Hypsometer
 
Een hypsometer is een meetinstrument om hoogte te meten. De werking berust op het feit dat het kookpunt van een vloeistof verandert naarmate de luchtdruk varieert. Op basis van deze luchtdruk kan dan een hoogte gegeven worden.

Het instrument bestaat uit een cilindrisch vat waarin een vloeistof - meestal water - wordt verwarmd. In de buitenkant van de buis kan de waterdamp circuleren, terwijl in het midden een nauwkeurige thermometer staat. Om tot de juiste hoogte te komen zijn tabellen nodig van kookpunt tegen luchtdruk, en dan van luchtdruk tegen de hoogte. "Hypsos" komt uit het Grieks en betekent stijging, hoogte.
 
Casella (Londen) Hypsometer (kookpuntthermometer voor hoogte)
 
Hypsometer van  André Koehne
 
(1)  Hypsometer Teylers Museum
 
Beschrijving
 
Het apparaat bestaat uit een cilindrische houder, bijvoorbeeld een glazen buis, waarin een vloeistof (meestal water) aan de kook wordt gebracht. Een thermokoppel meet continu de temperatuur van de vloeistof (niet de temperatuur van de damp). Om de hoogte van de plaats af te leiden als functie van de gemeten temperatuur, is het nodig om de relatie te kennen tussen kooktemperatuur en druk enerzijds, en de relatie tussen atmosferische druk en hoogte anderzijds2. De precisie van de drukmeting is direct gerelateerd aan de precisie van de temperatuurmeting en op lage hoogte is de vereiste precisie in de orde van een honderdste graad.

Andere vloeistoffen kunnen worden gebruikt, de meest voorkomende zijn ethanol en methanol. Een model van hypsometer werd ontwikkeld door het Amerikaanse leger in de late jaren 1950 met behulp van koolstofdisulfide (CS2) dat niet hoefde te worden verwarmd omdat de verdampingstemperatuur van de vloeistof lager was dan de omgevingstemperatuur, maar de nadelen van het gebruik van dit type vloeistof waren zijn gevaarlijkheid en zijn milieuproblemen. Het voordeel van deze hypsometer was dat hij nauwkeuriger was dan een traditionele Vidie-capsule, vooral bij een druk onder de 50 hPa (19.300 m).
 
Hypsometer schaal
 
Met een eenvoudige hypsometer op schaal kan de hoogte van een gebouw of boom worden gemeten door over een liniaal naar de basis en bovenkant van het te meten object te kijken,
wanneer de afstand van het object tot de waarnemer bekend is. Moderne hypsometers gebruiken een combinatie van laserafstandsmeter en clinometer om afstanden tot de boven- en onderkant van objecten te meten, en de hoek tussen de lijnen van de waarnemer naar elk om de hoogte te berekenen.
 
Nikon Foresters laser-afstandsmeter-hypsometer
 
Hypsometer schaal
 
Een voorbeeld van een dergelijke hypsometer met schaal wordt hier geïllustreerd en kan worden gezien als een kijkbuis, een vaste horizontale schaal en een verstelbare verticale schaal met daaraan bevestigd schietlood. Het werkingsprincipe van een dergelijke schaalhypsometer is gebaseerd op het idee van vergelijkbare driehoeken in de geometrie. Eerst wordt de verstelbare verticale schaal op een geschikte hoogte ingesteld. Vervolgens wordt, zoals in stap 1 in de afbeelding, een waarneming gemaakt op de bovenkant van het object waarvan de hoogte moet
worden bepaald, en de aflezing op de horizontale schaal, h ', geregistreerd. Berekening op basis van deze waarde geeft uiteindelijk de hoogte h, vanaf de ooglijn van de waarnemer tot de bovenkant van het object waarvan de hoogte moet worden bepaald.
 
Op dezelfde manier als in stap 2 van de illustratie wordt een waarneming gemaakt op de basis van het object waarvan de hoogte moet worden bepaald, en wordt de aflezing op de horizontale schaal, d ', geregistreerd. Berekening op basis van deze waarde geeft uiteindelijk de afstand van de basis van het object tot de ooglijn van de waarnemer. Ten slotte moet de afstand x van de waarnemer tot het object worden gemeten.
 
Kijkend naar de geometrie van stap 1 resulteert in schets a: twee rechthoekige driehoeken, hier weergegeven met dezelfde kleine hoeken in geel. Vervolgens zien we in schets b dat de twee driehoeken identieke hoeken hebben - elk heeft een rechte hoek, dezelfde kleine hoek weergegeven in geel en dezelfde grotere hoek weergegeven in oranje. Daarom zien we in schets c dat
door gebruik te maken van het principe van gelijkaardige driehoeken, aangezien elke driehoek identieke hoeken heeft, de zijden in verhouding zullen zijn: x de afstand tot het object in
verhouding tot x ', de hoogte ingesteld op de verticale schaal van de hypsometer, en h de hoogte van het object boven de ooglijn van de waarnemer in verhouding tot h ', de aflezing van de horizontale schaal van de hypsometer.
 
Gegeven dat Tan (kleine gele hoek) = tegenoverliggende zijde / aangrenzende zijde, dus Tan (kleine gele hoek) = h / x = h '/ x'. Daarom h = h'x / x '.
 
Evenzo resulteert de geometrie van stap 2 in schets d: twee rechthoekige driehoeken. Vervolgens zien we in schets e dat de twee driehoeken weer identieke hoeken hebben - elk heeft een rechte hoek, dezelfde kleine hoek weergegeven in geel en dezelfde grotere hoek weergegeven in oranje. Daarom zien we in schets f dat door gebruik te maken van het principe van gelijkaardige driehoeken, aangezien elke driehoek identieke hoeken heeft, de zijden in verhouding zullen zijn: x de afstand tot het object in verhouding tot x ', de hoogte ingesteld op de verticale schaal van
de hypsometer, en d de diepte van het object onder de ooglijn van de waarnemer in verhouding tot d ', de aflezing van de horizontale schaal van de hypsometer.
 
Gegeven dat Tan (kleine hoek) = tegenoverliggende zijde / aangrenzende zijde, dus Tan (kleine hoek) = d / x = d '/ x'. Daarom d = d'x / x '.
 
De totale hoogte van het object is dus x (d '+ h') / x '
 
Hypsobarometer
Hypsobarometer
Luchtdruk (hPa) Temperatuur waterdamp (°C).
   960    98,49
   980    99,07
   1000    99,63
   1020    100,18
   1040    100,73
  De kooktemperatuur van een vloeistof is afhankelijk van de luchtdruk. Figuurlijk gesproken bemoeilijkt een hogere luchtdruk de overgang van een deeltje van de vloeibare naar de gasfase. H. bij hogere druk kookt de vloeistof bij hogere temperaturen, bij lagere druk dienovereenkomstig bij lagere temperaturen. Op de hypsobarometer wordt de temperatuur bij het kookpunt afgelezen en hieruit wordt de luchtdruk berekend. Als de bodemdruk bekend is, kan uit de kooktemperatuur het zeeniveau worden bepaald. Bij normale druk kookt water op zeeniveau bij 100 ° C.

De evenwichtstoestand tussen vloeibaar en gasvormig water wordt met een goede benadering beschreven door de Clausius-Clapeyron-vergelijking. Dit meetprincipe wordt beperkt door de lichte daling van de temperatuur van het
kookpunt per hPa van slechts 0,049 K. Dat betekent dat de temperatuurmeetschaal een zeer hoge resolutie moet
hebben (0,01 ° C tot 0,02 ° C).
Een bereik van 95–105 ° C is echter voldoende. [
 
Hypsothermometer
Hypsothermometer
Temperatuur (°C). Luchtdruk Hoogte
   82    384,4    5431 m
   84    416,3    4797 m
   86    450,3    4170 m
   88    486,6    3551 m
   90    525,4    2940 m
   92    566,7    2337 m
   94    610,7    1742 m
   96    657,4    1133 m
   98    707,2    573 m
   100    760,0    0 m
  Een hypsothermometer (Grieks; ook thermohypsometer, barothermometer, thermobarometer) is een apparaat voor barometrische hoogtemeting ontwikkeld door Daniel Gabriel Fahrenheit in 1724.

Het belangrijkste onderdeel van het apparaat is een thermometer, die alleen temperaturen tussen 80 en 101 ° C aangeeft, maar is opgedeeld in 1 / 1.000 graden. Zo kunnen duizendsten van een graad nog met enige zekerheid worden afgelezen.

Als men met dit instrument waar dan ook de temperatuur van waterdamp bepaalt, die wordt gevormd door kokend
water in een open vat, dan verkrijgt men de op het moment van waarneming heersende luchtdruk, aangezien de kooktemperatuur afhangt van de luchtdruk. Hiervoor voegt u een geschikt geconstrueerd kookvat toe aan de kookthermometer, beide vormen samen de hypsothermometer.

De tabel kan de relatie tussen de kooktemperatuur en de barometerstand illustreren:
 
Bronnen: Wikipedia-fr, Wikipedia-en, Wikipedia-de, (1) Teylers
  Categorieën: Meteorologische instrumenten I Weer A tot Z
 
web design florida