Barograf - Barograph
Barograf jest barometrem , który rejestruje ciśnienie barometryczne w czasie w formie graficznej. Przyrząd ten służy również do ciągłego rejestrowania ciśnienia atmosferycznego. Element czuły na nacisk, częściowo opróżniony metalowy cylinder, jest połączony z ramieniem pisaka w taki sposób, że pionowe przemieszczenie pisaka jest proporcjonalne do zmian ciśnienia atmosferycznego.
Rozwój
Alexander Cumming , zegarmistrz i mechanik, twierdzi, że wykonał pierwszy skuteczny barograf rejestrujący w latach 60. XVII wieku przy użyciu ogniwa aneroidowego . Cumming stworzył serię zegarów barometrycznych, w tym jeden dla króla Jerzego III . Jednak ten typ konstrukcji wypadł z łask. Ponieważ ilość ruchu, jaki może wygenerować pojedynczy aneroid jest niewielka, do siedmiu aneroidów (tak zwanych puszek Vidie) często układa się „szeregowo”, aby wzmocnić ich ruch. Ten typ barografu został wynaleziony w 1844 roku przez Francuza Luciena Vidi (1805–1866).
W takich barografach jedna lub więcej komórek aneroidowych działa poprzez przekładnię lub mechanizm dźwigni, napędzając ramię rejestrujące, które ma na swoim krańcu rysik lub długopis. Skryba zapisuje na wędzonej folii, podczas gdy pióro zapisuje na papierze atramentem trzymanym w stalówce. Materiał rejestrujący jest osadzony na cylindrycznym bębnie, który jest powoli obracany przez mechanizm zegarowy . Zazwyczaj bęben wykonuje jeden obrót dziennie, tygodniowo lub miesięcznie, a częstość obrotów może być wybrana przez użytkownika.
Wynaleziono również różne inne rodzaje barografów. Karl Kreil opisał w 1843 maszynę opartą na barometrze syfonowym , w którym ołówek oznaczał wykres w równych odstępach. Francis Ronalds , Honorowy Dyrektor Obserwatorium w Kew , stworzył pierwszy udany barograf wykorzystujący fotografię w 1845 roku. Zmieniającą się wysokość rtęci w barometrze rejestrowano na stale poruszającej się powierzchni światłoczułej. W 1847 r. zastosowano również wyrafinowany mechanizm kompensacji temperatury. Barograf Ronaldsa przez wiele lat był wykorzystywany przez brytyjskie biuro meteorologiczne do prognozowania pogody, a maszyny zostały dostarczone do wielu obserwatoriów na całym świecie.
Nowoczesne zastosowanie
Obecnie tradycyjne barografy rejestrujące do użytku meteorologicznego są powszechnie zastępowane (choć nie wszystkie) przez elektroniczne przyrządy pogodowe, które wykorzystują metody komputerowe do rejestrowania ciśnienia barometrycznego. Są one nie tylko tańsze niż wcześniejsze barografy, ale mogą również oferować zarówno większą długość rejestracji, jak i możliwość dalszej analizy przechwyconych danych, w tym automatycznego wykorzystania danych do prognozowania pogody. Starsze barografy mechaniczne są bardzo cenione przez kolekcjonerów, ponieważ są dobrymi przedmiotami ekspozycyjnymi, często wykonane z wysokiej jakości drewna i mosiądzu.
Najbardziej powszechnym barografem pogodowym występującym obecnie w domach i budynkach użyteczności publicznej jest typ 8-dniowy. Niektórzy ważni producenci barografów to między innymi Negretti i Zambra , Short i Mason oraz Richard Ferris. Od końca wiktoriańskiego do początku XX wieku jest powszechnie uważany za okres rozkwitu produkcji barografów. W tym czasie wprowadzono wiele ważnych udoskonaleń, w tym ulepszoną kompensację temperatury i modyfikację ramienia pisaka, aby umożliwić nakładanie mniejszego ciężaru na papier, umożliwiając lepszą rejestrację małych zmian nacisku (tj. mniejsze tarcie na końcówce). Barografy morskie (stosowane na statkach) często zawierają tłumienie . Wyrównuje to ruch statku, dzięki czemu można uzyskać bardziej stabilny odczyt, może to być albo tłumienie olejowe mechanizmu, albo proste zwinięte sprężynowe nóżki na podstawie. Jednak nowsze barografy cyfrowe półprzewodnikowe całkowicie eliminują ten problem, ponieważ nie zawierają ruchomych części.
Użyj w lotnictwie
Ponieważ ciśnienie atmosferyczne reaguje w przewidywalny sposób na zmiany wysokości, barografy mogą być wykorzystywane do rejestrowania zmian wysokości podczas lotu samolotu. Barografy były wymagane przez FAI do rejestrowania niektórych zadań i prób rejestrowania związanych z szybowcami . Ciągle zmieniający się ślad wskazywał, że szybowiec nie wylądował podczas zadania, natomiast pomiary ze skalibrowanego śladu mogły być wykorzystane do ustalenia ukończenia zadań wysokościowych lub ustanowienia rekordów. Przykłady zatwierdzonych przez FAI barografów szybowcowych obejmowały mechaniczny barograf bębnowy Replogle i elektroniczny barograf EW (który może być używany w połączeniu z GPS ). Barografy mechaniczne nie są obecnie powszechnie używane do dokumentacji lotu, ponieważ zostały wyparte przez rejestratory lotów GNSS .
Barograf trzydniowy
W prawym górnym rogu zdjęcia trzydniowego barografu widać srebrną radełkowaną gałkę. Ma to na celu wyregulowanie barografu tak, aby prawidłowo odzwierciedlał ciśnienie na stanowisku. Ledwo widoczny pod pokrętłem jest mały srebrny tłoczek. Jest on wciskany co trzy godziny, aby pozostawić znacznik czasu na papierze.
Linia między dwoma z tych znaków nazywana jest „charakterem tendencji barometrycznej” i jest wykorzystywana przez prognostów pogody . Obserwator najpierw zauważyłby, czy ciśnienie było niższe lub wyższe niż trzy godziny wcześniej. Następnie zostanie wybrany numer kodu, który najlepiej reprezentuje trzygodzinny ślad. Istnieje dziewięć możliwych opcji (od 0 do 8) i żaden pojedynczy kod nie ma pierwszeństwa przed innym. W przypadku wykresu na barografie można było wybrać jeden z dwóch kodów. 8 (stałe, a następnie malejące) lub 6 (malejące, a następnie stałe). Obserwator powinien wybrać 6, ponieważ reprezentuje ostatnią część śladu, a zatem jest najbardziej reprezentatywna dla zmiany ciśnienia.
W dolnym środku znajduje się aneroid (duży okrągły srebrny przedmiot). Wraz ze wzrostem ciśnienia aneroid jest popychany w dół, co powoduje uniesienie ramienia w górę i pozostawienie śladu na papierze. Wraz ze spadkiem ciśnienia sprężyna unosi aneroid i ramię przesuwa się w dół.
Po trzech dniach zdejmuje się bęben, do którego przymocowany jest wykres. W tym momencie silnik zegarowy jest nawijany iw razie potrzeby można dokonać korekty w celu zwiększenia lub zmniejszenia prędkości i załączony jest nowy wykres.