Rodzaje ciśnienia: ciśnienie absolutne, względne, różnicowe

Co to jest ciśnienie atmosferyczne?

Najważniejszym ciśnieniem dla życia na Ziemi jest ciśnienie atmosferyczne, pamb (amb = ambiens = otaczający). Powstaje ono wskutek wywierania na Ziemię nacisku przez otaczającą ją atmosferę, która rozciąga się do wysokości około 500 km. Ciśnienie atmosferyczne stopniowo maleje aż do tej wysokości, gdzie ciśnienie absolutne pabs = zero. Na ciśnienie atmosferyczne wpływają ponadto zjawiska pogodowe, o czym możemy się przekonać oglądając prognozę pogody. Na poziomie morza, ciśnienie atmosferyczne wynosi średnio 1013,25 hektopaskali (hpa), co odpowiada 1013,25 milibarów (mbar). Wartość ta może się wahać o około 5% w przypadku występowania cyklonów i antycyklonów.

Co to jest ciśnienie absolutne?

Najbardziej oczywistym punktem odniesienia jest ciśnienie zerowe, które istnieje w próżni kosmicznej. Ciśnienie określane względem próżni nazywamy ciśnieniem absolutnym. Dlatego w przypadku ciśnienia absolutnego zawsze mierzona jest różnica w stosunku do próżni idealnej. Oznacza to, że ciśnienie otoczenia, a tym samym czynniki zewnętrzne, takie jak pogoda lub wysokość nad poziomem morza, nie mają wpływu na pomiar ciśnienia. Dla wymaganego odróżnienia od innych rodzajów ciśnienia, jest on oznaczany indeksem "abs", który pochodzi od łacińskiego "absolutus", co oznacza oderwany, niezależny.

W przypadku wzoru na ciśnienie bezwzględne wymagane są parametry ciśnienia manometrycznego (pg) i ciśnienia atmosferycznego (patm). Wzór na ciśnienie absolutne jest następujący: pabs = pg + patm.

Czym jest ciśnienie manometryczne (ciśnienie względne)?

W przemyśle technologicznym najczęściej mierzy się ciśnienie różnicowe względem atmosferycznego, Pe (e = excedens = wykraczający). Jest to różnica pomiędzy ciśnieniem bezwzględnym pabs i właściwym (bezwzględnym) ciśnieniem atmosferycznym (pe = pabs - pamb); watość tę nazywamy także ciśnieniem manometrycznym. Ponieważ ciśnienie manometryczne nie mierzy różnicy względem próżni, lecz względem aktualnego ciśnienia otoczenia (ciśnienia atmosferycznego), pomiary ciśnienia zmieniają się pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak pogoda lub wysokość nad poziomem morza. Jeśli czujnik ciśnienia manometrycznego zostanie omyłkowo użyty w aplikacji, w której mierzy się ciśnienie bezwzględne, należy liczyć się z dodatkowymi błędami +/- 30 mbar wynikającymi ze zmian pogodowych oraz z błędami pomiarowymi do 200 mbar w przypadku zmiany lokalizacji, np. z poziomu morza na 2000 m.

Jeśli ciśnienie bezwzględne jest wyższe od atmosferycznego, wówczas występuje nadciśnienie. W przeciwnym wypadku mamy do czynienia z podciśnieniem.

Symbole “abs”, “amb” i “e” w podanych wzorach jasno określają punkt odniesienia danego ciśnienia. Dodaje się je do litery p, nie do symboli jednostek.

Co to jest ciśnienie różnicowe?

Różnica pomiędzy dwoma wartościami ciśnienia, p1 i p2, nazywana jest ciśnieniem różnicowym, Δp = p1 - p2. Jeśli różnica pomiędzy dwoma wartościami ciśnienia odpowiada mierzonej zmiennej, jest to właśnie ciśnienie różnicowe, p1,2.

W związku z tym, aby zmierzyć różnicę ciśnień, najpierw w przyrządzie pomiarowym (np. manometr różnicowy lub czujnik różnicy ciśnień) rejestrowane są dwa różne ciśnienia. Tylko wtedy, gdy zmierzone wartości różnią się od siebie, zostanie wskazana różnica ciśnień. Przykładami, w których wymagany jest pomiar różnicy ciśnień, są na przykład monitorowanie filtrów i pomiar poziomu w zamkniętych komorach.