Вакуумметры: история создания

Вакуумметры – это специальные манометры, способные измерять давление разряженного газа (т.е. ниже атмосферного) в пределах от 105 до 1012 Па. Универсальной модели, с помощью которого можно было бы измерять напор газов при любых условиях, не существует, так как среды, в которых происходит измерение давления, достаточно разнообразны.

Первые официальные вакуумметры

Потребность в создании таких приборов возникла еще с тех времен, как только были прекращены все споры о существовании вакуума. Вскоре после того, как было определено, что такое явление как пустота (от лат. vacuus − пустой) имеет определенные физические свойства, актуальным стал вопрос об измерении давления в нем.

Первоначально таким прибором для измерения давления стал U-образный вакуумметр, изобретенный Леонардо да Винчи. Он первый применил так называемую пьезометрическую трубку, с помощью которой произвел измерение напора воды в трубопроводе. Однако из-за позднего опубликования его труда под названием «Движение и измерение воды» принято считать, что первым, кто создал жидкостный вариант, стал другой итальянский ученый, известный ученик Галилея, Эванджелиста Торричелли. А официальной датой изобретения вакуумметра является 1643 год.

Говоря о U-образных моделях, нужно отметить их значительный недостаток. Точность U-образных вакуумметров ограничена точностью измерения разницы уровней самой ртути. Из-за этого недостатка не представляется возможным превысить точность измерений больше, чем 0,1 мм. рт. ст, а также измерить давление, находящееся в пределах ниже, чем 10 Па.

Виды вакууметров

Рассуждения о существовании вакуума появились еще в VI веке до н.э. И за столь огромный временной промежуток было создано большое количество приборов, позволяющих измерить его давление.

Так как вакуум может образовываться в различной среде, то вакуумметры, в зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей, делятся на следующие виды: механические, тепловые, магнитные, жидкостные, радиометрические, вязкостные, электроразрядные, ионизационные и целый ряд других. Если существует потребность измерить напор в достаточно широком диапазоне, то в таком случае часто применяют сразу несколько вакуумметров разного типа.

Анализируя принцип действия всех упомянутых выше видов вакуумметров, нужно отдать должное внимание именно U-образному манометру, изобретенному Э. Торричелли. Все дело в том, что только благодаря этому изобретению возможно измерить давление напрямую, ведь все остальные приборы выполняют косвенное измерение и для определения давления необходимо производить ряд расчётов. Один из самых простых по конструкции и первых вакуумметров, является, по сути, наиболее точным в измерении давления.

Ситуация сегодня

На сегодняшний день отечественными учеными был разработан и сконструирован принципиально новый метод для измерения давления вакуума. Данный метод отличается от всех предыдущих классических способов тем, что дает возможность произвести замер давления в очень широком диапазоне (105 – 10-10 Па).

Сфера применения приборов для измерения давления ниже атмосферного очень разнообразна. Приборы могут применяться как в обычной школе при проведении лабораторных занятий, так и на крупных производствах. Именно поэтому учеными всего мира затрачиваются значительные средства на поиск оптимального решения по созданию абсолютно нового вакуумметра, позволяющего производить замеры давления с максимальной точностью.