Ranskalainen suunnittelija René Descartes kuvasi alkuvuodesta 1631 ilmanpaineen mittaamiseen tarkoitetun kokeilun. Koska varsinaisesta kokeesta ei löytynyt todisteita, Evangelista Torricelliä pidetään yleisesti barometrin keksijänä vuonna 1643.
Torricelli oli ensimmäinen tiedemies, joka päätteli, että ilmakehässä olevalla ilmalla oli paino ja että se harjoitti painetta alla oleviin esineisiin. Useimmat hänen kollegansa, mukaan lukien Galilei, eivät tukeneet ja uskoneet tätä väitettä.
Torricelli jatkoi työtään salassa ajan politiikan ja uskomusten vuoksi. Hän tajusi tarvitsevansa vettä raskaamman nesteen kokeeseensa. Tämän seurauksena hän käytti menestyksekkäästi elohopeaa ja tuli tunnetuksi elohopealämpömittarin keksijänä.
Blaise Pascal tuli tietoiseksi Torricellin suunnitelmasta, ja ajan mittaan hän jatkoi Torricellin suunnitelman testaamista ja täydellistämistä.
Erilaiset barometrityypit
Voittaaksemme tarkastella, miten barometrit toimivat, barometrien erilaiset tyypit on ensiksi tunnistettava. Koska jokainen barometri toimii eri tavalla, voidaan sen jälkeen tarkastella kutakin barometriä erikseen ja kuvata, miten se toimii.
Barometrit voidaan jakaa neljään päätyyppiin. Jokainen niistä kuvataan lyhyesti, ja seuraavassa jaksossa tarkastellaan, miten kukin toimii.
1) Elohopeabarometri
Etelohopeabarometri, jonka keksi Evangelista Torricelli vuonna 1643, kuten edellisessä jaksossa käsiteltiin, on yksi varhaisimmista koskaan suunnitelluista barometreistä.
Se käyttää avointa litteää pannua ja suljettua pystysuoraa lasiputkea, joka on täytetty elohopealla, mittaamaan ilman lämpötilan muutoksia.
2) Vesibarometri
Tänään tuntemamme vesibarometri tunnetaan paremmin nimellä sääpallobarometri. Sen keksi Johann Wolfgang von Goethe, minkä vuoksi sitä kutsutaan myös nimellä ”Goethe-barometri.”
Tämä yksinkertainen laite koostuu suljetusta lasiastiasta, johon on liitetty pitkä kapea avoin nokka. Se täytetään osittain vedellä.
3) Aneroidi-barometri
Aneroidi-barometrin keksi vuonna 1844 ranskalainen fyysikko Lucien Vidi. (Hän oli myös vastuussa barografin kehittämisestä.)
Se koostuu suljetusta metallikotelosta. Yksi tai useampi näistä kammioista on kytketty jousiin, jotka ohjaavat erilaisia mittausindikaattoreita.
4) Digitaalinen barometri
Näitä elektronisia laitteita käytetään laajalti nykyaikaisissa kodeissa ja ammattikäyttöön tarkoitetuissa sääasemissa sekä erilaisissa nykyaikaisissa kodinkoneissa.
Se koostuu herkästä havaintokennosta, joka reagoi ilmanpaineeseen.
Muista, että ilmaparamittari on vain yksi pieni osa sääasemaa, joka koostuu useista antureista mittaamassa eri sääkomponentteja. Jos haluat tietää, mitä sääasema mittaa ja mitä antureita ne käyttävät, lue seuraava yksityiskohtainen artikkeli.
Juuri käsitellyt neljä instrumenttia ovat yleisimpiä ja merkityksellisimpiä barometrityyppejä. (On olemassa muitakin barometrityyppejä, mutta mainitut ovat tärkeimmät.) Nyt kun tärkeimmät laitteet on tunnistettu, voimme tutkia, miten kukin niistä toimii.
Miten barometri toimii?
Kaikki barometrit on suunniteltu mittaamaan ilmanpainetta. Jokainen käyttää kuitenkin erilaista mittausmenetelmää ja käyttää myös ainutlaatuisia komponentteja suunnittelussaan.
1) Miten elohopeabarometri toimii
Elohopeabarometri (tunnetaan myös nimellä Torricellin barometri) koostuu elohopealla täytetystä avoimesta litteästä astiasta. Säiliön keskelle asetetaan lasiputki, jonka toinen pää on suljettu. Avoin pää on sijoitettu pohjaan elohopean sisälle.