ความกดอากาศ (Atmospheric pressure) เกิดจากน้ำหนักของชั้นบรรยากาศที่กดทับลงมาจากด้านบน เมื่อเทียบกับแรงโน้มถ่วงที่ดึงลงด้านล่าง ยิ่งอยู่สูงขึ้นในชั้นบรรยากาศ ความกดอากาศก็จะยิ่งลดลง
เครื่องวัดความสูงทำงานโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศ เพื่อนำมาคำนวณระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลปานกลาง (Mean Sea Level) ทั้งในหน่วยฟุตหรือเมตร โดยเครื่องวัดความสูงที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือ แบบบารอมิตริก ภายในบรรจุห้องวัดที่ประกอบด้วยชุดเซลล์แอนิรอยด์ (Aneroid Cells) ที่ปิดผนึกและมีสุญญากาศอยู่ภายใน เซลล์แอนิรอยด์จะขยายและหดตัวตามการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศโดยรอบ เมื่อเครื่องบินลดระดับลง ความกดอากาศโดยรอบจะเพิ่มขึ้น ทำให้เซลล์ถูกบีบอัด ซึ่งจะแสดงผลเป็นค่าระดับความสูงที่ลดลง ในระหว่างการไต่ขึ้นสู่ระดับที่สูงขึ้น ความกดอากาศโดยรอบจะลดลง ทำให้เซลล์แอนิรอยด์ขยายตัว ซึ่งจะแสดงผลเป็นค่าระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ระบบนี้จะทำงานได้เฉพาะในอากาศยานที่ไม่มีห้องโดยสารแบบปรับความดันเท่านั้น เพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและให้การอ่านค่ามีความถูกต้อง เครื่องวัดความสูงจึงจำเป็นต้องได้รับการปรับเทียบกับค่าความกดอากาศที่ทราบแน่ชัดในขณะเครื่องขึ้นบิน เช่น ค่าความกดอากาศปัจจุบันที่ระดับน้ำทะเลปานกลาง
รูป: ภาพประกอบแสดงเครื่องวัดความสูงจากเครื่องบิน
- เซลล์แอนิรอยด์ (Aneroid Cells)
- หน้าต่างคอลส์แมน (Kollsman Window)
- ปุ่มปรับมาตราส่วนความกดอากาศแบบบารอมิตริก
การเปิดใช้งานเครื่องวัดความสูง
(ตำแหน่งเม็ดมะยมที่ 1)
คลายเกลียวเม็ดมะยมที่ตำแหน่ง 4 นาฬิกา ออกมาสู่ ตำแหน่งที่ 1 เพื่อเปิดใช้งานเครื่องวัดความสูง จะปรากฏวงแหวนสีแดง แสดงว่าเครื่องวัดความสูงกำลังใช้งานอยู่ สิ่งสำคัญ: ในขั้นตอนนี้ นาฬิกาจะไม่สามารถกันน้ำได้
การตั้งค่าเครื่องวัดความสูง (การตั้งค่าค่าอ้างอิง)
(ตำแหน่งเม็ดมะยมที่ 2)
ดึงเม็ดมะยมออกมาที่ ตำแหน่งที่ 2 และตั้งค่าเครื่องวัดความสูงโดยการหมุนเม็ดมะยม ซึ่งสามารถปรับได้หลายโหมด ตัวอย่างเช่น การหมุนเม็ดมะยมเพื่อเลื่อนตัวชี้สีเหลืองให้ตรงกับระดับความสูงที่คุณทราบอยู่แล้ว โหมดการตั้งค่าอีกแบบหนึ่งคือ การหมุนเม็ดมะยมจนกว่าค่าความกดอากาศอ้างอิง QNH (เช่น ค่าที่ได้รับจากหอควบคุมการบินของสนามบิน) จะตรงกับสัญลักษณ์สามเหลี่ยมสีแดงที่ตำแหน่ง 6 นาฬิกา บนกลางหน้าปัด เมื่อนั้นนาฬิกาจะแสดงทั้ง ระดับความสูงปัจจุบัน (ตัวชี้สีเหลือง) และ ค่าความกดอากาศจริง (ตัวชี้สีแดง)
การวัดระดับความสูง
(ตำแหน่งเม็ดมะยมที่ 1)
เมื่อทำการตั้งค่าเครื่องวัดความสูงแล้ว ให้ดันเม็ดมะยมกลับเข้าสู่ ตำแหน่งที่ 1 การเปลี่ยนแปลงของระดับความสูงจะแสดงโดยตัวชี้สีเหลือง ติดกับวงแหวนหน้าปัดด้านนอก ในสเกลตั้งแต่ 0 – 19,700 ฟุต หรือตั้งแต่ 0 – 6,000 เมตร (รุ่น 01 793 7775 87xx มีให้เลือกทั้งหน่วยฟุตและเมตร) ส่วนรุ่น Oris X BWD Limited Edition 01 793 7775 8724 มีเฉพาะสเกลหน่วยฟุตเท่านั้น สำหรับรุ่นก่อนหน้า Altimeter 01 733 7705 มาพร้อมสเกลตั้งแต่ 0 – 15,000 ฟุต หรือตั้งแต่ 0 – 4,500 เมตร (รุ่น 01 733 7705 มีให้เลือกทั้งหน่วยฟุตและเมตร)
กลับคืนสู่ตำแหน่งปกติ
(ตำแหน่งเม็ดมะยมที่ 0)
หากต้องการปิดใช้งานเครื่องวัดความสูงและกลับสู่ตำแหน่งปกติ ให้ขันเกลียวเม็ดมะยมกลับเข้าสู่ ตำแหน่งที่ 0 ซึ่งจะทำให้นาฬิกาถูกปิดผนึก และสามารถกลับมามีคุณสมบัติกันน้ำได้ลึกถึง 100 เมตรอีกครั้ง
นาฬิกา Oris ProPilot Altimeter สามารถกันน้ำได้ถึง 10 บาร์ / 100 เมตร ก็ต่อเมื่อเม็ดมะยมที่ตำแหน่ง 4 นาฬิกา อยู่ใน ตำแหน่งที่ 0 และถูกขันเกลียวแน่นสนิทเท่านั้น เมื่อเม็ดมะยมถูกคลายเกลียวออกไปที่ตำแหน่งที่ 1 หรือ 2 ตัวเรือนนาฬิกาจะเปิดเพื่อให้อากาศหมุนเวียนได้ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องวัดความสูงแบบบารอมิตริก ในตำแหน่งเม็ดมะยมที่ 1 และ 2 จะมีเพียง แผ่นเมมเบรน PTFE ทำหน้าที่ป้องกันความชื้นไม่ให้เข้าสู่ตัวเรือนนาฬิกา
Oris ProPilot Altimeter ไม่เพียงแสดงเวลาอย่างแม่นยำเท่านั้น แต่ยังแสดง ระดับความสูง และความกดอากาศ รวมถึงระดับความสูงที่เปลี่ยนแปลง และแนวโน้มสภาพอากาศได้อีกด้วย โดยการวัดค่าทั้งหมดของเครื่องวัดความสูงจะอิงตามค่าความกดอากาศบารอมิตริกสัมบูรณ์
เริ่มต้นที่ความกดอากาศ 1013.25 hPa ที่ระดับน้ำทะเล ความกดอากาศจะลดลงเหลือ 50% ที่ระดับความสูง 5,500 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล และลดลงเหลือเพียง 10% ที่ระดับความสูง 18,400 เมตร
ความสัมพันธ์ระหว่าง ความกดอากาศ และ ระดับความสูง เป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น เนื่องจากยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ อย่าง พลวัตของสภาพอากาศ อุณหภูมิ และ ค่าพารามิเตอร์อื่นๆ
ดังนั้น เครื่องวัดความสูงแบบบารอมิตริกจึงจำเป็นต้องมีส่วนประกอบสำหรับปรับสเกลระดับความสูง เพื่อชดเชยสภาวะที่เปลี่ยนแปลง
จนถึงปัจจุบัน การวัดระดับความสูงในอากาศยานยังคงอ้างอิงหลักการบารอมิตริก ซึ่งถูกคิดค้นและจดสิทธิบัตรโดย Lucien Vidie วิศวกรและนักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1844
หัวใจสำคัญของโมดูลเครื่องวัดระดับความสูงในนาฬิกา Oris ProPilot Altimeter คือ เซลล์แอนิรอยด์ ซึ่งเป็นกลไกเชิงกลล้วนและไม่ต้องบำรุงรักษา เพียงหมุนเข็มวัดระดับความสูง 1 รอบครึ่ง ก็สามารถแสดงค่าความสูงได้ตั้งแต่ 0 จนถึง 19,700 ฟุต หรือ 6,000 เมตร ตามเวอร์ชั่นหน้าปัดที่เลือก โดยมีความแม่นยำอยู่ที่ +/- 30 เมตร ขณะที่สเกลความกดอากาศถูกจัดวางในตำแหน่งระหว่าง สเกลวัดระดับความสูง และกลางหน้าปัด
หมายเหตุ: ห้องโดยสารของอากาศยานที่มีระบบปรับความดัน จะจำลองสภาพแวดล้อมที่มีระดับความสูงต่ำกว่าความสูงจริงที่เครื่องบินกำลังบินอยู่ เครื่องวัดระดับความสูงแบบบารอมิตริกทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์หรือแบบกลไก รวมถึงนาฬิกา Oris ProPilot Altimeter จะแสดงค่าความกดอากาศที่ถูกจำลองขึ้นเมื่ออยู่บนเครื่องบินพาณิชย์ ดังนั้น วิธีเดียวที่จะวัดระดับความสูงที่แท้จริงภายในห้องโดยสารที่มีการปรับความดันได้ คือการใช้เรดาร์ หรือ การระบุตำแหน่ง GPS ทั้งนี้ ควรใช้งานนาฬิกา Oris ProPilot Altimeter ในการบินเป็นเพียงเครื่องมือเสริมเท่านั้น