Sfrustrowany brakiem tanich analogowych mierników głębokości, postanowiłem stworzyć własny. Okazało się, że było to bardzo łatwe i daje znaczący wynik. Oto jak wykonać miernik typu kapilarnego, który jest względnie dokładny do 30 metrów (100 stóp) za około 1 $.

Przepraszamy za niską jakość obrazu. Mogę je kiedyś wymienić, ale myślę, że są wystarczająco dobre, aby zilustrować ten proces.

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: Materiały

Aby stworzyć miernik, pierwszą rzeczą, której będziesz potrzebować, jest rurka z atramentem z długopisu. Można użyć dowolnego innego cienkiego przezroczystego przewodu, ale użyłem długopisu z długopisem. Potrzebujesz takiego, który jest prosty, jasny i jak najdłuższy. Jego średnica powinna wynosić około 2 -3 milimetry (jedna dziesiąta cala), większe średnice nie będzie działać. Rura będzie rdzeniem głębokościomierza.

Następną rzeczą, której będziesz potrzebować, jest kawałek twardej płaskiej linijki, aby przykleić do niej wagę i rurkę. Będziesz także potrzebował trochę żywicy epoksydowej i / lub laminatora do klejenia i wodoodpornego nadruku, ale zalecam użycie obu. Prawdopodobnie będziesz potrzebować strzykawki, igły strzykawki i płynu do zapalniczek, aby oczyścić rurkę z atramentu.

Krok 2: Teoria

Uwaga: Pomiń tę część, jeśli nie interesuje Cię teoria działania i chcesz po prostu utworzyć miernik.

Miernik składa się z przezroczystej rurki z tworzywa sztucznego, której koniec został zamknięty i podziałki. Podczas nurkowania ciśnienie otaczającej wody ściska powietrze wewnątrz rury, obniżając jej objętość i pozwalając wodzie na wypełnienie reszty rury. Znając ilość powietrza i objętość wody wewnątrz rury, znamy ciśnienie otaczającej wody, które jest wprost proporcjonalne do głębokości. Dlatego możemy wykonać skalę pokazującą głębokość w zależności od długości kolumny powietrza.

prawo Boyle'a

stwierdza, że ​​objętość i ciśnienie są odwrotnie proporcjonalne. Oznacza to, że jeśli się podwoisz, drugi zmniejszy się o połowę. Więc przy ciśnieniu dwa razy większym niż atmosferyczne, objętość powietrza wewnątrz rury będzie równa połowie objętości na powierzchni. Ponieważ rura jest cylindryczna, objętość jest proporcjonalna do długości, więc nie musimy znać głośności, aby określić ciśnienie (jeśli długość połówek, objętość również będzie).

Jeśli więc wiemy, że ciśnienie atmosferyczne wynosi około 1 bar, wiemy również, że długość kolumny powietrza przy 2 barach będzie równa połowie pełnej długości rury. Przy 3 barach będzie to trzecia, po czwartej czwartej i tak dalej. Ale skąd wiemy, jaka presja odpowiada jakiej głębokości? Wiemy, że 1 bar to 100000 Pa lub 100000 N / m ^ 2. Newton w przybliżeniu odpowiada wadze wywieranej przez przedmiot o wadze 100g. Gęstość wody wynosi 1000 kg / m ^ 3. Dlatego sześcian wody z krawędziami o długości 1 metra ważyłby 1000 kg.

Chcemy wiedzieć, jak wysoki byłby kuboid wody o powierzchni jednego metra kwadratowego, aby ważyć 100000 niutonów lub 10000 kilogramów. Można sobie wyobrazić prostopadłościan jako stos sześcianów o metrowej krawędzi, ważących 1000 kg. Musisz ułożyć je w dziesiątkę, aby otrzymać prostopadłościan 10000 kilo. Tak więc na każde dziesięć metrów dostajesz dodatkowy pasek ciśnienia.

Aby uzyskać ciśnienie obserwowane na głębokości, należy dodać ciśnienie atmosferyczne 1 bara i 0,1 bara na metr - p = 1 + d / 10. Aby uzyskać długość słupa powietrza w rurze na tej głębokości, wystarczy podzielić długość rury przez ciśnienie.

Dla tych, którzy zastanawiają się, jak powietrze nie wydostaje się z rury, nie robi tego z powodu napięcia powierzchniowego wody. Jeśli jednak Twoja rura jest zbyt szeroka, wyjdzie i miernik będzie niemożliwy do użycia.

Krok 3: Przygotuj kapilarę

Aby przygotować kapilarę uzyskaną z długopisu, musisz najpierw wyjąć atrament. Robię to, wyciągając punkt i dmuchając w drugi koniec rury. Wypuść atrament w papierowym kubku lub coś, co później wyrzucisz. Uważaj, aby niczego nie plamić atramentem, ponieważ jest lepki i niewiarygodnie trudny do czyszczenia. Po wysadzeniu większości atramentu są szanse, że nie pozostanie ci czysta tuba. Oto jak udało mi się oczyścić mój: weź strzykawkę, wyjmij tłok, zamknij końcówkę palcem i wlej do niej trochę płynu do zapalniczek. Następnie włóż tłok i odwróć go do góry nogami. Wyciągnij z niego powietrze i włóż igłę. wbić igłę w rurkę na czystym końcu i opłukać kroplę po kropli płynem zapalniczki. Powtórzyć w razie potrzeby.

Po wyczyszczeniu probówki przepłucz ją wodą i pozostaw do wyschnięcia. Po wyschnięciu znajdź nieznaczne poszerzenie na jednym końcu tuby, gdzie było przymocowane do końcówki pióra i stop go zapalniczką, aby zamknąć ten koniec rurki. Upewnij się, że uszczelka jest szczelna, dmuchając w otwarty koniec, gdy zamknięty koniec jest zanurzony w wodzie i obserwuje, czy nie wydobywają się pęcherzyki powietrza. Zmierz swoją rurę teraz (od otworu do końca pustej części) tak precyzyjnie, jak tylko możesz, i jesteś gotowy na następny krok.

Krok 4: Make the Scale

Aby odczytać głębokość na swoim mierniku głębokości, potrzebujesz skali. Aby go utworzyć, możesz użyć narzędzia, które napisałem i wydrukowałem, lub obliczyć, gdzie umieścić znaki i zrobić je samodzielnie. Narzędzie znajduje się w załączniku.

Moje narzędzie nie jest zbyt potężne, ale myślę, że to całkiem oczywiste. Wypełnij formularz i naciśnij „Make scale”. Spowoduje to utworzenie pliku pdf w tym samym katalogu, w którym się znajduje. Warto zauważyć, że należy wprowadzić długość rury w milimetrach, a nie w calach. Jeśli zmierzysz swoją rurę w calach, pomnóż ją przez 25,4 i pozostaniesz z prawidłową długością w milimetrach.

Podczas drukowania skali bardzo ważne jest sprawdzenie okna dialogowego drukowania pod kątem skalowania. Dokument absolutnie nie powinien być skalowany, inaczej miernik głębokości nie będzie działał. Podczas drukowania skali sprawdź również, czy długość linii wydrukowanej w środku odpowiada długości zmierzonej rury.

Aby stworzyć własną skalę, wystarczy obliczyć, jak daleko powinien być znak od zamkniętego końca rury za pomocą wzoru: d = l / (D / 10 + 1), gdzie d jest odległością od zamkniętego końca rury do znak, l jest długością zamkniętej rury, a D jest głębokością w metrach.

Jeśli masz dostęp do laminatora, pamiętaj o laminowaniu wagi.

EDYCJA: Wygląda na to, że nie pozwalają mi tutaj przesłać pliku exe, więc umieściłem narzędzie w Dropbox. Oto link do pobrania:

Krok 5: Umieść wszystko razem

Wytnij kawałek plastikowej linijki nieco większej niż wydrukowana skala. Zetrzyj ślady. Używając żywicy epoksydowej lub czegoś podobnego, przyklej skalę do linijki. Nałożę warstwę żywicy również na skalę, co jest obowiązkowe, jeśli nie laminujesz swojej wagi. Po utwardzeniu żywicy przymocuj rurkę wzdłuż linii. Otwarty koniec powinien być wyrównany z górnym końcem linii. Używam kilku kropel super kleju, aby naprawić rurkę, a następnie nakładam żywicę epoksydową wzdłuż rury. Uważaj, aby nie dopuścić do przedostania się żywicy do wnętrza rury.

Krok 6: Użyj

Twój głębokościomierz jest teraz gotowy. Idź gdzieś na otwartej wodzie i spróbuj. Gdy nurkujesz, woda dostanie się do rury, ale tylko do pewnego poziomu. Ten poziom pokazuje głębokość, na której aktualnie się znajdujesz. Jeśli wynurzysz się z powierzchni, a wewnątrz jest jeszcze woda, po prostu ją potrząśnij. To normalne, że zdarza się to czasami, ale nie, jeśli w środku jest więcej niż kilka milimetrów wody. Jeśli dostaniesz dużo wody do rurki, wtedy rura jest zbyt gruba.