آشنایی با گیج فشار و انواع آن

با توجه به اهمیت اندازه گیری فشار در سیستم های صنعتی و پالایشگاهی، استفاده از تجهیزاتی مانند فشار سنج و ترانسمیترهای فشار می تواند نقش مهمی در کنترل سیستم ایفا کند.

گیج فشار یکی از ابزارهای پرکاربرد برای نمایش مقادیر فشار در صنایع مختلف است. فشارسنج ها را مانومتر و مانومتر نیز می نامند و در انواع دستی و دیجیتالی تولید می شوند.

مانومترها بر اساس تکنولوژی های مختلفی ساخته می شوند که انتخاب هر کدام به نوع تکنولوژی و کارایی آن بستگی دارد. مانومترها از مواد مختلفی ساخته می شوند: فولاد، برنج، آلومینیوم و غیره.

گیج فشار چیست و چگونه کار می کند؟

گیج فشار یا فشار سنج وسیله ای ویژه برای اندازه گیری فشار است که می توان از آن در سیستم های لوله کشی یا مخازن استفاده کرد و تغییرات فشار را در شرایط مختلف ردیابی کرد. در حقیقت این ابزار به عنوان یک فشار سنج عمل می کند که تغییرات فشار در محیط را از طریق حرکات دست روی صفحه یا اطلاعات دیجیتالی روی صفحه به اپراتور نشان می دهد.

ساده ترین و قدیمی ترین روش اندازه گیری فشار، استفاده از لوله بوردون است که در حال حاضر به عنوان پایه ای برای طراحی مانومتر استفاده می شود. در این دستگاه از لوله انعطاف پذیر استفاده می شود که عبور مایع از آن باعث تغییر موقعیت لوله و در نتیجه حرکت بازوی دستگاه می شود. سوزن در انتهای لوله قرار دارد و هنگامی که مایع پرفشار وارد لوله انعطاف پذیر می شود، لوله خم شده به سمت راست تغییر موقعیت می دهد و باعث می شود سوزن حرکت کند و فشار را نشان دهد.

البته امروزه سیستم های مختلفی برای اندازه گیری فشار تعریف شده است که در اندازه گیری فشار نیز کاربرد دارند; بنابراین طبیعی است که با مدل های مختلفی از این دستگاه ها مواجه شویم که هر کدام روش خاص خود را دارند. اما در نهایت حقیقت این است که همه آنها تأثیر یکسانی دارند و تأثیرات شناخته شده استرس و تغییرات بسیار کوچک و ناچیز است.

گیج فشاری که با استفاده از مکانیزم مکانیکی لوله یا دیافراگم بوردون و در برخی موارد المان دم، با تغییر حالت عنصر اندازه گیری در اثر فشار و ارسال این تغییر حالت به یک سوزن مدرج با توجه به فشار. روی صفحه نمایش فقط مقادیر فشار را در محدوده وسیعی حتی تا 1000 بار اندازه گیری می کند. سنسورهای فشار معمولاً فشار گاز یا مایع را اندازه گیری می کنند.

واحد فشار:

فشار به واحدهای مختلفی بیان می شود. واحد استاندارد دستگاه SI ما پاسکال است. یک پاسکال برابر با یک نیوتن نیرویی است که به یک متر مربع فضای فیزیکی وارد می شود. بهترین واحدی که می تواند به عنوان مرجع برای واحدهای دیگر مورد استفاده قرار گیرد اتمسفر است که به عنوان میانگین فشار هوا در سطح دریا تعریف می شود. آنها همچنین در واحدهای bar، mbar، mmHg، psi، mmH2O بیان می شوند.

از آنجایی که پاسکال یک واحد کوچک فشار است، معمولاً از کیلوپاسکال (kpa) استفاده می کنند که برابر با 1000 پاسکال است. هر اتمسفر برابر با 100 کیلو پاسکال است. هواشناسان از واحد میلی بار استفاده می کنند که برابر با یک دهم پاسکال است. واحدهای فشار دیگر dyn/cm2 یا torr نامیده می شوند.

هنگام انتخاب گیج فشار آنالوگ مناسب، باید به موارد زیر توجه کنید:

محدوده مورد نظر فشار سنج

قطر صفحه مانومتر

نوع و اندازه رزوه گیج فشار

دقت گیج فشار

جنس گیج فشار معمولاً فولاد یا مس است

به صورت افقی یا عمودی (از پشت یا پشت متصل می شود) هنگام نصب فشار

انواع فشار سنج بسته به عملکرد

گفتیم روش اندازه گیری فشار با مانومتر متفاوت است. اما به طور کلی همگی بر اساس اصول به کار رفته در لوله بوردن ساخته می شوند و نتیجه اندازه گیری فشار در آنها یکسان است. اما مکانیزم به کار رفته در آنها می تواند در هنگام استفاده از فشرده سازی در محیط های مختلف موثر باشد و به همین دلیل شاهد مدل های مختلفی از آنها هستیم:

صفحه فشارسنج

فشار سنج دیجیتال

تست فشار سنج

فشار سنج روغن

مانومتر دیفرانسیل

فشار منفی

فشار سنج خلاء

گیج فشار دیافراگمی

فشار سنج اکسیژن

انواع مانومتر با توجه به نوع فشار

روش های مختلفی برای طبقه بندی اندازه گیری فشار وجود دارد. در این مقاله به بررسی انواع استرس با توجه به نوع استرس می پردازیم.

سنسورهای فشار می توانند بر اساس موارد زیر باشند:

محدوده اندازه گیری

دمای عملیاتی

نوع اندازه گیری فشار

طبقه بندی

با توجه به نوع فشار اندازه گیری شده توسط گیج فشار سنج ها را می توان به 5 دسته طبقه بندی کرد.

سنسور فشار مطلق

این طراحی سنسور فشار را با خلاء مطلق (0 psi) اندازه گیری می کند. فشار اتمسفر 101.325 KPa (یا 14.7 psi) نسبت به صفر در سطح دریا است.

سنسور فشار نسبی

این مدل سنسور اغلب برای اندازه گیری فشار استفاده می شود. این مدل را می توان برای اندازه گیری فشار در یک نقطه نسبت به فشار اتمسفر در نقطه دیگر کالیبره کرد. گیج فشار تایر نمونه ای از فشارسنج است.

هنگامی که فشار سنج تایر 0 psi را نشان می دهد، فشار تایر 14.7 psi است. یعنی همان فشار اتمسفر است.

سنسور فشار خلاء

این مدل حسگر برای اندازه گیری فشارهای زیر اتمسفر در یک سیستم استفاده می شود.

مرجع حسگر خلاء بسته به صنعت متفاوت است. فشار را می توان نسبت به فشار اتمسفر (به عنوان اندازه گیری فشار منفی در یک مانومتر) یا نسبت به فشار خلاء اندازه گیری کرد.

حس متفاوت اولویت ها

این مدل سنسور فشار برای اندازه گیری اختلاف فشار بین دو منبع مجزا یا دو قسمت مختلف از یک سیستم استفاده می شود.

به عنوان مثال، یک سنسور فشار دیفرانسیل می تواند برای اندازه گیری افت فشار در فیلتر روغن استفاده شود.

علاوه بر این، گیج فشار دیفرانسیل را می توان برای اندازه گیری میزان جریان یا سطح جریان در مخازن استفاده کرد.

سنسور فشار مهر و موم شده

این سنسور شبیه سنسور فشارسنج است و توسط سازنده برای اندازه گیری فشار سطح دریا از قبل کالیبره شده است.

روش مکانیکی اندازه گیری فشار

لوله سی بوردون

بوردون های فلزی و مارپیچی (HELIX و SPIRAL BOURDON TUBE)

دم

کپسول و دیافراگم

مانومتر