Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Zpátky do Evropy, zpátky k barům?

Tlak (p) je odvozená veličina. Je definován jako síla (F) působící kolmo na plochu (S): p = F/S. Hlavní jednotkou v soustavě SI, v níž se tlak udává, je pascal (Pa). Platí, že 1 Pa = N/m2 = m–1·kg·s–2. V technické praxi je ovšem pascal příliš malý, proto se používají jeho násobky, kilopascaly a megapascaly (kPa, MPa).

 
Pascal se používá pro absolutní tlak, přetlak (podtlak) i pro rozdíl dvou tlaků. Vždy tedy musí být uvedeno, o jaký tlak jde, popř. to musí být zjevné z kontextu.
 
Dříve se pro měření tlaku užívaly jiné jednotky. Ve fyzice a jiných přírodních vědách to byla fyzikální atmosféra (atm), definovaná jako normální tlak vzduchu při hladině moře. Pro převod na pascaly platí: 1 atm = 101 325 Pa (přesně). V technických oborech se vžila jiná definice tlaku a jiná jednotka – technická atmosféra (at), jež je definována jako hydrostatický tlak 10 m vodního sloupce v místě s normálním tíhovým zrychlením. Platí: 1 at = 98 066,5 Pa (přesně).
 
Technická a fyzikální atmosféra se tedy poněkud lišily, konkrétně 1 at = 0,967 84 atm.
 
V praxi byla rozlišována technická absolutní atmosféra (ata) a technická atmosféra přetlaku (atp). Technická absolutní atmosféra vyjadřovala absolutní tlak, kdežto technická atmosféra přetlaku přetlak proti atmosférickému tlaku. Tlak 0 atp tedy byl atmosférický tlak, přetlak vyjadřovaly kladné hodnoty, podtlak záporné hodnoty. Naproti tomu tlak 1 ata byl atmosférický tlak, hodnoty menší než jedna značily podtlak (vakuum), jednotky větší než jedna přetlak. Písmeno p se někdy
vynechávalo, písmena at zpravidla značila atmosféru přetlaku. Fyzikální atmosféra byla vždy absolutní, tedy normální atmosférický tlak byl přesně 1 atm.
 
Tyto jednotky ovšem nyní již není povoleno používat, pro měření tlaku se mohou používat výhradně jednotky pascal a jejich násobky. Tato změna nastala s přechodem na jednotky SI 1. ledna 1980 a v tehdejším Československu byla prosazována velmi rezolutně. Nutno ovšem uznat, že to byla změna k lepšímu. Od 1. ledna se tedy v Československu vyráběly
manometry a snímače tlaku výhradně se stupnicí v pascalech a jeho násobcích.
 
Kde se tu vzal bar? Jednotka bar je takový úkrok stranou – protože technici, kteří byli zvyklí na atmosféry, chtěli mít jednotku atmosféře co nejvíce podobnou, oblíbili si jednotku původně určenou pro měření atmosférického tlaku. Autorem této jednotky je britský meteorolog William Napier Shaw; zavedl ji už v roce 1909, ale mezinárodně byla uznána až v roce 1929. Její významnou výhodou je to, že v současné době má přesný a jednoduchý přepočet na pascaly: 1 bar = 0,1 MPa,
a odpovídá přibližně jedné atmosféře.
 
V Československu však tato jednotka příliš rozšířená nebyla (s výjimkou drážní dopravy), proto se od začátku přechodu k soustavě SI používal jako jediná povolená jednotka pascal. V západní Evropě tomu však bylo jinak – zde jsou bary velmi rozšířené a v technické praxi oblíbené. A protože Česká republika je součástí EU, vedla naše cesta „zpět do Evropy“ v tomto případě opravdu zpět, od pascalů k barům.
 
Je tedy bar v současnosti povolenou jednotkou? Ano, ale jen prozatím. Jeho používání v České republice povoluje vyhláška ministerstva průmyslu a obchodu 264/2000 Sb., o základních měřicích jednotkách a ostatních jednotkách a o jejich označování. Tato vyhláška je prováděcí vyhláškou zákona č. 5/1990 Sb., o metrologii (ve znění zákona č. 119/2000 Sb.). Bar je tu uveden jako zvláštní povolená jednotka, ve shodě s Mezinárodním úřadem pro míry a váhy, podobně jako litr nebo tuna, ovšem s poznámkou, že jeho používání, na rozdíl od litrů a tun, je povoleno jen dočasně. Termín oné dočasnosti ovšem stanoven není. Měření tlaku v barech je omezeno výhradně na tekutiny.
 
Bylo by tedy správné od barů, které jsme my vlastně nikdy plně nezavedli, rychle upustit a používat jen pascaly, protože jak je známo z historie, každá dočasnost, i když se to nezdá, jednou skončí, a tím, že bary ani nebudeme zavádět, si v budoucnu ušetříme mnoho starostí. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo, protože zbytek Evropy měří tlak tekutin téměř výhradně v barech. Například většina evropských technických norem používá bary a při překladu do češtiny je tato jednotka ponechávána. Příkladem mohou být normy ČSN EN 472, 837-1 a 837-3, které se věnují terminologii a požadavkům na snímače tlaku, jejich zkoušení a instalaci – všude uvádějí výlučně bary.
 
V Evropské unii je tedy používání jednotky bar dočasně povoleno a vzhledem k velkému rozšíření snímačů měřících v barech od nich Evropa asi hned tak neupustí. Jak je tomu mimo Evropu? V zemích, které přecházejí od anglosaských jednotek k metrickým, se používání jednotky bar buď nedoporučuje, nebo není povoleno. Je to pochopitelné, protože nemá smysl zavádět jednotku, která před sebou zřejmě nemá budoucnost. Používání baru jako jednotky tlaku zakazuje např. americký úřad pro standardizaci NIST a místo barů doporučuje kilopascaly a megapascaly. Podobně se k baru staví některé mezinárodní instituce: např. mezinárodní astronomická společnost IAU uvádí bar mezi jednotkami, „jejichž dalšího
používání je třeba se vyvarovat“.
 
V Evropě je tedy použití jednotky bar povoleno. Mohu tudíž pro svůj podnik nakoupit snímače tlaku, které měří v barech? Ne tak samozřejmě. Výrobní podniky mají zpracovaný řád podnikové metrologie, který je součástí dokumentace systému řízení kvality, a v něm je stanoveno, jaké jednotky se při technických měřeních v podniku mohou používat. Jde-li o český podnik, téměř s jistotou v něm bar uveden nebude.
 
Jak se k barům staví redakce časopisu Automa? Údaje tlaku v barech běžně přepočítáváme na pascaly; jestliže si to autor přeje, můžeme údaj v barech uvést v závorce. Podobně postupujeme v případě, že jsou v textu (např. u překládaných článků) použity anglosaské jednotky. Při čtení časopisu Automa tedy tabulku přepočtů jednotek tlaku (tab. 1) potřebovat nebudete.
Petr Bartošík
 
Tab. 1. Převodní tabulka vybraných jednotek tlaku
Jednotka Přepočet Poznámka
bar (bar) 1·105 Pa dočasně povolená jednotka
milibar (mbar) 1·102 Pa 1 mbar = 1 hPa; používá se v meteorologii
fyzikální atmosféra (atm) 101 325 Pa normální atmosférický tlak při hladině moře
technická atmosféra (at) 98 066 Pa hydrostatický tlak 10 m vodního sloupce za normálních podmínek a normálního tíhového zrychlení
kilopond na centimetr čtvereční (kp/cm2) 98 066 Pa rovná se jedné technické atmosféře
milimetr vodního sloupce (mmH2O) 9,806 6 Pa jednotka se používala zvláště ve vzduchotechnice a pro měření malých tlaků
torr, milimetr rtuťového sloupce (torr, mmHg) 133,32 Pa v některých zemích je tato jednotka povolená ve zdravotnictví pro měření krevního tlaku
libra na čtvereční palec (psi) 6 894,8 Pa pound per square inch; nejčastěji používaná jednotka pro měření tlaku v anglosaské soustavě jednotek
libra na čtvereční stopu (psf) 47,881 Pa pound per square foot; jednotka pro měření malých tlaků v anglosaské soustavě jednotek