Jauge à mercure pour la détermination de la pression des gaz
On utilise depuis très longtemps déjà le principe de la jauge à mercure de Mac-Leod, pour déterminer la pression des gaz en dessous d'un millimètre Hg, c'est-àdire des fractions du millimètre.
L'inconvénient de ces appareils a toujours été le mécanisme de déplacement du mercure qui peut se faire de différentes manières, ces appareils sont en général assez compliqués, lourds, et mal pratique à déplacer. Il existe des appareils réversibles qui déplacent le mercure par simple rotation de l'appareil sur lui-même, soit les appareils de Moser et Meyer par exemple, qui sont cependant assez compliqués, fragiles et difficiles à manipuler et, d'une manière générale ne mesurent que des vides de l'ordre de 0,001 mm Hg.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet une jauge à mercure qui, dans certaines formes d'exécution, peut permettre de mesurer des pressions de l'ordre de 0,00001 mm Hg, par exemple.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution particulière de la jauge objet de l'invention.
Dans ce dessin, la fig. 1 représente ladite forme d'exécution en élévation,
la fig. 2 est une vue de côté de l'appareil,
la fig. 3 est une vue en élévation mais en coupe de l'appareil,
la fig. 4 est une vue en plan de la fig. 2, et
la fig. 5 est une vue de l'appareil monté sur un statif de bois (9) en position horizontale, soit avant la rotation pour la mesure.
Dans la fig. 1, L'appareil est en position verticale, soit après la rotation de 90 degrés sur son axe (8).
L'appareil représenté aux fig. 1 à 5 est formé en principe de deux récipients cylindriques dont les axes sont parallèles entre eux. Le grand cylindre (1) est en communication avec le petit cylindre (2) se trouvant en dessous par un tube capillaire (4), qui part de la base du cylindre (1) pour rejoindre le petit cylindre (2) sur le côté (7). Le cylindre (2) est en communication à son sommet avec un tube capillaire (3) de petite ouverture soit env, 1 à 2 mm de diamètre et fermé au sommet.
L'intérieur du cylindre (1) est en communication par un petit tube (5) coudé à l'équerre avec le filtre (12) et l'embouchure (13) qui doit être reliée avec la source à mesurer. Le filtre (12) est formé de poudre de verre agglomérée à chaud laissant passer le fluide mais arrêtant les poussières et les impuretés. A la fig. 5, la tige (10) sert à verrouiller le tube (6) pour maintenir l'appareil en position horizontale.
Pour effectuer une mesure de pression, la jauge doit être en position horizontale (fig. 5), le mercure occupe à ce moment moins de la moitié du volume du cylindre (1), son niveau est en dessous de l'ouverture du tube (4), le vide se fait par conséquent, dans le cylindre (2) et le tube capillaire (3). Pour la mesure on effectue une rotation de 90 degrés de la jauge sur son axe (8) (position fig. 1); la lecture de la pression se fait sur le capillaire (3), soit sur l'échelle (11).
La pression cherchée est alors égale à X = V P = mm Hg,
Dans cette formule v représente le volume du gaz enfermé dans le tube capillaire (3), p la pression sous laquelle se trouve ce gaz, V le volume total, égal à la somme des volumes du cylindre (2), du tube capillaire (3) et du tube de liaison (4) jusqu'à sa jonction avec le grand cylindre (1), soit V = v2 + VS + v4 d'où X =
p.v "'2+V8+ v4-v
Ainsi donc à titre d'exemple, en prenant les chiffres d'un appareil construit au laboratoire, le volume du tube capillaire (3) étant 1. 19 mm3, la pression lue sur
l'échelle (1) 1 mm Hg,
et le volume total V =
43351 mu3, la pression cherchée est donnée par X = 1,19.1 = Hg.
(43351-1,19)-
La pression p du gaz enfermé dans le tube capillaire
(3) a dans notre cas un point fixe soit le niveau évasé - A-C-B qui ne varie pas, la lecture des millimètres sur
le tube capillaire (3) donne donc directement la pres
sion du gaz enfermé, le volume insignifiant du tube ca
pillaire (3) par rapport à l'évasement A-C-B n'a
aucune influence sur le point fixe A-C-B.
Une tabelle fixée sur l'appareil donne pour chaque
mm lu sur le tube capillaire (3) la pression correspon
dante du vide effectif.
Mercury gauge for determining gas pressure
The principle of the Mac-Leod mercury gauge has been used for a very long time to determine the pressure of gases below a millimeter Hg, that is to say fractions of a millimeter.
The disadvantage of these devices has always been the mechanism for moving the mercury which can be done in different ways, these devices are generally quite complicated, heavy, and impractical to move. There are reversible devices which move the mercury by simply rotating the device on itself, such as the Moser and Meyer devices for example, which are however quite complicated, fragile and difficult to handle and, in general, do not measure voids of the order of 0.001 mm Hg.
The object of the invention is to remedy these drawbacks. Its object is a mercury gauge which, in certain embodiments, can make it possible to measure pressures of the order of 0.00001 mm Hg, for example.
The appended drawing represents, by way of example, a particular embodiment of the gauge which is the subject of the invention.
In this drawing, fig. 1 shows said embodiment in elevation,
fig. 2 is a side view of the device,
fig. 3 is an elevational view but in section of the device,
fig. 4 is a plan view of FIG. 2, and
fig. 5 is a view of the device mounted on a wooden stand (9) in a horizontal position, ie before the rotation for the measurement.
In fig. 1, The device is in vertical position, i.e. after rotating 90 degrees on its axis (8).
The apparatus shown in Figs. 1 to 5 is formed in principle of two cylindrical containers whose axes are parallel to each other. The large cylinder (1) is in communication with the small cylinder (2) located below by a capillary tube (4), which starts from the base of the cylinder (1) to join the small cylinder (2) on the side ( 7). The cylinder (2) is in communication at its top with a capillary tube (3) with a small opening, ie approx. 1 to 2 mm in diameter and closed at the top.
The interior of the cylinder (1) is in communication by a small tube (5) angled at right angles with the filter (12) and the mouthpiece (13) which must be connected with the source to be measured. The filter (12) is formed from hot agglomerated glass powder allowing the fluid to pass but stopping dust and impurities. In fig. 5, the rod (10) serves to lock the tube (6) to keep the device in a horizontal position.
To take a pressure measurement, the gauge must be in a horizontal position (fig. 5), the mercury occupies at this time less than half the volume of the cylinder (1), its level is below the opening of the tube ( 4), the vacuum is therefore created in the cylinder (2) and the capillary tube (3). For the measurement, rotate the gauge by 90 degrees on its axis (8) (position fig. 1); the pressure is read on the capillary (3), or on the scale (11).
The desired pressure is then equal to X = V P = mm Hg,
In this formula v represents the volume of the gas enclosed in the capillary tube (3), p the pressure under which this gas is found, V the total volume, equal to the sum of the volumes of the cylinder (2), of the capillary tube (3 ) and the connecting tube (4) up to its junction with the large cylinder (1), i.e. V = v2 + VS + v4 where X =
p.v "'2 + V8 + v4-v
So by way of example, taking the figures of an apparatus built in the laboratory, the volume of the capillary tube (3) being 1. 19 mm3, the pressure read on
the scale (1) 1 mm Hg,
and the total volume V =
43351 mu3, the desired pressure is given by X = 1,19.1 = Hg.
(43351-1.19) -
The pressure p of the gas trapped in the capillary tube
(3) has in our case a fixed point is the flared level - A-C-B which does not vary, the reading of the millimeters on
the capillary tube (3) therefore directly gives the pressure
pressure of the enclosed gas, the insignificant volume of the tube ca
pillar (3) in relation to the flare A-C-B has
no influence on the fixed point A-C-B.
A table fixed on the device gives for each
mm read on the capillary tube (3) the corresponding pressure
dante of the effective vacuum.