专利名称：温度体积协调式无汞相对气压计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量气压的测量仪，具体地说主要是测量大气压力，特别是相对气压值的气压表。
在气象学和气象台站测量地面的大气压力时，往往都是直接测其绝对压力。由于水银密度大，容易提纯制成的水银气压计测量准确，因此，长期以来水银气压计一直是最常用的可做标准气压测量的器具。但是，这种仪器，使用大量水银(每支气压计约用水银0.6kg)，不但气压计造价高，且由于水银是毒性较大物质，生产气压计对制造工人危害很大，而且破碎水银气压计，水银失落后收集和处理困难，使用时感到不方便，难于普通推广。
本实用新型的目的是提供一种测量地面大气压强的测量仪，它不使用水银，因此可以避免气压计由于使用水银所造成的各种危害，但却可以具有同水银气压计相同或近似的测量精度。此外，这种气压计造价低，不仅适于气象台站普遍使用，而且可当做“晴雨表”推广应用于工厂、农场。
在测量地面大气压强时，因为以往都是测量绝对气压值，而大气压强值又较大(760mm汞柱高)，因此为减小气压计的高度，通常只能用水银作充填气压计的液体。本实用新型所设计的气压计不是测绝对气压值，而是改为测相对气压(大气压力与一平均气压值之差值)，而这种相对气压的只在几十达因范围内变化，这应使测量仪中可以使用密度小的液体代替水银，而且为提高测量精度，也只能使用密度较小的液体，使当气压值有微小变化时，气压计的液柱就会有较大的高度变化，因而增加气压针测量的精度。
本实用新型在设计上的另一特点是通过测定温度来调整密闭腔内气体的体积，即温度一体积协调，以维持密闭腔中气压不变。就其原理可叙述如下在一端为开口，另一端为密闭的U形管内盛有一定密度d的液体，当密闭室空腔内的气体压强为Po时，则大气压强P可表示为P＝Po＋dhg，Po可以保持为一常数。因为按理想气体的状态方程PV＝RT，只要随着温度T的变化，适当的调整密闭空腔的容积V，即协调温度T与体积V，使V按正比随T而变，这样就可以维持Po不变，V／T即可定为标度系数，根据此系数可在U形管密闭一臂管柱上均匀地逐一划出每一温度值相应的体积刻度，这样只要测定出温度，就可标出Po不变时相应V值。这时测量大气压强的精度就传为测定空腔内气体温度的测定精度，而测定高精度的温度值，在目前技术条件 是较容易进行的。下面通过实例对本实用新型气压计的结构特点给予进一步详细说明。
图1为温度体积协调式无汞相对气压计结构示意图。图中1、U型管；2、液体石蜡；3、游动标尺；4、密闭室；5、连通管；6、外套管；7、粗管；8、压缩开关；9、小孔。图1所示气压计可作为本实用新型的一个实例，由图1，本实用新型气压计它的主体为一U形管1，管内装有液体，U形管1的一臂顶端是密闭的，其特征是U形管1密闭的臂顶端是一体积较大的密闭室4内装隋性气体(如氦或氮)，密闭室4与U形管1臂通过连通管5相连结，连通管5相当于把U形管1的一臂延长，密闭室4外加有一外套管6，外套管6底部与密闭室4底部连通管与外臂密闭相连结；U形管1开口一臂其底部连有一密闭粗管7，粗管7与U形管1成一连通器；U形管1和粗管7里充有低挥发性非汞液体，例如，液体石蜡、低分子量聚乙二醇、甘油、碳C10～C15烷烃及含碳10～15的直链饱和或不饱和烃的醇、脂等高分子物质。在密闭室4顶部带有一小孔9，小孔9开口时，U形1相当于两臂开口的连通器，这时两臂内的液体液柱高度相等，小孔9被封闭后U形管1为一臂密闭的U形管气压计。密闭粗管7是一体积可调的容器，可用一截一端封闭的粗橡胶管套在粗管7上，橡胶管上加一个蝶形夹作为压缩开关8，当旋蝶形夹，粗管7内液体被压入U形管1内。上述U形管1、连通管5、密闭室4、外套管6和粗管7都可用玻璃制成，且可按图1所示结构烧结成一体，然后在粗管7外套入一段密闭橡胶管。
再按上述讨论V／T标度系数，在V形管1封闭柱上标定出不同T时V值。气压计安装时，将外套管6中加入水，打开密闭室4顶端小孔9(注意不能让水进入密闭室4)，充分搅拌外套管6中水，然后旋转、插入温度计，这时温度计读数可代表气压计连通管，密闭室内温度，从U形管1开口臂注入不易挥发液体，例如液体石蜡，使U形管内液面与测得温度下V积标度平衡，这时将小孔9封死，使密闭室4成封闭状，安装完本实用新型气压计。用水银气压计测定封小孔9时大气压值，该值即为上述平均气压Po。游动标尺3的刻度是按公式d、g、h来刻度的，根据充入液体密度计算出一定高度所表示的压强值，然后进行刻度。
使用本实用新型气压计时，只要移动游动 标尺3，测出U形管1两臂间液面高度差，可直接读出相对气压值再按P＝Po＋dgh，公式，已知Po即可求出各时的大气压强度。
由上述本实用新型气压计具有以下几点显著特征和优点1、直接测量相对气压值，再用简单计算可以得到绝对气压值；2、气压计不使用水银，采用不易挥发液体；3、利用测定温度来调整密闭腔内气体体积，以维持平衡气压Po不变；4、气压计结构简单、造价低；5、测量气压的精度转成为测定密闭室气温的精度，而后者是不难达到的，故本实用新型相对气压表的精度较高，可以作标准气压测定用，以代替目前气象台普遍使用的水银气压计。
权利要求1.一种温度体积协调式天汞相对气压表，它的主体为一U形管，管内装有液体，U形管一臂顶端是密闭的，其特征在于U形管1密闭的一臂顶端是一体积较大的密闭室4，密闭室4与U形管1，一臂通过连通管5相连结，连通管5相当于把U形管1的一臂延长，密闭室4外加有一外套管6，外套管6底部与密闭室4底部连通管6外壁密闭相连结；U形管1开口一臂其底部连一密闭粗管7，粗管7与U形管1是一连通器；U形管1和粗管7里充有低挥发性非汞液体。
2.按照权利要求1所述的气压表，其特征在于所述的密闭室4的顶部带有一小孔9，小孔9开口时，U形管1相当两臂开口连通器，处于U形管1两臂内的液体液面高度相等；小孔9被封闭后U形管1为一臂密闭的U形管气压计。
3.按照权利要求1所述的气压表，其特征在于密闭粗管7的顶端可为一段橡胶管，橡胶管上装有一压缩开关8，旋紧压缩开关8粗管7内液体被注入U形管1内。
专利摘要一种温度体积协调式无汞相对气压计由一端封闭的U，形管制成，其特征是气压计不使用汞而用不易挥发的液体，例如液体石蜡代替。该气压计利用测定温度来调整密闭腔体积，以维持其平衡气压不变，可方便测量出大气压与平衡气压的相对气压值，再经计算可求得绝对气压值。这种气压计不使用汞可避免因汞造成的危害。由于该测量仪结构简单、造价低、测量精度高、可代替水银气压计作普通气象台站或地面测量大气压强的测量仪，还可推广使用于农场、工厂、家庭，作为一种方便的“晴雨表”。
文档编号G01L7/20GK2081088SQ91210020
公开日1991年7月17日 申请日期1991年1月9日 优先权日1991年1月9日
发明者崔起武 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所