Druk Omvormer
Druk — van pascal en psi tot atmosfeer en torr
Begrijp druk in weer, hydraulica, luchtvaart, vacuümsystemen en geneeskunde. Converteer vol vertrouwen tussen Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg en meer.
Grondbeginselen van druk
Hydrostatica
Vloeistofkolommen creëren een druk die evenredig is met de diepte en de dichtheid.
- p = ρ g h
- Water: ~9,81 kPa per meter
- 1 bar ≈ 10 m waterkolom
Atmosferische druk
Het weer gebruikt hPa (hetzelfde als mbar). De standaard op zeeniveau is 1013,25 hPa.
- 1 atm = 101,325 kPa
- Lage druk → stormen
- Hoge druk → mooi weer
Manometer vs. absolute druk
Manometerdruk (achtervoegsel 'g') meet ten opzichte van de omgeving. Absolute druk (achtervoegsel 'a') meet ten opzichte van vacuüm.
- Absoluut = Manometer + Atmosferisch
- Op zeeniveau: voeg ~101,325 kPa (14,7 psi) toe
- Hoogte verandert de atmosferische basislijn
- Gebruik kPa/hPa voor het weer, bar voor techniek, psi voor banden
- Specificeer manometer versus absoluut om grote fouten te voorkomen
- Converteer via pascal (Pa) voor duidelijkheid
Geheugensteuntjes
Snel hoofdrekenen
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa precies. Verplaats de komma gewoon 2 plaatsen.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Vermenigvuldig met 7 voor een ruwe schatting.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. De standaardatmosfeer ligt dicht bij 1 bar.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Elke mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29,92 inHg = 1013 hPa (standaard). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Waterkolom
1 meter H₂O ≈ 10 kPa. Handig voor berekeningen van de hydraulische opvoerhoogte.
Visuele drukverwijzingen
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Zeeniveau | 1013 hPa (1 atm) | Uw basislijn - standaard atmosferische druk |
| Autoband | 32 psi (2,2 bar) | Ongeveer 2× de atmosferische druk |
| Bergtop (3 km) | ~700 hPa | 30% minder luchtdruk dan op zeeniveau |
| Zware storm | 950 hPa | 6% onder normaal - brengt slecht weer |
| Duikfles (vol) | 200 bar | 200× de atmosferische druk - enorme compressie |
| Vacuümkamer | 10⁻⁶ Pa | Een biljoenste van de atmosfeer - bijna perfect vacuüm |
| Diepzee (10 km) | 1000 bar | 1000× de atmosferische druk - verpletterende diepten |
| Hogedrukreiniger | 2000 psi (138 bar) | 140× de atmosferische druk - industriële kracht |
Veelvoorkomende valkuilen
- Verwarring tussen manometer- en absolute drukFix: Specificeer altijd 'g' of 'a' (bijv. barg/bara, kPag/kPaa). Manometer = Absoluut - Atmosferisch.
- Verwarring tussen hPa en PaFix: 1 hPa = 100 Pa, niet 1 Pa. Hectopascal betekent 100 pascal.
- Aannemen dat mmHg ≡ TorrFix: Bijna, maar niet identiek: 1 torr = 1/760 atm precies; 1 mmHg ≈ 133,322 Pa (afhankelijk van de temperatuur).
- De hoogte negerenFix: De atmosferische druk daalt met ~12% per km. Conversies van manometerdruk vereisen de lokale atmosferische druk.
- Waterkolom zonder dichtheidFix: Druk = ρgh. Zuiver water bij 4°C ≠ zeewater ≠ heet water. Dichtheid is belangrijk!
- Het verkeerde vacuümmeterbereik gebruikenFix: Pirani werkt van 10⁵–10⁻¹ Pa, ionisatiemeter van 10⁻²–10⁻⁹ Pa. Gebruik buiten het bereik geeft valse metingen.
Snelle referentie
Manometer ↔ absoluut
Absoluut = Manometer + Atmosferisch
Op zeeniveau: voeg 101,325 kPa of 14,696 psi toe
- Pas de basislijn aan voor de hoogte
- Documenteer altijd welke schaal
Waterkolom
Waterkolom naar druk
- 1 mH₂O ≈ 9,80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Weerconversies
Hoogtemeterinstellingen
- 1013 hPa = 29,92 inHg
- 1 inHg ≈ 33,8639 hPa
Inleiding tot hoogtemeting
QNH • QFE • QNE
Ken uw referentie
- QNH: Druk op zeeniveau (stelt de hoogtemeter in op de veldhoogte)
- QFE: Druk op het veld (de hoogtemeter geeft 0 aan op het veld)
- QNE: Standaard 1013,25 hPa / 29,92 inHg (vliegniveaus)
Snelle berekening van druk-hoogte
Vuistregels
- ±1 inHg ≈ ∓1.000 ft aangegeven
- ±1 hPa ≈ ∓27 ft aangegeven
- Koude/warme lucht: dichtheidsfouten beïnvloeden de ware hoogte
Vacuüminstrumentatie
Pirani/thermisch
Meet de thermische geleidbaarheid van gas
- Bereik: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (ongeveer)
- Gasafhankelijk; kalibreer voor het gastype
- Uitstekend voor ruw tot laag vacuüm
Ionisatie/koude kathode
Ionisatiestroom versus druk
- Bereik: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Gevoelig voor vervuiling en gassoorten
- Gebruik met isolatie om te beschermen bij hoge druk
Capaciteitsmanometer
Absolute membraanuitwijking
- Hoge nauwkeurigheid; onafhankelijk van gas
- Bereiken beslaan ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
- Ideaal voor procesbeheersing
Veelvoorkomende fouten om te vermijden
- Verwarring tussen manometer-/absolute schalen (barg/bara, kPag/kPaa) bij het specificeren van apparatuur
- Aannemen dat mmHg ≡ torr onder alle omstandigheden (lichte definitieverschillen)
- Verwarring tussen hPa en Pa (1 hPa = 100 Pa, niet 1 Pa)
- De hoogte negeren bij het converteren van manometer ↔ absoluut
- Gebruik van waterkolomconversies zonder te corrigeren voor vloeistofdichtheid/temperatuur
- Een vacuümmeter buiten zijn nauwkeurige bereik gebruiken
Waar elke eenheid past
Luchtvaart & hoogtemeting
Hoogtemeters gebruiken inHg of hPa ingesteld op de lokale QNH; de druk beïnvloedt de aangegeven hoogte.
- 29,92 inHg = 1013 hPa standaard
- Hoge/lage druk verschuift de aangegeven hoogte
Geneeskunde
Bloeddruk gebruikt mmHg; ademhalings- en CPAP-apparatuur gebruikt cmH₂O.
- Typische bloeddruk 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O voor CPAP
Techniek & hydraulica
Procesapparatuur en hydraulica gebruiken vaak bar, MPa of psi.
- Hydraulische leidingen: tientallen tot honderden bar
- Drukvaten worden beoordeeld in bar/psi
Weer & klimaat
Weerkaarten tonen de druk op zeeniveau in hPa of mbar.
- Sterke lagedrukgebieden < 990 hPa
- Sterke hogedrukgebieden > 1030 hPa
Vacuüm & cleanrooms
Vacuümtechnologie gebruikt torr of Pa in ruw, hoog en ultrahoog vacuüm.
- Ruw vacuüm: ~10³–10⁵ Pa
- UHV: < 10⁻⁶ Pa
Drukvergelijking over toepassingen
| Toepassing | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Perfect vacuüm | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ultrahoog vacuüm | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Hoog vacuüm (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Laag vacuüm (ruw) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Atmosfeer op zeeniveau | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Autoband (typisch) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Fietsband (race) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Hogedrukreiniger | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| Duikfles (vol) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| Hydraulische pers | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| Diepzee (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Diamant-aambeeldcel | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Vacuüm- en drukbereiken
| Bereik | Ongeveer Pa | Voorbeelden |
|---|---|---|
| Atmosferisch | ~101 kPa | Lucht op zeeniveau |
| Hoge druk (industrieel) | > 1 MPa | Hydraulica, vaten |
| Ruw vacuüm | 10³–10⁵ Pa | Pompen, ontgassen |
| Hoog vacuüm | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, depositie |
| Ultrahoog vacuüm | < 10⁻⁶ Pa | Oppervlaktewetenschap |
Hoe conversies werken
- kPa × 1000 → Pa; Pa ÷ 1000 → kPa
- bar × 100,000 → Pa; Pa ÷ 100,000 → bar
- psi × 6,89476 → kPa; kPa ÷ 6,89476 → psi
- mmHg × 133,322 → Pa; inHg × 3,386.39 → Pa
Veelvoorkomende conversies
| Van | Naar | Factor | Voorbeeld |
|---|---|---|---|
| bar | kPa | × 100 | 2 bar = 200 kPa |
| psi | kPa | × 6.89476 | 30 psi ≈ 206,8 kPa |
| atm | kPa | × 101.325 | 1 atm = 101,325 kPa |
| mmHg | kPa | × 0.133322 | 760 mmHg ≈ 101,325 kPa |
| inHg | hPa | × 33.8639 | 29,92 inHg ≈ 1013 hPa |
| cmH₂O | Pa | × 98.0665 | 10 cmH₂O ≈ 981 Pa |
Snelle voorbeelden
Dagelijkse benchmarks
| Ding | Typische druk | Notities |
|---|---|---|
| Atmosfeer op zeeniveau | 1013 hPa | Standaarddag |
| Sterk hogedrukgebied | > 1030 hPa | Mooi weer |
| Sterk lagedrukgebied | < 990 hPa | Stormen |
| Autoband | 30–35 psi | ~2–2,4 bar |
| Hogedrukreiniger | 1.500–3.000 psi | Consumentenmodellen |
| Duikfles | 200–300 bar | Vuldruk |
Verbazingwekkende drukfeiten
Het mysterie van hPa versus mbar
1 hPa = 1 mbar precies — ze zijn hetzelfde! De meteorologie is overgestapt van mbar naar hPa voor SI-consistentie, maar ze zijn numeriek identiek.
Waarom mmHg in de geneeskunde?
Kwikmanometers waren meer dan 300 jaar de gouden standaard. Ondanks dat ze zijn uitgefaseerd vanwege toxiciteit, wordt de bloeddruk wereldwijd nog steeds gemeten in mmHg!
De halveringsregel van de hoogte
De atmosferische druk halveert ongeveer elke 5,5 km (18.000 ft) hoogte. Op de top van de Mount Everest (8,8 km) is de druk slechts 1/3 van die op zeeniveau!
De verpletterende kracht van de diepzee
In de Marianentrog (11 km diep) bereikt de druk 1.100 bar — genoeg om een mens onmiddellijk te verpletteren. Dat is alsof er 1.100 kg op elke vierkante centimeter zit!
Het vacuüm van de ruimte
De ruimte heeft een druk van ~10⁻¹⁷ Pa — dat is 100 miljoen biljoen keer minder dan de atmosfeer van de aarde. Je bloed zou letterlijk koken (bij lichaamstemperatuur)!
De paradox van de bandenspanning
Een autoband met 32 psi ondervindt eigenlijk 46,7 psi absolute druk (32 + 14,7 atmosferisch). We meten de manometerdruk omdat dat de 'extra' druk is die het werk doet!
Pascals bescheiden naamgenoot
De pascal (Pa) is vernoemd naar Blaise Pascal, die in 1648 het bestaan van atmosferische druk bewees door een barometer een berg op te dragen. Hij was toen pas 25 jaar oud!
De magie van de snelkookpan
Bij 1 bar (15 psi) boven de atmosferische druk kookt water bij 121°C in plaats van 100°C. Dit verkort de kooktijd met 70% — druk versnelt letterlijk de chemie!
Records & extremen
| Record | Druk | Notities |
|---|---|---|
| Hoogste druk op zeeniveau | > 1080 hPa | Siberische hogedrukgebieden (historisch) |
| Laagste druk op zeeniveau | ~870–880 hPa | Sterke tropische cyclonen |
| Diepzee (~11 km) | ~1.100 bar | Marianentrog |
Historische evolutie van drukmeting
1643
Geboorte van de barometer
Evangelista Torricelli vindt de kwikbarometer uit terwijl hij bestudeert waarom waterpompen water niet hoger dan 10 meter konden tillen. Creëert het eerste kunstmatige vacuüm en stelt mmHg vast als de eerste drukeenheid.
Bewees dat lucht gewicht en druk heeft, wat ons begrip van de atmosfeer revolutioneerde. De eenheid torr (1/760 atm) is ter ere van hem vernoemd.
1648
Pascals bergexperiment
Blaise Pascal (25 jaar) laat zijn zwager een barometer de Puy de Dôme op dragen, waarmee hij bewijst dat de atmosferische druk afneemt met de hoogte. Het kwik daalde van 760 mm naar 660 mm op de top.
Stelde de relatie vast tussen hoogte en druk, fundamenteel voor luchtvaart en meteorologie. De eenheid pascal (Pa) eert zijn werk.
1662
Ontdekking van de wet van Boyle
Robert Boyle ontdekt de omgekeerde relatie tussen druk en volume (PV = constant) met behulp van verbeterde vacuümpompen en een J-buisapparaat.
Basis van de gaswetten en thermodynamica. Maakte wetenschappelijk onderzoek mogelijk naar de relatie tussen druk en volume in ingesloten gassen.
1849
Uitvinding van de Bourdonbuis
Eugène Bourdon patenteert de Bourdonbuismeter—een gebogen metalen buis die onder druk recht wordt. Eenvoudig, robuust en nauwkeurig.
Verving breekbare kwikmanometers in industriële toepassingen. Is 175 jaar later nog steeds het meest voorkomende ontwerp van een mechanische drukmeter.
1913
Standaardisatie van de bar
De bar wordt officieel gedefinieerd als 10⁶ dyne/cm² (precies 100 kPa), gekozen om dicht bij de atmosferische druk te liggen voor het gemak.
Werd de standaard technische eenheid in heel Europa. 1 bar ≈ 1 atmosfeer maakte hoofdrekenen gemakkelijk voor ingenieurs.
1971
Pascal als SI-eenheid
De pascal (Pa = N/m²) wordt aangenomen als de officiële SI-eenheid voor druk, ter vervanging van de bar in wetenschappelijke contexten.
Verenigde de drukmeting met de krachteenheid van Newton. De bar blijft echter dominant in de techniek vanwege de handige schaal.
1980-1990
SI-transitie in de meteorologie
Weerdiensten wereldwijd schakelen over van millibar (mbar) naar hectopascal (hPa). Aangezien 1 mbar = 1 hPa precies, bleven alle historische gegevens geldig.
Pijnloze overgang naar SI-eenheden. De meeste weerkaarten tonen nu hPa, hoewel sommige luchtvaarttoepassingen nog steeds mbar of inHg gebruiken.
2000
MEMS-drukrevolutie
Micro-elektromechanische systemen (MEMS) maken kleine, goedkope, nauwkeurige druksensoren mogelijk. Te vinden in smartphones (barometer), auto's (bandenspanning) en wearables.
Democratiseerde de drukmeting. Uw smartphone kan hoogteverschillen van slechts 1 meter meten met behulp van de atmosferische druk.
Tips
- Specificeer altijd manometer (g) of absolute (a) druk
- Gebruik hPa voor het weer, kPa of bar voor techniek, psi voor banden
- Waterkolom: ~9,81 kPa per meter; handig voor ruwe controles
- Automatische wetenschappelijke notatie: Waarden < 1 µPa of > 1 GPa worden weergegeven in wetenschappelijke notatie voor de leesbaarheid
Eenhedencatalogus
Metrisch (SI)
| Eenheid | Symbool | Pascal | Notities |
|---|---|---|---|
| bar | bar | 100,000 | 100 kPa; handige technische eenheid. |
| kilopascal | kPa | 1,000 | 1.000 Pa; technische schaal. |
| megapascal | MPa | 1,000,000 | 1.000 kPa; hogedruksystemen. |
| millibar | mbar | 100 | Millibar; verouderde meteorologie (1 mbar = 1 hPa). |
| pascal | Pa | 1 | SI-basiseenheid (N/m²). |
| gigapascal | GPa | 1.000e+9 | 1.000 MPa; materiaalspanningen. |
| hectopascal | hPa | 100 | Hectopascal; hetzelfde als mbar; gebruikt in de meteorologie. |
Imperiaal / VS
| Eenheid | Symbool | Pascal | Notities |
|---|---|---|---|
| pond per vierkante inch | psi | 6,894.76 | Pond per vierkante inch; banden, hydraulica (kan manometer of absoluut zijn). |
| kilopond per vierkante inch | ksi | 6,894,760 | 1.000 psi; materiaal- en structurele specificaties. |
| pond per vierkante voet | psf | 47.8803 | Pond per vierkante voet; gebouwbelastingen. |
Atmosfeer
| Eenheid | Symbool | Pascal | Notities |
|---|---|---|---|
| atmosfeer (standaard) | atm | 101,325 | Standaardatmosfeer = 101,325 kPa. |
| atmosfeer (technisch) | at | 98,066.5 | Technische atmosfeer ≈ 98,0665 kPa. |
Kwik Kolom
| Eenheid | Symbool | Pascal | Notities |
|---|---|---|---|
| inch kwik | inHg | 3,386.39 | Inch kwik; luchtvaart en meteorologie. |
| millimeter kwik | mmHg | 133.322 | Millimeter kwik; geneeskunde en vacuüm. |
| torr | Torr | 133.322 | 1/760 van een atm ≈ 133,322 Pa. |
| centimeter kwik | cmHg | 1,333.22 | Centimeter kwik; minder gebruikelijk. |
Water Kolom
| Eenheid | Symbool | Pascal | Notities |
|---|---|---|---|
| centimeter water | cmH₂O | 98.0665 | Centimeter waterkolom; ademhaling/CPAP. |
| voet water | ftH₂O | 2,989.07 | Voet waterkolom. |
| inch water | inH₂O | 249.089 | Inch waterkolom; ventilatie en HVAC. |
| meter water | mH₂O | 9,806.65 | Meter waterkolom; hydraulica. |
| millimeter water | mmH₂O | 9.80665 | Millimeter waterkolom. |
Wetenschappelijk / CGS
| Eenheid | Symbool | Pascal | Notities |
|---|---|---|---|
| barye | Ba | 0.1 | Barye; 0,1 Pa (CGS). |
| dyne per vierkante centimeter | dyn/cm² | 0.1 | Dyne per cm²; 0,1 Pa (CGS). |
| kilogram-kracht per vierkante centimeter | kgf/cm² | 98,066.5 | Kilogramkracht per cm² (niet-SI). |
| kilogram-kracht per vierkante meter | kgf/m² | 9.80665 | Kilogramkracht per m² (niet-SI). |
| kilogram-kracht per vierkante millimeter | kgf/mm² | 9,806,650 | Kilogramkracht per mm² (niet-SI). |
| kilonewton per vierkante meter | kN/m² | 1,000 | Kilonewton per m²; gelijk aan kPa. |
| meganewton per vierkante meter | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton per m²; gelijk aan MPa. |
| newton per vierkante meter | N/m² | 1 | Newton per m²; gelijk aan Pa (redundante vorm). |
| newton per vierkante millimeter | N/mm² | 1,000,000 | Newton per mm²; gelijk aan MPa. |
| ton-kracht per vierkante centimeter | tf/cm² | 98,066,500 | Tonkracht per cm² (niet-SI). |
| ton-kracht per vierkante meter | tf/m² | 9,806.65 | Tonkracht per m² (niet-SI). |
Veelgestelde vragen
Wanneer moet ik absolute versus manometerdruk gebruiken?
Gebruik absoluut voor thermodynamica/vacuüm; manometer voor praktische apparaatclassificaties. Label de eenheden altijd met het achtervoegsel 'a' of 'g' (bijv. bara versus barg, kPaa versus kPag).
Waarom gebruiken piloten inHg?
Verouderde hoogtemeterschalen zijn in inches kwik; veel landen gebruiken hPa (QNH).
Wat is torr?
1 torr is precies 1/760 van een standaardatmosfeer (≈133,322 Pa). Gebruikelijk in de vacuümtechnologie.
Volledige Gereedschapslijst
Alle 71 gereedschappen beschikbaar op UNITS