистов по измерениям, они по-прежнему используются во многих областях. Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба в большинстве стран мира, а легочное давление в сантиметрах водяного столба все еще распространено. Давление в трубопроводе природного газа измеряется в дюймах водяного столба и выражается как «WC» («Водяной столб»). Аквалангисты часто используют эмпирическое манометрическое правило: давление, оказываемое на десятиметровой глубине воды, примерно равно одной атмосфере. В вакуумных системах чаще всего используются единицы измерения торр, микрометр ртутного столба (микрон) и дюйм ртутного столба (дюйм ртутного столба).

Атмосферное давление обычно выражается в килопаскалях (кПа) или атмосферах (атм), за исключением американской метеорологии, где предпочтительны гектопаскали (гПа) и миллибары (мбар). В американском и канадском машиностроении напряжение часто измеряется в тысячах фунтов. Обратите внимание, что напряжение не является истинным давлением, поскольку оно не является скалярным. В системе СГС единицей давления был барье (ба), равный 1 дин·см–2. В системе МТС единицей давления был пьез, равный 1 стену на квадратный метр.

Используются многие другие гибридные единицы, такие как мм рт. ст./см² или грамм-сила/см² (иногда в виде кг/см² и г/моль2 без надлежащего определения единиц силы). Использование названий килограмм, грамм, килограмм-сила или грамм-сила (или их обозначения) в качестве единицы силы в СИ запрещено; единицей силы в СИ является ньютон (Н).

Статическое и динамическое давление

Статическое давление одинаково во всех направлениях, поэтому измерения давления в неподвижной (статической) жидкости не зависят от направления. Однако поток оказывает дополнительное давление на поверхности, перпендикулярные направлению потока, и оказывает незначительное влияние на поверхности, параллельные направлению потока. Эта направленная составляющая давления в движущейся (динамической) жидкости называется динамическим давлением. Прибор, направленный по направлению потока, измеряет сумму статического и динамического давления; это измерение называется полным давлением или давлением застоя. Поскольку динамическое давление относится к статическому давлению, оно не является ни манометрическим, ни абсолютным; это дифференциальное давление.

В то время как статическое манометрическое давление имеет первостепенное значение для определения чистой нагрузки на стенки трубы, динамическое давление используется для измерения расхода и скорости воздуха. Динамическое давление можно измерить, взяв перепад давления между инструментами параллельно и перпендикулярно потоку. Статические трубки Пито, например, выполняют это измерение на самолетах для определения воздушной скорости. Наличие измерительного прибора неизбежно отклоняет поток и создает турбулентность, поэтому его форма имеет решающее значение для точности, а калибровочные кривые часто бывают нелинейными.

Механические инструменты

Для измерения давления было изобретено множество инструментов с различными преимуществами и недостатками. Диапазон давления, чувствительность, динамический отклик и стоимость варьируются на несколько порядков в зависимости от конструкции прибора. Самым старым типом является манометр жидкостного столба (вертикальная трубка, заполненная ртутью), изобретенный Евангелистой Торричелли в 1643 году. U-образная трубка была изобретена Кристианом Гюйгенсом в 1661 году.

Гидростатический

Гидростатические датчики (например, ртутный манометр) сравнивают давление с гидростатической силой на единицу площади у основания столба жидкости. Измерения гидростатического датчика не зависят от типа измеряемого газа и могут быть рассчитаны на очень линейную калибровку. У них плохой динамический отклик.

Поршневые

Манометры поршневого типа уравновешивают давление жидкости твердым грузом или пружиной. Другое название поршневого манометра – грузопоршневой тестер. Например, грузопоршневые манометры для калибровки или датчики давления в шинах.

Столб жидкости

Разница высоты жидкости в манометре столба жидкости пропорциональна разнице давлений.

Жидкостные столбомеры состоят из вертикального столба жидкости в трубке, концы которой подвергаются разным давлениям. Колонна будет подниматься или опускаться до тех пор, пока ее вес не уравновесится перепадом давления между двумя концами трубы. Очень простая версия представляет собой U-образную трубку, наполовину заполненную жидкостью, одна сторона которой соединена с интересующей областью, а эталонное давление (которое может быть атмосферным давлением или вакуумом) применяется к другой. Разница в уровне жидкости представляет собой приложенное давление. Давление, оказываемое столбом жидкости высотой h и плотностью ρ, определяется уравнением гидростатического давления P = hgρ. Следовательно, разность давлений между приложенным давлением Pa и эталонным давлением P0 в U-образном манометре можно найти, решив Pa − P0 = hgρ. Если измеряемая жидкость имеет значительную плотность, возможно, потребуется внести гидростатические поправки для высоты между движущейся поверхностью рабочей жидкости манометра и местом, где требуется измерение давления.

Хотя можно использовать любую жидкость, ртуть предпочтительнее из-за ее высокой плотности (13,534 г/см3) и низкого давления паров. Для низких перепадов давления, значительно превышающих давление водяного пара, обычно используется вода (и «дюймы водяного столба» — это обычная единица измерения давления). Жидкостные манометры не зависят от типа измеряемого газа и имеют высоколинейную калибровку. У них плохой динамический отклик. При измерении вакуума рабочая жидкость может испаряться и загрязнять вакуум, если ее давление паров слишком велико. При измерении давления жидкости петля, заполненная газом или легкой жидкостью, должна изолировать жидкости, чтобы предотвратить их смешивание. Простые гидростатические манометры могут измерять давление в диапазоне от нескольких Торр (несколько 100 Па) до нескольких атмосфер. (примерно 1 000 000 Па)

Однолинейный жидкостный манометр имеет резервуар большего размера вместо одной стороны U-образной трубки и шкалу рядом с более узкой колонкой. Колонна может быть наклонена для дальнейшего усиления движения жидкости. В зависимости от назначения и конструкции используются следующие типы манометров.

1. Простой манометр

2. Микроманометр

3. Дифференциальный манометр

4. Перевернутый дифференциальный манометр

Манометр McLeod

Манометр McLeod, без ртути

Манометр Маклеода изолирует образец газа и сжимает его в модифицированном ртутном манометре до тех пор, пока давление не станет равным нескольким миллиметрам ртутного столба. Газ должен хорошо себя вести при сжатии (например, он не должен конденсироваться). Этот метод медленный и не подходит для постоянного мониторинга, но обеспечивает хорошую точность.

Полезный диапазон: свыше 10-4 торр (методы высокого вакуума) (примерно 10-2 Па) до 10-6 торр (0,1 мПа),

0,1 мПа — это наименьшее прямое измерение давления, которое возможно при использовании современных технологий. Другие вакуумметры могут измерять более низкие давления, но только косвенно путем измерения других свойств, контролируемых давлением. Эти косвенные измерения должны быть откалиброваны в единицах СИ с помощью прямого измерения, чаще всего с помощью датчика Маклеода (Беквит и др.).

Анероид

Анероидные манометры основаны на металлическом чувствительном элементе, который упруго изгибается под действием перепада давления на элементе. «Анероид» означает «без жидкости», и этот термин первоначально отличал эти датчики от гидростатических датчиков, описанных выше. Однако анероидные манометры можно использовать для измерения давления как жидкости, так и газа, и это не единственный тип манометров, который может работать без жидкости. По этой причине в современном языке их часто называют механическими датчиками. Манометры-анероиды не зависят от типа измеряемого газа, в отличие от тепловых и ионизационных манометров, и с меньшей вероятностью загрязняют систему, чем гидростатические манометры. Чувствительный элемент давления может представлять собой трубку Бурдона, диафрагму, капсулу или набор сильфонов, форма которых будет изменяться в зависимости от давления в рассматриваемой области. Отклонение элемента, чувствительного к давлению, может считываться рычажным механизмом, соединенным с иглой, или может считываться вторичным датчиком. Наиболее распространенные вторичные преобразователи в современных вакуумметрах измеряют изменение емкости из-за механического отклонения. Датчики, которые полагаются на изменение емкости, часто называют датчиками Baratron.

Бурдон

Мембранный манометр

В манометре Бурдона используется принцип, заключающийся в том, что сплющенная трубка имеет тенденцию принимать более круглое поперечное сечение под действием давления. Хотя это изменение в поперечном сечении может быть едва заметным и, таким образом, связано с умеренными напряжениями в диапазоне упругости легкообрабатываемых материалов, деформация материала трубки увеличивается за счет придания трубе С-образной формы или даже спирали, например что вся трубка имеет тенденцию упруго выпрямляться или разматываться, когда на нее оказывается давление. Эжен Бурдон запатентовал свой датчик во Франции в 1849 году., и он получил широкое распространение из-за своей превосходной чувствительности, линейности и точности; Эдвард Эшкрофт приобрел американские патентные права Бурдона в 1852 году и стал крупным производителем измерительных приборов. Также в 1849 году Бернард Шеффер в Магдебурге, Германия, запатентовал успешный мембранный (см. Ниже) манометр, который вместе с манометром Бурдона произвел революцию в измерении давления в промышленности (индикатор двигателя). Budenberg также производил манометры с трубкой Бурдона.

На практике уплощенная тонкостенная трубка с закрытым концом соединяется полым концом с неподвижной трубой, в которой измеряется давление жидкости. По мере увеличения давления закрытый конец движется по дуге, и это движение преобразуется во вращение зубчатого колеса (сегмента) посредством соединительного звена, обычно регулируемого. Шестерня небольшого диаметра находится на валу указателя, поэтому движение еще больше увеличивается за счет передаточного числа. Расположение индикаторной карты позади указателя, исходное положение вала указателя, длина рычажного механизма и исходное положение — все это обеспечивает средства для калибровки указателя для указания желаемого диапазона давления для изменений в поведении самой трубки Бурдона. Дифференциальное давление можно измерить с помощью манометров, содержащих две разные трубки Бурдона с соединительными рычагами.

Трубки Бурдона измеряют избыточное давление относительно атмосферного давления окружающей среды, а не абсолютное давление; вакуум ощущается как обратное движение. В некоторых анероидных барометрах используются трубки Бурдона, закрытые с обоих концов (но в большинстве используются диафрагмы или капсулы, см. Ниже). Когда измеряемое давление быстро пульсирует, например, когда манометр находится рядом с поршневым насосом, часто используется дроссельное отверстие в соединительной трубе, чтобы избежать ненужного износа шестерен и обеспечить среднее показание; когда весь манометр подвергается механической вибрации, весь корпус, включая стрелку и индикаторную карту, можно заполнить маслом или глицерином. Типовые высококачественные современные манометры обеспечивают точность ±2% от полной шкалы, а специальный высокоточный манометр может иметь точность до 0,1% от полной шкалы.

Сторона индикатора с карточкой и циферблатом

Механическая сторона с трубкой Бурдона

На следующих рисунках прозрачная крышка показанного комбинированного манометра и вакуумметра снята, а механизм извлечен из корпуса. Этот конкретный манометр представляет собой комбинацию вакуумметра и манометра, используемую для автомобильной диагностики: Сторона индикатора с картой и циферблатом Механическая сторона с трубкой Бурдона

левая сторона лицевой панели, используемая для измерения вакуума в коллекторе, откалибрована в сантиметрах ртутного столба по внутренней шкале и в дюймах ртутного столба по внешней шкале.
правая часть лицевой стороны используется для измерения давления топливного насоса и откалибрована в долях 1 кгс/см² на внутренней шкале и в фунтах на квадратный дюйм на внешней шкале.

Диафрагма

Стопка капсул давления с гофрированными диафрагмами в барографе-анероиде.

Второй тип манометра-анероида использует отклонение гибкой мембраны, которая разделяет области с разным давлением. Величина отклонения воспроизводима для известных давлений, поэтому давление можно определить с помощью калибровки. Деформация тонкой диафрагмы зависит от разницы давлений между двумя ее сторонами. Эталонная поверхность может быть открыта для атмосферы для измерения избыточного давления, открыта для второго порта для измерения перепада давления или может быть герметизирована от вакуума или другого фиксированного эталонного давления для измерения абсолютного давления. Деформацию можно измерить с помощью механических, оптических или емкостных методов. Используются керамические и металлические диафрагмы.

Полезный диапазон : выше 10 ^-2 торр (примерно 1 Па)

Для абсолютных измерений часто используются сварные капсулы давления с диафрагмами с обеих сторон.

Форма:

Плоский
гофрированный
сплющенная трубка
капсула

Технология измерения давления

Существует две основные категории аналоговых датчиков давления.

Тип коллектора силы Эти типы электронных датчиков давления обычно используют коллектор силы (такой как диафрагма, поршень, трубка Бурдона или сильфон) для измерения деформации (или отклонения) из-за приложенной силы (давления) на площади.

Пьезорезистивный тензодатчик

Использует пьезорезистивный эффект приклеенных или формованных тензорезисторов для определения деформации из-за приложенного давления. Распространенными типами технологий являются кремний (монокристаллический), поликремниевая тонкая пленка, связанная металлическая фольга, толстая пленка и напыленная тонкая пленка.

Как правило, тензометрические датчики подключаются по схеме моста Уитстона, чтобы максимизировать выходной сигнал датчика. Это наиболее часто используемая сенсорная технология для измерения давления общего назначения. Как правило, эти технологии подходят для измерения абсолютного, манометрического, вакуумного и дифференциального давления.

Емкостный

Использует диафрагму и полость под давлением для создания конденсатора переменной емкости для обнаружения напряжения, вызванного приложенным давлением. В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы. Как правило, эти технологии наиболее применимы к низким давлениям (абсолютным, дифференциальным и манометрическим).

Электромагнитный

Измеряет смещение диафрагмы посредством изменения индуктивности (сопротивления), LVDT, эффекта Холла или по принципу вихревых токов.

Пьезоэлектрический

Использует пьезоэлектрический эффект в некоторых материалах, таких как кварц, для измерения деформации чувствительного механизма из-за давления.

Эта технология обычно используется для измерения высокодинамичных давлений.

Оптический

Использует физическое изменение оптического волокна для обнаружения деформации из-за приложенного давления. В типичном примере этого типа используются волоконные брэгговские решетки. Эта технология используется в сложных приложениях, где измерения могут быть очень удаленными, при высокой температуре, или могут быть полезны технологии, изначально невосприимчивые к электромагнитным помехам.

Потенциометрический

Использует движение грязесъемника вдоль резистивного механизма для определения деформации, вызванной приложенным давлением.

Другие типы

Электронные датчики давления этих типов используют другие свойства (например, плотность) для определения давления газа или жидкости.

Резонансный

Использует изменения резонансной частоты в чувствительном механизме для измерения нагрузки или изменений плотности газа, вызванных приложенным давлением.

Эта технология может использоваться в сочетании с коллектором усилия, например, в категории выше. В качестве альтернативы можно использовать резонансную технологию, подвергая сам резонирующий элемент воздействию среды, при этом резонансная частота зависит от плотности среды. Датчики были сделаны из вибрирующей проволоки, вибрирующих цилиндров, кварца и кремниевых МЭМС. Как правило, считается, что эта технология обеспечивает очень стабильные показания с течением времени.

Тепловой

Использует изменения теплопроводности газа из-за изменений плотности для измерения давления. Типичным примером этого типа является калибровка Пирани.

Ионизация

Измеряет поток заряженных частиц газа (ионов), который изменяется из-за изменений плотности для измерения давления. Типичными примерами являются датчики с горячим и холодным катодом.

Другие

Существует множество других способов получить давление из его плотности (скорости звука, массы, показателя преломления).

Ссылки

НИСТ
Техника высокого вакуума
Индикатор двигателя Канадский музей изготовления
Томас Г. Беквит, Рой Д. Марангони и Джон Х. Линхард В. Механические измерения, пятое издание. Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс. страницы=591–595. исбн=0-201-56947-7
http://www.wrh.noaa.gov/slc/projects/wxcalc/formulas/pressureAltitude.pdf Национальная ассоциация океанических и атмосферных исследований
http://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_measurement — wikipedia.com
http://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_sensor — wikipedia.com

Внешние ссылки

Как это работает (интерактивно)
Разработка и производство автомобильных датчиков давления
Цифровой датчик барометрического давления
Самодельный манометр
Манометр

Эта запись взята из Википедии, ведущей энциклопедии, созданной пользователями. Возможно, он не был проверен профессиональными редакторами (см. полный отказ от ответственности).

Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Давать определение манометрическому и абсолютному давлению.
Понимание работы барометров-анероидов и барометров с открытой трубкой.

Если вы прихрамываете на заправочную станцию с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. На самом деле, если бы в вашей шине была зияющая дыра, датчик показал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему манометр показывает ноль? Здесь нет никакой тайны. Шинные манометры просто предназначены для чтения нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление добавляется к кровяному давлению в каждой части системы кровообращения. (Как отмечено в принципе Паскаля, общее давление в жидкости представляет собой сумму давлений из разных источников — здесь сердца и атмосферы. ) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, поскольку оно увеличивает давление на выходе. сердца и вернуться в него тоже. Важно, сколько более высокое кровяное давление, чем атмосферное давление. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть показывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

Манометрическое давление

Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

На самом деле атмосферное давление добавляется к давлению в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Полное давление, или 90 580 абсолютное давление 90 581, таким образом, является суммой манометрического давления и атмосферного давления: P _ABS = P _G + P _ATM, где P _ABS — абсолютное давление, P _ABS — Absile Difsure, P _ABS, P _ABS. давление. Например, если ваш шинный манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм), то абсолютное давление равно 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм ( P _атм в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалентно 336 кПа).

Абсолютное давление

Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкостях не может быть отрицательным. Жидкости толкают, а не тянут, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю. (Отрицательное абсолютное давление — это притяжение.) Таким образом, наименьшее возможное манометрическое давление равно P _g = − P _атм (это делает P _абс. нулем). Нет теоретического предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения артериального давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Неизменная передача давления через жидкость позволяет точно измерять давление на расстоянии. Дистанционное зондирование часто более удобно, чем помещение измерительного прибора в систему, например в артерию человека. На рис. 1 показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление приводит к силе, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип показаний.

Рис. 1. Этот манометр-анероид использует гибкий сильфон, соединенный с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс манометров использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется как P = hρg . Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рис. 2. Эта простая трубка называется манометр . На рисунке 2(а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление давит на каждую сторону одинаково, поэтому его эффект нейтрализуется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет с этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте рассмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки соединена с каким-либо источником давления P _абс, таким как игрушечный воздушный шар на рис. 2(b) или упакованная под вакуумом банка из-под арахиса, показанная на рис. 2(c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости уже не равны. На рис. 2(b) P _абс. больше атмосферного давления, тогда как на рис. 2(c) P _абс. меньше атмосферного давления. В обоих случаях P _абс отличается от атмосферного давления на величину hρg , где ρ — плотность жидкости в манометре. На рис. 2(b) P _абс может поддерживать столб жидкости высотой h , поэтому он должен создавать давление на hρg больше, чем атмосферное давление (манометрическое давление P _g равно положительный). На рисунке 2(c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой ч , и поэтому P _абс меньше атмосферного давления на величину hρg (манометрическое давление P _г отрицательно). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно P _г = л.с.г и находится путем измерения ч .

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg, передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Аналогично, атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления P _g на величину hρg. Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления. На плечо надевается надувная манжета, как показано на рис. 3. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое без уменьшения передается как на основную артерию руки, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты прекращается. Затем человек, выполняющий измерение, медленно снижает приложенное давление и прислушивается к возобновлению кровотока. Артериальное давление пульсирует из-за насосной деятельности сердца, достигая максимума, называемого систолическое давление , а минимальное, называемое диастолическим давлением , при каждом сердечном сокращении. Систолическое давление измеряют, отмечая значение ч , когда кровоток впервые начинается при снижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряют, отмечая ч через , когда кровь течет без перерыва. Типичное кровяное давление молодого человека поднимает ртутный столбик на высоту 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Это обычно указывается как 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальному выбросу сердца; второй обусловлен эластичностью артерий при поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раза больше, чем воды, поэтому высота жидкости будет 1/13,6 высоты водяного манометра. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, таких как кровяное давление. Плотность ртути такова, что 1,0 мм рт. ст. = 133 Па.

Систолическое давление

Систолическое давление — это максимальное кровяное давление.

Диастолическое давление

Диастолическое давление — это минимальное кровяное давление.

Рис. 3. При рутинном измерении артериального давления на плечо на уровне сердца накладывается надувная манжета. Кровоток определяется непосредственно под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на ртутный манометр. (кредит: фото армии США, сделанное специалистом Micah E. Clare4TH BCT)

Пример 1. Расчет высоты мешка для внутривенных вливаний: артериальное давление и внутривенные вливания

Внутривенные вливания обычно осуществляются с помощью силы гравитации. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г/мл, на какой высоте следует разместить мешок для внутривенных вливаний над точкой входа, чтобы жидкость только попала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний является складным.

Стратегия для (а)

Чтобы жидкость сразу попала в вену, ее давление на входе должно превышать кровяное давление в вене (на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Поскольку 1,0 мм рт.ст. = 133 Па,

[латекс]P=\text{18 мм рт.ст.}\times \frac{\text{133 Па}}{1,0 \text{мм рт.ст.}}=\text{2400 Па} \\[/latex]

Перестановка 9{2}\right)}\\ & =& \text{0,24 м.}\end{array}\\[/latex]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен располагаться на высоте 0,24 м над точкой входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний размещают выше этого. Вы, возможно, заметили, что пакеты, используемые для сбора крови, располагаются ниже донора, чтобы кровь могла легко течь из руки в мешок, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр показан на рисунке 4. Этот прибор измеряет атмосферное давление, а не манометрическое давление, потому что над ртутью в трубке почти чистый вакуум. Высота ртутного столба такова, что hρg = P _атм . Когда атмосферное давление меняется, столбик ртути поднимается или опускается, что дает синоптикам важные подсказки. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление меняется с высотой. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что для измерения атмосферного давления и кровяного давления часто используются единицы мм рт. В таблице 1 приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц измерения давления.

Рисунок 4. Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление из-за веса ртути, л.с. изб. , равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту х , потому что давление над ртутью равно нулю.

Таблица 1. Коэффициенты пересчета для различных единиц измерения давления
Преобразование в Н/м ² (Па)	Преобразование из атм
1,0 атм = 1,013 × 10 ⁵ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 × 10 ⁵ Н/м ²
1,0 дин/см ² = 0,10 Н/м ²	1,0 атм = 1,013 × 10 ⁶ дин/см ²
1,0 кг/см ² = 9,8 × 10 ⁴ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 кг/см ²
1,0 фунт/дюйм. ² = 6,90 × 10 ³ Н/м ²	1,0 атм = 14,7 фунта/дюйм. ²
1,0 мм рт.ст. = 133 Н/м ²	1,0 атм = 760 мм рт.ст.
1,0 см рт. ст. = 1,33 × 10 ³ Н/м ²	1,0 атм = 76,0 см рт.ст.
1,0 см воды = 98,1 Н/м ²	1,0 атм = 1,03 × 10 ³ см воды
1,0 бар = 1,000 × 10 ⁵ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 бар
1,0 мбар = 1,000 × 10 ² Н/м ²	1,0 атм = 1013 миллибар

Резюме раздела

Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления.
Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.
Манометр-анероид измеряет давление с помощью сильфонно-пружинного устройства, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
Манометры с открытой трубкой имеют U-образную форму трубок, один конец которой всегда открыт. Используется для измерения давления.
Ртутный барометр — прибор для измерения атмосферного давления.

Концептуальные вопросы

1. Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня по обе стороны манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разный диаметр.

2. На рис. 3 показано, как выполняется обычное измерение артериального давления. Влияет ли на измеряемое давление понижение манометра? Каков эффект поднятия руки выше плеча? Каков эффект наложения манжеты на бедро, когда человек стоит? Объясните свои ответы с точки зрения давления, создаваемого весом жидкости.

3. Учитывая величину типичного артериального давления, почему для этих измерений используются ртутные, а не водяные манометры?

Задачи и упражнения

1. Найдите манометрическое и абсолютное давление в баллоне и банке с арахисом, показанные на рисунке 2, предполагая, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, а манометр, подключенный к банке, содержит ртуть. Выразите в единицах измерения сантиметры воды для воздушного шара и миллиметры ртутного столба для банки, взяв 9. 0580 ч = 0,0500 м для каждого.

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg , передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Точно так же атмосферное давление больше, чем отрицательное манометрическое давление P _г на количество л.с.г . Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

2. (a) Преобразуйте нормальные показания артериального давления 120 на 80 мм рт.ст. в ньютоны на квадратный метр, используя соотношение для давления из-за веса жидкости [латекс]\left(P={h\rho g}\ справа)\\[/latex], а не коэффициент преобразования. б) Обсудите, почему артериальное давление у младенца может быть ниже, чем у взрослого. В частности, рассмотрите меньшую высоту, на которую необходимо перекачивать кровь.

3. Какой высоты должен быть наполненный водой манометр для измерения артериального давления до 300 мм рт.ст.?

4. Скороварки существуют уже более 300 лет, хотя в последние годы их использование сильно сократилось (ранние модели имели неприятную привычку взрываться). Какое усилие должны выдерживать защелки, удерживающие крышку на скороварке, если круглая крышка имеет диаметр 25,0 см и манометрическое давление внутри составляет 300 атм? Весом крышки пренебречь.

5. Предположим, вы измеряете артериальное давление у стоящего человека, надев манжету на его ногу на 0,500 м ниже сердца. Вычислите давление, которое вы бы наблюдали (в единицах мм рт.ст.), если бы давление в сердце было 120 на 80 мм рт.ст. Предположим, что нет потери давления из-за сопротивления в системе кровообращения (разумное предположение, поскольку крупные артерии большие).

6. Подводная лодка села на мель на дне океана с люком на глубине 25,0 м от поверхности. Рассчитайте усилие, необходимое для открытия люка изнутри, если он круглый и имеет диаметр 0,450 м. Давление воздуха внутри подводной лодки 1,00 атм.

7. Предполагая, что велосипедные шины абсолютно гибкие и выдерживают вес велосипеда и велосипедиста только за счет давления, рассчитайте общую площадь шин, соприкасающихся с землей. Велосипед плюс водитель имеет массу 80,0 кг, а манометрическое давление в шинах 3,50 × 10 ⁵ Па

Глоссарий

абсолютное давление:: сумма манометрического давления и атмосферного давления

диастолическое давление:: минимальное артериальное давление в артерии

манометрическое давление:: давление относительно атмосферного давления

систолическое давление:: максимальное артериальное давление в артерии

Выбранные решения для проблем и упражнений

1. Баллон:

P _G = 5,00 см h ₂ O,

P _ABS = 1,03580 999999999999999999999999999999999999999999999999999.