Frustriert von dem Mangel an billigen analogen Tiefenmessgeräten, habe ich beschlossen, meine eigenen zu machen. Es stellte sich heraus, dass dies sehr einfach war und ein nennenswertes Ergebnis liefert. So stellen Sie ein Kapillar-Messgerät her, das für etwa 1 US-Dollar bis zu 30 Meter (100 Fuß) relativ genau ist.

Entschuldigung für die schlechte Bildqualität. Ich kann sie eines Tages ersetzen, aber ich denke, dass diese gut genug sind, um den Prozess zu veranschaulichen.

Zubehör:

Schritt 1: Materialien

Für die Herstellung des Messgeräts benötigen Sie als Erstes eine Tintenpatrone mit einem Kugelschreiber. Sie können auch jedes andere dünne, durchsichtige Rohr verwenden, aber ich habe ein Kugelschreiberrohr verwendet. Sie brauchen eine, die klar, klar und so lang wie möglich ist. Sein Durchmesser sollte ungefähr 2 bis 3 Millimeter (ein Zehntel Zoll) betragen, größere Durchmesser wird nicht funktionieren. Das Rohr ist der Kern des Tiefenmessgeräts.

Das nächste, was Sie brauchen, ist ein Stück eines harten flachen Lineals, um Ihre Skala und Röhre daran zu kleben. Sie benötigen außerdem Epoxidharz und / oder einen Laminator, um die gedruckte Skala zu kleben und wasserfest zu machen. Ich empfehle jedoch, beide zu verwenden. Sie benötigen wahrscheinlich eine Spritze, eine Spritzennadel und etwas Feuerzeugflüssigkeit, um den Schlauch von der Tinte zu reinigen.

Schritt 2: Theorie

Hinweis: Überspringen Sie diesen Teil, wenn Sie nicht an der Betriebstheorie interessiert sind und nur die Lehre herstellen möchten.

Das Messgerät besteht aus einem durchsichtigen Kunststoffrohr mit geschlossenem Ende und einer Skala. Wenn Sie tauchen, komprimiert der umgebende Wasserdruck die Luft in der Röhre, verringert ihr Volumen und lässt Wasser den Rest der Röhre füllen. Indem wir wissen, wie sich das Luftvolumen und das Wasservolumen in der Röhre verhalten, kennen wir den Druck des umgebenden Wassers, der direkt proportional zur Tiefe ist. Daher können wir eine Skala erstellen, die die Tiefe in Abhängigkeit von der Länge der Luftsäule zeigt.

Boyles Gesetz

gibt an, dass Volumen und Druck umgekehrt proportional sind. Das heißt, wenn Sie eine verdoppeln, halbiert sich die andere. Bei einem Druck, der zweimal größer als der atmosphärische ist, beträgt das Luftvolumen im Rohr die Hälfte des Oberflächenvolumens. Da das Rohr zylindrisch ist, ist das Volumen proportional zur Länge, sodass wir das Volumen nicht kennen müssen, um den Druck zu bestimmen (wenn sich die Länge halbiert, wird das Volumen auch).

Wenn wir also wissen, dass der atmosphärische Druck ungefähr 1 bar beträgt, wissen wir auch, dass die Länge der Luftsäule bei 2 bar die Hälfte der gesamten Länge des Rohrs beträgt. Bei 3 bar ist es ein dritter, bei 4 ein vierter und so weiter. Aber woher wissen wir, welcher Druck welcher Tiefe entspricht? Nun, wir wissen, dass 1 bar 100000 Pa oder 100000 N / m ^ 2 ist. Ein Newton entspricht in etwa dem Gewicht eines Objekts mit einem Gewicht von 100 g. Die Wasserdichte beträgt 1000 kg / m ^ 3. Ein 1 Meter langer Wasserwürfel wiegt also 1000 Kilogramm.

Was wir wissen wollen, ist, wie hoch ein Quader Wasser mit einer Fläche von einem Quadratmeter sein muss, um 100000 Newton oder 10000 Kilogramm zu wiegen. Sie können sich diesen Quader als Stapel der 1000 kg schweren Meterwürfel vorstellen. Sie müssen sie zehn Mal stapeln, um einen 10000 Kilo schweren Quader zu erhalten. Sie erhalten also alle zehn Meter einen zusätzlichen Druck.

Um den Druck in der Tiefe zu messen, müssen Sie den atmosphärischen Druck von 1 bar und 0,1 bar pro Meter addieren - p = 1 + d / 10. Um die Länge der Luftsäule im Rohr in dieser Tiefe zu erhalten, dividieren Sie einfach die Länge des Rohrs durch den Druck.

Für diejenigen unter Ihnen, die sich fragen, wie Luft nicht aus der Röhre entweicht, ist dies aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers nicht der Fall. Wenn Ihre Röhre jedoch zu breit ist, kommt sie heraus und das Messgerät kann nicht verwendet werden.

Schritt 3: Bereiten Sie die Kapillare vor

Um die Kapillare vorzubereiten, die Sie mit dem Kugelschreiber erhalten haben, müssen Sie zuerst die Tinte herausholen. Ich nehme den Punkt heraus und blase das andere Ende der Röhre hinein. Blasen Sie die Tinte in einen Pappbecher oder etwas, das Sie danach wegwerfen. Achten Sie darauf, nichts mit der Tinte zu beflecken, da sie klebrig und unglaublich schwer zu reinigen ist. Nachdem Sie den größten Teil der Tinte ausgeblasen haben, haben Sie wahrscheinlich keinen sauberen Schlauch mehr. So konnte ich meine reinigen: Nehmen Sie eine Spritze, nehmen Sie den Kolben heraus, schließen Sie die Spitze mit Ihrem Finger und gießen Sie etwas Feuerzeugflüssigkeit hinein. Setzen Sie dann den Kolben wieder ein und drehen Sie ihn um. Holen Sie die Luft heraus und setzen Sie die Nadel auf. Führen Sie die Nadel am sauberen Ende in das Röhrchen ein und spülen Sie die Innenseite tropfenweise mit leichterer Flüssigkeit aus. Bei Bedarf wiederholen.

Nachdem Sie Ihr Rohr gereinigt haben, spülen Sie es mit Wasser aus und lassen Sie es trocknen. Stellen Sie nach dem Trocknen die leichte Verbreiterung an einem Ende des Röhrchens fest, an dem es früher an der Spitze Ihres Stifts befestigt war, und schmelzen Sie es mit einem Feuerzeug, um dieses Ende des Röhrchens zu schließen. Stellen Sie sicher, dass die Dichtung luftdicht ist, indem Sie das offene Ende einblasen, während das geschlossene Ende in Wasser eingetaucht ist, und beobachten, ob Blasen austreten. Messen Sie jetzt Ihren Schlauch (von der Öffnung bis zum Ende des hohlen Teils) so genau wie möglich und Sie sind bereit für den nächsten Schritt.

Schritt 4: Machen Sie die Waage

Zum Ablesen der Tiefe auf Ihrem Tiefenmesser benötigen Sie eine Skala. Um eine zu erstellen, können Sie entweder ein Dienstprogramm verwenden, das ich geschrieben und ausgedruckt habe, oder berechnen, wo die Markierungen platziert und selbst erstellt werden sollen. Das Dienstprogramm befindet sich im Anhang.

Mein Dienstprogramm ist nicht sehr leistungsfähig, aber ich denke, es ist ziemlich selbsterklärend. Füllen Sie das Formular aus und drücken Sie "Make scale". Es wird eine PDF-Datei in demselben Verzeichnis erstellt, in dem es sich befindet. Eine bemerkenswerte Sache ist, dass Sie die Rohrlänge in Millimetern und nicht in Zoll eingeben müssen. Wenn Sie Ihr Rohr in Zoll gemessen haben, multiplizieren Sie einfach die Länge mit 25,4 und Sie werden mit der korrekten Länge in Millimetern belassen.

Wenn Sie die Skala drucken, ist es von entscheidender Bedeutung, dass Sie den Druckdialog auf Skalierungen überprüfen. Das Dokument sollte auf keinen Fall skaliert werden, da sonst der Tiefenmesser nicht funktioniert. Überprüfen Sie beim Drucken der Skala auch, ob die Länge der in der Mitte gedruckten Linie mit der Länge der von Ihnen gemessenen Röhre übereinstimmt.

Um Ihre eigene Skala zu erstellen, berechnen Sie einfach, wie weit die Markierung vom geschlossenen Ende der Röhre entfernt sein soll, und zwar mit der Formel: d = l / (D / 10 + 1), wobei d der Abstand vom geschlossenen Ende der Röhre bis ist die Markierung, l ist die Länge des geschlossenen Rohrs und D ist die Tiefe in Metern.

Wenn Sie Zugang zu einem Laminator haben, laminieren Sie die Waage unbedingt.

BEARBEITEN: Es scheint, dass sie mir hier nicht erlauben, eine exe-Datei hochzuladen, also habe ich das Dienstprogramm auf dropbox gestellt. Hier ist der Download-Link:

Schritt 5: Setzen Sie alles zusammen

Schneiden Sie ein Stück Plastiklineal aus, das etwas größer ist als die Skala, die Sie gedruckt haben. Markierungen abschleifen. Kleben Sie die Skala mit Epoxidharz oder Ähnlichem auf das Lineal. Ich trage auch eine Schicht Harz über der Skala auf, was obligatorisch ist, wenn Sie Ihre Skala nicht laminiert haben. Nachdem das Harz ausgehärtet ist, befestigen Sie den Schlauch entlang der Linie. Das offene Ende sollte mit dem oberen Ende der Linie ausgerichtet sein. Ich benutze ein paar Tropfen Sekundenkleber, um den Schlauch zu fixieren, und trage dann Epoxidharz entlang des Schlauchs auf. Achten Sie darauf, dass kein Harz in das Rohr gelangt.

Schritt 6: Verwenden Sie

Ihr Tiefenmesser ist jetzt fertig. Gehe irgendwo ins offene Wasser und probiere es aus. Während des Tauchgangs tritt das Wasser in die Röhre ein, jedoch nur bis zu einem gewissen Grad. Diese Ebene zeigt Ihnen die Tiefe, in der Sie sich gerade befinden. Wenn Sie auftauchen und noch Wasser im Inneren ist, schütteln Sie es einfach aus. Manchmal ist das normal, aber nicht, wenn mehr als ein paar Millimeter Wasser darin sind. Wenn viel Wasser in die Röhre gelangt, ist die Röhre zu dick.