Brevet FR2512203A1 — publié le 19830304

La présente invention est relative aux instruments du type baromètre à colonne de mercure, permettant d'amplifier et d'enregistrer les variations de pression atmosphérique. Sur tous les baromètres à colonne de mercure, la cuvette ou bulbe qui contient le liquide à l'air libre est fixe. La lecture des variations des hauteurs barométriques se fait sur la dénivellation du mercure ou du liquide surmontant le mercure. I1 est donc impossible d'enregiatrer les changements de pression atmosphérique avec les baromètres à mercure existants. De plus, quelque soit leur perfectionnement, ils ont l'inconvénient de posséder une échelle de lecture insuffisante ou d'avoir un mode de correction de dilatation de la chaleur compliqué. L'invention a l'avantage d'éliminer tous ces inconvénients. Elle a pour rôle essentiel de transformer un baromètre à mercure en véritable barographe de hauts précision sans aucun mécanisme qu'autre une cuvette mobile à cuve profonde équilibrée par la pression atmosphérique grEce à un piston à dépres sion et à une réaction d'Archimède. En outre la réaction d'Acrchimède qui s' exerce sur le mercure de la cuvette mobile permet à celle-ci grâce à une sec tion déterminée du tube de la colonne de mercure, soit de décupler, soit de cinq centupler l'échelle de lecture des variations barométreinques. Une varia tion de la hauteur barométrique de Imm donne un déplacement de la cuvette, soit de IOmm, soit de 500ii selon la dèmultiplication recherchée. Le troisième rôle de l'invention est de supprimer tous calculs et mani- pulations pour corriger les changents de hauteur dus aux variations de densité du mercure sous l'affet de la chalver. L'invention a pour particula rité d'auto-corriger les effets de la chaleur par les mobilisations automatiques de nercure qui s'effectuent entre les réservoirs. Tous ces caractéristiques de l'invention apparaîssent dans les figures annxées à la présente description. Le dispositif objet de l'inventioh (fig. 1, 2, 3) comporte selon une variante, un tube I de 133 cm environ de long (en verre ou en métal invar) plongeant dans une cuve profonde 2 de 55 cm environ de long en suspension. La cuve profonde est surmontée d'un piston à dépression 3 de I40 cm environ de long. Un index 7 ou un bras 8 lui est solidaire. Le tube communique à une ampoule 4 destinée à corriger les effets de la chaleur. En outre il sup porte par l'intermédiaire d'un support 5 une règle graduée 6 ou un tambour 9 à mécanisme d'horlogerie pour la fixation d'une feuille graphique pour l' enregistrement de la pression. La cuve profonde est prolongée à sa partie supérieure d'une cuvette droite afin que la surface S libre du mercure dans celle-ci soit égale à la surface S du mercure dans le vide barométrique du tube, de telle sorte que le rapport de déplacement des hauteurs du mercure soit égale à I. Pour le coulissement du piston, sa section S1 est légèrement inférieure à la section intérieure S du tube. La section a du tube est telle que lorsque il y a une variation de I mm de mercure, la cuvette monte ou descend de IO mm. Si la section du piston était égale à la section intérieure S du tube, la formule donnant la section s du tube serait: s = (S/10) ou s = 0,05 # 2S 0,05 étant la répartition de la différence barométrique égale à 0,1 cm dans la cuvette et le tube.Mais celle du piston étant inférieure à celle du tube, la formule devient: s = 2S (0,05 - h) ou - 2S est la surface totale du mercure libre dans la cuvette et le tube; #0,05 la répartition du mercure; - h l'excès de hauteur à supprimer sur la surface 2S + s ; En remplaçant h par sa valeur on a: S = 2S(0,05 - ## # ### #### Autre formule donnant s; s = ##### ou - I est l'amplitude en ou - o,1 SI la quantité de meroure équivalent au changement de pression égale à 0,1 cm de mercure sur la surface SI du piston. Ces deux formules mettent en évidance deux forces antagonistes: la diffúrence de pression atmosphérique qui agit sur le fond de la cuve et une réaction d'Archimède due aux variations du volume do mercure dans celle-ci par la plongée du tube. Il y a équilibre lorsque la pression totale qui règne sur la section Si du fond de la cuve est égale au poids total de cette dernière augmentée du poids" du mercure et de la réaction d'Achimède. Une autre variante de l'invention consiste à la réalisation d'un baromè tre à amplitude cinq centuplée. Le principe en est le même, quant à une réas- tion d'Achimède sur la cuve, obtenue par la plongée du tube de section s dè- terminée, de manière à ce que le volume du mercure déplacé par la dite section soit le même dans les conditions identiques, à savoir pour un changement de hauteur barométrique de =,1 cm. La réduction de la section a doit être 50 fois plus faible que pour un baromètre à amplitude décuplée, ce qui en prati- que est irréalisable. Le moyen pour la réalisation de eette variante consiste en un dispositif de compensation. Ce dispositif est un vase communiquant à syphon Io solidaire du tube.Le mercure est transféré du vase à la cuvette et au tube ou vice-versa selon que la cuve dascend ou monte. Le vase jouant le rôle inverse de celui de la section du tube, la formule pour donner s'se- rait si la section du piston à dépression était égale à la section intérieure du tube: Nais la section du piston étant inférieure à celle du tube, la formule donnant s1 devient: La baromètre à amplitude cinq centuplée nécessite un réajustement à cha que écart de pression barométrique de =,1 on de mercure, d'un poids égal à 0,1 SI # I3,596 soit manuel soit automatique.La source d'énergie peut être un deuxième baromètre à piston à dépresion ou un moyen électromécanique. La figure * illustre ce moyen de l'invention, avec le graphique qu'il produit. Ce moyen électromécanique est un piston Il adjusté à la partie inférieure du vase et actionné par un moteur I2 du genre essuie glace à double sens de rotation, alimenté par un accumulateur I3. L'arbre du moteur reçoit un pignon qui s'engrenne dans la crémaillère qui prolonge le piston. La mercure amène le courant j'usqu'aus contacts 14 situés sur le bras fixé sur la cuvette. Le circuit se ferme lorsqu'Un des contacts touche l'un des deux autres contacts situés légèrement en deça et au-delà de la course de la cuve afin de ne pas rendre cette dernière folle. Les posd bilités de l'invention concernent le domaine scientifique, comme le secteur météorologie et celui de la sismographie pour qui, la détection des moindres fluctuations de pression sont capables éventuellement, d'apporter de précieuses indications en matière de prévision. L'invention ayant la particularité d'être un moteur actionné par les différences de pression atmosphérique, elle peut servir à remonter des poids de pendules. Son application intéresse. donc aussi l'industrie comme l'horlogerie. REVENDICATIONS I. Baromètre à colonne de mercure enregistreur à amplitude décuplée ou cinq centuplée et à auto-correction de la dilatation, permettent de connaitre avec haute précision les plus infimes variations de pression atmosphérique, caractérisé par le fait qu'il comporte une cuvette mobile prolongée par une cuve profonde solidaire d'un piston à dépression qui aboutit dans le vide barométrique du tube de la colonne à mercure. 2. Baromètre à mercure selon la revendication I, caractérisé par le fait que la cuve est soumise à une force pressante atmosphérique opposée à la force de pesanteur, obtenue par un piston à dépr ssion. 3. Baromètre à mercure selon la revendication I ou 2, caractérisé par le fait que la cuve par ses déplacements verticaux subit des réactions d'Archimède grâce au mercure déplacé par la section du tube. 4. Baromètre à mercure selon I'une des revendications précédentes, carac térisé par le fait que le vase communiquant à syphon joue un rôle inverse à la section du tube: il augmente le contenu de la cuve lorsque la section du tube la diminue, ou vice-versa. Le volume de mercure mobilisé dans la cuve est égale au produit de la différence des sections par le déplacement de la cuve. 5. Baromètre à mercure selon l'une des revendications précédentes, carac térisé par le fait que lorsque la cuve par ses déplacements a mobilisé un poids de mercure égal à la différence de pression qui s'exerce sur le fond de la cuve, un équilibre s'établit. 6. Baromètre à mercure selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il constitue par les forces de pression opposées à celles de la pesanteur, un moteur pouvant servir à actionner une pendule en remontant automatiquement ses poids.