Manometer
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LoslegenSynonym: Druckmessgerät
Englisch: pressure gauge, manometer
Definition
Ein Manometer ist ein Messgerät zur Bestimmung des Drucks von Gasen oder Flüssigkeiten. Je nach Bauart misst es den Druck gegenüber dem Umgebungsdruck, gegenüber einem Vakuum oder gegenüber einem zweiten Messdruck. Das Messverfahren wird als Manometrie bezeichnet.
Einteilung
...nach Bezugsdruck
Abhängig vom verwendeten Referenzdruck werden folgende Messarten unterschieden:
| Messart | Bezugsdruck | Messgröße |
|---|---|---|
| Relativdruckmessung | Umgebungsdruck | Differenz zwischen Messdruck und Umgebungsdruck; positive und negative Werte sind möglich |
| Absolutdruckmessung | Ideales Vakuum | Druck bezogen auf den absoluten Drucknullpunkt |
| Differenzdruckmessung | Zweiter Messdruck | Druckdifferenz zwischen zwei Messstellen |
Der angezeigte Messwert ist nur zusammen mit dem jeweiligen Druckbezug eindeutig interpretierbar.[1]
...nach Messprinzip
Manometer lassen sich nach der Art der Druckerfassung gliedern:
- Flüssigkeitsmanometer
- mechanische Manometer mit elastischem Messglied
- elektronische Manometer
Funktionsweise
Flüssigkeitsmanometer
Bei einem Flüssigkeitsmanometer wird der Druck durch die Höhe einer Flüssigkeitssäule bestimmt. Ein typisches Beispiel ist das U-Rohr-Manometer. Eine Druckdifferenz zwischen den beiden Schenkeln führt zu unterschiedlichen Flüssigkeitsständen.
Für eine ruhende Messflüssigkeit gilt bei vernachlässigbarer Dichte des darüberliegenden Gases:
Dabei bezeichnet:
- : Druckdifferenz
- : Dichte der Messflüssigkeit
- : Erdbeschleunigung
- : vertikaler Höhenunterschied der Flüssigkeitsspiegel
Ist ein Schenkel zur Umgebung offen, wird der Druck relativ zum Atmosphärendruck gemessen.[2]
Mechanische Manometer
Mechanische Manometer nutzen die druckabhängige Verformung eines elastischen Messglieds. Diese Bewegung wird über ein mechanisches Übertragungssystem auf einen Zeiger übertragen.
Gebräuchliche Bauformen sind:
- Rohrfedermanometer: Eine gebogene, im Querschnitt abgeflachte Rohrfeder verändert unter Druck ihre Krümmung.
- Plattenfedermanometer: Eine Membran wird durch die Druckdifferenz zwischen ihren beiden Seiten ausgelenkt.
- Kapselfedermanometer: Zwei miteinander verbundene Membranen bilden eine druckempfindliche Kapsel.
Die geeignete Bauform richtet sich unter anderem nach Messbereich und Eigenschaften des Messmediums.[1]
Elektronische Manometer
Elektronische Manometer erfassen den Druck mit einem Drucksensor. Die druckbedingte Veränderung einer elektrischen Messgröße wird in ein Drucksignal umgewandelt und digital angezeigt. Je nach Gerät können die Messwerte zusätzlich gespeichert oder kontinuierlich aufgezeichnet werden.
Einheiten
Die SI-Einheit des Drucks ist das Pascal (Pa). In der Medizin werden daneben insbesondere mmHg und cmH2O verwendet. In technischen Anwendungen sind Bar und Millibar gebräuchlich.
Wichtige Umrechnungen sind:
| Einheit | Entsprechung |
|---|---|
| 1 Pa | 1 N/m2 |
| 1 bar | 100.000 Pa |
| 1 mbar | 100 Pa |
| 1 mmHg | ca. 133,3 Pa |
| 1 cmH2O | ca. 98,1 Pa |
Die Angabe einer Flüssigkeitssäule als Einheit bedeutet nicht, dass das Messgerät tatsächlich mit dieser Flüssigkeit arbeitet.
Medizinische Anwendungen
Manometer werden zur Messung physiologischer Drücke und zur Kontrolle medizinischer Geräte eingesetzt. Beispiele sind:
- Blutdruckmessung: Das Manometer eines manuellen Sphygmomanometers zeigt den Druck in der Blutdruckmanschette an. Der arterielle Blutdruck wird daraus in Verbindung mit weiteren Beobachtungen, beispielsweise den Korotkow-Geräuschen, bestimmt.[3]
- Cuffdruckmessung: Ein Cuffdruckmanometer dient zur Kontrolle des Drucks in der aufblasbaren Manschette eines Endotrachealtubus oder einer Trachealkanüle.[4]
- Liquordruckmessung: Bei einer Lumbalpunktion kann der Druck im Liquorraum mithilfe eines angeschlossenen Steigrohrs bestimmt werden.[5]
Quellen
- ↑ 1,0 1,1 WIKA: Pressure gauges: Working principle and application. Technische Information IN 00.01.
- ↑ OpenStax: University Physics Volume 1: Measuring Pressure.
- ↑ Welch Allyn: Non-Automated Sphygmomanometer: Directions for Use.
- ↑ VBM Medizintechnik: SENSITIVE Cuff Pressure Gauge: Gebrauchsanweisung.
- ↑ Clinical Methods: Cerebrospinal Fluid. NCBI Bookshelf.