Was ist ein Differenzialmanometer?
Ein einfaches Differenzialmanometer besteht aus einem U-förmigen Glasrohr, in das eine inerte Flüssigkeit eingebracht wird. Wenn die beiden Arme der U-Form unterschiedlichen Drücken ausgesetzt werden, erreichen die Flüssigkeiten in ihren jeweiligen Rohren unterschiedliche Höhen. Die Druckänderung von einem Ort zum anderen kann durch den Höhenunterschied der Flüssigkeit in den beiden Armen bestimmt werden. Differenzialmanometer können von Geräten reichen, die für den Hausgebrauch einfach genug sind, bis hin zu elektronischen Geräten mit Computerchips und digitalen Anzeigen.
Wenn die Öffnungen an der Oberseite eines Differenzialmanometers dem gleichen Druck ausgesetzt sind, beispielsweise dem atmosphärischen Druck, sitzt die Flüssigkeit in den Armen auf gleichen Höhen. Wenn ein anderer Druck gemessen werden soll, beispielsweise der Luftdruck in einer Tauchflasche, drückt der Luftdruck in der Flasche die Flüssigkeit in dem Arm, an dem sie befestigt ist, nach unten, während die Flüssigkeit im gegenüberliegenden Arm steigt.
Zur Berechnung des Druckunterschieds zwischen der atmosphärischen Luft und der Tankluft wird der Unterschied zwischen der Höhe der Flüssigkeit in jedem Arm gemessen. Größere Druckunterschiede werden mit dichteren Flüssigkeiten wie Quecksilber gemessen, während geringere Druckunterschiede mit weniger dichten Flüssigkeiten wie Wasser erzielt werden können.
Wenn ein Wetterprognostiker von einem Luftdruck von so vielen Millimetern (mm) Quecksilber spricht, kann dies bedeuten, dass der Druckunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite eines Sturms das Quecksilber um diesen Betrag an einem Differenzialmanometerrohr hochdrückt. Zum Beispiel wird der atmosphärische Druck von 14,7 Pfund pro Quadratzoll (etwa 101 kPa) Quecksilber eine Röhre von 760 mm nach oben drücken, wohingegen Wasser 33 Fuß aufsteigen würde. Das Auge eines Hurrikans der Kategorie 5 bei 13,3 psi (etwa 93 kPa) drückt Quecksilber um 690 mm nach oben, aber das Wasser steigt um 29,8 Fuß an. Wasser steigt viel höher als das schwerere Quecksilber im Arm des U-förmigen Rohrs, und so wäre ein einfaches Manometer für Wasser viel größer als eines, das Quecksilber verwendet. Die Druckdifferenz kann gemessen werden, indem das Gewicht der Flüssigkeitssäule mit ihrer Höhenänderung multipliziert wird.
Ein tragbares Differenzialmanometer muss Quecksilber und andere Indikatorflüssigkeiten mit niedrigem Gefrierpunkt und hoher Dichte verwenden. Digitale Hand-Differenzialmanometer verfügen über zwei externe Ventile, die jeweils an eine Druckquelle angeschlossen werden können. Batteriebetriebene Digitalmanometer sind knopfaktiviert, um Messwerte in verschiedenen Formaten zu erzeugen. Über Kabel können tragbare Geräte an Computer angeschlossen werden, um die Ergebnisse zu konfigurieren und Berichte zu erstellen.