U-putki

U-putki (U-putkimanometri) on paine-eron mittauksessa käytetty mittalaite. Mittalaite on nimensä mukaisesti U-muotoinen putki, joka on täytetty nesteellä. Nestepintojen korkeuseron avulla U-putken eri haaroissa voidaan laskea paine-ero putken suiden välillä.

Teoria 

Paine-ero lasketaan kaavalla:

,

missä ρ on nesteen tiheys kyseisessä tilassa ja g on maan vetovoimakiihtyvyys.

Nesteenä U-putkessa käytetään yleisesti vettä pienille paine-eroille ja elohopeaa suurille paine-eroille. Kun maan vetovoiman kiihtyvyytenä käytetään arvoa 9,807 m/s² sekä veden tiheytenä 998 kg/m³ ja elohopean tiheytenä 13 534 kg/m³, saadaan nestepintojen eron funktiona seuraavat paine-erot:

Käytännön huomioita 

Vesitäytteisellä U-putkella voidaan mitata esimerkiksi rakennuksessa vallitsevaa ali- tai ylipainetta, joka usein on vain muutaman millin vesipatsaan suuruinen. Elohopeatäytteisellä U-putkella voidaan taas mitata esimerkiksi lähellä täydellistä tyhjiötä olevia paineita alle metrin mittaisella U-putkella. Jos sama halutaan tehdä vesitäytteisellä putkella, tarvitaan noin 10 metriä korkea, käytännössä hyvin hankala U-putki. Elohopeapatsaan korkeutta on yleisesti käytetty myös verenpaineen mittayksikkönä.

Perinteinen vaaitus vesiletkulla (rakennuksilla samojen tasokorkeuksien mittaus ja merkitseminen) on tavallaan käänteinen sovellus U-putkesta. Jos mitattavat tasot ovat saman ilmanpaineen vaikutuksessa, tiedetään, että letkun nestepintojen korkeusero on nolla – selkeämmin sanottuna vesipinnat ovat samassa tasossa. Näin voidaan siirtää haluttu tasopiste niin pitkälle kuin vain käytössä oleva vesiletku sallii.

Niin painemittauksessa kuin vaaituksessakin on käytännössä varmistettava, että mittausletku on täysin nesteen täyttämä, eikä letkussa ole tukoksia tai ilmakuplia.

Mittalaitteet