Frustré par le manque de profondimètres analogiques bon marché, j'ai décidé de fabriquer le mien. Il s’est avéré qu’il était très facile de le faire et donne un résultat appréciable. Alors, voici comment faire une jauge de type capillaire relativement précise jusqu’à 30 mètres (100 pieds) pour environ 1 $.

Désolé pour la mauvaise qualité d'image. Je les remplacerai peut-être un jour, mais je pense que cela suffit pour illustrer le processus.

Provisions:

Étape 1: matériaux

Pour fabriquer la jauge, la première chose dont vous aurez besoin est un tube encreur de stylo à bille. Vous pouvez utiliser n'importe quel autre morceau de mince tube transparent, mais j'ai utilisé un tube pour stylo à bille. Vous devez en avoir un qui soit droit, clair et aussi long que possible. Son diamètre devrait être d'environ 2 -3 millimètres (un dixième de pouce), diamètres plus grands ne fonctionnera pas. Le tube sera le noyau de la jauge de profondeur.

La prochaine chose dont vous aurez besoin est un morceau de règle dure et plate pour y coller votre balance et votre tube. Vous aurez également besoin d'un peu de résine époxy et / ou d'un laminateur pour coller et imperméabiliser la balance imprimée, mais je vous recommande d'utiliser les deux. Vous aurez probablement besoin d’une seringue, d’une aiguille et d’un peu de liquide pour nettoyer le tube de l’encre.

Étape 2: la théorie

Remarque: Ignorez cette partie si vous n'êtes pas intéressé par la théorie du fonctionnement et souhaitez simplement créer la jauge.

La jauge consiste en un tube en plastique transparent dont l'extrémité est fermée et une balance. Lorsque vous plongez, la pression de l'eau environnante comprime l'air à l'intérieur du tube, ce qui en diminue le volume et permet à l'eau de remplir le reste du tube. En connaissant le rapport entre le volume d’air et le volume d’eau à l’intérieur du tube, nous connaissons la pression de l’eau environnante qui est directement proportionnelle à la profondeur. Par conséquent, nous pouvons créer une échelle indiquant la profondeur en fonction de la longueur de la colonne d'air.

la loi de Boyle

indique que le volume et la pression sont inversement proportionnels. Cela signifie que si vous doublez l'un, l'autre réduira de moitié. Ainsi, à une pression deux fois supérieure à la pression atmosphérique, le volume d'air à l'intérieur du tube sera égal à la moitié du volume à la surface. Le tube étant cylindrique, le volume étant proportionnel à la longueur, il n’est pas nécessaire de connaître le volume pour déterminer la pression (si la longueur est réduite de moitié, le volume le sera également).

Donc, si nous savons que la pression atmosphérique est d'environ 1 bar, nous savons également que la longueur de la colonne d'air à 2 bars correspond à la moitié de la longueur du tube. À 3 bars, ce sera un tiers, à 4 heures du quart et ainsi de suite. Mais comment savoir quelle pression correspond à quelle profondeur? Eh bien, nous savons que 1 bar correspond à 100 000 Pa ou 100 000 N / m ^ 2. Un newton correspond à peu près au poids exercé par un objet pesant 100g. La densité de l'eau est de 1000 kg / m ^ 3. Par conséquent, un cube d'eau avec des bords d'un mètre de long pèserait 1000 kilos.

Ce que nous voulons savoir, c’est de la taille d’un cube d’eau d’un mètre carré qui pèsera 100 000 newtons ou 10 000 kilos. Vous pouvez imaginer ce cuboïde comme une pile de cubes de 1 mètre pesant 1 mètre. Vous devez les empiler dix pour obtenir un cuboïde de 10000 kilos. Donc, tous les dix mètres, vous obtenez une pression supplémentaire.

Donc, pour obtenir la pression observée à une profondeur, il faut ajouter la pression atmosphérique de 1 bar et 0,1 bar par mètre - p = 1 + j / 10. Pour obtenir la longueur de la colonne d'air dans le tube à cette profondeur, il suffit de diviser la longueur du tube par la pression.

Pour ceux d'entre vous qui se demandent comment l'air ne s'échappe pas du tube, il ne le fait pas à cause de la tension superficielle de l'eau. Cependant, si votre tube est trop large, il sortira et la jauge sera impossible à utiliser.

Étape 3: préparer le capillaire

Pour préparer le capillaire obtenu à l'aide du stylo à bille, vous devez d'abord extraire l'encre. Je le fais en prenant la pointe et en soufflant dans l’autre extrémité du tube. Soufflez l'encre dans un gobelet en papier ou quelque chose que vous jetterez après. Veillez à ne rien tacher avec l'encre, car elle est collante et incroyablement difficile à nettoyer. Une fois que vous avez fait fondre l'essentiel de l'encre, il est probable que vous ne restiez pas avec un tube propre. Voici comment j'ai réussi à nettoyer la mienne: prendre une seringue, sortir le piston, fermer l'embout avec votre doigt et verser un liquide plus léger à l'intérieur. Remettez ensuite le piston et retournez-le. Sortez l'air et mettez l'aiguille. insérer l'aiguille dans le tube à l'extrémité propre et rincer l'intérieur goutte à goutte avec un liquide plus léger. Répétez si nécessaire.

Après avoir nettoyé votre tube, rincez-le avec de l'eau et laissez-le sécher. Une fois sec, trouvez le léger élargissement sur une extrémité du tube où il était attaché à la pointe de votre stylo et faites-le fondre avec un briquet pour fermer cette extrémité du tube. Assurez-vous que le joint est étanche à l'air en insufflant de l'extrémité ouverte pendant que l'extrémité fermée est immergée dans de l'eau et en observant s'il y a des bulles qui sortent. Mesurez votre tube maintenant (de l'ouverture à la fin de la partie creuse) aussi précisément que possible et vous êtes prêt pour l'étape suivante.

Étape 4: Faites la balance

Pour lire la profondeur sur votre profondimètre, vous avez besoin d'une échelle. Pour en créer un, vous pouvez soit utiliser un utilitaire que j'ai écrit et l'imprimer, soit calculer où placer les marques et en créer un vous-même. L'utilitaire est dans la pièce jointe.

Mon utilitaire n'est pas très puissant, mais je pense que c'est assez explicite. Remplissez le formulaire et appuyez sur "Make scale". Cela créera un fichier pdf dans le même répertoire que celui-ci. Une chose à noter est que vous devez entrer la longueur du tube en millimètres, pas en pouces. Si vous avez mesuré votre tube en pouces, il vous suffit de multiplier la longueur par 25,4 pour obtenir la longueur correcte en millimètres.

Lorsque vous imprimez la balance, il est d’une importance cruciale de vérifier le dialogue d’impression pour toute mise à l’échelle. Le document ne doit absolument pas être mis à l'échelle, sinon la jauge de profondeur ne fonctionnera pas. Lorsque vous imprimez l'échelle, vérifiez également que la longueur de la ligne imprimée au centre correspond à la longueur du tube mesuré.

Pour créer votre propre échelle, calculez simplement à quelle distance la marque doit se trouver de l’extrémité fermée du tube à l’aide de la formule: d = l / (D / 10 + 1), où d est la distance entre l’extrémité fermée du tube et la marque, l est la longueur du tube fermé et D la profondeur en mètres.

Si vous avez accès à une plastifieuse, assurez-vous de plastifier la balance.

EDIT: Il semble qu’ils ne me permettent pas ici de télécharger un fichier exe, j’ai donc mis l’utilitaire sur Dropbox. Voici le lien de téléchargement:

Étape 5: Rassemblez tout

Coupez un morceau de règle en plastique légèrement plus grand que l’échelle que vous avez imprimée. Poncer les marques. En utilisant de la résine époxy ou quelque chose de similaire, collez la balance à la règle. J'applique également une couche de résine au-dessus de la balance, ce qui est obligatoire si vous ne plastifiez pas votre balance. Une fois la résine durcie, fixez le tube le long de la ligne. L'extrémité ouverte doit être alignée avec l'extrémité supérieure de la ligne. J'utilise quelques gouttes de colle pour obtenir le tube, puis j'applique de la résine époxy le long du tube. Veillez à ne pas laisser de résine dans le tube.

Étape 6: Utiliser

Votre jauge de profondeur est maintenant prête. Allez quelque part en eau libre et essayez-le. Lorsque vous plongez, l’eau pénétrera dans le tube, mais jusqu’à un certain niveau. Ce niveau vous indique la profondeur à laquelle vous vous trouvez actuellement. Si vous faites surface et qu'il y a encore de l'eau à l'intérieur, secouez-le. C'est normal que cela se produise parfois, mais pas s'il y a plus de quelques millimètres d'eau à l'intérieur. Si vous faites entrer beaucoup d’eau dans le tube, celui-ci est trop épais.